淺談新形勢下礦山水工環地質勘察技術研究

任 濤

（甘肅省地質礦產勘查開發局第四地質礦產勘查院，甘肅 酒泉 735000）

水工環地質勘察工作主要是指對區域內水文地質情況、區域地質環境等相關因素的現場調研，通過此種方式，掌握區域內地下水的流向、地下水的走勢與流速等參數。在礦山工程實施過程中，合理地開展水工環地質勘察工作，屬于其前期準備工作中的重點內容，也可作為工程實施的核心項目。但由于礦山水工環地質勘察工作在實施中，受到地質條件、外界環境等多種因素的影響，導致勘察實際結果可能與預計結果存在某種程度上的偏差。而此方面工作的偏差，不僅會對礦山工程的實施造成影響，甚至也會干擾到礦區生態環境的后期治理[1]。因此，應當重視起對礦山的水工環地質勘察工作。在新形勢下，水工環地質勘察理念趨近于現代化，相關勘察行為的實施也正逐步向綠色化層面靠攏。常規以掠奪式勘察水工環地質的方式已無法滿足市場對此方面的需求，越來越多的新技術、新設備的引進，也在某種程度上為水工環地質勘察工作的革新打下了基礎。因此，本文將在相關研究成果的基礎上，以新形勢作為背景，提出一種礦山水工環地質勘察技術，致力于通過此項技術，解決傳統勘察工作中存在的不足，以此為地質相關工作的實施提供夯實的基礎。

1 新形勢下礦山水工環地質勘察技術設計

1.1 收集并整理礦山水工環地質資料

為了確保對礦山水工環地質勘察工作的順利實施，在開展技術設計與研究工作前，需要收集并整理礦山水工環地質資料。

在進行礦山水工環地質資料實際整理的過程中，需要根據不同的礦山類型與礦山規模，選擇不同的數據獲取方式。例如，當下市場常用的地質信息獲取方式有區域實地測繪方法、水位變化觀測技術、抽水檢測技術、水文地質調查技術、區域網格劃分采樣技術等[2]。在進行礦山水工環地質資料的獲取中，需要結合區域地質的復雜程度、區域環境等多個因素，對區域地質信息進行針對性采樣。根據區域采樣結果，掌握礦山水工環地質信息。與此同時，應結合礦山工程實施現狀，繪制礦山或區域的地質概況圖，并根據區域規模，按照1.0：1.0×104或1.0：5.0×104的方式，對區域地質概況圖進行比例尺標準化縮放。

在完成對礦山相關地質信息的調查與整理基礎上，要求在繪制的地質概況圖中對礦山徑、流等水文地質單元進行填充，繪制過程中，應注意對礦山中地質斷裂層、斷裂帶、夾層記錄。只有保障對礦山水工環地質概況圖的標準化繪制，才能做到以此種方式為水工環地質勘察工作的實施做好鋪墊。

1.2 引進RTK技術圈定礦山水工環地質勘察范圍

在完成上述相關工作的基礎上，引進RTK技術，測量區域點云數據，將大量的數據進行反復對比，保留有效數據，刪除其中的冗余數據，在完成上述相關操作后，提取柵格邊緣，并使用直線將邊緣圈定為一個有效區域，以此區域作為礦山水工環地質勘察范圍。同時，破譯勘察數據、處理信息，并輸出勘察結果，完成對技術的設計，對礦山水工環地質勘察范圍進行有效圈定。常規情況下，RTK技術是為了對比或分析礦山數據而提出的，在地質勘察過程中，將大量的數據進行反復對比，保留有效數據，不但可以刪除其中的過多且復雜的數據，還可以降低勘察結果誤差。

對此，本文在開展此方面的設計工作時，需要使用RTK技術，對繪制的區域點云數據圖進行描述，以此種方式獲取基準站勘察信息誤差[3]。此步驟工作的實施，可用如下圖1表示。

圖1 RTK技術測量區域點云數據流程

按照上述圖1所示流程，使用RTK技術測量區域點云數據的有效性，在此過程中，應注意輸出的點云數據成果中應明確劃分點云數據柵格，并進行點云成果切片。在確保柵格圖像邊緣具有較為顯著的識別特征后，便可以對勘察點進行圖像邊緣擬合，以此種方式繪制點云投影信息，將采集的信息與地形進行交互，并按照標準格式將其導入終端計算機數據庫。在完成上述相關操作后，提取柵格邊緣，并使用直線將邊緣圈定為一個有效區域，以此區域作為礦山水工環地質勘察范圍。

1.3 破譯勘察數據信息并輸出勘察結果

在上述相關研究基礎上，對獲取及調用的數據信息進行破譯處理。例如，將獲取的礦山水工環地質勘察數據，與衛星遙感數據進行對比，檢測兩者是否可以融合，根據實際需求，將未能融合的數據信息進行空間映射，并基于幾何層面，對其進行校正處理。在進行礦山水工環地質勘察數據實際校正的過程中，可以根據勘察的實際需求，選擇某項具體技術，對數據以二進制數字的方式，呈現在計算機上，并以某種方式進行幾何圖像的生成。當生成較為直觀的幾何圖像后，根據勘察的實際需求，采用人工的方式，進行圖形圖像切割。保留其中有價值的部分，將其中的信息或冗余信息進行刪除處理。在此基礎上，將不同圖像波段進行銜接與融合。

在進行礦山水工環地質勘察信息處理的過程中，考慮到此部分信息屬于復雜信息，因此，在實際處理中，需要全面考慮地下水對此方面的影響，并以此作為勘察工作的實施依據。

此外，在輸出礦山水工環地質勘察結果的過程中，應注意不同位置傳感器獲取信息的有效性。有必要的情況下，可采用調用TM2、TM3、MSS5等成像方式，進行數據的編譯與破譯。在完成對所有數據的處理后，將數據信息導入終端計算機數據庫，并由操作者結合地質概況對終端輸出的信息進行評估，確保勘察結果數據具備一定價值性。

2 對比實驗

在完成對礦山水工環地質勘察技術的設計后，為了確保技術在投入市場應用中具備一定的嚴謹性，本文設計了如下對比實驗。實驗過程中，先使用本文設計的礦山水工環地質勘察技術，對指定的勘察點執行一次勘察行為，為了確保勘察技術的應用具備一定有效性。在區域內，同時選擇第2個、第3個、第4個勘察點，記錄每次勘察行為實施可以單次勘察的范圍。

在此基礎上，使用傳統的水工環地質勘察技術在選定的勘察點進行相同步驟的操作，記錄傳統技術每次勘察行為實施可以單次勘察的范圍。并以此作為評估技術可行性的依據。為了降低實驗過程中，相關因素對此方面造成的干擾，選擇環境適宜的區域執行此次實驗。記錄實驗數據后，將其整理成表格，如下表1所示。

表1 礦山水工環地質勘察技術應用范圍對比結果

根據上述表格中統計的實驗數據，可以清晰地看出，本文設計的礦山水工環地質勘察技術，在實際應用中，單次可實現的礦山勘查范圍大約在88.0km～100.0km，傳統技術單次可實現的礦山勘查范圍大約在50.0km～70.0km。對此，得出此次實驗的最終結論：相比傳統的礦山水工環地質勘察技術，本文設計的技術，可實現的勘察范圍更廣，具有更高的勘察效率。

3 結語

本文從收集并整理礦山水工環地質資料、引進RTK技術圈定礦山水工環地質勘察范圍、破譯勘察數據信息并輸出勘察結果，三個方面，對礦山水工環地質勘察技術展開設計與研究，并在完成對技術的設計后，通過對比本文技術與傳統技術，證明了本文技術在應用中，其性能相對較優。為了更好地落實此方面工作，在后期對此的研究中，還需要深入對此的設計，例如，從設定勘察目標層面，對技術進行不斷地挖掘。致力于通過本文此次對勘察技術的設計，解決我國礦山工程在實施中存在的問題，提高勘察工作流程的標準化，規避勘察工作實施中潛在的多種隱患。由于此次研究受到經費與個人能力的限制，導致研究成果僅限于此，想要將此項技術投入市場，還需要在后期對此進行深入地研究。