礦產(chǎn)資源開發(fā)中水工環(huán)地質勘查問題及防治對策

羅 晛，曹員兵，余 泉

（江西省地質調查研究院，江西 南昌 330030）

水工環(huán)地質為礦山地質勘查中一個最關鍵的環(huán)節(jié)，直接影響著礦山勘探進程，然而，基于之前技術發(fā)展水平的限制，使得水工環(huán)地質勘查中極易產(chǎn)生地質問題，勘查人員的人身安全在很大程度上無法得以保障，也會對礦山周邊環(huán)境帶來巨大污染。如今，礦山水環(huán)境地質勘查應用了比較現(xiàn)今的設備，使勘查中的問題得以有效解決，然而，依舊有一些問題始終存在，所以，我們需持續(xù)優(yōu)化防治措施，最大程度降低風險，從而使勘探工程的進展、技術人員的安全和礦山環(huán)境擁有堅實的保障。通過勘查礦山水環(huán)境地質發(fā)現(xiàn)了問題，并提出防治對策，然而應持續(xù)優(yōu)化防治措施，以便于使未來發(fā)生的不確定性因素得以良好解決。

1 水工環(huán)地質勘察概述

1.1 應用范圍

如今，社會經(jīng)濟日新月異飛速發(fā)展，在此背景下，水工環(huán)地質勘查也取得了一定的進步，進步的原因主要體現(xiàn)在：①科技水平在持續(xù)進步及創(chuàng)新。②隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，使得水工環(huán)地質勘查工作發(fā)展有了更多的資金支持。在當前發(fā)展的背景下，如何更好地做好水工環(huán)地質勘查工作，需有關人員對自己提出更為嚴格的要求。由于我國水文環(huán)境等發(fā)生了變化，因此，若想實現(xiàn)水工環(huán)地質勘查工作的可持續(xù)發(fā)展，有關人員必須要適當?shù)母淖児ぷ鞑渴?，唯有如此，方能確保環(huán)境建設達標，水工環(huán)地質的發(fā)展進一步推動了社會的發(fā)展及進步，可以更好的保護自然環(huán)境。

1.2 工作內容

水工環(huán)地質勘查工作有很多內容，各行業(yè)若要良好生存，則需要進一步提高自身能力，水工環(huán)地質勘查工作中，唯有持續(xù)完善工作內容，并對有關規(guī)定進行嚴格遵守，方能更好的開展水工環(huán)地質勘查工作，可以促進水環(huán)境地質勘查的不斷進步。

2 水工環(huán)地質勘查在礦產(chǎn)勘查中的重要性

礦產(chǎn)區(qū)，開展地質勘探工作十分重要，但之前傳統(tǒng)的勘探技術已然不適用于如今的礦區(qū)勘探工作，并且也會影響到礦區(qū)勘探工作的開展，傳統(tǒng)的勘探方法本身就不具全面性，有關人員在勘探礦區(qū)地質時，并未嚴格勘察測量礦區(qū)水文、地貌、周邊環(huán)境，這反映出礦區(qū)地質勘查工作開展不到位，基于此種情況下，一旦出現(xiàn)事故災害，則會嚴重的影響到礦產(chǎn)資源的開采工作，特別是礦井作業(yè)，會導致人員傷亡。

而礦區(qū)勘查中有效應用水工環(huán)地質勘探技術，可以改善此類狀況，有效開展礦區(qū)水工環(huán)地質勘查工作，可以有效提升礦區(qū)勘查工作的全面性，開展此類勘探工作，可以綜合且嚴密的勘查礦區(qū)的地質、地貌和水文等，這可以為礦產(chǎn)資源開采項目的建設提供準確的數(shù)據(jù)信息，能夠有效提高礦產(chǎn)資源開采的安全性，也可充分確保礦區(qū)有關人員的安全。

在礦產(chǎn)資源開采前，有關勘探人員應使用現(xiàn)今的勘探技術，并認真仔細的勘探礦井位置，并且也需要結合有關勘探數(shù)據(jù)分析預測礦井的涌水量，開展水工環(huán)地質勘探工作，可得到礦區(qū)周圍環(huán)境和水文地質的精準數(shù)據(jù)，從而使礦井工程的建設施工提供基礎保障，有關人員也可結合水文數(shù)據(jù)信息建造礦井導水部分，以免礦井中產(chǎn)生積水和漏水等情況，進而能夠降低安全隱患。

3 礦區(qū)水工環(huán)地質勘查中的問題

3.1 水工環(huán)地質勘查技術滯后

今天，我國科技持續(xù)發(fā)展及進步，使得我國地質勘測技術也展現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢，為此，在水工環(huán)地質勘查中也有效應用了各類高新技術，然而，基于客觀層面而言，部分實驗室中所研發(fā)的高新水工環(huán)地質勘查技術，沒有在礦產(chǎn)資源勘查中得到有效應用。加之野外環(huán)境十分復雜，應用高新技術有一定的局限性，這也使水工環(huán)地質勘查效率受到了影響。水工環(huán)地質勘查的許多先進技術，在礦產(chǎn)勘查中應用受限，使得水工環(huán)地質勘查質量缺乏科學保證。

3.2 技術流程缺乏合理性

水工環(huán)地質勘查工作具有一定的復雜性，為此，勘查方應全面認識礦區(qū)水工環(huán)地質條件，礦山水工環(huán)地質勘查技術流程依據(jù)就是礦區(qū)勘查階段的礦山類型，根據(jù)有關規(guī)定和不同種類的礦山礦產(chǎn)地質勘查規(guī)范制定的。在以前以犧牲環(huán)境為代價的粗放式礦山開發(fā)思維影響下，使得如今礦山水工環(huán)地質勘查技術流程同綠色礦山建設發(fā)展要求不符，尤其是水工環(huán)地質勘察與鉆孔精致水位測量技術流程，礦業(yè)資源的高效利用和合理開采標準沒有得到落實，最終使礦業(yè)的綠色發(fā)展進程受到了影響。

3.3 勘查結果應用范圍窄

礦山水工環(huán)地質勘查的終極目標是對勘查結果的應用，然而，因如今的勘查結果管理水平較低，使得項目部門不能科學有效的對勘查結果進行應用。具體為：基于理論視角，項目部門需多開展種類多的勘查工作，通過對多類勘探資料的分析，計算出總體勘查結果，然而具體狀況下，上面的勘查過程會受多類因素影響，尤其是勘查成結果轉化困難，從而使勘查結果應用的時效性受到了影響，進而影響區(qū)域礦山水工環(huán)地質勘查的綜合效益。如，現(xiàn)有的以水工環(huán)地質勘查結果為基礎的礦山風險評估水平很低，距離預期目標較遠，從而會使工程建設的安全受到影響。

3.4 勘查精準度低

基于本質而言，水工環(huán)地質勘查為一類以地下水資源、自然環(huán)境和工程建設地質為目標的勘查作業(yè)，盡管技術持續(xù)革新，理論逐漸豐富，水工環(huán)地質勘查也為礦區(qū)建設提供了幫助，然而，水工環(huán)地質勘查技術依舊有待成熟，勘查階段很容易發(fā)生準確性不高的問題。此外，水工環(huán)地質勘查團隊勘查設備相對落后，導致礦區(qū)水工環(huán)地質勘查效率較低，最終也使得礦區(qū)工程建設進程受到了影響。

4 礦山地質勘查中水工環(huán)問題的防治對策

4.1 建立綠色勘查技術流程

綠色礦山建設背景下，勘探技術人員應從工藝流程上優(yōu)化調整勘探方案。如，在地質測繪技術方面，測量人員除應用現(xiàn)代地質測繪設備外，還應選擇科學、現(xiàn)實的測繪比例。例如，選擇1/25000的比例開展測繪，將現(xiàn)代勘探測繪設備與測繪工作實際相結合，探索礦區(qū)礦產(chǎn)資源開采線。勘查過程中發(fā)現(xiàn)礦區(qū)斷層時，勘查人員應按照礦區(qū)斷層特征，對相應區(qū)域內及周圍的地質災害進行嚴格監(jiān)測和管理，為有效提高礦區(qū)水工環(huán)境地質填圖效率鋪平道路。又如，對于鉆孔靜止水位測量技術，勘查人員應以礦區(qū)開采任務結束時為節(jié)點，及時測量礦區(qū)水位。初始測量間隔由每5.0min一次的間隔代替，同時，最終測量時間調整為測量開始后1.0h，以確保礦區(qū)水位測量的科學發(fā)展。

基于礦區(qū)內水位數(shù)值的動態(tài)變化，為保證水位測量的準確性，測量人員應制定科學的水位穩(wěn)定標準（4h振幅小于或等于10.0cm），在規(guī)定時間內對礦區(qū)內的水位進行多次測量。在整個測量過程中，測量人員應密切觀察水位，并詳細記錄所有數(shù)據(jù)，周期為60.0min。觀測過程中如發(fā)現(xiàn)偏差較大，應及時調整和復測，并結合礦區(qū)鉆孔結構特征的差異，不斷改進水位測量方法，以達到鉆孔靜止水位測量的目標；如果測量階段礦區(qū)出現(xiàn)了漏水狀況，并需要第一時間結合礦產(chǎn)資源開采實況應用堵漏舉措，根據(jù)測量數(shù)據(jù)，分析了漏水的原因，以減少水資源的低值損失，有助于綠色礦山的建設。

另外，水質分析流程的改進是綠色勘查技術流程建設的關鍵內容，勘查技術人員應在礦區(qū)水資源污染傳統(tǒng)水樣成分檢測、分析和判斷的基礎上，進一步優(yōu)化采集、檢測和分析模塊。采集時，要求采集人員選擇1.0kg石蠟密封的水樣容器，并標明水樣采集時間和數(shù)量的順序，檢測時，檢測人員能夠從水樣氣味及溫度等方面，初步判斷水樣受污染情況，除了要對結果進行記錄，檢測人員也應結合自身專業(yè)經(jīng)驗，提出有效的污染防治舉措，從而為綠色礦山建設貢獻一己之力。

4.2 加強勘查結果應用

因礦山水工環(huán)地質勘查有諸多內容，包括水文、環(huán)境地質、工程地質等諸多方面。所以，在應用勘查結果時，相關人員需要立足多層面，對多種因素進行統(tǒng)籌，從而確保可以有效應用勘查結果。一方面，有關人員可以根據(jù)相關數(shù)據(jù)繁瑣、數(shù)量大、容易出錯的特點，收集省內多年積累的勘查、地質和測量資料，逐一核對儲量、位置和基本信息。然后，基于遙感技術，對采集的數(shù)據(jù)類別進行合理劃分，并以文件索引、二進制形式分別進行圖片、編錄后文檔資料的格式轉換，同時，對地質剖面進行掃描和矢量化處理。然后，根據(jù)文檔特征，構建文檔關系模式，見表1所示。

表1 文檔關系模式

如表1所示，通過構建文檔關系模式，可縮短礦區(qū)信息的搜索時間，根據(jù)文檔關系模式，根據(jù)文檔關系模式，可以統(tǒng)一的標準，分步驟將收集到的表格資料進行預處理、編碼后轉換入庫，獲取礦區(qū)位置清晰、儲量豐富的資源數(shù)據(jù)庫。

除此之外，完成文檔關系模式和資源數(shù)據(jù)庫建立后，有關人員能夠按照礦山生產(chǎn)和工程建設要求，合理應用有關數(shù)據(jù)。如，對資源數(shù)據(jù)庫中的資料進行提取，通過合理科學的方式，對水工環(huán)內地質災害發(fā)生狀況進行分析，并評價水工環(huán)境中地質災害的潛在危害程度，劃分危害等級。同時，將地質環(huán)境、水工環(huán)地質災害有機地結合起來，分析采礦對生態(tài)環(huán)境和機械設備的負面影響。然后，結合生產(chǎn)和工程建設合同及相關文件的規(guī)定，從勘查工藝選擇、勘查作業(yè)規(guī)范、應急預案、現(xiàn)場地質特征監(jiān)測等方面進行分析，制定生產(chǎn)場地優(yōu)化方案，為同時實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化和生態(tài)效益最大化提供支持。

4.3 提升勘查精準度

在應用傳統(tǒng)勘探技術的基礎上，為了實現(xiàn)準確的勘探，技術人員可按照礦山水工環(huán)地質勘查的要求，科學應用KPO定位技術，即在根據(jù)資源數(shù)據(jù)庫分析歷年礦區(qū)情況的同時，對礦區(qū)的經(jīng)緯度進行科學規(guī)定。以礦區(qū)的經(jīng)緯度為定位位置，依托無線信號測距的交匯原理，對礦區(qū)水工環(huán)勘查目標點的具體坐標位置進行劃分和轉換。在定位過程中，勘查人員需依靠無線傳輸設備將勘探信息向地面接收設備傳輸，基于殘差法的應用，建立了誤差消除矩陣，以消除殘差法的不利影響，誤差消除矩陣為：

（1）中，Xi的誤差確定矩陣分別是Vx、Vy、-Ⅺ的轉換參數(shù)。按照誤差矩陣得到定位系統(tǒng)存在的殘差率，根據(jù)單位方差原理，能夠選擇單位估算值的公式參數(shù)，參與計算的數(shù)值量及擬合參數(shù)分別是j、k，然后得到檢測信息參數(shù)R、儲量參數(shù)P和殘差值w間的關系。即：

通過（2）能夠計算出殘差值，為勘探成果的處理提供支持，提高勘探精度。另外，在水工環(huán)勘探過程中，勘查人員能夠綜合運用激化勘查法，提高勘探精度。在應用激化勘查法時，勘查人員可結合如今水工環(huán)地質勘查實況，激發(fā)區(qū)域巖石、礦石中物質，判定勘查對象內部結構變化，對開采階段易出現(xiàn)的安全風險進行模擬，確保能夠順利實施勘查作業(yè)。

5 結語

總而言之，開采礦產(chǎn)資源時，水工環(huán)地質勘發(fā)揮著十分重大的作用。必須全面對礦區(qū)內的環(huán)境進行徹查，為礦產(chǎn)資源開采工作打下良好基礎保障。水工環(huán)地質勘時，應該全面實施水工環(huán)地質監(jiān)督觀察，把控水工環(huán)地質勘查工作精準性，全面提升水工環(huán)地質勘查各項工作環(huán)節(jié)質量，實現(xiàn)資源開采、環(huán)境保護、經(jīng)濟發(fā)展的協(xié)調共贏。充分展示水環(huán)境地質勘探的價值，借助強化的水環(huán)境地質資源信息，引進信息化勘探設備和勘探技術，及時收集治水工程、環(huán)境地質、勘查資源等信息，確保礦產(chǎn)資源的高效開采和利用。