礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)要求研究

張 劍

（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 730046）

世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展從未停下，能夠支撐經(jīng)濟(jì)發(fā)展的就是各類資源。氣體資源和水資源的開采和使用情況還在可控制范圍內(nèi)，需要注意環(huán)境保護(hù)問題即可。但是隨著技術(shù)的不斷更新發(fā)展，礦產(chǎn)的需求量越來越大，而礦產(chǎn)又是一種不可再生資源。除了尋找能源替代物之外，在礦產(chǎn)的勘探和開采方面也需要注意能源的耗用。因此世界各國開始積極發(fā)展自身的能源勘查和開采技術(shù)，力求資源利用最大化。在我國水利勘查技術(shù)正在快速發(fā)展，原有的勘查模式也由原來的單一操作模式轉(zhuǎn)變?yōu)轫樞蚩辈槟Ｊ絒1]。這使得大部分水工環(huán)地質(zhì)勘查操作具有極強的實踐性。在一般的礦山水文地質(zhì)勘查過程中，由于部分操作需要通過分析當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)分布圖以及有關(guān)地理環(huán)境資源，耗費巨大的人力和物力資源。工作人員需要結(jié)合礦山的建設(shè)水平和生產(chǎn)水平進(jìn)行一體化聯(lián)動工作模式，加強地質(zhì)勘查的全面性和安全性。這樣的一系列操作勢必會耗費大量的資源能源。為了在礦山地質(zhì)調(diào)查工作中實現(xiàn)廣泛的應(yīng)用，在礦山水文勘查過程中需要先對環(huán)境進(jìn)行有關(guān)調(diào)查[2]?？辈閮?nèi)容主要包括鉆探、水質(zhì)、氣象條件和測量方式等方面的內(nèi)容。工作人員必須保證前期工作的準(zhǔn)備充分，這樣才能看到礦山內(nèi)部的情況。

1 礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查現(xiàn)狀

通過對以往礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的考察和研究發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行勘查過程中許多先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段沒有得到充分應(yīng)用。在實際勘查工作中，由于缺乏技術(shù)支持，一般的礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)無法得到有效應(yīng)用，這使得該項技術(shù)無法得到真正利用，勘查效率較低，也間接影響了我國對全國礦山數(shù)量以及地質(zhì)情況的分析數(shù)據(jù)不精確，制約了我國地質(zhì)勘查技術(shù)的先進(jìn)性和發(fā)展性、正確性和普及性[3]。

由于勘查及開采技術(shù)發(fā)展水平的限制，在礦山開發(fā)過程中，同步誘發(fā)了多種地質(zhì)災(zāi)害，如對水工環(huán)勘查不到位而產(chǎn)生的地面沉陷、裂縫、甚至塌陷等地質(zhì)危害，對礦山當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重的破壞，還會引發(fā)地質(zhì)災(zāi)難。在對現(xiàn)有礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查結(jié)果的統(tǒng)計分析中發(fā)現(xiàn)，礦石、礦渣壓占土地、堵塞河流，導(dǎo)致原有生態(tài)系統(tǒng)失衡，自然植被減少，引發(fā)水土流失和滑坡、泥石流等災(zāi)害；土地失去植被保護(hù)，引發(fā)荒漠化，成為沙塵暴的源頭；地下水位下降，地表水含量大幅度減少；礦區(qū)的廢水廢渣引發(fā)水污染，影響水體全流域的使用安全；采礦形成的粉塵和有害氣體污染大氣等現(xiàn)象仍處于高發(fā)水平。

因此，在傳統(tǒng)地質(zhì)勘查過程中，要優(yōu)化勘查技術(shù)，加強對國外先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)[4]，確保相關(guān)勘查技術(shù)能夠得到有效普及和強化，突破原有技術(shù)困境，克服傳統(tǒng)礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的缺陷。

2 礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)優(yōu)化

目前礦山水力與環(huán)境地質(zhì)勘查的常用手段有GPS、RTK、遙感等勘查技術(shù)。為了更好地提高礦山水利與環(huán)境地質(zhì)勘查的效果，應(yīng)在上述技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的創(chuàng)新與開發(fā)，為水利工程環(huán)境地質(zhì)勘查提供良好的科學(xué)技術(shù)理論。這對我國礦山液壓與環(huán)境地質(zhì)勘查企業(yè)的健康發(fā)展具有重要意義。

2.1 應(yīng)用GPS壓環(huán)定位技術(shù)

一般的地質(zhì)勘查技術(shù)往往會忽略對現(xiàn)有地質(zhì)條件的分析和資源的分類，沒有對當(dāng)?shù)氐牡V山水工環(huán)進(jìn)行明確的定位，這就無法排除在勘查過程中自然環(huán)境等地理因素對現(xiàn)有地質(zhì)的影響。

在此基礎(chǔ)上，有必要對礦山水力與環(huán)境地質(zhì)勘查內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化[5]。水力地質(zhì)勘探方法在實際應(yīng)用中具有很強的目的性，定位技術(shù)成為其不可缺少的一部分。在礦山水文環(huán)境地質(zhì)勘查中，必須使用GPS定位系統(tǒng)確定采區(qū)。采用壓力環(huán)定位技術(shù)，可以對礦山進(jìn)行精確的控制和處理，提高壓力環(huán)的作業(yè)效率。

全球定位系統(tǒng)從被投入使用以來，已經(jīng)逐步發(fā)展到海陸空各個領(lǐng)域，它可以為使用者提供精準(zhǔn)地二十四小時導(dǎo)航服務(wù)，并能實時進(jìn)行路況提醒。將全球定位系統(tǒng)應(yīng)用于礦山勘測，在能夠為工作人員提供有效信息之外，還可以比較有效地降低外界的打擾。另外，定位系統(tǒng)還能夠?qū)χ車乃牡刭|(zhì)情況變化及時作出反應(yīng)，并能夠在第一時間完成所有數(shù)據(jù)的傳輸與處理，既能夠提高勘查的效率和質(zhì)量，還能夠提高勘查結(jié)果的準(zhǔn)確性。

該定位技術(shù)主要是通過結(jié)合傳統(tǒng)的RTK技術(shù)進(jìn)行勘查技術(shù)的加工和深化，在保持原有功能的基礎(chǔ)上對礦山地質(zhì)的定位有了更加清晰的認(rèn)知和判斷，縮小了礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)檢測的范圍，提高了相關(guān)勘查效率也減小了人力物力資源的損耗[6]。

此外由于該技術(shù)還可以對現(xiàn)有地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行自動分析和篩查存在問題的地理位置，因此該檢測結(jié)果還可以為有關(guān)地質(zhì)勘探局提供數(shù)據(jù)資料。

2.2 代表性水質(zhì)要抽樣檢測

勘測人在測量水質(zhì)時，應(yīng)當(dāng)在觀察礦井地表水的基礎(chǔ)上，對具有代表性的水質(zhì)進(jìn)行取樣檢測。在測量水位時，每10天左右要鉆一次河和隧道，耗時較長。測量員必須記錄有代表性的水質(zhì)樣本，放入塑料瓶中，用石蠟密封，以判斷礦山施工過程中的靜態(tài)水位和地下水走向[7]。此外,檢查員將數(shù)字采樣時間和采樣的位置分別做好相關(guān)記錄，記錄內(nèi)容主要包括水質(zhì)溫度和氣味、水細(xì)菌含量等相關(guān)變量以判斷該監(jiān)測區(qū)域的環(huán)境狀態(tài)。為保證檢測結(jié)果準(zhǔn)確無誤，需要根據(jù)地下水質(zhì)的ph值、濁度和色度進(jìn)行定時觀察和分析，及時更新在某一具體時刻地下水質(zhì)的變化情況和狀態(tài)。記錄好有關(guān)變化后可對所選水樣進(jìn)行抽數(shù)實驗。

在滲水試驗環(huán)節(jié)中，調(diào)查人員根據(jù)采樣數(shù)據(jù)，監(jiān)測河流、層狀結(jié)構(gòu)、溝點等對地層的巖性特征和地質(zhì)賦有情況進(jìn)行水樣取樣檢測，由于在檢測過程中水樣的各類檢測值不能發(fā)生較大波動，因此需要全面掌握水流變化情況，保證每次波動幅度在1%以內(nèi)。有關(guān)檢測人員也應(yīng)做好防護(hù)措施，確保水樣不受到外來環(huán)境的干擾，以地下水的變化特征為基礎(chǔ)。本次水樣檢測的重點主要是對礦山水工環(huán)地質(zhì)條件和特征進(jìn)行探測，確保在開采過程中不會出現(xiàn)意外事故和確定礦山最大開采限度[8]。在進(jìn)行鉆抽檢測過程中，需要及時注意在鉆抽過程中可能出現(xiàn)的水溫和流量等方面的變化，一旦發(fā)生較為特殊的數(shù)據(jù)變化需要馬上進(jìn)行記錄并在第一時間通知相關(guān)工作人員。

2.3 坑探技術(shù)要明確覆蓋層性質(zhì)

調(diào)查人員通常采用了解地層鉆井技術(shù)，可以針對礦區(qū)的長圓孔分布情況充分掌握覆巖的地質(zhì)特征和巖石等情況，并發(fā)現(xiàn)大自然的坑探技術(shù)殘積層。在探索的過程中坑探工作人員可以根據(jù)結(jié)構(gòu)提升鉆機并使用主工程地質(zhì)鉆探方法。在一般的礦山水工環(huán)地質(zhì)勘探過程中坑探技術(shù)的有效合理應(yīng)用是明確當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況的手段[9]?？辈槿藛T不僅可以利用坑探技術(shù)進(jìn)行鉆探作業(yè)和對地質(zhì)進(jìn)行覆蓋物分析，還可以結(jié)合現(xiàn)代超聲波勘探技術(shù)對地質(zhì)巖層進(jìn)行內(nèi)部處理分析，掌握整個礦山水工環(huán)地質(zhì)分布特點。為后續(xù)的科學(xué)鉆探工作和數(shù)據(jù)分析做好準(zhǔn)備。調(diào)查者通過鉆探了解礦區(qū)地質(zhì)特征后，需要詳細(xì)記錄地質(zhì)覆蓋層是否有漏、塌、落等情況，了解覆蓋層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、硬度和風(fēng)化程度，根據(jù)覆蓋演的分裂程度確定礦山地質(zhì)的放射性強弱，對鉆孔的深度進(jìn)行測向可以判斷礦山的開采難度和鉆探強度，有助于得到結(jié)構(gòu)相對完整的開采物。

2.4 礦山內(nèi)部結(jié)構(gòu)測繪要記錄完整

在礦山水力與環(huán)境地質(zhì)勘查過程中，測量人員在測繪時應(yīng)完整記錄礦山內(nèi)部的所有構(gòu)筑物，以明確礦山作業(yè)環(huán)境。調(diào)查人員應(yīng)根據(jù)實際控制水文地質(zhì)和工程地質(zhì)，挖掘水文數(shù)據(jù)的內(nèi)部和地理信息等，并獲取礦山環(huán)境等資料，從而完成測繪技術(shù)的準(zhǔn)備工作。在獲得礦山水工環(huán)的物質(zhì)材料信息的同時，調(diào)查人員調(diào)查的地形和地質(zhì)條件的有關(guān)信息測繪記錄也非常重要，這是對礦區(qū)進(jìn)行自然環(huán)境影響程度科學(xué)評估的最有效信息。該種測繪技術(shù)的使用不僅可以保證前期工作中的數(shù)據(jù)得到有效利用，還可以對礦井的具體情況進(jìn)行具體而充分的了解[10]。在測繪過程中需要對之前礦山的地質(zhì)構(gòu)造圖進(jìn)行充分領(lǐng)會和吸收，預(yù)測出可能發(fā)生的變化和變動位置，最大限度的提高預(yù)測水平。

相關(guān)測繪人員在測繪時不僅需要保證測繪數(shù)據(jù)的真實準(zhǔn)確還要保證測繪記錄完整，通過對礦山有關(guān)的情況做出初步評價和預(yù)測，掌握礦山水工環(huán)的地質(zhì)穩(wěn)定性和礦石圍巖分布情況。

2.5 提高礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)人員技術(shù)水平

建立面廣層深的人才引進(jìn)機制，維護(hù)地勘行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。雖然工作環(huán)境的艱苦性一定程度上增加了吸引人才的難度，但還是可以嘗試各種方式以吸引人才，例如可以從各大高校引進(jìn)多層面的地質(zhì)人才，這樣的人才可以既有豐富的地質(zhì)野外經(jīng)驗，又懂得如何利用高科技手段來找礦，真正實現(xiàn)理論和實踐相結(jié)合。在這樣人才的帶領(lǐng)下，可以提高單位的科學(xué)技術(shù)力量，又能培養(yǎng)一批年輕的地質(zhì)人員，為行業(yè)的發(fā)展儲備人才[11]。充分發(fā)揮優(yōu)秀退休地質(zhì)專業(yè)技術(shù)人員的作用，彌補現(xiàn)時期地質(zhì)人才的不足。

營造有利于地質(zhì)人才成長的良好環(huán)境。應(yīng)在構(gòu)建地質(zhì)勘查行業(yè)新機制中為地質(zhì)人才的凝聚和成長提供穩(wěn)定的環(huán)境，建立健全提高優(yōu)秀地質(zhì)人才的待遇和獎勵制度，建立較完善的福利保障政策，為地質(zhì)人才創(chuàng)造良好的創(chuàng)業(yè)氛圍、晉升條件和人文環(huán)境[12]。建立有效的培訓(xùn)機制，加快人才知識更新速度。任何人的知識總是有限的，但求知的欲望是無限的。如果一個人在一個崗位上，長時間沒有進(jìn)行知識更新，他肯定會被社會淘汰。單位提供培訓(xùn)機會，讓員工的知識結(jié)構(gòu)得到不斷更新和充實，也有利于單位的持續(xù)發(fā)展。

要提高礦山水文地質(zhì)調(diào)查工作水平，必須增強地勘人員的工作意識并要求每人都有相關(guān)的工作目標(biāo)和工作計劃等。讓這些地質(zhì)勘查技術(shù)人員確立提高區(qū)域資源的供給能力的主要目標(biāo)，通過在業(yè)余時間對相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)和知識講座，提高技術(shù)人員的工作積極性和技術(shù)水平，根據(jù)工作人員的具體情況進(jìn)行定期專業(yè)知識的培訓(xùn)不僅可以提高工作人員的專業(yè)素養(yǎng)，還可以在發(fā)生突發(fā)事故時做到臨危不懼，科學(xué)高效的解決實際問題，促進(jìn)行業(yè)的健康發(fā)展。

2.6 構(gòu)建地質(zhì)勘測管理機制

公益性質(zhì)的地質(zhì)工作在整個礦物開采中占有重要的地位，在前期的地質(zhì)勘探和礦物勘探中有著不可或缺的作用。因此，政府方面更需要對這種公益性質(zhì)的工作展開機制保護(hù)。在我國勘查市場還比較落后的情況下，積極建立中央勘查基金，以支撐地質(zhì)勘查工作的正常進(jìn)行。實現(xiàn)至上而下的全線動員機制，以科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)具體的地質(zhì)勘查工作。

在地質(zhì)勘查中，有效探明地質(zhì)環(huán)境，找到礦產(chǎn)資源，自然是第一任務(wù)，但是在勘查的同時，需要做到經(jīng)濟(jì)利益和社會效益的兼顧，尤其是對關(guān)系到長遠(yuǎn)發(fā)展的環(huán)境保護(hù)問題，應(yīng)當(dāng)提升到與經(jīng)濟(jì)利益同步的重要程度加以看待。因此，采用標(biāo)準(zhǔn)的勘查流程、合規(guī)的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，同時將環(huán)境保護(hù)的理念貫穿始終，在水工環(huán)地質(zhì)勘查中同步考慮人為因素影響對環(huán)境的破壞作用，并在方案中提出補救措施，在行動中堅決的貫徹執(zhí)行。

在嚴(yán)格監(jiān)管的同時，主管部門還應(yīng)當(dāng)協(xié)調(diào)各方資源，對積極的環(huán)境保護(hù)行為進(jìn)行獎勵和補償，形成科學(xué)合理的獎罰制度，指導(dǎo)地質(zhì)勘查工作。

3 結(jié)語

自然資源是寶貴的財富，需要用心去保護(hù)，有限度的使用。礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查是對自然資源的勘探，更是對自然資源合理利用、有序開發(fā)的基礎(chǔ)支撐。合理的使用勘查技術(shù)手段，有計劃、有監(jiān)管的開展勘查活動，是新時期地質(zhì)勘查工作的基本要求。

我國目前對礦山的開采程度并未達(dá)到飽和狀態(tài)，為了使礦山中蘊藏的礦物資源得到有效利用，解決我國礦產(chǎn)資源匱乏的現(xiàn)狀，礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的優(yōu)化迫在眉睫。在今后的技術(shù)優(yōu)化過程中，需要更側(cè)重對環(huán)境的保護(hù)，使礦山的工程建設(shè)有進(jìn)一步的突破。