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(yuǎn)

（甘肅煤田地質(zhì)局一四九隊(duì)，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(dāng)今社會(huì)中，礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用是社會(huì)發(fā)展與人類生活中主要依賴的資源之一，它為人類社會(huì)的進(jìn)步提供了動(dòng)力，同時(shí)也帶來了一系列的環(huán)境與生態(tài)問題，嚴(yán)重影響了社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，成為環(huán)境與發(fā)展中關(guān)注的重點(diǎn)問題[1]。礦產(chǎn)的開發(fā)活動(dòng)產(chǎn)生了大量的廢棄物與污染物，對(duì)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(yuǎn)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(dāng)?shù)鼐用袢梭w健康。就目前對(duì)礦區(qū)環(huán)境的研究表明，礦石開采后對(duì)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(dá)50億噸，對(duì)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(duì)嚴(yán)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(shí)施了《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則地下水環(huán)境》(HJ 610-2011)[2]，此標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)地下水的保護(hù)展開建設(shè)。在此次研究中，將以此作為指導(dǎo)性文件，對(duì)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(jìn)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(hù)當(dāng)?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(jì)

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(duì)勘探技術(shù)使用的基本原則進(jìn)行設(shè)定。根據(jù)北山地區(qū)環(huán)境實(shí)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(jìn)行水文地質(zhì)勘查的過程中，首先需要對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)變化進(jìn)行檢測(cè)與勘查，在不同的區(qū)段采用不同的勘查方式進(jìn)行研究。在文獻(xiàn)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(shí)，或是處于斷裂層聯(lián)通的位置上，地下水會(huì)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(duì)礦上地層進(jìn)行勘查的勘測(cè)順序。

通過對(duì)當(dāng)?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(duì)應(yīng)的蓄水點(diǎn)，此種環(huán)境在勘查的過程中需要注意勘查設(shè)備對(duì)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(duì)甘肅北山地區(qū)礦山的研究，依據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況、地層巖性、斷層破碎發(fā)育的情況，對(duì)當(dāng)?shù)厣顚铀牡刭|(zhì)勘查的原則進(jìn)行設(shè)定，具體內(nèi)容如下：在水文勘查前首先進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè)，在勘測(cè)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(jìn)行統(tǒng)一分析，并通過此三部分對(duì)礦山環(huán)境水文地質(zhì)進(jìn)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(cè)技術(shù)，此技術(shù)具有低成本、高效率的優(yōu)勢(shì)，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(yàn)。在此次勘測(cè)中可依托以此技術(shù)，完成礦山水文地質(zhì)環(huán)境的勘測(cè)，并對(duì)水文中的關(guān)鍵問題進(jìn)行解決。

此技術(shù)在使用前，首先要完成當(dāng)?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(cè)試，全面分析當(dāng)?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(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)與環(huán)境地質(zhì)進(jìn)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(zhǔn)備工作，對(duì)礦區(qū)內(nèi)的生態(tài)環(huán)境、地層以及地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行充分的分析，采用地質(zhì)勘測(cè)設(shè)備對(duì)當(dāng)?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(jìn)行分析，根據(jù)取樣與測(cè)試結(jié)果，完成水文地質(zhì)勘查與分析。

1.3 地質(zhì)勘測(cè)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(cè)測(cè)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(shí)現(xiàn)水文地質(zhì)探測(cè)過程。

在此次研究中使用的遙感技術(shù)主要通過電磁波實(shí)現(xiàn)，采用航拍飛機(jī)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(cè)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(xiàn)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(cè)繪難度和勘探工作量、降低人力成本的優(yōu)點(diǎn)。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(duì)當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)環(huán)境進(jìn)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(shí)施方法，使用此技術(shù)可有效對(duì)含水層進(jìn)行分析，同時(shí)還具有測(cè)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(jì)中主要采用試驗(yàn)孔、開采孔、勘探孔、觀測(cè)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(shí)際勘查的過程中，通過開采孔對(duì)礦區(qū)內(nèi)的地下水進(jìn)行疏通以及開采，同時(shí)使用勘探孔了解當(dāng)?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(cè)孔對(duì)當(dāng)?shù)氐牡叵滤M(jìn)行長(zhǎng)期的觀測(cè)，獲取水位變化的動(dòng)態(tài)信息，通過對(duì)當(dāng)?shù)氐膸r性與水質(zhì)進(jìn)行取樣。最后通過探放水孔，對(duì)掘進(jìn)巷道前方一定距離的水文地質(zhì)情況進(jìn)行分析，完成水文實(shí)驗(yàn)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(dāng)?shù)氐V石開采后當(dāng)?shù)厮恋陌踩浴?/p>

2 實(shí)驗(yàn)分析

2.1 實(shí)驗(yàn)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(yàn)證此要求對(duì)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(duì)北山地區(qū)的指定位置進(jìn)行水位地質(zhì)勘查，對(duì)比勘查結(jié)果的誤差性。為實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的有效性與可靠性，在該地區(qū)設(shè)定5個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比的形式，完成技術(shù)之間的對(duì)比。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

通過上述實(shí)驗(yàn)環(huán)境與實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)定，得到下述實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

表1 勘查結(jié)果誤差實(shí)驗(yàn)對(duì)比

通過上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可明顯的看出，文中設(shè)計(jì)的勘查技術(shù)要求對(duì)水文地質(zhì)勘查工作具有一定的指導(dǎo)作用。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，使用文中提出的勘查要求后，在不同的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，勘查誤差較為一致沒有較大幅度的波動(dòng)，其勘查結(jié)果具有一定的可信度，使用此勘查結(jié)果可對(duì)當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)進(jìn)行及時(shí)合理的保護(hù)。未使用文中提出要求進(jìn)行的勘查工作以及使用其他要求進(jìn)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(jìn)行后續(xù)的研究會(huì)造成研究結(jié)果異?；蚴鞘д娴膯栴}，對(duì)于當(dāng)?shù)厮临Y源保護(hù)工作的推進(jìn)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(hù)中應(yīng)使用文中設(shè)計(jì)要求作為勘查工作的指導(dǎo)性要求，推動(dòng)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的保護(hù)工作。

3 結(jié)語

在經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展的今天，礦產(chǎn)資源的開發(fā)對(duì)于礦區(qū)的環(huán)境造成了嚴(yán)重的威脅，為保護(hù)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(jìn)程。

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