矿山结构发展下水工环地质勘察技术及应用研究

黄锁英

（山东黄金矿业（莱州）有限公司焦家金矿，山东 莱州 261400）

在我国经济发展速度不断加快的背景下，各行业的发展步伐也在逐渐加快，特别是采矿行业规模的扩大，使得地质勘查工作的重要性也逐渐显现出来。为了满足其他项目发展的要求，就需要在新形势下注重矿山水工环地质技术的应用，其不仅可以很大程度上提升地质勘察的精密度，同时还可以确保我国地质调查工作的整体效率，这有利于矿山工程项目的后续顺利开展，也可以满足资源开发的需求。

1 矿山水工环地质勘察技术的必要性

1.1 矿山水文和环境问题的管理

在我国工业化建设逐步开展的背景下，国家也更加重视生态资源的保护，特别是水资源的保护和优化已经成为国家重点工作。但现阶段，由于各方面因素的影响，人口基数也再逐渐扩大，这使得水资源出现紧缺的现象，同时水资源的破坏也在逐渐加剧，这不仅会破坏地下水的平衡和稳定，同时还会影响人们的正常生活和工作。在这一背景下，就需要加强矿山水工环地质勘察技术的应用，其可以提高地质调查结果的稳定性，从而为矿山施工过程中，水资源的开发和利用提供可借鉴性数据，最终实现水文环境的改善。

1.2 工程地质环境问题管理

在实际的矿山施工工程项目过程中，由于实际施工环节所涉及到的内容较多，且大多都是由部分采矿企业以及施工单位承包，在实际的施工过程中过分重视经济效益的获得，而忽视了对矿山工程地质环境问题的管理，这就导致地质调查的难度较大，地震、滑坡等地质灾害严重着威胁着人们的生命财产安全。因此，相应的采矿企业以及施工单位就需要加强水工环地质勘察技术的应用，其可以对矿山施工工程项目所处地质环境问题进行勘察，准确性的数据可以为后续工作提供有力借鉴，从而合理解决地质环境问题，保证整个工程项目的安全性。

1.3 地质环境管理

在我国矿山工程项目数量逐渐增多的背景下，地质环境管理的复杂性也越来越大，这主要是由于工程项目大多都是室外作业，在实际的施工过程中难免会遇到一些复杂多变的自然环境，如果不对这些因素进行科学控制，这将会很大程度上影响到施工质量。对此，相应的矿山企业以及施工单位逐渐开始加强水工环地质勘察技术的应用，其在实际的应用过程中可以模拟工程项目评估和管理，这可以从根本上消除影响环境的不利因素，这可以很大的程度上保障矿山地质环境管理的效果。与此同时，在矿山水工环地质勘察技术以及设备的不断完善下，其整体性和综合性也比较强，在实际的应用过程中可以充分减少部分地区水资源紧张的问题，进而在社会的发展和建设过程中起到良好的促进性作用。

2 矿山水工环地质勘察的概述

2.1 水工环地质勘察的要求

在水利工程项目逐渐增多的背景下，矿山水工环地质勘察的重要性也逐渐显现出来，而要大发挥出水工环地质勘察的作用，就需要相应的采矿企业以及施工单位掌握其具体要求，在实际施工过程中按照其要求来开展工作，确保整个工作的有序性。在具体的水工环地质勘察过程中，首先需要采取科学、合理的方式来进行水利工程和环境实际情况调查，同时还要勘察施工现场的地理条件和地下水分布情况，以此来准确把握施工现场具体水位变化和地下水流动情况，通过准确性的数据来正确评价水文地质的实际情况，这可以为后续的施工作业提供一定的依据。

2.2 水工环地质勘察的内容

在矿山水工环地质勘察的实际过程中，由于所调查的内容比较广泛，因此所涉及到的程序较多，而且其都是通过不同的中心来完成勘察工作。在具体的勘察过程中，其所涉及到的内容主要是对地下水进行探测，在这个过程中首先需要制定合理化的调查方案，这可以为相应的工作人员提供一定的工作指导，后续结合实际情况在地下水初步探测中准确记录数据，记录形式统一，以此来直观反映调查结果。此外，在实际测量过程中，相应的工作人员可以将战法技术引入到矿山地质下水深度、流速的调查工作中，并充分利用效果设备来开展工作，这可以获得较为准确的数据，进而提高整个矿山水工环地质勘察工作的效率。

2.3 现状

近年来，我国的矿山地质学领域迎来了崭新的发展，在最初的出现阶段，地质学属于工程地质的范畴，伴随着大量地质勘察工作的进行，地质勘察技术越发成熟且积累了丰富的经验，对资源和能源开发等起到了重要作用，也创造了巨大的经济效益。近年来，我国的地质学工作开展中，逐步与世界先进水平保持了高度的一致，且这些地质勘察工作也越来越具有了我国独有的特点，形成了我国的地质学理论，给国家地质勘探、资源能源开发提供了巨大的保障。

2.4 应用领域

虽然我国的工业化发展速度明显加快，但各个区域的工业发展水平存在着巨大的差异，在很多矿山工程施工中，地质勘察成了重点性的技术，水工环地质勘察技术的应用范围逐步扩大，具体表现在以下方面：①生物地球化学研究领域，经由水工环地质勘察技术的融入，可以快速识别地质环境，利用电池辐射波来精准确定生物特征。②矿产地质资源勘察管理领域，伴随着我国规划建设项目的日渐增多，通过水环工地质勘察技术的应用，可以确定土地资源中的各种要素，结合土地资源利用情况来进行资源分配，详细掌握区域的土地资源利用情况、破坏程度。③工业化进程建设领域，我国的工业发展水平限制提升，各个区域都扩大了其发展规模，甚至有一些工程施工区域进入了数字化阶段，而水工环地质勘察技术所获得的水工环数据可以给各种的施工工作切实的保障，利用数据来实现各种的规划建设方案的细节优化。

3 水工环地质勘察技术的流程分析

水工环地质勘察流程繁多，主要包含了以下方面。①钻孔静水位检测。这一检测工作是水工环地质勘察中最为基础性的环节，但为提高检测数据和结果的准确性，应做好钻孔静水位检测中的技术选择和过程管理，获得准确的水位数据，具体的检测工作开展中，第一小时阶段，每间隔6min就要对水位加以检测并记录，一个小时的检测作业完成后，间隔一小时再进入下一小时的循环检测作业。②钻孔简易水文地质条件观测。这一观测工作进行时，检测结果的获取对最终的水工环地质工作成效有着直接的影响，参与这一检测任务的相关人员，必须对每个钻孔加以实时监测、准确记录，这一观测进行时往往要耗费比较长的时间，一旦观测中断，后续要重新进行钻孔水位的检测。③岩芯项目地质编录。岩芯项目地质编录时，参与此项工作的人员必须始终坚持积极认真的态度，始终坚守在钻孔作业现场，密切跟踪岩芯编录，尽量避免岩芯长时间放置失水而引起的状态变化，及时针对钻探过程中出现的问题加以处理。④实时观测地表水与地下水。地表水和地下水的补给、流向、流速和水位等均是地质勘察的重点内容，相关人员在勘探人员在此过程中要密切关注水流量等基本水文情况的变化，每间隔10d就进行相应的数据记录，当处于雨季时，水位检测更是关键，以掌握最大的水流量和水位值。⑤综合分析水质。在水质的分析过程中，最好选用一些典型水源，比如，坑道和泉水中的水质，更适宜选用抽水钻孔取样法，为获得准确的检测数据，需反复清洗盛放水的容器，当取样结束时候做好瓶口的密封处理，开展规范化的水质检测和分析。在水质的专项分析上，一般要利用放射性检验来完成，专业人员需进行生活饮用水浑浊度、气味等相关指标的获取和记录。

4 影响水工环地质勘察技术应用的因素

4.1 管理因素

在水工环地质勘察技术的应用过程中，由于大部分矿山企业以及施工单位的商业性较大，在实际施工过程中很可能出现管理不善的问题，这使得水工环地质勘察也出现了不全面的现象。在相关工作人员的实际操作过程中，由于企业不重视管理工作，使得相关人员在实际工作过程中也缺乏管理规定的约束，这使得相关人员的责任感较低，无法按照勘察要求来开展工作，这降低了地质勘察信息的准确性和全面性，这使得水工环地质勘察的效果无法得到保证，同时也增加了矿山工程项目施工作业的风险，对其后续的发展有着很大的不利。

4.2 技术因素

现阶段，我国矿山水工环地质勘察技术的应用过程中主要采用的技术为钻探、物探等，这些技术作为常用技术可以保证施工作业的正常开展，而要提高整个工程项目的地质勘察质量，就需要相应的矿山企业加强对遥感等先进性技术的应用。但由于现今大部分矿山企业以及施工单位还没有认识到遥感等先进性技术的作用，对其应用情况也不了解，相关理论掌握不全，在实践过程中不具备相应的技术经验，这使得地质勘查始终只能停留在以往的模式中，整个地质勘察工作的应用效率和质量比较低，这不仅影响了先进性技术的发展，同时也会对水工环地质勘查工作整体水平的提升造成阻碍，不利于矿山工程项目的后续发展。

4.3 人为因素

现今在矿山行业的不断发展过程中，矿产开发等工业化性质的地勘工作越来越多，其中水环境、工程质量的勘测都是非常重要的环节，其不仅关系到周围居民的用水质量，同时也与矿山的安全使用有着很大的联系。但在很多矿山工程基坑工程中，由于施工前期相关工作人员的整体素质水平较低，在实际的水工环地质勘察过程中存在着散漫工作态度，没有对环境地质进行全面调查，由于勘察项目较多且流程复杂，很多工作人员的操作都存在不规范的问题，这就很大程度上影响到了勘察质量，同时也会威胁到工程建设的安全性。

4.4 政策因素

在矿山水工环地质勘察中由于所使用到的资金较多，因此需要国家相关政策支持才可以确保其有序开展，但在现今的地质勘察过程中由于其与较多相关政策存在着矛盾，这会很大程度上影响到勘察工作的顺利开展。与此同时，由于在地质勘查过程中很容易受到其他因素的影响，这就需要相应的矿山企业以及施工单位在实际勘察工作中根据实际情况来调整调查方案，但政策要求其在地质勘查工作中按照相关规定和标准来开展调查，这就造成了调查工作与政策冲突，这不仅增加了地质勘察的流程，同时还会提高整个工作难度，对整个工程项目施工进度的提升有着很大的不利影响。

5 水工环地质勘察技术的具体应用分析

5.1 电法技术

在矿山水工环地质勘察技术的实际应用过程中，其所涉及到的技术方法较多，而电法方法作为其中一个比较重要的部分，其通常包括了高密电法和激化法。其中高密电法主要是采用形式化的调查方法开展实际操作，整个操作流程较为简单，且常常被应用于野外地质调查中。而激化法则是在适当强化矿体和地质结构后对其变化情况进行分析，其在矿山调查、水资源调查中的应用范围较广，一般是通过对实际情况的判断来掌握该地区的地质条件，后续综合考虑各方面因素后得出相应的调查结果。

5.2 全球定位技术

要确保水工环地质勘察的整体质量，一般还需要应用到的技术即全球定位技术，其在实际的应用过程中可以实现不同区域的有效监测。在具体的应用过程中，相应的矿山企业以及施工单位一般都是利用GPS全球定位系统来对目标范围内的区域进行定位，后续由卫星向地球基站发送具体的信息数据，后续通过安装在基准站中的GPS接收机来对卫星信号进行接收和识别，其可以对所收集到的数据进行有效处理，并实时侦查各种地质灾害，实现对地面污染的有效监测，最终提高整个环境治理水平。

5.3 瞬变电磁技术

瞬间电磁技术在水工环地质勘察中的应用范围也比较广，其属于一项新兴技术，具备着应用周期短、效果显著的效果。在具体的应用过程中，其一般是采用垂直磁偶源法以及电偶源法来开展工作，在这一工程中需要相应的工作人员对施工现场环境就那些全面分析，以此来发挥出其效用。与此同时，瞬变电磁技术在现场实际应用过程中还具有精确性较高的特点，因此在复杂多变的环境中具有良好的应用效果，而且耦合噪声在该技术应用过程中的影响程度比较低，可以实现空中工作，因此不易受到地质环境等其他因素的影响，更好地保证了勘察质量。

5.4 GPR技术

4GPR技术在水利工程勘察工作中的应用率也非常高，其主要是实际的勘察过程中利用探测雷达技术来对地质信息进行实时采集，其一般是根据电磁波发射的原理为基础，在建立基础发射设施的基础上向主机发射电磁波，后续获得相应的数据信息，后续在相关人员对这些数据信息进行整理和分析后，则可以将数据图像显示在电脑屏幕上，进而更加直观地了解地质环境的具体情况，同时清晰把握地质结构的实际情况，这可以提高测量信息的精确度，也便于后续测量图像的绘制，最终提升整个勘察工作的效率。

5.5 远程探测技术

远程探测技术在水工环地质勘察工作中主要是用于信息数据的收集与处理，在以往的应用过程中，其在地质、测量、军事等领域中的应用率较高，通过远程探测技术可以对施工现场的环境和资源进行监测。在实际的技术应用过程中，其可以通过远程探测卫星来获取目标区域的图像，这可以很大程度上提高图像的分辨率，进而为后续的施工作业提供一定的数据支撑。与此同时，远程探测技术还可以应用于水资源调查中，其主要是对水资源特征进行动态检测，进而建立地表水和地下数据库，这可以为后续的水资源开发和利用提供支持，有利于提高整体的工作效率。

5.6 RTK技术

RTK技术在实际的水工环地质勘察过程中主要是实现了静态测量到动态测量的转变，其在实际应用过程中结合了载波位差点技术和GPS技术，在实际应用过程中还收集了多个北斗卫星的测量数据，并建立了移动监测站，进而可以对所收集的数据信息进行平分处理，这种处理效果可以达到厘米级或者毫米级的程度，这可以有效提高水工环地质调查的准确性，在减少相关工作人员工作量的同时，促进整个水工环地质勘察工作水平的提升。

5.7 探地雷达技术

探测雷达技术具有分辨率高、探测成本低、分辨率高的特点，一般在大坝、熔岩口等地质环境下的应用率较高，其主要是针对一些地表覆盖厚厚特殊地质的环境中具有很强的适用性。在实际的应用过程中其可以在矿井中发射高频脉冲电磁波，一般其发射的电磁波脉冲频率在100万赫兹到10亿赫兹之间，由系统来收集电磁波的传播数据，后续通过专业性的软件来对数据进行处理并生成调查结果，这可以掌握地质情况，对后续施工作业的开展有着很大的帮助。

5.8 RS技术的应用

在很多的能源和地质灾害勘察中，RS技术同样有着极为广泛的应用，且给这些勘察工作开展提供了技术和数据支持。RS技术是近年来兴起的新技术，是信息时代的产物，在信息技术不断发展的今天，地质勘察技术中逐步融入了关于计算机信息等方面的技术，技术的高度融合使得RS技术的优势越发明显，在水工环地质勘察中得到了越来越多的应用。当下，人们越来越重视RS技术的应用，且经由现代化技术的发展，RS形成了多源遥感的工作模式，经由该模式的应用，可以在地质勘察现场得到清晰度较高的图像，遥感图像的整体分辨率、图像质量都显著提升。

6 结语

综上所述，矿山水工环地质勘察技术在水利工程中的作用较大，将其技术价值发挥出来，可以很大程度上改善生态环境水平，同时还可以促进我国的可持续性发展。在技术不断发展的今天，我国的水工环地质勘察技术发展迅猛，且水工环勘察效果明显提升，给资源、能源开发提供了技术保障。国家相关部门和政府每年在水工环地质勘察工作中投入了巨大的资金和技术，实现了技术创新和改进，水工环地质勘察成效明显，未来势必会带动行业的总体进步。