關(guān)于環(huán)境保護(hù)下的礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

趙 均，趙雨婕

（1.江西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，江西 南昌 330000；2.江西省地礦測(cè)繪院，江西 南昌 330030）

由于礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查涉及地下水資源，因此需要提前對(duì)地下水資源進(jìn)行綜合勘查，保護(hù)水資源，使其免受采礦作業(yè)的影響。為保證地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在地址勘查時(shí)應(yīng)避免水體污染，為后續(xù)采礦作業(yè)提供依據(jù)，防止由于水體污染產(chǎn)生的地質(zhì)勘查誤差，影響采礦作業(yè)的順利開展。

我國的水工環(huán)地質(zhì)勘查主要包括三個(gè)環(huán)節(jié)，第一個(gè)環(huán)節(jié)是水文地質(zhì)調(diào)查，主要調(diào)查地下水的成因、煤礦區(qū)分布、地下水分布特征等。第二個(gè)是工程地質(zhì)調(diào)查，主要調(diào)查礦區(qū)地質(zhì)條件、礦產(chǎn)資源的類型、礦區(qū)巖土的力學(xué)性質(zhì)。第三是災(zāi)害調(diào)查，主要研究礦區(qū)的自然資源開發(fā)程度和地質(zhì)災(zāi)害。在這個(gè)過程中，需要注意礦產(chǎn)資源開采后的自然環(huán)境變化，需要針對(duì)受自然環(huán)境影響的地區(qū)積極開展對(duì)策，并進(jìn)行綜合分析，以獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息[1]。眾所周知，礦產(chǎn)資源的開發(fā)，加大了礦產(chǎn)資源周邊環(huán)境的壓力，不利于環(huán)境保護(hù)，因此我國需要積極引入社會(huì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的理念，積極進(jìn)行礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查，使用的勘查技術(shù)包括遙感技術(shù)、GPR 技術(shù)和PTK 技術(shù)。

1 礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

在當(dāng)前生態(tài)環(huán)境不斷惡化的背景下，必須積極進(jìn)行水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查來保證生態(tài)環(huán)境不受礦區(qū)作業(yè)破壞。在改造自然向順應(yīng)自然理論轉(zhuǎn)變的過程中，如何減少對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的破壞，更好地為經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)服務(wù)，是目前人們共同關(guān)心的重要問題。加強(qiáng)對(duì)礦區(qū)的地質(zhì)勘查和水力學(xué)勘查是解決這一問題的重要途徑，與國家政策、經(jīng)濟(jì)體制、勘探技術(shù)的發(fā)展直接相關(guān)。

隨著各行各業(yè)對(duì)礦產(chǎn)資源的需求增加，由于自然資源開發(fā)效率低下，過度獲取自然資源的不利影響越來越突出。這種情況下，極大地促進(jìn)了水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的發(fā)展。在此背景下，加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)勘探專家的安全教育培訓(xùn)，提高其專業(yè)技能，對(duì)于地質(zhì)勘探工作的有序推進(jìn)具有重要意義和促進(jìn)作用。在不斷努力中，我國的地質(zhì)勘探技術(shù)有了很大的發(fā)展，水工環(huán)地質(zhì)勘探在當(dāng)前勘探中占有重要的地位，也包括地質(zhì)勘查服務(wù)的大部分內(nèi)容，在水工環(huán)地質(zhì)勘查中，需要利用TEM技術(shù)等高新技術(shù)來提高勘探質(zhì)量，促進(jìn)技術(shù)發(fā)展[2]。

目前應(yīng)用最廣泛的水工環(huán)勘查技術(shù)主要有三種，即遙感技術(shù)、地理空間信息技術(shù)、RTK技術(shù)，這些技術(shù)都是科學(xué)發(fā)展的產(chǎn)物，遙感技術(shù)可以及時(shí)的采集復(fù)雜地形下的地址信息，地理空間信息技術(shù)可以及時(shí)進(jìn)行定位，而RPK技術(shù)可以及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，因此，使用這些高新技術(shù)增加了我國水工環(huán)地質(zhì)勘探的效率，也使水工環(huán)地質(zhì)勘探的結(jié)果與實(shí)際情況更加匹配，目前，遙感技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)勘探主要是依靠無人機(jī)實(shí)現(xiàn)的，在無人機(jī)的機(jī)翼上安裝攝像頭，拍攝需要勘查地區(qū)的遙感圖像，然后在經(jīng)過地理空間信息技術(shù)進(jìn)行定位，繪制出遙感曲線圖，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理。

目前，遙感技術(shù)主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和林業(yè)。在農(nóng)業(yè)方面，它主要用于勘查耕地、作物密度、產(chǎn)量估計(jì)等變化。還可以估算農(nóng)作物的產(chǎn)量，觀察其是否受到了蟲害。此外，遙感技術(shù)可以有效預(yù)測(cè)干旱、洪水等對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)有重大影響的自然災(zāi)害，通過確定災(zāi)害發(fā)生的時(shí)間、范圍、面積和嚴(yán)重程度，來進(jìn)行預(yù)測(cè)。在遙感的同時(shí)，需要通過照片和視頻動(dòng)作來管理空間數(shù)據(jù)，然后根據(jù)實(shí)際勘查需求創(chuàng)建一個(gè)綜合數(shù)據(jù)庫，并利用載波相襯技術(shù)從動(dòng)態(tài)中收集信息。

2 礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)

電法是礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查時(shí)應(yīng)用到的一個(gè)比較常見的方法，該方法在礦山水工環(huán)地質(zhì)勘探時(shí)加入了電流對(duì)比，因此該技術(shù)比其他技術(shù)更具實(shí)用性，完全可以滿足我國當(dāng)前礦山水工環(huán)地質(zhì)勘探技術(shù)的要求。結(jié)合以往的勘查技術(shù)，該技術(shù)具有使用壽命更長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。但目前，科學(xué)技術(shù)越來越發(fā)達(dá)，電氣技術(shù)的應(yīng)用也越來越完善，現(xiàn)代礦山水工環(huán)地質(zhì)勘探工作在應(yīng)用電法時(shí)有兩種工作方式[3]。

第一種是高密度電法，當(dāng)?shù)V山和水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)采用高密度電法進(jìn)行勘查時(shí)，整個(gè)工作過程都比較簡(jiǎn)單，但在勘查時(shí)需要采用正規(guī)的高密度勘查儀器進(jìn)行。高密度電法常用于最原始地質(zhì)條件的勘查。根據(jù)我國地質(zhì)勘查的現(xiàn)狀，在使用高密度電法進(jìn)行地質(zhì)勘查時(shí)，可以利用高水平的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，有效地應(yīng)用高密度電法。在這個(gè)過程中，需要在被測(cè)地點(diǎn)的各個(gè)方向設(shè)置測(cè)點(diǎn)，以便對(duì)地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行充分的勘查。機(jī)器自動(dòng)化的有效應(yīng)用，可以極大地保證地質(zhì)勘查結(jié)果的科學(xué)合理性和準(zhǔn)確性，為后續(xù)的采礦作業(yè)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

第二種是電強(qiáng)化法，應(yīng)用電強(qiáng)化法進(jìn)行礦山水工環(huán)地質(zhì)勘探工作時(shí)，需要提前對(duì)需要勘查的礦料和巖石進(jìn)行強(qiáng)化，從而探查巖石和礦石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。強(qiáng)化的效果不同，設(shè)計(jì)的勘查方式也不同，因此根據(jù)強(qiáng)化效果，可以得出勘查結(jié)果。隨著勘探作業(yè)的發(fā)展，該技術(shù)被廣泛用于礦石探測(cè)或資源探測(cè)。在使用該方法結(jié)合探地雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行礦產(chǎn)資源勘查時(shí)，主要利用了電磁波發(fā)射原理進(jìn)行作業(yè)，實(shí)現(xiàn)勘查現(xiàn)場(chǎng)的信息采集。

在具體的勘探工作流程中，首先需要根據(jù)勘查目標(biāo)的實(shí)際情況，設(shè)置默認(rèn)的勘探位置。設(shè)備在運(yùn)行過程中，主要利用聲吶的工作原理，首先將勘探電磁信息發(fā)送到勘探區(qū)域，將勘探區(qū)域反射出的電磁波統(tǒng)一收集起來，將這些信息發(fā)送到設(shè)備處理界面，實(shí)現(xiàn)勘探信息的采集，經(jīng)過這個(gè)步驟，勘探技術(shù)人員可以直觀地看出勘探區(qū)的地質(zhì)狀況，全面了解礦區(qū)的情況，探地雷達(dá)技術(shù)可以為工作人員提供地質(zhì)構(gòu)造條件，繪制清晰的地質(zhì)圖像，但該技術(shù)的應(yīng)用存在一些問題。在應(yīng)用該技術(shù)時(shí)，勘查隊(duì)伍一般無法進(jìn)行遠(yuǎn)距離勘探作業(yè)。主要因?yàn)檫h(yuǎn)距離環(huán)境因素對(duì)探地雷達(dá)勘查的影響較大，會(huì)導(dǎo)致勘查結(jié)果不準(zhǔn)確，影響勘查信息的采集，也會(huì)導(dǎo)致后續(xù)礦物提取困難。根據(jù)過去RS技術(shù)的應(yīng)用情況，可以將該技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害勘查或能源勘查工作。

近年來，我國科學(xué)技術(shù)水平不斷提高，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展在一定程度上促進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的傳播，逐漸應(yīng)用于采礦修復(fù)和環(huán)境地質(zhì)勘查。RS技術(shù)就是在這種條件下產(chǎn)生的，該技術(shù)因其特殊性能保證地質(zhì)勘查過程始終處于環(huán)保狀態(tài)，在進(jìn)行地質(zhì)勘查時(shí)，使用該技術(shù)可以構(gòu)建一個(gè)分析模型，分析采集到的地質(zhì)信息。將該技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)勘查中，可以提高勘查的準(zhǔn)確率，對(duì)地質(zhì)勘查的發(fā)展具有重要意義，目前，RS技術(shù)已廣泛應(yīng)用于我國的礦山地質(zhì)勘探和水利工程中，并最終取得了良好的效果。隨著礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查工作的發(fā)展，在應(yīng)用RTK技術(shù)進(jìn)行勘探時(shí)，不再需要使用參考站進(jìn)行測(cè)量，可以利用參考站的信號(hào)接收裝置進(jìn)行測(cè)量，并利用移動(dòng)平臺(tái)對(duì)勘查工作中的各類信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行比較、分析，最終獲得更準(zhǔn)確的勘查信息。在這個(gè)過程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)勘查差異，如果勘查信息存在差異，可以將信息數(shù)據(jù)傳送到移動(dòng)平臺(tái)，進(jìn)行進(jìn)一步分析，從而得到最接近實(shí)際情況的信息。

3 環(huán)境保護(hù)下礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的應(yīng)用策略

3.1 技術(shù)安全優(yōu)化

在水工環(huán)地質(zhì)勘查時(shí)，由于經(jīng)常面對(duì)復(fù)雜惡劣的地質(zhì)條件，需要將勘查技術(shù)進(jìn)行安全優(yōu)化。首先需要對(duì)地質(zhì)勘查技術(shù)進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)，讓員工更好地了解當(dāng)?shù)氐膸r石狀態(tài)、周邊環(huán)境、地質(zhì)特征等條件，為勘查方案設(shè)計(jì)提供依據(jù)?；诃h(huán)境保護(hù)的地質(zhì)勘查的主要內(nèi)容是大氣污染、土壤污染、水土流失、人文景觀、地質(zhì)災(zāi)害等。結(jié)合地質(zhì)勘查工程的實(shí)際角度，在勘查過程中，需要做好安全技術(shù)保障工作，圍繞安全制定勘查方案，確保地質(zhì)勘查工作的有效推進(jìn)。因此，無論是勘查技術(shù)還是勘查人員都需要更加嚴(yán)謹(jǐn)[4]。現(xiàn)代勘查技術(shù)的不斷創(chuàng)新促進(jìn)了水工環(huán)地質(zhì)勘查的全面發(fā)展。對(duì)勘查過程中的安全隱患及時(shí)識(shí)別、分析、控制和管理，可以提高地質(zhì)勘查的效率和質(zhì)量，避免多次勘查帶來的不利影響。

3.2 加大資金投入

資金是項(xiàng)目順利推進(jìn)的基本保障，資金來源不僅與企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)有關(guān)，而且與勘查地區(qū)的地質(zhì)條件密切相關(guān)。因此，在進(jìn)行水工環(huán)地質(zhì)勘查時(shí)，應(yīng)注重資金的投入數(shù)量，提供足夠的資金支持。為從根本上提高水文地質(zhì)勘查的整體水平，用充足的資金購置先進(jìn)完備的勘查設(shè)備，提高現(xiàn)有人員的技術(shù)素質(zhì)，提高招聘門檻。

3.3 明確水工環(huán)勘查要求

在水工環(huán)地質(zhì)勘查進(jìn)行時(shí)，需要明確地質(zhì)勘查的整體要求，由于水工環(huán)地質(zhì)勘查的勘查技術(shù)復(fù)雜，勘查要求高，因此在進(jìn)行勘查時(shí)，需要根據(jù)預(yù)設(shè)方案中對(duì)整個(gè)區(qū)域的勘查要求進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，按需進(jìn)行勘查，既能增加勘查效率，也能保證勘查的質(zhì)量。水工環(huán)地質(zhì)勘查工作的基本原則是結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況和地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)制定的，在具體工作中應(yīng)注意以下問題。即追求環(huán)境保護(hù)與資源開發(fā)的和諧發(fā)展，從全局出發(fā)，不斷調(diào)整完善相應(yīng)的管理機(jī)制，將其建立在分工明確的基礎(chǔ)上[5]。

3.4 建設(shè)高素質(zhì)勘查隊(duì)伍

為提高礦山地質(zhì)勘查的效率，有效修復(fù)勘查后的地質(zhì)環(huán)境，需要建設(shè)高素質(zhì)的勘查隊(duì)伍。地質(zhì)勘查需要在復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行，因此，相關(guān)的勘查人員必須具有超高的素質(zhì)和過硬的知識(shí)儲(chǔ)備，且需要隨機(jī)應(yīng)變，因此在進(jìn)行地質(zhì)勘查之前，應(yīng)對(duì)即將勘查的人員進(jìn)行培訓(xùn)，確保技術(shù)人員在各種情況下均能作出正確的判斷，除此之外，還需要提前制定工作目標(biāo)和工作規(guī)程，引導(dǎo)員工形成良好的工作責(zé)任感。

目前，我國的水文地質(zhì)勘查工作者的文化和素質(zhì)普遍偏低，管理水平和專業(yè)知識(shí)體系不完善。因此，要提高礦山修復(fù)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的地質(zhì)勘查工作水平，就必須提高地質(zhì)勘查人員的綜合素質(zhì)，定期對(duì)其進(jìn)行專業(yè)技能和思想培訓(xùn)，使其能有所作為。保證工作人員精通具體工作流程，掌握設(shè)備維護(hù)方法，出現(xiàn)故障情況下能及時(shí)進(jìn)行修復(fù)。

4 結(jié)語

綜上所述，對(duì)礦山水工環(huán)地質(zhì)進(jìn)行調(diào)查有利于礦產(chǎn)資源的開發(fā)，也有利于后續(xù)的礦山環(huán)境修復(fù)，在進(jìn)行地質(zhì)勘查時(shí)，應(yīng)積極創(chuàng)新，開拓新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高效勘查，在勘查時(shí)需要合理使用高新技術(shù)設(shè)備，來提高勘查的精確性，最大限度地加快礦產(chǎn)開發(fā)速度。礦山地質(zhì)勘查過程使用了多種勘查技術(shù)，對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響是多種多樣的，大規(guī)模的勘查方法對(duì)采礦環(huán)境的破壞較大，因此需要結(jié)合環(huán)境保護(hù)進(jìn)行勘查。