礦山水工環地質勘查重點及新技術分析

楊潤苗

（安徽省地勘局第一水文工程地質勘查院，安徽 蚌埠 233000）

從當前的工業發展狀況和經濟發展狀況來看，在很長一段時間里，礦產資源的需求缺口是很難得到緩解的，必須持續有效的資源支持，以確保發展的質量和速度。加快地質勘查、探明礦產資源、高效合理利用現有礦產資源、推動社會進步、經濟發展是當前形勢。礦山水工環地質勘探是勘探地質環境、發現礦產資源、提高礦產資源利用效率的有效途徑，必須進一步深化和完善。靈璧縣虞姬鄉玄廟山采石廠至今廢棄多年，礦山開采后產生多個露天采坑，具有相對較高的安全隱患，靈璧縣為了改善生態環境，擬定對礦山進行環境治理，而水工環地質勘查則正是助力環境治理工作開展的先決條件。因此，有必要對礦山水工環地質勘查重點與新技術進行分析，以此來發揮水工環地質勘查工作應有的價值。

1 礦山水工環地質勘查重點分析

水工環地質勘查質量將會直接影響到環境治理的最終效果，因此為了給環境治理提供更多助力，就必須分析勘查重點，這樣才能有針對性地開展一系列切實可行的勘查作業。

1.1 嚴格貫徹勘查影響評估機制

在水工環地質勘查期間，難免會對礦山造成地質破壞，例如開展鉆孔作業時，便有可能破壞廢棄礦山原有的地質結構，如果礦山在長時間的廢棄中形成了較為脆弱的地質結構，就容易在后續進行勘查時引發地表塌陷等地質問題。而且需要注意的是，個別水工環地質勘查技術還將會對地表植被、地方河流水系造成負面影響，當礦山原有生態環境被打破后，就有可能引發水土流失、滑坡等地質問題。因此在水工環地質勘查階段，必須全面貫徹地質勘查影響評估機制，以此來降低水工環地質勘查工作所帶來的負面影響，進而讓勘查效果得到保障。圖1為靈璧縣治理區圖。

圖1 靈璧縣治理區示意圖

在地質勘查開始前，需要結合已有資料來進行影響評估，勘查影響評估能夠針對廢棄礦山的地質、生態環境來開展綜合性分析，然后結合地質勘查計劃來預測勘查工作可能對礦山環境造成的各種影響。結合勘查結果能夠制定出一系列應急預案來將水工環地質勘查中的風險降至最低，并最大限度減少勘查工作對礦山環境造成的影響。由于礦區廢棄時間已久，所以必須在勘查中制定切實可行的監管制度，以此來避免風險問題的發生。

1.2 水工環地質勘查廢棄物處理

水工環地質勘查的工程量相對較大，而且在勘查階段還將會涉及各種不同種類的勘察設備。正式勘查開始后往往會生成很多固態、液態廢棄物，這部分礦山廢棄物將會嚴重影響的地區周邊的生態環境。如果在勘查期間沒有對廢棄物進行妥善處理，就會進一步擴大廢棄物對環境帶來的危害。在處理廢棄物時，要注意引進更多先進的處理方法，并培養勘查人員的環保意識，各種不同種類的廢棄物需要分類進行堆放，堆放區域要盡量遠離地表水[1]。在勘查工作完成后，要在第一時間對廢棄物進行集中處理。例如固體廢棄物可以開展土埋處理，土埋處理要對深度進行控制，并保證土埋區域附近并沒有居民居住。而液體廢棄物則要利用過濾來開展分解處理，處理完成的廢棄物在檢驗合格后可以正常排放。需要注意的是，礦山區域部分廢棄物本身便具有回收價值，通過對碎石碎料等廢棄物回收并進行二次利用，可以進一步提高廢棄物的整體利用率，如圖2所示。

圖2 水工環地質勘查廢棄物土埋處理

1.3 完善生態補償機制

靈璧縣開展水工環地質勘查的主要目的在于生態環境治理，即結合地質勘查中的各種數據來為環境修復提供幫助。為了能夠讓礦山環境得以真正恢復，就應該注意完善礦山地區的生態環境補償機制，并結合補償機制來開展一系列礦山修復作業。在礦山勘查工作完成后，需要對礦山地區附近的水源、土壤進行污染檢測。若發現水源，土壤中帶有大量重金屬污染物，就要及時對污染問題進行治理，并利用足夠先進的凈水工藝來開展水源凈化。在礦山附近可以種植各種植物，這些植物能夠在稀釋土壤污染物的同時防止地質災害的出現出現。在此期間，應更結合當地的實際需求來選擇適合的植物，以此來提高的生態環境修復效果，進而讓生態環境補償工作發揮出應有的價值。圖3為生態環境治理路線。

圖3 生態環境治理路線圖

2 礦山水工環地質勘查新技術

水工環地質勘查是一項系統性工作，選擇合適的勘查技術能夠實現勘查效果最大化。通過對勘查新技術進行分析，可以結合礦山水工環地質勘查需求來科學選擇合適的勘查技術，進而為礦山生態環境修復提供更多幫助。

2.1 GPS技術

GPS技術在我國各行各業均有應用，能夠借助衛星來實現定位導航，提供具有高精度的位置信息。近些年，我國定位技術在科技發展下逐漸成熟，相較于傳統單向定位，雙向乃至多向定位技術往往更加適合水工環地質勘查，合理利用定位技術可以大幅提高地質勘查質量。與此同時，GPS技術在地質勘查期間，通過精準的位置信息，還可以顯著降低計算中的各種誤差，進而保證礦山地質生態修復發揮出應有的價值。在地質勘查中，可以在地面建立三個控制站，然后利用無線信號測距交匯來定位地點信息。利用GPS技術生成的數據信息可以從多個角度直觀顯示礦山情況，并幫助勘探人員了解礦山區域的地勢情況，這樣不僅能縮短前期準備工作的時間，還能提高地質勘查質量[2]。

2.2 GPR電子雷達技術

在水工環地質勘查中，施工人員常常會在勘查區域內輸出高頻脈沖，脈沖在傳播期間所遇到的各種地質情況都將會引發反射弧，由于電子脈沖在面對不同介質時所反射出的電磁波存在明顯差異性，因此通過對電磁波進行分析就可以大致掌握區域內的地質情況。需要注意的是，電磁波波段與傳輸頻率能夠對地質勘查數據結果造成間接性影響，所以該技術在使用期間需要對實際波段與傳輸頻率進行控制。必要時還可以結合波段與傳輸信道來設置傳輸基站，并安裝監測設備，以此來實現全覆蓋式監測。需要注意的是，在處理數據信號為了防止信號混亂的情況發生，需要針對雜亂的數據信號進行采集與處理，這樣能夠在一定程度上降低地質勘查成本。在電磁波頻率、振幅獲取結束后，應該在了解地下情況后把數據信息集中到PC端，并利用專用軟件來結合原始信號完善電磁波模擬圖，以此來讓勘測人員掌握測區內的地質情況。由于GPR電子雷達的定向勘測距離相對較短，因此該技術并不適合部分大型工程項目，否則容易在測量中產生很多未知變量。圖4為靈璧縣礦山周邊地貌。

圖4 礦山周邊地貌現狀

2.3 PTK技術

在水工環地質勘查中，PTK可以利用系統差分法帶來完善勘查數據信息，消除勘查階段所出現的各種數據偏差。地質勘查時的PTK技術一般可以使用三種相位差分，通過相位差分可以實現對數據信息的接收與發送。在數據處理期間，相位差分存在上限與下限?？梢栽诳辈槌跗陂_展標準設定，并明確極限差值。需要注意一點，勘查階段需要傳輸數據，如果數據在傳輸期間發生誤差，就很難保證相位差足夠明確。因此需要對傳輸環境進行限制，以此來保證數據傳輸效果。一般而言，可以在礦山附近專門設置傳輸基站，并對基站進行關聯認證，以此來提高數據信息的穩定性。

2.4 RS技術

RS即無限遙感技術，遙感技術在使用期間可以與電法技術相結合，并在使用中輔以計算機程序來提高勘查質量。在勘查階段，可以結合PC端軟件來與地質遙感設備完善測區的三維建模，三維模型可以作為初始的勘查內容，能夠在礦山開采初期發揮非常重要的作用。而隨著時間的推移，地質勘查所采集到的數據信息將會變得越來越多，因此必須不斷在三維模型中加入不同的標準，以此來提高勘查質量。就目前而言，在水工環地質勘查中，RS技術可以有效提高勘查范圍，并增加勘查效率。而且RS技術還可以隨著計算機技術的發展而得到優化。

除此之外，RS技術還能夠與其他地質勘查技術相結合，以此來進一步提高勘查質量，避免因為單一的遙感技術而影響到地質勘查精確度。

2.5 TEM技術

TEM技術在水工環地質勘查中非常重要，在地質期間期間，TEM技術可以在傳統勘查技術的基礎上進行勘查技術優化。通過將電磁感應定律作為核心依據，能夠在使用期間向地表發射電磁波信號，并對反射電磁波進行采集，以此來探測礦山地質的實際情況，諸如地下水分布，含水層結構等都可以借助TEM技術清晰表現出來。

在水工環地質勘查期間，無論是TEM技術還是其他勘查技術，都能夠在地質勘查中發揮出非常重要的作用，直接結合實際情況，采用綜合地質勘查技術，才能讓地質勘查效果得到應有的保障，靈璧縣便在水工環地質勘查中采用了多種地質勘查新技術，因此地質勘查得到的數據能夠為礦山生態環境質量提高非常多的幫助[3]。

3 結論

總而言之，礦山水工環地質勘查是治理廢棄礦山生態環境的先決條件，通過對勘查重點與勘查新技術進行分析，可以最大化水工環地質勘查效果，為礦山的安全管理與決策提供及時、高效的基礎，建立健全的地質災害監測與預警體系，為地質勘探提供方便、快捷、全面、準確的數據支持，為今后的地質勘探提供方便、快捷、全面、準確的數據支持，是礦山開發、地質研究的一種新的輔助工具。

相信隨著更多人意識到水工環地質勘查的價值，水工環地質勘查技術一定會變得更加完善。