環(huán)境保護理念引導下的礦山水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)研究

徐建安

在環(huán)保理念的指導下，為盡量保障地下水不受人類活動影響，相關(guān)技術(shù)員要對地下水的水質(zhì)與分布等進行勘察。一般情況下，通過勘察活動，不僅要了解地下水現(xiàn)狀，也應考慮開發(fā)方面的問題。

1 礦山水工環(huán)地質(zhì)工作方法及勘察技術(shù)

1.1 工作方法

礦山水工環(huán)地的主要地質(zhì)工作事項有調(diào)查氣象與含水層等特征、礦區(qū)結(jié)構(gòu)對水文環(huán)境的作用、礦床充水、礦坑涌水量等。鑒于各地區(qū)的生產(chǎn)能力、資源儲備、自然生態(tài)等條件有所不同，需結(jié)合所在地區(qū)礦山水工環(huán)的現(xiàn)實情況，確定地質(zhì)工作方式，本文僅從兩個角度展開。

一方面，合理開展地質(zhì)工作。在長期的探索中發(fā)現(xiàn)，若要展現(xiàn)出環(huán)保理念中的資源優(yōu)勢，需實現(xiàn)采、選以及冶集優(yōu)化，突出地區(qū)綠色主導，合理推進礦山水工環(huán)地質(zhì)的相關(guān)工作，進行協(xié)調(diào)、全面化布局。在開展此類地質(zhì)工作期間，防止所得的勘察資料和現(xiàn)實有太大偏差，導致山體開裂以及滑坡、坍塌等問題，對原生自然生態(tài)運行系統(tǒng)帶來嚴重的損壞，引起河水斷流、水土流失、水資源大規(guī)模減少等嚴重的后果。為避免上述情況的發(fā)生，根據(jù)礦山水工環(huán)的所在地域和原生地質(zhì)條件，專業(yè)化分析相應的特征數(shù)據(jù)，完成地質(zhì)測繪的工作，其中在采用測繪技術(shù)中，要注意測繪比例的確認。由于水工環(huán)地質(zhì)測繪屬于比較復雜的任務，要求保障全過程的科學性，對實際的地質(zhì)環(huán)境有全面了解。另外，在地質(zhì)測繪時，應當加強對現(xiàn)場工作行為的管控。

另一方面，合理落實生態(tài)補償。在執(zhí)行地質(zhì)工作中，難免會形成廢氣廢料，在環(huán)保理念下，此類廢棄渣料的后期管控與處理是先要考慮的問題。為防止形成二次污染，需開展一系列針對性的生態(tài)補償。地質(zhì)勘察期間，需運用有效的技術(shù)方法實施徹底性處理，并同時要注意降噪，控制人類行為對自然的影響程度。另外，在地質(zhì)工作完成后，需安排全面復查，避免有垃圾未曾處理，否則需立即進行補救。比如，把污染源和自然環(huán)境分隔開，如果有條件應當立即處理，最大可能地控制地質(zhì)勘察對環(huán)境本身的破壞。根據(jù)當前的情況顯示，生態(tài)系統(tǒng)所承受的大規(guī)模污染，水工環(huán)地質(zhì)出勘察也是其中一項重要的誘因，工作范圍擴大，其對環(huán)境產(chǎn)生的影響規(guī)模也就更大。因而，基于環(huán)保理念，在某處礦山水工環(huán)的勘察任務完成后，現(xiàn)需確定問題責任方，以此落實有關(guān)的補償機制，主動和本地環(huán)保局聯(lián)系，開展相應的治理補救。

1.2 勘察技術(shù)

我國數(shù)字科學不斷發(fā)展成熟，促使資源利用以及水文條件等有關(guān)領(lǐng)域中的建設項目不斷增多。但不置可否的是，這些建設項目均會對生態(tài)系統(tǒng)帶來負面影響。嚴重損害自然環(huán)境，是當前我國依舊面臨的發(fā)展難題，限制現(xiàn)代化的成長進程。因而在近些年，礦山水工環(huán)的地質(zhì)勘察也逐漸走向環(huán)保無污染的道路，相關(guān)部門及項目推進工程中的各類監(jiān)管也更為嚴密?，F(xiàn)有的RTK 技術(shù)，以相位差分為核心，采集所需的地質(zhì)數(shù)據(jù)資料，其和以往的GPS 定位相較，獲取的信息更加準確，能夠直觀呈現(xiàn)出區(qū)域位置差。

首先，環(huán)境地質(zhì)調(diào)查。將環(huán)保理念運用到地質(zhì)勘察任務中，有助于確定油田與地下水床等的位置。而該項理念要求下，勘查技術(shù)員需對相應區(qū)域的礦山地質(zhì)災害有清楚的認識，結(jié)合相關(guān)資料，繪制出可對現(xiàn)場工作有指導作用的草圖，而后按照圖紙表示，安排具體的勘察任務，下一步則是結(jié)合本區(qū)域水文數(shù)據(jù)內(nèi)容，評估生態(tài)環(huán)境的問題?？辈礻犘璋勋@取到的資料全面匯總整合，給勘察工作予以可靠的分析證據(jù)。基于自然生態(tài)的評判與地質(zhì)勘察的情況，在制定針對性生態(tài)保護方案的基礎上，組織現(xiàn)場勘察。將地質(zhì)勘察與生態(tài)保護聯(lián)系起來，促使技術(shù)員把環(huán)境勘察及水文地質(zhì)工作整合起來，在實施環(huán)境勘察工作時，先了解水文地質(zhì)的詳細情況，提煉出相應的特征要素，結(jié)合地下水以及出水等現(xiàn)實狀況，制定出解決地下水災害的方案。

其次，實施精準定位。應當表明的是，礦山水工環(huán)的地質(zhì)勘察任務需帶有明顯的目的性，因此，定位環(huán)節(jié)就是一項必要的工作。礦山勘察期間，技術(shù)員可先采用全球定位系統(tǒng)，獲取礦山整體的范圍。利用專業(yè)化的定位手段，能夠保障對礦山處理控制工作得到精準落實，切實有效提升水工環(huán)的現(xiàn)場勘察效率。如果完全滿足RTK 技術(shù)的應用條件，則實際定位工作所得的信息，通常不會有太大的誤差。并且事實上，在一定勘察范疇中，通常約7km，在此范圍內(nèi)，RTK 技術(shù)所繪制出的圖紙，能達到厘米級別。

再次，借助數(shù)據(jù)接收裝置，獲取相應數(shù)據(jù)內(nèi)容。在相應的工作總臺上，布置數(shù)據(jù)信號接收器，讓該設備與所有劃定的接收區(qū)均處于相同的信號波動頻率上，繼而確保信號能及時取得。工作總臺在獲得相應信號后，把其與其他工作區(qū)取得的數(shù)據(jù)資料加以對比，由此得出相互之間差分數(shù)值，使最終確定的勘察結(jié)果更加準確。根據(jù)對現(xiàn)場實際勘察工作的了解，以專業(yè)性的角度，預測礦區(qū)中地下水的出水量限值，并給出工業(yè)用水的合理區(qū)間。并且根據(jù)勘察所得的地質(zhì)問題信息，制定出比較安全有效的環(huán)境治理計劃，同時還要加強對礦區(qū)開采活動的預測剖析，評估人類開采行為對礦區(qū)生態(tài)帶來的干擾程度。并利用測試及采樣等操作，保障水工環(huán)地質(zhì)勘察資料的可用意義。

最后，坑道水文的地質(zhì)項目編錄。對于項目的地質(zhì)環(huán)境編錄，突出性的基本要求是保障礦山坑道口的地理位置，根據(jù)巖石層與層位等要素，實施全面、細致化觀察，由此繪制出區(qū)域地質(zhì)圖表。

1.3 技術(shù)要求

在環(huán)保理念中，礦山水工環(huán)的地質(zhì)勘察標作業(yè)要求，是運用前沿科技手段開展實際操作。對于地形條件復雜，野外勘察難度高的礦區(qū)，可嘗試使用GPS-RTK 以及無人機等軟件程序與設備。運用GPS-RTK，如果遭遇突發(fā)類的地質(zhì)災害及險情，能盡快完成勘察與測繪、評判任務。整合調(diào)查資料，了解礦山地質(zhì)任務的水工環(huán)材料，繼而提高分析與預測地質(zhì)災害的準確度。另外，環(huán)保理念指導下的水工環(huán)地質(zhì)項目，要抽取水體樣本檢測其成分，由此評估出勘察對象范圍內(nèi)的地質(zhì)情況?；诖耍纬伤|(zhì)與險情報告，為相應的治理工作，予以可靠的參考資料。為適應環(huán)保理念提出的各項要求，應當把水工環(huán)的地質(zhì)任務，分成汛前、汛中與汛后三個階段。其中，汛前排查通常是在4月份、5月份；汛中排查則在6月份～9月份；汛后排查是10月份、11月份，主要針對礦區(qū)內(nèi)各個災害隱患處。而借助提升地質(zhì)勘察技術(shù)含量，最大程度上預防群傷群死等活動等災害后果的出現(xiàn)。

2 環(huán)保理念下礦山水工環(huán)地質(zhì)勘察設計

2.1 選定勘察工作對象

在選定勘察對象中，應當綜合考量如今環(huán)保的背景趨勢，立足于環(huán)保理念，為相應的勘察活動予以指導。為盡可能控制地質(zhì)勘察行為對礦區(qū)及其附近環(huán)境帶來的破壞程度，需在現(xiàn)場勘察期間，對比較容易誘發(fā)地質(zhì)災害各類要素實施必要性處理。水工環(huán)的地質(zhì)災害出現(xiàn)，均和地下水位及水量、水壓等脫離不開，因而，可以把水壓起伏大的區(qū)域和實際規(guī)劃的水工環(huán)勘察工作一同開展，這樣能及時評估正常的勘察任務對環(huán)境的影響。本文以共采式的勘察方法為例，選擇勘察工作對象，該種形式能夠?qū)崿F(xiàn)在實地勘察期間，全面管控地下水。共采式的勘察作業(yè)方案流程一般包括：借助對環(huán)境無明顯危害的勘察方法，結(jié)合區(qū)域水文圖紙，地下水鉆孔處理是順著礦層的分布，進行均勻設置。同時，對于礦區(qū)頂板環(huán)狀縫隙處，采取實地勘察的工作模式。因為鉆孔數(shù)目，會引起勘察數(shù)據(jù)準確度的波動，所以，如果礦山地形水量每噸在12.48m3～24.88m3之間，其礦層厚度正常會大于5.5m。利用鉆孔施工的方法，實施地質(zhì)勘察，掌握礦山不同區(qū)域的水文狀況，在實際開展勘查作業(yè)中，需盡可能不接觸地下水穩(wěn)定性差的區(qū)域，不會選擇此類特征的范圍，當成勘察對象。

2.2 收集資料野外勘察

在選定勘察范圍后，還應獲取相應礦山水工環(huán)的相關(guān)資料，整理出對地質(zhì)勘察有幫助的信息，以此掌握目標對象歷史勘察信息、作業(yè)深度、技術(shù)手段等內(nèi)容。目前，技術(shù)員能借助信息可視化的方法，把勘察歷史數(shù)據(jù)整合呈現(xiàn)出來，做好關(guān)鍵點的細致標記，避免實地勘察期間因此耽誤正常的工作進度。基于環(huán)保理念，組織野外勘察活動，具體工作內(nèi)容包含礦山地表形態(tài)、巖層狀況、地貌特點等。其中，野外勘察的一般作業(yè)流程是：針對勘察對象的地質(zhì)狀況，實施分層式作業(yè)，把獲取到的勘察錄入至項目專門的數(shù)據(jù)庫內(nèi)。同時，在野外勘察期間，需采取利用綠色工作理念下，經(jīng)過改進優(yōu)化的鉆探方法，針對地質(zhì)條件比較特殊的底層，通過鉆孔處理，支持詳細勘察。而后將鉆孔獲取到的勘察信息，進行匯總編制。下一步，整理野外勘察的全部資料，安排復位測試，根據(jù)礦山水工環(huán)的地質(zhì)勘察現(xiàn)實標準，確定復位測試的技術(shù)參數(shù)，把相應結(jié)果內(nèi)容實施統(tǒng)一處理，匯總成一組全面的野外勘察資料。隨后進行靜力觸探實驗，采取基礎勘探方法，把多種型號及尺寸的探討，向礦山巖石，進行勻速推進擠壓，按照探頭承受好的實際阻力，確定對應區(qū)域的地質(zhì)狀況。

2.3 地質(zhì)立體空間探測

一般條件下，礦山水工環(huán)的底層通常是粉質(zhì)土與碎石土，二者縱波波束Vp 通常處于1200m/s ～1500m/s 之間，而且該區(qū)域水工環(huán)的基巖一般是頁巖，根據(jù)風化程度差異，中風化頁巖實際的縱波波束Vp 通常是處于2400m/s ～3500m/s 以內(nèi)；微風化頁巖則是3800m/s ～4500m/s 之間；未風化頁巖對應4800m/s ～5500m/s 區(qū)間。另外，礦山水工環(huán)中，較深地層巖體的發(fā)育區(qū)，縱波波束Vp 是處于1200m/s ～1500m/s；而水體則對應1000m/s ～1100m/s。在不同的地質(zhì)條件下，會有差異化的波束表現(xiàn)。所以，勘察任務需結(jié)合相應的要求開展。在做好資料收集與野外勘察的工作之后，按照環(huán)保觀念，為盡可能控制勘察工作對礦山環(huán)境正常運轉(zhuǎn)的干擾，本文建議選擇跨孔彈性波CT 方法，其屬于無論探測手段，幾乎不會對野外環(huán)境帶來負面影響。相關(guān)勘察任務可結(jié)合現(xiàn)實需求與現(xiàn)場環(huán)境，合理選擇此項技術(shù)，以采集到礦區(qū)的立體數(shù)據(jù)資料。相應的探測流程為：按照現(xiàn)實狀況和地質(zhì)勘察任務要求，選定用到的各類探測機器。在現(xiàn)場工作中，技術(shù)員先操作合適型號的巖芯鉆機，采取回轉(zhuǎn)模式，按照規(guī)劃點位進行鉆孔。在實際操作時，為保障最終采集到的立體空間信息的精確度，可適當縮小鉆孔點位的距離。一般要按照具體狀況確定，間距處于5.5m ～7.5m 區(qū)域內(nèi)，其鉆孔的徑長應在100mm ～130mm 以內(nèi)，孔洞深度需達到35m ～55m。為預防對原生環(huán)境的破壞，鉆孔期間要適當注水，以此保障鉆孔過程順暢、控制鉆頭與地層的摩擦。在成孔后，把聚氯乙烯材質(zhì)的套管護壁插入孔中，以供CT 掃描儀的應用。下一步，挑選距離較小的兩個孔洞，當做CT 發(fā)射孔，該儀器是通過發(fā)射高頻彈性波，完成對相應地層的掃描。同時，選取另一側(cè)孔洞，用于接收彈性波信號，其中，信號接收動作是利用傳感器實現(xiàn)的。

2.4 地質(zhì)勘察資料分析

CT 儀器獲取到的數(shù)據(jù)資料，都是以彈性波的形式出現(xiàn)。技術(shù)員要利用該類內(nèi)容掌握礦山水工環(huán)的地理范圍與裂縫發(fā)育階段，應對相應的數(shù)據(jù)資料加以統(tǒng)計分析。把各個勘查區(qū)離散成多個網(wǎng)絡單元，隨后將探測到的信息直接導入相應的單元格內(nèi)容，構(gòu)成數(shù)據(jù)模型，相關(guān)表達式為。

其中，ti 表示礦山水工環(huán)的數(shù)據(jù)模型，也就是第i 個彈性波射線；dij 是第i 個彈性波射線，通過第j 個離散網(wǎng)格的長度；n表示彈性波射線的數(shù)目；m 是指劃分的離散網(wǎng)格數(shù)目；v 代表彈性波發(fā)射速度參數(shù)；（x，y）表示彈性波射線經(jīng)過的路線。采用聯(lián)合迭代的運行方式求解，能得出所有網(wǎng)格中，彈性波的慢度，進而得出相應數(shù)據(jù)，掌握各孔洞之間的巖層分布狀況。

3 環(huán)境保護下礦山水工環(huán)地質(zhì)勘察的改進方向

3.1 改進技術(shù)安全

在對現(xiàn)有地質(zhì)勘察技術(shù)的客觀評價，令相關(guān)技術(shù)員能比較全面地掌握礦山區(qū)域的環(huán)境情況，比如巖性、地質(zhì)特征等，給相關(guān)工程規(guī)劃提供可靠資料。環(huán)保理念指導的地質(zhì)勘察工作，涉及到大氣、土壤與人文等諸多層面。根據(jù)水工環(huán)相應勘察項目的真實視角，落實現(xiàn)場勘察期間的安全作業(yè)保障舉措，立足于“安全”一詞，確定可行的技術(shù)方案，使地質(zhì)勘察工作能順利推進。為此，不管是選用的勘察方法或是技術(shù)員，均應做好必要的管理，尤其是勘察方式，需要持續(xù)創(chuàng)新，以此推動水環(huán)工的地質(zhì)勘察工程穩(wěn)步發(fā)展。同時，通過強化辨別及分析、管控礦山開采期間的潛在隱患，并加強開采治理，對于優(yōu)化地質(zhì)勘察的落實效率及品質(zhì)有較大幫助。

3.2 適當增加資金

經(jīng)費是支持地質(zhì)勘察任務順利完成的關(guān)鍵，而資金來源既影響相關(guān)公司的正常生產(chǎn)運營，還和各類作業(yè)內(nèi)容有較大的聯(lián)系。相關(guān)單位需對水工環(huán)勘察項目提起足夠的重視，以長期的視角來看，應分配其得基本的運作經(jīng)費。另外，如果想徹底優(yōu)化地質(zhì)勘察的總體水平，在保障資金足夠的基礎上，采購更加先進的勘察裝置，優(yōu)化當前既有工作者的技術(shù)能力。

3.3 落實基本準則

在明確意識到水環(huán)工地質(zhì)勘察的重要性與專業(yè)性前提下，強化落實相應工作項目的整體要求，編制標準化工作體系，這有助于提升對此的管理成效，明確環(huán)保理念的指導方向，始終保持科學視角，組織勘探作業(yè)。相關(guān)方在開展水工環(huán)的勘察項目中，根據(jù)野外環(huán)境狀況，按照所在地區(qū)發(fā)展的規(guī)范原則，技術(shù)員在工作時需考慮的問題有：平衡環(huán)保和資源開發(fā)的關(guān)系，促使整體和諧性運轉(zhuǎn)；經(jīng)濟和社會效益并舉，以統(tǒng)籌視角出發(fā)，持續(xù)調(diào)節(jié)與優(yōu)化，編制可行的管理體系，做好任務分工。

3.4 優(yōu)化勘察隊伍

為提升礦山水工環(huán)的地質(zhì)勘察成效，應當強化勘察技術(shù)員的基本認識，根據(jù)規(guī)劃項目的作業(yè)內(nèi)容，確定勘察目標與操作細則、方案等，圍繞礦區(qū)資源供應，組織勘察現(xiàn)場技術(shù)員的培訓及再教育，以此提高其對自身工作的重視度。另外，結(jié)合地質(zhì)勘察項目的真實狀況，安排相關(guān)人員定期參加統(tǒng)一培訓，活動主要內(nèi)容設定是：人為因素可能帶來的嚴重后果，逐步培養(yǎng)其責任意識?，F(xiàn)階段，國內(nèi)地質(zhì)勘察從業(yè)者的文化水平參差，相應的管理及知識結(jié)構(gòu)有待繼續(xù)完善。所以，若要改進地質(zhì)勘察，應當考慮勘察任務實施人員的能力。

4 結(jié)語

基于環(huán)保理念，需要綜合考慮礦山開發(fā)與生態(tài)效應的問題。在既有勘察手段的基礎上，增加無損探測與數(shù)字建模的方法，消除野外勘察對水工環(huán)的影響，并控制區(qū)域地質(zhì)災害風險。希望通過本課題的探析，可以為礦山水工環(huán)的地質(zhì)勘察方法運用，予以理論參考，促使礦山開發(fā)能在環(huán)保的基礎上進行。