礦山結構發展下水工環地質勘察技術及應用研究

黃鎖英

（山東黃金礦業（萊州）有限公司焦家金礦，山東 萊州 261400）

在我國經濟發展速度不斷加快的背景下，各行業的發展步伐也在逐漸加快，特別是采礦行業規模的擴大，使得地質勘查工作的重要性也逐漸顯現出來。為了滿足其他項目發展的要求，就需要在新形勢下注重礦山水工環地質技術的應用，其不僅可以很大程度上提升地質勘察的精密度，同時還可以確保我國地質調查工作的整體效率，這有利于礦山工程項目的后續順利開展，也可以滿足資源開發的需求。

1 礦山水工環地質勘察技術的必要性

1.1 礦山水文和環境問題的管理

在我國工業化建設逐步開展的背景下，國家也更加重視生態資源的保護，特別是水資源的保護和優化已經成為國家重點工作。但現階段，由于各方面因素的影響，人口基數也再逐漸擴大，這使得水資源出現緊缺的現象，同時水資源的破壞也在逐漸加劇，這不僅會破壞地下水的平衡和穩定，同時還會影響人們的正常生活和工作。在這一背景下，就需要加強礦山水工環地質勘察技術的應用，其可以提高地質調查結果的穩定性，從而為礦山施工過程中，水資源的開發和利用提供可借鑒性數據，最終實現水文環境的改善。

1.2 工程地質環境問題管理

在實際的礦山施工工程項目過程中，由于實際施工環節所涉及到的內容較多，且大多都是由部分采礦企業以及施工單位承包，在實際的施工過程中過分重視經濟效益的獲得，而忽視了對礦山工程地質環境問題的管理，這就導致地質調查的難度較大，地震、滑坡等地質災害嚴重著威脅著人們的生命財產安全。因此，相應的采礦企業以及施工單位就需要加強水工環地質勘察技術的應用，其可以對礦山施工工程項目所處地質環境問題進行勘察，準確性的數據可以為后續工作提供有力借鑒，從而合理解決地質環境問題，保證整個工程項目的安全性。

1.3 地質環境管理

在我國礦山工程項目數量逐漸增多的背景下，地質環境管理的復雜性也越來越大，這主要是由于工程項目大多都是室外作業，在實際的施工過程中難免會遇到一些復雜多變的自然環境，如果不對這些因素進行科學控制，這將會很大程度上影響到施工質量。對此，相應的礦山企業以及施工單位逐漸開始加強水工環地質勘察技術的應用，其在實際的應用過程中可以模擬工程項目評估和管理，這可以從根本上消除影響環境的不利因素，這可以很大的程度上保障礦山地質環境管理的效果。與此同時，在礦山水工環地質勘察技術以及設備的不斷完善下，其整體性和綜合性也比較強，在實際的應用過程中可以充分減少部分地區水資源緊張的問題，進而在社會的發展和建設過程中起到良好的促進性作用。

2 礦山水工環地質勘察的概述

2.1 水工環地質勘察的要求

在水利工程項目逐漸增多的背景下，礦山水工環地質勘察的重要性也逐漸顯現出來，而要大發揮出水工環地質勘察的作用，就需要相應的采礦企業以及施工單位掌握其具體要求，在實際施工過程中按照其要求來開展工作，確保整個工作的有序性。在具體的水工環地質勘察過程中，首先需要采取科學、合理的方式來進行水利工程和環境實際情況調查，同時還要勘察施工現場的地理條件和地下水分布情況，以此來準確把握施工現場具體水位變化和地下水流動情況，通過準確性的數據來正確評價水文地質的實際情況，這可以為后續的施工作業提供一定的依據。

2.2 水工環地質勘察的內容

在礦山水工環地質勘察的實際過程中，由于所調查的內容比較廣泛，因此所涉及到的程序較多，而且其都是通過不同的中心來完成勘察工作。在具體的勘察過程中，其所涉及到的內容主要是對地下水進行探測，在這個過程中首先需要制定合理化的調查方案，這可以為相應的工作人員提供一定的工作指導，后續結合實際情況在地下水初步探測中準確記錄數據，記錄形式統一，以此來直觀反映調查結果。此外，在實際測量過程中，相應的工作人員可以將戰法技術引入到礦山地質下水深度、流速的調查工作中，并充分利用效果設備來開展工作，這可以獲得較為準確的數據，進而提高整個礦山水工環地質勘察工作的效率。

2.3 現狀

近年來，我國的礦山地質學領域迎來了嶄新的發展，在最初的出現階段，地質學屬于工程地質的范疇，伴隨著大量地質勘察工作的進行，地質勘察技術越發成熟且積累了豐富的經驗，對資源和能源開發等起到了重要作用，也創造了巨大的經濟效益。近年來，我國的地質學工作開展中，逐步與世界先進水平保持了高度的一致，且這些地質勘察工作也越來越具有了我國獨有的特點，形成了我國的地質學理論，給國家地質勘探、資源能源開發提供了巨大的保障。

2.4 應用領域

雖然我國的工業化發展速度明顯加快，但各個區域的工業發展水平存在著巨大的差異，在很多礦山工程施工中，地質勘察成了重點性的技術，水工環地質勘察技術的應用范圍逐步擴大，具體表現在以下方面：①生物地球化學研究領域，經由水工環地質勘察技術的融入，可以快速識別地質環境，利用電池輻射波來精準確定生物特征。②礦產地質資源勘察管理領域，伴隨著我國規劃建設項目的日漸增多，通過水環工地質勘察技術的應用，可以確定土地資源中的各種要素，結合土地資源利用情況來進行資源分配，詳細掌握區域的土地資源利用情況、破壞程度。③工業化進程建設領域，我國的工業發展水平限制提升，各個區域都擴大了其發展規模，甚至有一些工程施工區域進入了數字化階段，而水工環地質勘察技術所獲得的水工環數據可以給各種的施工工作切實的保障，利用數據來實現各種的規劃建設方案的細節優化。

3 水工環地質勘察技術的流程分析

水工環地質勘察流程繁多，主要包含了以下方面。①鉆孔靜水位檢測。這一檢測工作是水工環地質勘察中最為基礎性的環節，但為提高檢測數據和結果的準確性，應做好鉆孔靜水位檢測中的技術選擇和過程管理，獲得準確的水位數據，具體的檢測工作開展中，第一小時階段，每間隔6min就要對水位加以檢測并記錄，一個小時的檢測作業完成后，間隔一小時再進入下一小時的循環檢測作業。②鉆孔簡易水文地質條件觀測。這一觀測工作進行時，檢測結果的獲取對最終的水工環地質工作成效有著直接的影響，參與這一檢測任務的相關人員，必須對每個鉆孔加以實時監測、準確記錄，這一觀測進行時往往要耗費比較長的時間，一旦觀測中斷，后續要重新進行鉆孔水位的檢測。③巖芯項目地質編錄。巖芯項目地質編錄時，參與此項工作的人員必須始終堅持積極認真的態度，始終堅守在鉆孔作業現場，密切跟蹤巖芯編錄，盡量避免巖芯長時間放置失水而引起的狀態變化，及時針對鉆探過程中出現的問題加以處理。④實時觀測地表水與地下水。地表水和地下水的補給、流向、流速和水位等均是地質勘察的重點內容，相關人員在勘探人員在此過程中要密切關注水流量等基本水文情況的變化，每間隔10d就進行相應的數據記錄，當處于雨季時，水位檢測更是關鍵，以掌握最大的水流量和水位值。⑤綜合分析水質。在水質的分析過程中，最好選用一些典型水源，比如，坑道和泉水中的水質，更適宜選用抽水鉆孔取樣法，為獲得準確的檢測數據，需反復清洗盛放水的容器，當取樣結束時候做好瓶口的密封處理，開展規范化的水質檢測和分析。在水質的專項分析上，一般要利用放射性檢驗來完成，專業人員需進行生活飲用水渾濁度、氣味等相關指標的獲取和記錄。

4 影響水工環地質勘察技術應用的因素

4.1 管理因素

在水工環地質勘察技術的應用過程中，由于大部分礦山企業以及施工單位的商業性較大，在實際施工過程中很可能出現管理不善的問題，這使得水工環地質勘察也出現了不全面的現象。在相關工作人員的實際操作過程中，由于企業不重視管理工作，使得相關人員在實際工作過程中也缺乏管理規定的約束，這使得相關人員的責任感較低，無法按照勘察要求來開展工作，這降低了地質勘察信息的準確性和全面性，這使得水工環地質勘察的效果無法得到保證，同時也增加了礦山工程項目施工作業的風險，對其后續的發展有著很大的不利。

4.2 技術因素

現階段，我國礦山水工環地質勘察技術的應用過程中主要采用的技術為鉆探、物探等，這些技術作為常用技術可以保證施工作業的正常開展，而要提高整個工程項目的地質勘察質量，就需要相應的礦山企業加強對遙感等先進性技術的應用。但由于現今大部分礦山企業以及施工單位還沒有認識到遙感等先進性技術的作用，對其應用情況也不了解，相關理論掌握不全，在實踐過程中不具備相應的技術經驗，這使得地質勘查始終只能停留在以往的模式中，整個地質勘察工作的應用效率和質量比較低，這不僅影響了先進性技術的發展，同時也會對水工環地質勘查工作整體水平的提升造成阻礙，不利于礦山工程項目的后續發展。

4.3 人為因素

現今在礦山行業的不斷發展過程中，礦產開發等工業化性質的地勘工作越來越多，其中水環境、工程質量的勘測都是非常重要的環節，其不僅關系到周圍居民的用水質量，同時也與礦山的安全使用有著很大的聯系。但在很多礦山工程基坑工程中，由于施工前期相關工作人員的整體素質水平較低，在實際的水工環地質勘察過程中存在著散漫工作態度，沒有對環境地質進行全面調查，由于勘察項目較多且流程復雜，很多工作人員的操作都存在不規范的問題，這就很大程度上影響到了勘察質量，同時也會威脅到工程建設的安全性。

4.4 政策因素

在礦山水工環地質勘察中由于所使用到的資金較多，因此需要國家相關政策支持才可以確保其有序開展，但在現今的地質勘察過程中由于其與較多相關政策存在著矛盾，這會很大程度上影響到勘察工作的順利開展。與此同時，由于在地質勘查過程中很容易受到其他因素的影響，這就需要相應的礦山企業以及施工單位在實際勘察工作中根據實際情況來調整調查方案，但政策要求其在地質勘查工作中按照相關規定和標準來開展調查，這就造成了調查工作與政策沖突，這不僅增加了地質勘察的流程，同時還會提高整個工作難度，對整個工程項目施工進度的提升有著很大的不利影響。

5 水工環地質勘察技術的具體應用分析

5.1 電法技術

在礦山水工環地質勘察技術的實際應用過程中，其所涉及到的技術方法較多，而電法方法作為其中一個比較重要的部分，其通常包括了高密電法和激化法。其中高密電法主要是采用形式化的調查方法開展實際操作，整個操作流程較為簡單，且常常被應用于野外地質調查中。而激化法則是在適當強化礦體和地質結構后對其變化情況進行分析，其在礦山調查、水資源調查中的應用范圍較廣，一般是通過對實際情況的判斷來掌握該地區的地質條件，后續綜合考慮各方面因素后得出相應的調查結果。

5.2 全球定位技術

要確保水工環地質勘察的整體質量，一般還需要應用到的技術即全球定位技術，其在實際的應用過程中可以實現不同區域的有效監測。在具體的應用過程中，相應的礦山企業以及施工單位一般都是利用GPS全球定位系統來對目標范圍內的區域進行定位，后續由衛星向地球基站發送具體的信息數據，后續通過安裝在基準站中的GPS接收機來對衛星信號進行接收和識別，其可以對所收集到的數據進行有效處理，并實時偵查各種地質災害，實現對地面污染的有效監測，最終提高整個環境治理水平。

5.3 瞬變電磁技術

瞬間電磁技術在水工環地質勘察中的應用范圍也比較廣，其屬于一項新興技術，具備著應用周期短、效果顯著的效果。在具體的應用過程中，其一般是采用垂直磁偶源法以及電偶源法來開展工作，在這一工程中需要相應的工作人員對施工現場環境就那些全面分析，以此來發揮出其效用。與此同時，瞬變電磁技術在現場實際應用過程中還具有精確性較高的特點，因此在復雜多變的環境中具有良好的應用效果，而且耦合噪聲在該技術應用過程中的影響程度比較低，可以實現空中工作，因此不易受到地質環境等其他因素的影響，更好地保證了勘察質量。

5.4 GPR技術

4GPR技術在水利工程勘察工作中的應用率也非常高，其主要是實際的勘察過程中利用探測雷達技術來對地質信息進行實時采集，其一般是根據電磁波發射的原理為基礎，在建立基礎發射設施的基礎上向主機發射電磁波，后續獲得相應的數據信息，后續在相關人員對這些數據信息進行整理和分析后，則可以將數據圖像顯示在電腦屏幕上，進而更加直觀地了解地質環境的具體情況，同時清晰把握地質結構的實際情況，這可以提高測量信息的精確度，也便于后續測量圖像的繪制，最終提升整個勘察工作的效率。

5.5 遠程探測技術

遠程探測技術在水工環地質勘察工作中主要是用于信息數據的收集與處理，在以往的應用過程中，其在地質、測量、軍事等領域中的應用率較高，通過遠程探測技術可以對施工現場的環境和資源進行監測。在實際的技術應用過程中，其可以通過遠程探測衛星來獲取目標區域的圖像，這可以很大程度上提高圖像的分辨率，進而為后續的施工作業提供一定的數據支撐。與此同時，遠程探測技術還可以應用于水資源調查中，其主要是對水資源特征進行動態檢測，進而建立地表水和地下數據庫，這可以為后續的水資源開發和利用提供支持，有利于提高整體的工作效率。

5.6 RTK技術

RTK技術在實際的水工環地質勘察過程中主要是實現了靜態測量到動態測量的轉變，其在實際應用過程中結合了載波位差點技術和GPS技術，在實際應用過程中還收集了多個北斗衛星的測量數據，并建立了移動監測站，進而可以對所收集的數據信息進行平分處理，這種處理效果可以達到厘米級或者毫米級的程度，這可以有效提高水工環地質調查的準確性，在減少相關工作人員工作量的同時，促進整個水工環地質勘察工作水平的提升。

5.7 探地雷達技術

探測雷達技術具有分辨率高、探測成本低、分辨率高的特點，一般在大壩、熔巖口等地質環境下的應用率較高，其主要是針對一些地表覆蓋厚厚特殊地質的環境中具有很強的適用性。在實際的應用過程中其可以在礦井中發射高頻脈沖電磁波，一般其發射的電磁波脈沖頻率在100萬赫茲到10億赫茲之間，由系統來收集電磁波的傳播數據，后續通過專業性的軟件來對數據進行處理并生成調查結果，這可以掌握地質情況，對后續施工作業的開展有著很大的幫助。

5.8 RS技術的應用

在很多的能源和地質災害勘察中，RS技術同樣有著極為廣泛的應用，且給這些勘察工作開展提供了技術和數據支持。RS技術是近年來興起的新技術，是信息時代的產物，在信息技術不斷發展的今天，地質勘察技術中逐步融入了關于計算機信息等方面的技術，技術的高度融合使得RS技術的優勢越發明顯，在水工環地質勘察中得到了越來越多的應用。當下，人們越來越重視RS技術的應用，且經由現代化技術的發展，RS形成了多源遙感的工作模式，經由該模式的應用，可以在地質勘察現場得到清晰度較高的圖像，遙感圖像的整體分辨率、圖像質量都顯著提升。

6 結語

綜上所述，礦山水工環地質勘察技術在水利工程中的作用較大，將其技術價值發揮出來，可以很大程度上改善生態環境水平，同時還可以促進我國的可持續性發展。在技術不斷發展的今天，我國的水工環地質勘察技術發展迅猛，且水工環勘察效果明顯提升，給資源、能源開發提供了技術保障。國家相關部門和政府每年在水工環地質勘察工作中投入了巨大的資金和技術，實現了技術創新和改進，水工環地質勘察成效明顯，未來勢必會帶動行業的總體進步。