試析礦山水工環地質勘察中的技術應用

王立林

（安徽省核工業勘查技術總院，安徽 蕪湖 241002）

礦產資源的開發本身就會對礦山周邊的環境產生一定的影響，在人類環保意識不斷上升的背景下，社會對礦山開發所產生的環境問題也越來越關注。將環境檢測與礦山開發前期的地質勘察工作聯系起來，能夠在明確礦山勘察研究內容的同時，減少在后續礦山開發過程中產生的環境問題。對礦山水工環地質勘察中的技術繼續擰分析，能夠通過對現有水工環地質勘察技術的優化，為勘察工作的開展提供一定的建議。

1 礦山水工環地質勘察工作

水工環地質勘察主要是基于水文地質、工程地質以及環境地質的角度，對區域內的地質環境進行勘察的工作。礦產資源的開發大部分需要依靠礦山來實現，礦產資源本身的不可再生性質和工業發展對礦產資源的大量需求之間存在著較大的矛盾問題，從節約資源和保護環境的角度來看，重視礦山開發的地質勘察工作，對節省用于礦山開發的人力物力資源，提高礦產資源的開發效率具有重要的作用[1]?？紤]到以往礦山開發過程中可能對環境造成的影響，在對礦山進行地質勘察的過程中增加水利勘察技術，能夠在勘察過程中兼顧礦山水文地質條件的影響，進一步減少在礦山開發中應用的各種資源和成本。

在開展水工環地質勘察工作的過程中，勘察人員不僅需要事先對勘察區域范圍的地質條件進行詳細的了解，還需要在完成勘察工作之后，將搜集到的信息進行整理分析，繪制成地質剖面圖以及各種用于礦山開發的圖文資料，便于后續礦山開發工作的開展（如圖1）。

圖1 某地水工環地質剖面圖

2 礦山水工環地質勘察中應用的技術

在現代化城市建設發展的過程中，越來越突出的環境問題不僅影響著人們的正常生活，同時也對社會的可持續發展造成了一定的阻礙。將環保和地質勘察工作結合起來，能夠以更全面的地質環境分析來減少礦山開發過程中對環境造成的影響和破壞。在對礦山水工環地質勘察中應用的技術進行分析時，主要可以從以下幾個方面來入手：

2.1 電法勘探技術

電法勘探技術是水工環地質勘察工作中應用的最為常見的技術，該技術主要是依據地殼中各類巖石的電磁學性質和電化學特性的差異，借助電磁場的空間分布規律以及時間特性，在礦山的區域范圍內探查礦床和勘察地質構造的物理勘探方法。應用電法勘探技術，不僅能夠勘察到礦山擁有的金屬和非金屬礦床，還能夠解決勘察范圍內的一些深部地質問題[2]?，F階段，我國礦山水工環地質勘察中應用的電法勘探技術，以激發極化法和高密度電法為主。

激發極化法需要利用接地電機來向地下供電，然后依據供電產生的電流引起的磁場變化來對礦山區域的礦產資源進行探測。一般情況下，激發極化法能夠被應用到具有良好導電性但接地條件較為困難的半干旱區域，在尋找礦山的有色金屬礦床方面發揮著重要的作用[3]。高密度電法是以直流高度米電阻率為依據的一種勘探方法，該方法在實際的應用中，一般只需要將全部的電極放置到測點上，然后借助微機工程電測儀等機器來完成勘察工作。與激發極化法相比，高密度電法能夠直接依靠機器來進行自動化操作，在節省人工勘察成本的同時，也能夠有效提高勘察工作的效率和準確性。

2.2 全球定位技術

GPS技術的應用，能夠通過衛星定位來節省以往礦山勘察工作中消耗的時間成本，能夠滿足對一些地形環境較為復雜地區的檢測要求，依據衛星定位獲得的勘察信息也更加準確。GPS技術在礦山水工環地質勘察工作中的應用流程，首先需要確定好需要進行勘察的具體區域和范圍大小，然后將具體的位置信息發送到安裝了GPS接收機的地面基準站當中，以此來同步衛星信號信息，地面信息接收裝置在對接收到的信號進行檢測之后，工作人員就可以在基準站對接收到的信息進行整理和分析[4]。在這個過程中，工作人員能夠依據實際的勘察需求，在信號接收站輸入勘察范圍內的任意坐標，就能夠獲取到該坐標點的地質勘察信息。

2.3 RTK技術

RTK技術也被稱為實時載波相位差分技術，是一種基于GPS的新型衛星定位測量方法。RTK技術擁有比GPS更精確的優勢，能夠依據相位差分的原理測量出GPS技術檢測不到的位置差，能夠將坐標之間的精度精確到厘米級。RTK技術在實際的應用中，首先需要將GPS接收機安裝到觀測基準站上，讓GPS接收機能夠在實時觀測全部GPS衛星的同時，也能夠將觀測到的數據信息傳輸到用戶觀測站。在接收到GPS衛星信號之后，工作人員需要依據相對定位原理，對整周模糊度未知數進行結算，依據得到的計算結果，可以對用戶觀測站以及檢測基準站的觀測質量和結果準確性進行判斷[5]。這樣不僅能夠縮短整個衛星型號觀測應用的時間，還能夠在保證觀測結果質量的同時，有效提高實際的工作效率。

2.4 遙感技術

遙感技術的逐漸成熟和發展，為礦山水工環地質勘察工作提供了技術方面的支持。近年來，我國的部分礦山水工環地質勘察工作中已經開始應用遙感技術，相比于以往應用的勘察技術而言，遙感技術不僅能夠滿足基本的地質勘察要求，還能夠實現對勘察區域范圍內地質災害的勘察。遙感技術在實際使用的過程中，通常需要與信息技術配合起來，以信息技術來補充完善遙感技術的功能，擴大遙感技術的應用范圍?，F階段，多元遙感技術的應用，能夠依據計算機信息系統來構建多元模型，多元模型中呈現的勘察圖像相比于以往的勘察信息和圖像更為詳細，也更加全面，工作人員能夠從計算機信息系統的界面直接觀察到勘察區域的實際情況，從而實現對礦山勘察范圍地質環境的全面分析。

2.5 TEM技術

TEM技術也被稱為瞬變電磁技術，作為一種新型的水工環地質勘察技術，盡管TEM技術的發展時間較短，但在實際應用中取得了較為明顯的效果。TEM技術主要應用的是垂直電磁偶源法和電偶源法，這兩種方法在實際的應用中不會產生較大的噪音，且具有較高的靈敏度和精度，不會受到地質環境以及地質條件的限制，也能夠被應用到各種懸空領域的勘探工作當中。TEM技術還能夠在含水地質中應用，不會受到地下水資源以及其他各種因素的影響。由此可以發現，TEM技術擁有更為廣闊的應用范圍，是未來礦山水工環地質勘察工作中一種具有較大發展空間的勘探技術。

2.6 GPR技術

GPR技術也被稱為地質雷達技術，主要應用電磁波的原理來滿足地質勘察的要求。在需要進行勘察的區域事先安裝好能夠發射電磁波的裝置之后，在勘察中向地質深層發射電磁波，依據聲吶來接收電磁波的波形變化情況，并將接收到的數據由系統整理分析后呈現在電腦圖像當中。應用GPR技術能夠對勘察區域范圍內的地質介質空間位置、結構以及埋藏深度等進行探測。

2.7 優化勘察技術的措施

受到現有水工環地質勘察技術水平的限制，在實際開發礦山的過程中，由于勘察技術應用不到位或在勘察后沒有做好環境保護工作，導致礦石、礦渣等破壞環境，很容易誘發多種地質災害，不僅會對礦山當地的自然環境造成較為嚴重的破壞，還會對礦山開發人員的生命安全和周邊的人居環境造成影響?；谶@些危害，結合現階段礦山應用的水工環地質勘察技術情況，要想更好的保障礦山開采的安全和生態環境，還需要對勘察技術進行不斷的優化。

2.7.1 GPS壓環定位技術

不同類型和性質的地質條件，會形成不同的礦產資源，對礦山進行水工環地質勘察，如果缺少對礦山現有地質條件的分析和資源的詳細分類，很容易因為沒有在勘察過程中排除自然環境的因素而導致地質災害的發生。應用GPS壓環定位技術，是一種能夠提高GPS定位精準程度的方法，GPS定位技術本身能夠為使用者提供連續不間斷的導航服務，GPS壓環定位技術融合了RTK技術，能夠子啊滿足基本導航要求和提供有效信息的同時，依據礦山水工環的勘察需要，對被勘察區域的地質進行分析，在提高礦山勘察精確度的同時，也能夠逐漸縮小對礦山的勘察范圍，減少在整個勘察和后續礦山開采中消耗的人力物力資源，有效提高了礦山開采的效率。同時，GPS壓環定位技術在實際的應用中還能夠滿足篩查地理問題的功能需要，針對勘察過程中發現的異常情況和信息，可以為地質勘探局后續各項工作的開展提供參考的資料。

2.7.2 對代表性水質進行抽樣檢測

在水工環的地質勘察工作中，對被勘察區域內的水質進行檢測，是一項非常重要的內容。無論是地表河流水系的存在還是地下水的位置，都與礦山的地質環境條件和礦產資源分布之間有著密切的聯系，而對水質的檢測，能夠有效判斷勘察工作是否對礦山周圍的環境造成了一定的影響?？紤]到礦山水工環地質勘察工作開展的實際要求，測量的水質樣品需要具有代表性，在觀察選取合適的檢測水樣之后，如果是礦井地表水，需要對水位以10天一次的頻率進行測量。在獲取到水質樣品之后，需要在及時記錄水質的溫度、氣味、水細菌含量等信息的同時，將水樣放入容器當中并用石蠟密封，保證水樣檢測的密閉性，以此來對礦山后續勘察施工中的靜態水位和地下水走向進行合理的判斷。在完成分析判斷之后，還需要對水樣進行抽數實驗和滲水試驗。

滲水試驗需要在能夠掌握更全面的水流變化情況基礎上才能夠得到更真實的反應效果。因而在進行該試驗時，相關人員需要對被勘察區域范圍內的河流層狀結構、溝點等位置進行監測，在對地層的巖性特征和地質進行取樣檢測的過程中，需要將水樣波動的幅度控制在1%左右?？紤]到礦山環境的現實情況，檢測人員在檢測中還需要提高對鉆抽中的水溫以及流量變化情況的重視程度，以便能夠在發現異常變化情況的第一時間對相關的勘察檢測工作進行調整，確保檢測工作的準確性和檢測結果的科學性。

2.7.3 明確坑探技術的覆蓋層性質

坑探技術對于滿足礦山的勘察需求具有重要的作用，在實際的礦山水工環地質勘察工作中，地層鉆井技術是一種應用的較為頻繁的技術?？辈烊藛T能夠在應用地層鉆井技術之后，依據整個礦區鉆井后的長圓孔分布情況，來對勘察范圍內的覆巖地質特征和巖石情況進行分析，也能夠及時發現礦區自然環境中可能存在的坑探技術殘積層?？犹郊夹g是能夠在勘察工作中了解礦區地質環境的重要前提，勘察人員可以充分發揮坑探技術和鉆井技術的作用，在以鉆探作業的方法對地質覆蓋物進行分析的基礎上，結合更先進的超聲波勘探技術來對地質巖層的內部情況進行更為詳細的分析，以便能夠真正掌握礦山所有范圍內的地質信息和分布特點?？紤]到以往水工環地質勘察工作中可能引發的地質災害問題，在實際應用坑探技術時，需要以明確覆蓋層的性質為重點內容，對被勘察范圍內的地質覆蓋層內部結構、硬度以及風化程度進行了解分析，對地質覆蓋層是否存在塌落隱患進行分析。明確這些地質環境的具體信息，不僅能夠為保證礦山開采過程中開財務結構的完整性起到一定的作用，還能夠在一定程度上防止地質災害問題的發生。

2.7.4 保證礦山內部結構測繪的完整性

測繪工作是對礦山水工環地質勘察工作結構的真實反應，經由地質勘察獲得的測繪信息，不僅能夠為后續的礦山開采施工提供一定的參考，還能夠在真實反應礦山地質環境情況的過程中加強對礦山環境的保護。在依據勘察工作結果繪制礦山內部結構圖的過程中，需要保證測繪圖的完整性，才能夠確保測繪圖對礦山開采施工的參考作用和價值。要想保證測繪圖的完整性，需要在勘察工作中對礦山內部的所有構筑物進行更完整的記錄，以便能夠明確礦山作業的整體環境?；谒きh地質勘察工作的實際要求，在勘察中對礦山水文地質和工程地質情況進行分析，深入挖掘水文數據的內部信息和地理信息。在獲得相應的測繪信息之后，測繪人員需要綜合勘察過程中產生的測繪記錄，保證測繪信息科學評估的準確性。測繪時，測繪人員不僅需要結合勘察到的信息，還需要能夠對礦山地質環境的可能變化趨勢，在測繪圖中體現出對于礦山地質構造可能發生的變化和變動。

2.7.5 提高勘察工作人員的技能水平

基于不同礦山在地質環境方面的復雜性質，勘察人員不僅需要擁有專業的知識和嚴謹的工作態度，還需要具備能夠對地質環境情況和地質構造情況的分析判斷能力，才能夠不斷提高地質勘察工作的開展質量。提高勘察工作人員的技能水平，首先需要注重對現有勘察工作人員進行專業技能的培訓，讓工作人員能夠及時了解和熟悉當前更為先進的勘察技術和知識，以便能夠適應技術更新和勘察工作整體的發展趨勢。其次，通過構建更完善的地質勘測管理機制，對勘察工作人員的工作行為進行規范，為當前能夠應用于勘察工作的各項勘察技術制定更為全面細化的作業標準。在管理制度的補充和完善過程中，也需要貫徹落實環境保護和嚴謹認真的工作理念和態度，對實際勘察工作中可能存在的破壞環境的因素采取相應的補救措施，并督促勘察人員在開展工作過程中能夠進行積極落實，讓勘察人員能夠在工作中逐漸養成習慣，在提高勘察人員專業能力和技術水平的同時，也能夠有效保障礦山水工環地質勘察工作的開展質量，讓勘察工作觀念為后續的礦山開采工作做好充足的準備。

3 結論

綜上所述，水工環地質勘察技術的應用，不僅能夠滿足地質勘察工作的基本要求，同時也能夠達到保護礦山周邊環境的目的。

結合我國現階段礦山開發的情況來看，在現有的水工環地質勘察技術基礎上，對勘察技術進行實單過得優化，不僅能夠提高地質勘察工作的開展質量，也能夠對提高礦山水工環地質勘察工作的技術水平起到一定的積極作用。