生態環境保護背景下礦山水工環地質勘查技術流程改進研究

張 劍

（甘肅省有色金屬地質勘查局蘭州礦產勘查院，甘肅 蘭州 730046）

生態環境的穩定發展是促進生態文明建設的重要組成部分，在一定程度上也能促進生態系統的平衡。工業化發展速度的加快，帶來經濟效益的同時，對環境造成了一定的污染[1]。為了有效地改善生態環境污染問題，提出了基于生態環境保護理念的各項技術，將理念與技術不斷引入各個行業領域中，特別是礦產行業[2]。礦產行業是促進經濟發展的重要行業之一，礦山開采中的安全性與合理性是礦山項目開展的基礎[3]。水工環地質環境勘查和研究與人類社會發展息息相關，特別是地質資源需求量不斷增長的今天，為實現社會經濟的可持續發展，各個國家都在引入先進技術，于是個領域的勘查技術也達到了一個新高度。目前，我國的礦山水工環地質勘查工作也在逐步探索符合實際工作情況的勘探方式，在這樣的工作模式中，礦山水工環地質勘查技術能夠解決礦山開采中出現的一些問題，例如礦區信息不完善、礦山水工環地質災害等[4]。目前，我國礦山水工環地質勘查由于技術不夠完善，對礦山的地質造成了一定的損害，坍塌、洪水等水工環災害較多。造成災害的主要原因在于礦山地區的地質環境復雜，在地質勘查中地質層受到損害發生水工環地質災害的頻率較高。傳統的地質勘查技術對于礦山復雜的地質環境無法適應，對各項數據變化的信息回傳速度較慢，導致勘查人員應對突發情況不能及時地制定出解決方案，造成安全隱患的同時增加了生態環境的污染。基于此，本文提出了基于生態環境保護的礦山水工環地質勘查技術改進研究。

1 礦山水工環地質勘查技術現狀分析

礦山水工環地質勘查能夠掌握整個礦區的地質條件，調查地下水與地質的各項信息變化，完成相應的水質分析與水資源動態變化分布圖。通過水工環地質勘查，對礦山的地形與地質構造等信息進行研究，對礦山開采的順利進行提供了較大的幫助。

隨著科技的不斷發展，礦山水工環地質勘查技術也得到了相應的更新變化，勘查的結果更加精確，然而，礦山水工環地質勘查技術的更新中也存在著一定的缺陷，在一定程度上降低了對礦區情況的深度掌握。首先，勘查人員出現了過度依賴地質勘查儀器的現象。科學技術的不斷進步，勘查儀器也得到了不斷地提升完善，越來越多的設備能夠進行自主勘查，勘查完畢后自動回傳數據信息，減少了人為控制與參與。由于一味地依賴儀器設備的自動性功能，勘查人員實際對礦區內的整體情況并不了解，在開采過程中出現突發情況時，勘查人員不能及時根據情況制訂出解決方案。

圖1 水資源動態變化分布圖

其次，對于礦區的部分區域缺乏勘查設施，水工環地質勘查技術的整體性較強，在進行勘查時，各個區域都應設置勘查設備，所有設備統一回傳數據進行綜合分析，為后續開采工程的順利進行提供良好的準備。對于勘查過程的監督力度較差，地質勘查工作過程中的細致性是保證勘查結果與數據精確度的基礎。在勘查中進行的數據采集、數據分析與數據整理等操作，需要專業的人員進行監督，數據的精確程度影響著礦區開采的合理性。以上，是本文對礦山水工環地質勘查技術的現狀分析[5-7]。

2 基于生態環境保護的礦山水工環地質勘查技術改進研究

本文對生態環境保護背景下礦山水工環地質勘查技術流程的改進進行了研究，構建了具體的勘查流程改進框架圖，如圖2所示。

圖2 礦山水工環地質勘查流程圖

根據圖2可知，本文對地質勘查技術流程的改進通過優化礦山水工環地質勘查目標、改進水工環地質三維空間探測方式、精確鉆孔靜止水位測量數據共同完成。

2.1 優化礦山水工環地質勘查目標

礦山在地質勘查工作開展之前，首先要確定地質勘查的目標對象，結合礦山當前環境的變化，以保護生態環境為基礎，將勘查目標進行優化。

根據目標對象的不同，將勘查過程中發現的引發地質災害的因素進行分類與處理。

本文將礦山地下水環境條件變化幅度較大的區域與地質特征較明顯的區域相結合，共同作為礦區地質勘查對象，實行統一勘查。

利用先進的勘查技術，將礦山的地下水的水位變化進行控制，沿礦層的整體分布方向將鉆孔進行均勻布設，在礦山的頂板巖層位置對地質進行實時勘查。在水工環地質勘查中，鉆孔的數據對勘查結果具有一定影響，結合該礦區的環境條件合理設置鉆孔的數量。勘查工作中盡量避免部分地下水變化趨勢特殊的區域，科學地優化礦山水工環地質勘查目標與背景條件。

2.2 改進水工環地質三維空間探測方式

對礦山水工環地質勘查目標合理優化后，根據土質的縱波波束改進水工環地質三維空間探測方法。大多數的礦山水工環地質以粉質土為主，碎石土的含量也較多，這兩種土質在縱波波束方面存在一定的特點。粉質土與碎石土的縱波波束變化范圍在1150m/s～1650m/s內，存在于水工環地質深部的巖體發育區內，不同地質之間的波束差異性較大。

為了礦山水工環地質勘查技術的順利進行，避免在勘查過程中對礦山地質環境造成破壞，本文通過彈性波CT技術改進礦山水工環地質三維探測方式。彈性波CT技術作為無損探測技術，對地質環境不會造成損害。

利用地質巖芯鉆機的回轉方式對礦山地質勘查目標進行鉆孔操作，間距控制在較小的變化范圍內，一般在3.5m～5.5m之間，深度控制在40m～60m之間，鉆孔中不斷注入水，減少鉆孔對地質層的摩擦傷害，實現對水工環地質三維空間探測方式的改進。

2.3 基于生態環境保護精確鉆孔靜止水位測量數據

礦山開采中，鉆孔技術是常用的水位測量技術，通過鉆孔技術探測地下水的情況完成相關的生態環境分析。鉆孔靜止水位測量數據的準確對于地質勘查具有重要的意義。

勘查人員應當在礦區內設立相應的測量間隔，以便觀察水位的動態變化，通過水位的動態變化，迅速做好礦區內的水位測量，將水位變化與水位測量結果相結合，進而延伸得出礦區內的整體地質數據。

為了測量數據的準確性，將水位的測量周期進行嚴格地控制，設置60min為一個周期，在周期內的所有變化，勘查人員應當實時做好記錄。

值得注意的是，礦山水工環地質勘查在具體工作實施過程中具有目的性，因此精準測量也就成為地質勘查中不可或缺的重要環節。在對礦山進行水工環地質勘查可充分利用衛星定位系統，對勘查范圍進行圈定，定位技術的有效應用可以最大限度提升水工環地質勘查工作效率。若選用技術符合水工環地質精準測量基本要求，那么在實際定位中就不會出現數值較大的偏差，而事實上在固定的工作范圍內，測量數據可精確到厘米[8-11]。

精確的測量數據離不開先進的測量感應儀器，根據以往的測量經驗，引進科學先進的測量感應儀器至關重要。將水位測量儀器放入到鉆孔中，使其進行全方位的自動測量，應用儀器的數據信息回傳終端技術將數據實時上傳，此方法能夠提高數據的準確率與效率，也能降低人工監測的成本投入。通過測量感應儀器與人工工作相結合，將測量數據的精確度實現最大化。在對礦區內的水位進行測量中，根據水位的變化情況能夠及時掌握礦區內的環境變化，出現漏水問題能夠第一時間解決，減少了礦區因漏水問題造成的安全隱患與資源浪費。

根據礦區位置的不同，鉆孔技術的處理方法也不同，在測量之前，對礦區內的數據信息進行采集與分析，確保鉆孔靜止水位測量數據的精確度，在保護生態環境的同時促進礦區開采的順利開展。

3 結語

本文對基于生態環境保護的礦山水工環勘查技術改進進行了研究。通過對地質勘查目標的優化；改進水工環地質三維空間探測方式；基于生態環境保護將鉆孔靜止水位的測量數據進行精確，實現了對礦山水工環地質的無損勘查，減少了水工環地質災害的發生，勘查技術流程的改進對礦山的生態環境發展具有重要的意義。