甘肅北山地區(qū)礦山環(huán)境水文地質(zhì)勘查技術(shù)要求研究

李欣遠

（甘肅煤田地質(zhì)局一四九隊，甘肅 蘭州 730000）

在城市化不斷發(fā)展的今天，礦區(qū)環(huán)境與發(fā)展成為現(xiàn)如今人們關(guān)注的主要問題。在當今社會中，礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用是社會發(fā)展與人類生活中主要依賴的資源之一，它為人類社會的進步提供了動力，同時也帶來了一系列的環(huán)境與生態(tài)問題，嚴重影響了社會與經(jīng)濟的發(fā)展，成為環(huán)境與發(fā)展中關(guān)注的重點問題[1]。礦產(chǎn)的開發(fā)活動產(chǎn)生了大量的廢棄物與污染物，對礦區(qū)的土壤環(huán)境造成了破壞也占用了大量的土地。礦區(qū)廢棄物的隨意堆放與排放，給礦區(qū)造成了深遠的環(huán)境問題，重金屬污染、土地退化、生態(tài)平衡穩(wěn)定性失調(diào)，威脅當?shù)鼐用袢梭w健康。就目前對礦區(qū)環(huán)境的研究表明，礦石開采后對于土地利用的無規(guī)劃性以及污染成為限制礦區(qū)發(fā)展的主要原因。在全球礦業(yè)快速發(fā)展的過程中，其開發(fā)出的尾礦高達50億噸，對于礦山地區(qū)的植被破壞與環(huán)境污染是驚人的。

為應(yīng)對嚴重的礦山環(huán)境污染以及地下水水質(zhì)惡化問題，早在2011年6月1日，我國環(huán)保部就制定并實施了《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則地下水環(huán)境》(HJ 610-2011)[2]，此標準主要針對地下水的保護展開建設(shè)。在此次研究中，將以此作為指導(dǎo)性文件，對甘肅北山地區(qū)礦山環(huán)境水文地質(zhì)勘查技術(shù)要求進行研究，規(guī)定礦山環(huán)境水文地質(zhì)勘查技術(shù)的一般性原則、內(nèi)容、工作程序、方法和要求，從而得到保護當?shù)氐V山水土資源環(huán)境的目的。

1 甘肅北山地區(qū)礦山環(huán)境水文地質(zhì)勘查技術(shù)要求設(shè)計

1.1 礦山環(huán)境水文地質(zhì)勘查基本原則設(shè)定

在甘肅北山地區(qū)礦山環(huán)境水文地質(zhì)勘查中，首要的任務(wù)是對勘探技術(shù)使用的基本原則進行設(shè)定。根據(jù)北山地區(qū)環(huán)境實際考察情況可知，礦區(qū)深部巷道的水文地質(zhì)情況與礦區(qū)裂隙發(fā)育具有一定的關(guān)系，因此在進行水文地質(zhì)勘查的過程中，首先需要對當?shù)氐牡刭|(zhì)變化進行檢測與勘查，在不同的區(qū)段采用不同的勘查方式進行研究。在文獻研究中發(fā)現(xiàn)，礦區(qū)的施工區(qū)域處于切穿斷裂破碎帶時，或是處于斷裂層聯(lián)通的位置上，地下水會出現(xiàn)深度處涌水量激增的問題，因此，在此次研究中明確在水文勘查中首先要對礦上地層進行勘查的勘測順序。

通過對當?shù)氐刭|(zhì)斷層的分析結(jié)果可知，巷道兩側(cè)圍巖中涌水均為地質(zhì)斷層縫隙滲水，且水量充足，地表并未發(fā)現(xiàn)對應(yīng)的蓄水點，此種環(huán)境在勘查的過程中需要注意勘查設(shè)備對地質(zhì)斷層的影響，從而避免由于水文勘查造成地質(zhì)斷層加劇，引發(fā)突水現(xiàn)象。

根據(jù)對甘肅北山地區(qū)礦山的研究，依據(jù)當?shù)氐刭|(zhì)情況、地層巖性、斷層破碎發(fā)育的情況，對當?shù)厣顚铀牡刭|(zhì)勘查的原則進行設(shè)定，具體內(nèi)容如下：在水文勘查前首先進行地質(zhì)勘測，在勘測的過程中注意設(shè)備的使用，將水文地球化學(xué)區(qū)域內(nèi)降水及排泄條件進行統(tǒng)一分析，并通過此三部分對礦山環(huán)境水文地質(zhì)進行系統(tǒng)的研究。

1.2 水文地質(zhì)勘查工作內(nèi)容及流程設(shè)定

在水文地質(zhì)勘查過程中，可有效利用地球物理探測技術(shù)，此技術(shù)具有低成本、高效率的優(yōu)勢，在多地水文地質(zhì)研究中的廣泛的應(yīng)用并具有大量的成功經(jīng)驗。在此次勘測中可依托以此技術(shù)，完成礦山水文地質(zhì)環(huán)境的勘測，并對水文中的關(guān)鍵問題進行解決。

此技術(shù)在使用前，首先要完成當?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境資料收集處理以及水質(zhì)樣本獲取、室內(nèi)水質(zhì)測試，全面分析當?shù)氐V區(qū)的地質(zhì)條件與環(huán)境地質(zhì)條件，明確甘肅北山地區(qū)的礦區(qū)開發(fā)利用現(xiàn)狀，通過分析結(jié)果與所得到的數(shù)據(jù)作為當?shù)氐乃牡刭|(zhì)與環(huán)境地質(zhì)進行探究，為水文地質(zhì)勘查技術(shù)的使用提供數(shù)據(jù)來源與依據(jù)。

采用上述準備工作，對礦區(qū)內(nèi)的生態(tài)環(huán)境、地層以及地質(zhì)構(gòu)造進行充分的分析，采用地質(zhì)勘測設(shè)備對當?shù)氐牡叵滤到y(tǒng)結(jié)構(gòu)、水污染情況以及地下水開采情況進行分析，根據(jù)取樣與測試結(jié)果，完成水文地質(zhì)勘查與分析。

1.3 地質(zhì)勘測技術(shù)及手法

在此次設(shè)定的水文地質(zhì)環(huán)境勘查中，采用多種探測測量技術(shù)相結(jié)合的形式，采用遙感技術(shù)與水文地質(zhì)鉆探技術(shù)，實現(xiàn)水文地質(zhì)探測過程。

在此次研究中使用的遙感技術(shù)主要通過電磁波實現(xiàn)，采用航拍飛機以及人造衛(wèi)星作為主要的工作設(shè)備，并在此設(shè)備上安裝相應(yīng)的測量軟件，通過地表基站的數(shù)據(jù)傳輸將遙感得到的各種地質(zhì)體發(fā)射或反射的各種波譜信息傳送的終端數(shù)據(jù)庫中，以此判定北山地區(qū)的地形地貌、水文地質(zhì)條件，并將其采用圖像的形式繪制出來，以便于接下來的分析工作。通過文獻研究可知，使用此技術(shù)具有數(shù)據(jù)質(zhì)量較高，圖像采集速度快，減少測繪難度和勘探工作量、降低人力成本的優(yōu)點。在地形與自然環(huán)境較為復(fù)雜的北山地區(qū)可體現(xiàn)其使用后的優(yōu)越性。

使用上述技術(shù)得到地表水質(zhì)特征后，采用水文地質(zhì)鉆探對當?shù)氐乃牡刭|(zhì)環(huán)境進行研究。在礦山環(huán)境的水文地質(zhì)勘查中，此技術(shù)是目前水文地質(zhì)勘查的主要實施方法，使用此技術(shù)可有效對含水層進行分析，同時還具有測試水源安全、水質(zhì)采樣、水污染防治以及地下水開采的功能。在不同地質(zhì)環(huán)境的水文勘查中，大都使用此技術(shù)保證勘查結(jié)果的可靠性。

在此次設(shè)計中主要采用試驗孔、開采孔、勘探孔、觀測孔和探放水孔等5種水文地質(zhì)孔完成勘查過程，了解北山地區(qū)的水文地質(zhì)環(huán)境特征。在實際勘查的過程中，通過開采孔對礦區(qū)內(nèi)的地下水進行疏通以及開采，同時使用勘探孔了解當?shù)氐乃牡刭|(zhì)特征以及地質(zhì)情況，使勘查過程整體難度下降。使用觀測孔對當?shù)氐牡叵滤M行長期的觀測，獲取水位變化的動態(tài)信息，通過對當?shù)氐膸r性與水質(zhì)進行取樣。最后通過探放水孔，對掘進巷道前方一定距離的水文地質(zhì)情況進行分析，完成水文實驗依據(jù)地下水疏通工作。

將上文中設(shè)定的3部分作為甘肅北山地區(qū)礦山環(huán)境水文地質(zhì)勘查技術(shù)要求，并根據(jù)此要求完成水文地質(zhì)的勘查工作，保證當?shù)氐V石開采后當?shù)厮恋陌踩浴?/p>

2 實驗分析

2.1 實驗環(huán)境設(shè)定

通過上文中的內(nèi)容，完成了甘肅北山地區(qū)礦山環(huán)境水文地質(zhì)勘查技術(shù)要求的提出過程，為驗證此要求對勘查工作具有指導(dǎo)與提升作用，使用根據(jù)此要求開展的勘查技術(shù)與未使用此要求的勘查技術(shù)對北山地區(qū)的指定位置進行水位地質(zhì)勘查，對比勘查結(jié)果的誤差性。為實現(xiàn)實驗結(jié)果的有效性與可靠性，在該地區(qū)設(shè)定5個實驗點，通過對實驗點實驗結(jié)果對比的形式，完成技術(shù)之間的對比。

2.2 實驗結(jié)果分析

通過上述實驗環(huán)境與實驗方案的設(shè)定，得到下述實驗結(jié)果。

表1 勘查結(jié)果誤差實驗對比

通過上述實驗結(jié)果可明顯的看出，文中設(shè)計的勘查技術(shù)要求對水文地質(zhì)勘查工作具有一定的指導(dǎo)作用。實驗數(shù)據(jù)表明，使用文中提出的勘查要求后，在不同的實驗點，勘查誤差較為一致沒有較大幅度的波動，其勘查結(jié)果具有一定的可信度，使用此勘查結(jié)果可對當?shù)氐乃牡刭|(zhì)進行及時合理的保護。未使用文中提出要求進行的勘查工作以及使用其他要求進行的勘查工作獲取的勘查結(jié)果誤差較大，沒有滿足水文地質(zhì)研究的數(shù)據(jù)精度要求，使用此數(shù)據(jù)進行后續(xù)的研究會造成研究結(jié)果異常或是失真的問題，對于當?shù)厮临Y源保護工作的推進具有滯后作用，因此，在甘肅北山地區(qū)的礦區(qū)環(huán)境保護中應(yīng)使用文中設(shè)計要求作為勘查工作的指導(dǎo)性要求，推動當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的保護工作。

3 結(jié)語

在經(jīng)濟社會快速發(fā)展的今天，礦產(chǎn)資源的開發(fā)對于礦區(qū)的環(huán)境造成了嚴重的威脅，為保護礦區(qū)環(huán)境，需要重視礦區(qū)水文地質(zhì)勘探工作開展的進程。

通過此種方式，發(fā)現(xiàn)當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境中的問題，優(yōu)化當?shù)丨h(huán)境的保護措施，有效推動礦山開采業(yè)的發(fā)展，不斷提高礦山開采的社會效益。