金屬礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展分析及應(yīng)用范圍探討

馬 甜

（甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局蘭州礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州 730030）

近幾年，全球社會(huì)經(jīng)濟(jì)得到了快速地發(fā)展，但與此同時(shí)，對(duì)于自然界而言，各類(lèi)能源、資源遭受了嚴(yán)重的破壞。自能源危機(jī)出現(xiàn)以來(lái)，人們開(kāi)始借助各類(lèi)科學(xué)技術(shù)，針對(duì)礦山地質(zhì)領(lǐng)域進(jìn)行了不斷深入的探究，并在研究的過(guò)程中為各項(xiàng)能源的需求，提供了更加可靠的保障條件[1]。將各類(lèi)技術(shù)應(yīng)用到勘查領(lǐng)域當(dāng)中可以針對(duì)礦山具體水資源的分布情況以及含水量，給出更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，并將其作為有力依據(jù)[2]?？辈榧夹g(shù)的主要目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)水文地質(zhì)、工程、環(huán)境地質(zhì)等內(nèi)容的勘查。通過(guò)該項(xiàng)技術(shù)采集地質(zhì)數(shù)據(jù)，為后續(xù)礦山開(kāi)采以及礦山建設(shè)提供更加有利的地質(zhì)信息條件。

當(dāng)前，在水工環(huán)地質(zhì)勘查的過(guò)程中如何實(shí)現(xiàn)提升勘查技術(shù)以及技術(shù)的應(yīng)用水平，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，是相關(guān)領(lǐng)域研究人員重點(diǎn)關(guān)注的話題之一。因此，為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本文開(kāi)展下述研究。

1 金屬礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展分析

水工環(huán)地質(zhì)是金屬礦山普遍具備的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，其地質(zhì)結(jié)構(gòu)主要由工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)和水文地質(zhì)組成。從廣義層面分析，在開(kāi)展勘查時(shí)，以經(jīng)濟(jì)服務(wù)作為基礎(chǔ)，將統(tǒng)籌作為基本理念，以金屬礦山的可持續(xù)發(fā)展為主旨。從狹義層面分析，水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的研究對(duì)象是礦山地質(zhì)環(huán)境當(dāng)中常見(jiàn)的植物和土壤等。

當(dāng)前資源開(kāi)發(fā)、資源保護(hù)以及資源的可持續(xù)利用等方面，均對(duì)水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的應(yīng)用提出了更高的要求，推動(dòng)著其不斷地前進(jìn)。

同時(shí)，在當(dāng)前礦山生態(tài)環(huán)境不斷惡化的背景下，為了進(jìn)一步促進(jìn)勘查技術(shù)降低經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)自然生態(tài)造成的破壞以及污染的效果，以此實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)以及水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展，為人們的日常生活及工作生產(chǎn)提供更加舒適的生態(tài)環(huán)境?？辈榧夹g(shù)的基礎(chǔ)是確保金屬礦山不受到破壞。從初期至今，金屬礦山的勘查工作已經(jīng)從傳統(tǒng)的改造自然思想轉(zhuǎn)變?yōu)轫槕?yīng)自然思想，并不斷探尋如何更好地實(shí)現(xiàn)服務(wù)經(jīng)濟(jì)和回水建設(shè)。

國(guó)家的政策以及經(jīng)濟(jì)體制的不斷變革，其水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展而言有著直接的關(guān)系。但目前部分地區(qū)在開(kāi)展金屬礦山開(kāi)采的過(guò)程中，相應(yīng)的政策和制度均與當(dāng)前水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀之間存在較大差異，因此，導(dǎo)致參與到礦山開(kāi)采的各個(gè)主體之間無(wú)法形成協(xié)調(diào)穩(wěn)定的合作關(guān)系，其不僅對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成不穩(wěn)定的影響，同時(shí)，對(duì)礦山未來(lái)的健康發(fā)展造成不可挽回的破壞，該問(wèn)題的存在限制了水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的發(fā)展。

2 應(yīng)用范圍探討

2.1 在地質(zhì)勘查與設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

當(dāng)前針對(duì)金屬礦山的水工環(huán)地質(zhì)勘查，其技術(shù)的應(yīng)用首先實(shí)現(xiàn)精確控制地質(zhì)勘查和設(shè)計(jì)階段的信息。因此，將常見(jiàn)的GPS技術(shù)應(yīng)用到金屬礦山的勘查施工中，利用該技術(shù)打破傳統(tǒng)勘查技術(shù)的限制，通過(guò)衛(wèi)星定位的方式，實(shí)現(xiàn)金屬礦山具體勘查位置和勘查點(diǎn)的選定，并在空間坐標(biāo)系呈現(xiàn)其相應(yīng)的位置，以此為后續(xù)水工環(huán)地質(zhì)勘查工作提供有利的勘查條件。

同時(shí)，勘查技術(shù)應(yīng)用GPS時(shí)，在金屬礦山需要進(jìn)行勘查的位置建立多個(gè)控制站，根據(jù)不同控制站發(fā)出的無(wú)線信號(hào)強(qiáng)弱，結(jié)合測(cè)距交匯原理，完成確定具體測(cè)控點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)。同時(shí)，在各個(gè)控制站發(fā)出的無(wú)線信號(hào)交互點(diǎn)上，可以通過(guò)設(shè)置多個(gè)用戶信號(hào)接收裝置的方式，精準(zhǔn)獲取信號(hào)。對(duì)于勘查人員而言，在利用GPS技術(shù)對(duì)金屬礦山進(jìn)行勘查時(shí)，通過(guò)使用信號(hào)接收裝置，獲取不同衛(wèi)星發(fā)出的不同信號(hào)，并從多個(gè)方面綜合判斷實(shí)際測(cè)站點(diǎn)的具體坐標(biāo)信息。

在完成對(duì)信息的接收后，通過(guò)利用同步衛(wèi)星，將獲取到的各類(lèi)勘查數(shù)據(jù)傳輸回地面，再利用接收設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)各類(lèi)信息的整理、采集以及分析等操作。在整個(gè)流程中，通過(guò)GPS技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)勘查目標(biāo)更加精準(zhǔn)和快速的確定，并且當(dāng)前的GPS技術(shù)的勘查精度已經(jīng)達(dá)到厘米等級(jí)，能夠滿足金屬礦山水工環(huán)地質(zhì)對(duì)勘查提出的精度要求。

2.2 在勘查數(shù)據(jù)處理與控制中的應(yīng)用

勘查技術(shù)不僅在地質(zhì)勘查與設(shè)計(jì)階段實(shí)現(xiàn)良好的應(yīng)用效果外，還在對(duì)勘查數(shù)據(jù)的處理和控制階段發(fā)揮巨大的作用。

勘查技術(shù)中的RTK技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中也具備著突出的效果，其可以利用系統(tǒng)差分法，完成對(duì)獲取到的各類(lèi)勘查數(shù)據(jù)進(jìn)行控制和處理。圖1為RTK技術(shù)在勘查數(shù)據(jù)處理與控制中的應(yīng)用示意圖。

圖1 RTK技術(shù)在勘查數(shù)據(jù)處理與控制中的應(yīng)用示意圖

從圖1可以看出，由GPS衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)，通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)姆绞椒謩e傳輸?shù)絼?dòng)態(tài)接收器和基準(zhǔn)接收機(jī)上，并且根據(jù)圖1所示的流程，有效處理勘查數(shù)據(jù)。同時(shí)，從整個(gè)過(guò)程中可以看出，勘查過(guò)程中產(chǎn)生的誤差可以通過(guò)校正發(fā)射器、校正處理器、校正接收器等設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)其誤差的控制和調(diào)整，從而確保勘查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

RTK技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中結(jié)合三種不同的相位差分方法，并且三種方法存在諸多共同特征，因此，在實(shí)際勘查時(shí)結(jié)合三種方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面地處理，可以進(jìn)一步提高勘查結(jié)果的精度。

在該技術(shù)應(yīng)用到某金屬礦山時(shí)，在勘查基準(zhǔn)站設(shè)置一臺(tái)動(dòng)態(tài)接收器，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)各類(lèi)參數(shù)及數(shù)據(jù)的獲取。在流動(dòng)站可防止多臺(tái)基站接收耦合，確保兩個(gè)控制站實(shí)現(xiàn)對(duì)GPS衛(wèi)星信號(hào)的精準(zhǔn)獲取。在利用上述校正設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差分改正處理后，通過(guò)無(wú)線信號(hào)傳輸?shù)姆绞剑瑢⒏恼蟮目辈閿?shù)據(jù)傳輸?shù)较鄳?yīng)的勘查坐標(biāo)點(diǎn)上。在這一過(guò)程中，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)勘查時(shí)的具體設(shè)置要求，對(duì)流動(dòng)站的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩種狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保其在穩(wěn)定地運(yùn)行狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類(lèi)勘查數(shù)據(jù)的處理和控制。同時(shí)，針對(duì)得到的結(jié)合RTK技術(shù)校正勘查采集的數(shù)據(jù)，進(jìn)行線路偏移、背景清除等操作，提高勘查的質(zhì)量。

2.3 在環(huán)境勘查與勘測(cè)中的應(yīng)用

針對(duì)部分金屬礦山結(jié)構(gòu)地質(zhì)復(fù)雜的區(qū)域，可采用勘查技術(shù)當(dāng)中的TEM技術(shù)，以此實(shí)現(xiàn)礦山的有效勘查。TEM技術(shù)是一種結(jié)合電磁的瞬變特點(diǎn)作為核心的勘查手段，該技術(shù)最早應(yīng)用在航空勘查領(lǐng)域，但目前，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，其逐漸被應(yīng)用到環(huán)境勘查和環(huán)境勘測(cè)領(lǐng)域，并發(fā)揮了極為重要的作用。

針對(duì)當(dāng)前該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用形式，通過(guò)對(duì)被勘查區(qū)域內(nèi)電磁的變化情況進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)勘查區(qū)域地下不均勻地質(zhì)結(jié)構(gòu)的勘查，為后續(xù)金屬礦山建設(shè)提供更加安全的保障條件。同時(shí)，在進(jìn)行對(duì)金屬礦山的水工環(huán)地質(zhì)勘查過(guò)程中，應(yīng)用TEM技術(shù)能夠通過(guò)點(diǎn)偶源和垂直磁偶源兩種方法，實(shí)現(xiàn)在陡峭、不平整等結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜的區(qū)域，勘查水工環(huán)地質(zhì)，進(jìn)一步擴(kuò)大了勘查技術(shù)的應(yīng)用范圍。

3 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)金屬礦山水工環(huán)境地質(zhì)勘查技術(shù)進(jìn)行了全面的研究，針對(duì)當(dāng)前人類(lèi)社會(huì)活動(dòng)的發(fā)展需要，分析勘查技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。

盡管當(dāng)前各類(lèi)勘查技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中沒(méi)有完善的政策和制度支撐，但是隨著勘查技術(shù)信息化和智能化的水平不斷提高，通過(guò)各類(lèi)勘查設(shè)備和技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)金屬礦山水工環(huán)的自動(dòng)化勘查，不僅有效降低了人力和物力消耗，同時(shí)，提高了勘查結(jié)果的精度，為后續(xù)金屬礦山的礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)和礦山建設(shè)施工提供更加有力的數(shù)據(jù)保障。