甘肅地區(qū)礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查重點(diǎn)及新技術(shù)研究

張 斌

（甘肅省地質(zhì)調(diào)查院，甘肅 蘭州 730000）

水工環(huán)地質(zhì)勘查是現(xiàn)代礦山地質(zhì)勘查工程建設(shè)過(guò)程中重要的勘查內(nèi)容，同時(shí)也是現(xiàn)代礦山開(kāi)采工程建設(shè)過(guò)程中重要的準(zhǔn)備項(xiàng)目，水工環(huán)地質(zhì)勘查主要是對(duì)礦山水文地質(zhì)條件進(jìn)行探究，比如礦山含水層地質(zhì)特征，地下水水位、水量以及水壓，以及地下水空間分布特征等等，勘查數(shù)據(jù)將為后續(xù)礦山開(kāi)采施工提供準(zhǔn)備依據(jù)。甘肅地區(qū)地處黃土高原、青藏高原和內(nèi)蒙古高原的交匯地帶，在中國(guó)的西北地區(qū)，該地區(qū)地形比較復(fù)雜，常年降水比較少，土壤比較貧瘠，因此甘肅地區(qū)自然生態(tài)環(huán)境比較差，存在嚴(yán)重的水土流失問(wèn)題。甘肅地區(qū)礦產(chǎn)資源比較豐富，目前現(xiàn)有的大型礦床有68個(gè)，中小型礦床多達(dá)768個(gè)，主要以金礦、鐵礦為主，因此甘肅地區(qū)礦業(yè)開(kāi)發(fā)已經(jīng)成為當(dāng)?shù)氐闹匾?jīng)濟(jì)支柱。早在1997年就開(kāi)始對(duì)甘肅地區(qū)礦山開(kāi)展水工環(huán)地質(zhì)勘查工作、巖土勘查工作等，由于甘肅地區(qū)大力發(fā)展采礦業(yè)，本就存有生態(tài)問(wèn)題的甘肅地區(qū)經(jīng)過(guò)大量開(kāi)展水工環(huán)地質(zhì)勘查工作，導(dǎo)致目前甘肅地區(qū)礦山污染極其嚴(yán)重，并且經(jīng)常發(fā)生水工環(huán)地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重影響到了礦山周?chē)用竦恼Ｉ?，為此提出甘肅地區(qū)礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查重點(diǎn)及新技術(shù)研究。

1 甘肅地區(qū)礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查重點(diǎn)

1.1 嚴(yán)格落實(shí)礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查影響評(píng)估機(jī)制

礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查過(guò)程中會(huì)對(duì)礦山地質(zhì)造成一定程度的破壞，比如在礦山地表上進(jìn)行大規(guī)模的鉆孔施工，通常情況下鉆孔深度較深，且數(shù)量也比較多，鉆孔會(huì)打破原有地質(zhì)結(jié)構(gòu)，如果礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較脆弱，會(huì)在后續(xù)的地質(zhì)勘查中發(fā)生嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害，比如礦山地表坍塌、塌陷等[1]。此外礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查過(guò)程中還會(huì)破壞掉原有的地表植被、河流水系等，打破礦山生態(tài)平衡，對(duì)礦山生態(tài)環(huán)境造成不同程度的影響，這會(huì)引發(fā)山體滑坡、泥石流、洪澇、水土流失等環(huán)境問(wèn)題。由此可見(jiàn)礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查會(huì)對(duì)周?chē)刭|(zhì)環(huán)境、生態(tài)環(huán)境造成不良影響。

為了降低水工環(huán)地質(zhì)勘查工作開(kāi)展對(duì)甘肅礦山周?chē)h(huán)境的影響，在實(shí)際勘查中必須要在所有地質(zhì)工作開(kāi)展之前對(duì)其影響進(jìn)行嚴(yán)格評(píng)估，建立全面的甘肅礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查影響評(píng)估機(jī)制，并且要對(duì)其進(jìn)行全面落實(shí)。礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查影響評(píng)估主要是對(duì)礦山當(dāng)前地質(zhì)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境進(jìn)行分析，然后再結(jié)合水工環(huán)地質(zhì)勘查工作計(jì)劃和內(nèi)容，預(yù)測(cè)出水工環(huán)地質(zhì)勘查工作的開(kāi)展會(huì)對(duì)礦山環(huán)境的影響程度，最后根據(jù)分析預(yù)測(cè)結(jié)果評(píng)估出最終的影響等級(jí)，并根據(jù)評(píng)估等級(jí)制定出相應(yīng)的預(yù)防措施和解決措施。礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查影響評(píng)估機(jī)制的落實(shí)可以有效降低地質(zhì)勘查對(duì)甘肅礦山環(huán)境的影響，可以實(shí)現(xiàn)最大程度上對(duì)甘肅礦山環(huán)境的保護(hù)，降低礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查風(fēng)險(xiǎn)。目前甘肅大部分礦山對(duì)該方面落實(shí)不夠全面和嚴(yán)格，對(duì)于相應(yīng)評(píng)估機(jī)制的實(shí)施不夠重視，因此這需要甘肅相關(guān)政府部門(mén)加大對(duì)礦山這一方面的監(jiān)督，制定嚴(yán)格的監(jiān)督制度，加強(qiáng)對(duì)甘肅礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查評(píng)估機(jī)制落實(shí)監(jiān)督力度。

1.2 加強(qiáng)勘查過(guò)程中廢棄物處理工作

礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查工程歷時(shí)比較久，工程量比較大，使用到的勘查設(shè)備種類(lèi)和數(shù)量比較多，在實(shí)際勘查過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的固態(tài)、液態(tài)廢棄物，這些廢棄物主要來(lái)源于礦山洗礦、選礦、勘查設(shè)備產(chǎn)生的廢油以及生活垃圾[2]。在目前大部分甘肅礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查中，對(duì)于廢棄物的處理不夠得當(dāng)，并且在該方面也不夠重視，使用的勘查手段比較傳統(tǒng)，產(chǎn)生的廢棄物隨處堆放，廢棄物在經(jīng)過(guò)雨淋后，會(huì)將廢棄物中的有毒有害化學(xué)物質(zhì)帶入到礦山周?chē)牡乇硭幸约巴寥乐?，?dǎo)致目前甘肅礦山淺層地下水、周?chē)寥乐亟饘傥廴緡?yán)重，影響到了礦山周?chē)用裾Ｉ?，帶?lái)了嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。

因此甘肅地區(qū)礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查重點(diǎn)還包括勘查過(guò)程中廢棄物處理工作上，提高對(duì)廢棄物處理力度，引進(jìn)先進(jìn)和有效的處理技術(shù)，并且還要提高所有勘查人員的生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)，禁止使用不合理、違規(guī)的勘查工具和材料，對(duì)已經(jīng)產(chǎn)生的廢棄物進(jìn)行分類(lèi)堆放，堆放的地點(diǎn)盡可能選擇距離地表水比較遠(yuǎn)的地區(qū)。待水工環(huán)地質(zhì)勘查工作結(jié)束之后，利用現(xiàn)有的技術(shù)手段對(duì)廢棄物進(jìn)行集體處理，比如對(duì)于固體垃圾可以選擇土埋的方式處理，但是土埋深度要比較深，并且土埋的地址盡量選擇周?chē)用癖容^少的區(qū)域[3]。還可以將固體廢棄物進(jìn)行焚燒處理，利用人工焚燒的方式對(duì)固體廢棄物進(jìn)行分解。對(duì)于液態(tài)垃圾可以采用過(guò)濾方式進(jìn)行處理，但是處理后的液態(tài)垃圾必須經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行排放。為了提高資源利用率，甘肅地區(qū)礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查中產(chǎn)生的垃圾可以進(jìn)行綜合利用，比如碎石、碎料可以用于周?chē)缆泛徒ㄖ┕ぶ?，這樣不僅可以起到對(duì)甘肅地區(qū)礦山生態(tài)環(huán)境保護(hù)的作用，還能夠?qū)崿F(xiàn)甘肅地區(qū)礦山可持續(xù)發(fā)展。

1.3 完善礦山生態(tài)環(huán)境補(bǔ)償機(jī)制

盡管上述提出的觀點(diǎn)可以起到一定的作用，但是就目前現(xiàn)有的技術(shù)水平，甘肅地區(qū)礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查仍然還會(huì)對(duì)礦山環(huán)境造成破壞，為了可以使甘肅地區(qū)礦山可以恢復(fù)到原有狀態(tài)，必須完善和落實(shí)礦山生態(tài)環(huán)境補(bǔ)償機(jī)制，在水工環(huán)地質(zhì)勘查結(jié)束之后，對(duì)礦山開(kāi)展修復(fù)和復(fù)原工作，建設(shè)甘肅地區(qū)綠色礦山。

關(guān)于礦山生態(tài)環(huán)境補(bǔ)償機(jī)制的落實(shí)，需要制定嚴(yán)格的甘肅地區(qū)礦山生態(tài)環(huán)境補(bǔ)償制度，根據(jù)制度開(kāi)展礦山修復(fù)工作，確定礦山修復(fù)程度[4]。礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查工作結(jié)束之后，需求立即修復(fù)礦山周?chē)?、土壤，采用相?yīng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)礦山水源、土壤進(jìn)行重金屬污染檢測(cè)，對(duì)污染嚴(yán)重的水資源和土壤進(jìn)行及時(shí)治理，采用先進(jìn)的凈水技術(shù)降低水源中重金屬含量，并且在礦山周?chē)N植大量的植被，利用植被稀釋掉土壤中污染物，同時(shí)還能有效預(yù)防礦山地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。種植植被的選擇需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際環(huán)境情況而定，盡可能選擇一些耐活、抗旱的植被物種，這樣可以保證甘肅地區(qū)礦山生態(tài)環(huán)境修復(fù)質(zhì)量和效果。除此之外，甘肅地區(qū)還需要盡快完善《礦山自然環(huán)境保護(hù)制度》和《礦山環(huán)境保護(hù)法》等法律制度，嚴(yán)格監(jiān)督施工方依法開(kāi)展礦山生態(tài)環(huán)境補(bǔ)償工作，促進(jìn)甘肅地區(qū)礦業(yè)健康發(fā)展。

2 甘肅地區(qū)礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查新技術(shù)

針對(duì)甘肅地區(qū)礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)落后問(wèn)題，以及有效推進(jìn)礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查工作，需要采用一些先進(jìn)的新技術(shù)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查新技術(shù)研究成果，本文推薦遙感技術(shù)、瞬變電磁技術(shù)以及探底雷達(dá)技術(shù)三個(gè)新技術(shù)，應(yīng)用于甘肅地區(qū)礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查中，該三項(xiàng)新技術(shù)均屬于地球物探技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)、使用方式以及適用方面均有所不同，具體如下表所示。

表1 甘肅地區(qū)礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查新技術(shù)

從表1其中可以看出，該三個(gè)新技術(shù)無(wú)論是在設(shè)備方面還是其他方面均適用于礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)損勘查，以下將對(duì)該三個(gè)新技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

2.1 遙感技術(shù)

遙感技術(shù)是一種監(jiān)測(cè)技術(shù)，其在礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查中主要是監(jiān)測(cè)礦山地表變化情況，利用遙感衛(wèi)星向甘肅地區(qū)礦山地面進(jìn)行數(shù)字拍攝，利用地面通訊裝置接收到拍攝信號(hào)，進(jìn)而獲取到礦山地表水資源的遙感圖像信息。遙感技術(shù)采集到的圖像信息清晰度比較高，光譜分辨率也比較好，可以對(duì)甘肅地區(qū)礦山地表水進(jìn)行全范圍動(dòng)態(tài)水平監(jiān)測(cè)，為甘肅地區(qū)礦山水資源規(guī)劃提供準(zhǔn)確的數(shù)字依據(jù)，使礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查工作明確勘查方向。

2.2 瞬變電磁技術(shù)

瞬變電磁技術(shù)是以電磁感應(yīng)定律作為理論依據(jù)，利用信號(hào)發(fā)射裝置向礦山地表發(fā)射電磁波信號(hào)，然后利用信號(hào)接收裝置接收到反射回來(lái)的電磁波，通過(guò)監(jiān)測(cè)兩次發(fā)射的渦流場(chǎng)，探測(cè)到甘肅地區(qū)礦山地下水水文地質(zhì)情況，比如地下水空間分布情況，地下水含水層地質(zhì)結(jié)構(gòu)等等，可以全面了解甘肅地區(qū)礦山地下水文地質(zhì)條件。

2.3 探地雷達(dá)技術(shù)

探地雷達(dá)在甘肅地區(qū)礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查中應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)無(wú)損測(cè)量，主要利用探地雷達(dá)測(cè)量到礦山深層的水文地質(zhì)情況。利用探地雷達(dá)裝置向甘肅地區(qū)礦山地底發(fā)射高頻率的脈沖電磁波，利用雷達(dá)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)脈沖電磁波進(jìn)行接收、處理、整合以及分析，最終形成甘肅地區(qū)礦山三維地質(zhì)模型，以及礦山水工環(huán)地質(zhì)檢測(cè)報(bào)告，所有測(cè)量過(guò)程都是通過(guò)一系列軟件自動(dòng)化完成，具有較高的測(cè)量效率和測(cè)量精度，為礦山水工環(huán)地質(zhì)分析提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù)，以此完成甘肅地區(qū)礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查新技術(shù)分析，進(jìn)而完成了甘肅地區(qū)礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查重點(diǎn)及新技術(shù)研究。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合甘肅地區(qū)礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查現(xiàn)狀以及需求，對(duì)水工環(huán)地質(zhì)勘查重點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)和分析，并提出了一些先進(jìn)的地質(zhì)勘查技術(shù)，本次研究有利于實(shí)現(xiàn)甘肅地區(qū)礦山持續(xù)發(fā)展，打造綠色礦山，提高水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)水平，促進(jìn)甘肅地區(qū)采礦業(yè)健康發(fā)展。