礦山水工環(huán)地質勘查中的技術及應用

張世葵

1 礦山水工環(huán)勘查技術的概述

“水工環(huán)”，是巖土工程專業(yè)建設領域拓寬的結果，主要是由水文地質、工程地質和環(huán)境地質構成的領域。廣義概念來講，以社會經濟服務為應用領域拓寬基本點，在經濟社會及其生態(tài)建設發(fā)展中，具備統(tǒng)籌概念及其科學發(fā)展依據，尤其具備經濟發(fā)展、生態(tài)效益、可持續(xù)發(fā)展基本要求的本質體現(xiàn)；狹義概念主要以地質中的土壤和林業(yè)為狹義范疇代表。因此，在礦山建設中，通過水文地質勘查工作的“綜合”優(yōu)勢，充分體現(xiàn)“水文、工程、環(huán)境”三位一體的管理工作要素，才能保證勘查工作的最終效果。主要內容是完成不同類型、不同區(qū)域的礦床勘查工作。首先，利用先進設備在礦井地下測量資源勘探獲得的數(shù)據，全面了解當?shù)氐叵滤姆植己透鞣N細節(jié)，制作相應的圖表，對所獲得的數(shù)據進行分析和處理，可以充分反映礦井地質情況; 通過采集和分析勘探區(qū)內的巖石，對勘探區(qū)的地質結構進行分析和總結，可以充分反映礦井地質條件，進行具體的初步調查，必須注意礦井地下水位和頂板的具體深度。最后，獲取相關數(shù)據和地理結構信息，不僅為后續(xù)工作奠定基礎，也為相關工程建設和相關領域的科學轉型提供指導。因此，在可持續(xù)發(fā)展領域，礦井液壓美國地質調查局是為了規(guī)避礦井建設風險，實現(xiàn)礦井工程建設領域的生態(tài)和經濟保護，實現(xiàn)人類工程建設的目標，服務于人類社會的本質要求，直接形成客觀調查要求，達到目標明確、綜合科學的管理效果，更好地開展水利工程地質勘探，確保地質勘探技術的更好應用。地質勘探人員需要掌握液壓環(huán)的地質勘探方向，在科學理論的基礎上進行地質勘探，實現(xiàn)全面調查及其內部協(xié)作和聯(lián)系有效技術。

2 礦山水工環(huán)地質勘查工作的重點

2.1 水工環(huán)勘查工作重點

水工環(huán)的工作主要是指通過調查和檢查該地區(qū)液壓環(huán)的狀況，通過應用相關設備，掌握該地區(qū)水工環(huán)地質勘查的狀況。隨著社會工業(yè)的發(fā)展和人口的增加，對水資源的需求量急劇增加，一旦水文地質被破壞，就會導致生態(tài)環(huán)境遭到破壞。因此，由于加強水工環(huán)地質勘查工作強度，根據實際地形，利用相關儀器設備確定水環(huán)的結構和規(guī)模，對地下水分布進行詳細調查，提前探明礦井地下水資源的儲量和污染程度，通過計算和評價水工環(huán)地質調查對當?shù)氐刭|環(huán)境的影響，可以有效地改善環(huán)境問題，為今后的開發(fā)和有效利用奠定堅實的基礎。

2.2 環(huán)境地質勘查工作重點

環(huán)境地質學作為現(xiàn)代地質學發(fā)展的基礎，特別是近年來，全球生態(tài)環(huán)境日益惡化，各種自然災害頻繁發(fā)生，做好環(huán)境地質勘查工作顯得尤為重要。在進行勘查工程時，首先要綜合考查工程施工區(qū)域內的自然環(huán)境狀態(tài)，通過對自然環(huán)境進行綜合評價，如區(qū)域內是否存在火山、地震等礦區(qū)易發(fā)生的環(huán)境地質問題。同時，歸納總結可能引起的環(huán)境地質問題并進行綜合分析評價，正確預測其發(fā)展前景，真實反映自然環(huán)境狀況，然后根據水利地質工程特別是重點保護區(qū)專題分析研究的評價價值，客觀地做好水工環(huán)地質勘查及相關評價工作，確保水工環(huán)地質工作的順利開展。

2.3 工程地質勘查工作重點

工程地質勘查本身也是存在一定危險性的工作。所以在實踐中，由地質災害引發(fā)的山體滑坡、地震、泥石流等自然災害往往影響工程建設的順利實施，同時也嚴重威脅到現(xiàn)場施工人員的生命和安全。因此在進行勘查時必須進行具體分析，并制定施工設計圖紙和施工設計方案以減少危險，必須重點對自然災害頻發(fā)地區(qū)進行勘查，找出地質構造特征，然后對地基穩(wěn)定性進行準確有效的分析和評價，可以快速有效地獲得地下水水質組成，為建設工程提供可靠的數(shù)據保證。工程地質問題應當本著預防為主、綜合防治、綜合治理、因地制宜的原則。

3 水工環(huán)在礦山地質勘查工作當中存在的主要問題

近年來，為了促進我國經濟發(fā)展，我國對地質勘探工作進行了全面改革，但綜合技術的貢獻率下降，各種力量的協(xié)調不到位，經濟方面的貢獻率極低，也導致液壓環(huán)地質勘探技術不適應經濟發(fā)展方面的需求,因此，要求有關企業(yè)和人員摒棄傳統(tǒng)的定型觀念，學習發(fā)達國家的新思想、新技術，找準重點，加強新型勘查技術的應用和推廣。在技術裝備利用方面，要進一步提高部隊人才隊伍的整體協(xié)同能力，增強核心創(chuàng)新能力，開辟新的發(fā)展道路和工作模式，為工業(yè)化發(fā)展奠定穩(wěn)固的基礎。

3.1 勘查重視程度不足

目前，在我國礦山生態(tài)恢復管理中，水工環(huán)形礦山地質勘探工作起著重要作用。然而，由于受傳統(tǒng)思維方式的影響，以及測量人員沒有意識到水利工程周圍地質勘探的重要性，對這項工作的重視程度不夠，影響了礦山的整體開采效率。但在實踐中，由于水利環(huán)境勘查工作的復雜性，涉及到不同專業(yè)領域（如地下水資源、工程建設和地質勘查三個方面的自然環(huán)境）的內容，同時還包括礦山美國地質調查局、設備應用、水土測試和潛在地質災害的定性分析等。它不僅需要專業(yè)的儀器，還需要投入大量的人力物力，對礦山水工環(huán)地質勘查有一定的影響。但在實踐中，由于注意力不夠，技術人員對液壓環(huán)地質勘探的認識不夠，對水工環(huán)勘探工作不重視，使硬件和設備不及時更新。為了保證自身的經濟效益，礦山勘探企業(yè)對技術人員的學習和培訓不夠重視，缺乏對新設備和新技術的掌握，仍然采用舊的設備和方法,在礦山水工環(huán)勘探工作中，由于缺乏了解新技術的人員，整體勘探能力不足，難以適應當今工作任務的需要，嚴重影響了我國水力環(huán)境地質勘探的發(fā)展。

3.2 勘查作業(yè)人員綜合水平不足

在礦山勘查過程中，水工環(huán)地質勘查起著重要作用，其作業(yè)成果的準確性對后續(xù)的工程項目建設起著重要的指導作用。因此，在實踐過程中，往往對勘查作業(yè)人員的綜合水平要求較高，需要作業(yè)人員根據項目類型的特殊性，對項目的各個要素進行及時有效的分析，同時考慮到勘查場地的周邊環(huán)境，充分考慮產生變化的情況。然而，在當前礦山水環(huán)地質勘探過程中，水環(huán)地質勘探涉及多方面的交叉勘探，受到當前礦井水環(huán)地質勘探管理水平的制約，水環(huán)地質勘探技術人員的專業(yè)素質相對薄弱，勘探技術過于傳統(tǒng)，只注重勘探技術的應用，而忽視了礦井周圍環(huán)境因素對礦井水環(huán)境實際地質勘探的影響，在勘探過程中很少考慮對礦井和礦井周圍生態(tài)環(huán)境的危害，導致環(huán)境與生態(tài)問題與實際勘探工作之間的矛盾，導致礦山企業(yè)的綜合業(yè)務能力也比較弱，往往技術人員沒有提前充分掌握搜集到的資料成果，導致水工環(huán)地質勘查過程中忽略了對其他問題的研究，使得勘查內容布置不合理、且又浪費人力物力，導致勘查成果不全面、不夠可靠，長期以來我國水工環(huán)地質勘查技術都停滯不前，使得礦山水工環(huán)地質勘查工作不夠全面，嚴重限制了水工環(huán)地質勘查工程的進一步開展。同時，還需有效與環(huán)境相結合。如果沒有充分考慮到環(huán)境因素，只重視勘查技術的應用，而忽略對勘查內容的研究，就會造成勘查成果的不足。

3.3 勘查成果轉換不到位

水工環(huán)地質勘查成果是各類工程建設順利實施的重要基礎。通常，在實踐過程中，為達到礦山地質勘查的效果，往往需要采用多種勘探方法獲取多組數(shù)據，因此，保障勘探結果的準確性是至關重要的。這就要求相關勘探企業(yè)的工程部門同時進行多個不同的勘探項目，并結合以往不同勘探項目的比較和綜合分析，確定礦山勘探結果，保證勘探結果的準確性。然而，在實際勘探工作過程中，由于勘探數(shù)據轉換方式過于復雜，許多企業(yè)追求效率，導致液壓圈地質勘探成果轉換不充分，嚴重影響了地質勘探質量。究其原因，主要是由于水工環(huán)地質勘探技術人員的專業(yè)素質較低，對勘探結果的數(shù)據分析能力較低，造成了最終的勘探效果，而且水工環(huán)勘查中許多地質數(shù)據沒有得到充分的顯示，導致后期勘探結果的數(shù)據不能有效地轉換，進而影響了獲得的勘探數(shù)據的偏差，使得勘探結果的實用性較差?，F(xiàn)有的管理水平不夠，勘探結果不能得到有效的利用,當前礦山地質勘探工作成果失準，成果數(shù)據轉換不充分，影響了水工環(huán)形礦山地質勘探工作的有效實施，嚴重降低了我國水工環(huán)礦山地質勘探效率，使勘探目標難以實現(xiàn)。

4 礦山水工環(huán)地質勘查中技術應用

4.1 瞬變電磁技術

目前，瞬變電磁技術作為一項先進技術，已逐步應用到許多其他領域，并取得了顯著的成果。其中，該技術在地質環(huán)境勘探領域的應用也日益普遍，但與其他技術相比，瞬變電磁技術在水利環(huán)境地質勘探工作中的應用時間較短，但在金屬勘探方面取得了顯著的成績。瞬變電磁技術主要依靠電磁設備的回路功能，通過脈沖信號電磁波有效地傳送到地下。根據目前的情況，瞬變電磁技術的應用可分為兩種方法：電流源法和垂直磁源法。在實現(xiàn)電磁脈沖信號的過程中，發(fā)送到地下的電磁波遇到具有一定電氣不均勻性的地下結構時不能連續(xù)傳播，需要間歇傳播才能產生異常渦流場，垂直磁偶源法被廣泛采用，主要是因為它不易受外部地質條件的影響，可以更好、更準確地進行探測。因此，有關工作人員應仔細觀察二次渦流的變化，利用二次渦流的變化來檢測相對異常過程中的二次磁場或不完全渦流的感應場分布不均勻，為判斷地下結構物質提供更準確的依據。此外，在瞬變電磁技術的實際應用中，由于地下電磁場的影響，介質在受到電磁波干擾時會與地下介質發(fā)生相互作用，從而延長了電磁波的傳播時間，導致水工環(huán)地質勘探結果的準確性受到影響。

4.2 遙感技術

在水工環(huán)勘查作業(yè)中，科學合理地使用遙感技術，有助于提高水工環(huán)地質勘探的整體水平。該技術的原理主要是通過光譜合成原理與混合比值法相結合，科學合理地處理MSS的圖像，即利用其對物體接收、反映以及輻射不同的光譜特征，然后通過與互聯(lián)網計算機操作技術相結合，進而科學的調查所測區(qū)域內水工環(huán)狀況特點。同時，借助多元統(tǒng)計模型對采集到的各類數(shù)據信息進行合理的篩選分析，不僅能夠清晰地調查出地下水的全部信息，同時，還能夠掌握與之相關的各種特征和圖像。由此可見，在實踐應用過程中，借助遙感技術合理應用，有助于測量人員得到更加精準的勘查圖像，進而借助各類信息建立起相應的模型，并加以綜合分析，從而給后期的作業(yè)開采人員提供更為準確有效的數(shù)據參考依據。因此，在地下水勘查工作中，相關作業(yè)人員可以依據區(qū)域內的實際情況，合理利用遙感技術，來實現(xiàn)對該區(qū)域內水工環(huán)地質的勘查。尤其是隨著當前遙感圖像光譜分辨率的提高，遙感技術在水工環(huán)地質勘探中的應用范圍日益擴大，從單波段遙感到多源遙感，遙感圖像的光譜分辨率和空間模型感知得到了極大的提高，可以實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據的動態(tài)觀測，便于測量人員進行穩(wěn)定性分析和評價，有助于獲取大量有效信息，實現(xiàn)與MSS反束光道攝像數(shù)據的有效結合。這樣做的根本目的是促使圖像本身的細節(jié)更加豐富，這樣有利于提高勘查效率，大大降低能耗，進而提高地質災害調查的效率。

4.3 GPS技術

GPS全球定位系統(tǒng)主要采用先進的 實時動態(tài)的定位系統(tǒng)來作為實踐的基礎，是在當前各個專業(yè)領域中應用最為普遍和廣泛的全球定位技術，是一種為各行各業(yè)提供高質量、精確導航服務的系統(tǒng)。它具有精度高、實時、靈活等的優(yōu)點，能進行各種地質類型的三維空間的測量，其基本原理是：利用衛(wèi)星無線電信號發(fā)射裝置，組合成一個全球性的導航衛(wèi)星系統(tǒng)。因此，在水工環(huán)地質勘查實踐工作中，加強GPS技術的應用，有助于更為準確地找到相關勘查點的節(jié)點數(shù)據，進而給水工環(huán)地質勘測工作提供及時、準確的地理坐標，所以可以將其應用在地質災害的定位和處理，以及各項生態(tài)環(huán)境保護工作中，最大限度降低損失。在水工環(huán)地質勘查的實際應用中，GPS技術主要是利用無線電信號發(fā)射機的測距功能對載體位置進行精確分析和測量，減少外界條件的負面干擾，同時保證勘探信息的精度，把勘探信息通過無線信號傳輸?shù)降乇恚瑢崿F(xiàn)水工環(huán)勘探過程中重要位置的有效定位。特別是，GPS測距主要用于確定地面上至少3個控制點的位置。同時，地面接收機可以作為基準，確定需要由三顆或三顆以上衛(wèi)星的具體空間位置進行調查的水工環(huán)條件，有助于進一步提高水工環(huán)勘探具體坐標的精度。此外，利用GPS技術精度高、速度快、水文分布實時監(jiān)測、環(huán)境污染和地質災害等特點，將遙感技術與計算機技術充分結合，可為水工環(huán)勘探提供良好的技術支持，及時傳輸和處理各種數(shù)據，獲取更為詳細的勘探圖像，提高勘探工作效率。

5 提升礦山水工環(huán)地質勘查質量的優(yōu)化對策

5.1 建立健全勘查工作體系

為了促進礦山水工環(huán)地質勘探的順利實施，建立完善的勘探體系至關重要。因此，在礦山水環(huán)境地質勘查過程中，要遵循有關法律法規(guī)，遵循行業(yè)標準，堅持可持續(xù)發(fā)展的理念，堅持資源與環(huán)境并行開發(fā)的原則，規(guī)范勘查工作的作業(yè)流程，推進相關流程的部署，科學預測和分析開發(fā)過程，制定防范風險的完善措施，優(yōu)化水環(huán)境地質勘查工作。通過規(guī)范調查方法和技術，提高計算和策略的準確性，并在實際過程中根據調查情況和場地環(huán)境在可接受的范圍內進行協(xié)調。同時，建立責任制，以人為本，加強勘查規(guī)范作業(yè)流程，嚴格要求相關工作人員按照作業(yè)流程實施，對每個工作環(huán)節(jié)進行監(jiān)督，確保相應的監(jiān)督人員和工作人員知悉每項勘查工作的質量內容，及時采取應急措施處理失誤和事故，為后續(xù)工作的開展奠定基礎，實現(xiàn)人類經濟、社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展。

5.2 完善水工環(huán)勘查的評價

水工環(huán)地質勘探評價優(yōu)化能有效提高水環(huán)地質勘探效果，其評價是水環(huán)地質勘探中常見疑難問題改進對策的重要組成部分。在完善水文地質勘查評價工作中，應著重評價地下水對巖石、土壤和建筑物的影響和作用，結合現(xiàn)有的科學技術手段，預測水工環(huán)地質可能造成的危害；其次，根據區(qū)域水文地質特點，特別是巖土潛在危害，進行合理預測，針對不同條件下的地質問題，制定不同的解決方案；最后，在水文地質勘探中，要做好抽水試驗或采礦抽水試驗，加強水文地質計算參數(shù)的科學嚴格驗證，以便編制實際地質問題評價報告，為水文地質勘探提供可靠的數(shù)據參考。

5.3 強化水工環(huán)地質勘查技術創(chuàng)新應用

水文地質勘查作為礦山開發(fā)的重要組成部分，其質量和效益直接關系到勘查技術的應用，必須依靠現(xiàn)有的科學技術支持，確保礦產開發(fā)的順利實施，必須不斷改進勘查技術，進一步提高水文勘查的準確性。因此，為了保證礦井水文地質勘探工作的順利進行，必須加強水文地質勘探技術的不斷創(chuàng)新，改進原有的勘探技術，提高勘探效率和勘探精度。特別是隨著科學技術的飛速發(fā)展，越來越多的現(xiàn)代技術可以應用于水文地質勘探，如遙感、電磁波透視、流量測井等，它在實現(xiàn)深度和精度勘探方面也發(fā)揮著重要作用，不僅提高了礦山水工環(huán)地質調查數(shù)據的準確性，而且大大減少了水文地質調查的時間和成本，從而提高了礦山水工環(huán)地質調查的質量。

6 結語

總之，隨著當前我國工業(yè)化進程的持續(xù)推進，社會各個領域對礦產資源的需求也在不斷擴大，為滿足社會發(fā)展需求，各類礦山企業(yè)正在加大礦產資源的開發(fā)力度。盡管當前科學技術發(fā)達，目前水工環(huán)地質勘查工作中還存在許多問題，加上早期不科學的開采，使得礦山地質環(huán)境越來越復雜，因此，為了保障水工環(huán)地質勘查工作的順利，必須加強水工環(huán)地質勘查的實施，不斷創(chuàng)新和調整水工環(huán)地質勘查技術應用，有助于在避免浪費自然資源的基礎上提升礦山資源的開采利用率，同時，積極創(chuàng)建更加科學、全面的工作體系，借助先進的勘查技術全面摸清地質資料，進而為后期礦產資源的合理開發(fā)及其利用打下牢固的基礎。