环境保护理念引导下的矿山水工环地质勘察技术研究

徐建安

在环保理念的指导下，为尽量保障地下水不受人类活动影响，相关技术员要对地下水的水质与分布等进行勘察。一般情况下，通过勘察活动，不仅要了解地下水现状，也应考虑开发方面的问题。

1 矿山水工环地质工作方法及勘察技术

1.1 工作方法

矿山水工环地的主要地质工作事项有调查气象与含水层等特征、矿区结构对水文环境的作用、矿床充水、矿坑涌水量等。鉴于各地区的生产能力、资源储备、自然生态等条件有所不同，需结合所在地区矿山水工环的现实情况，确定地质工作方式，本文仅从两个角度展开。

一方面，合理开展地质工作。在长期的探索中发现，若要展现出环保理念中的资源优势，需实现采、选以及冶集优化，突出地区绿色主导，合理推进矿山水工环地质的相关工作，进行协调、全面化布局。在开展此类地质工作期间，防止所得的勘察资料和现实有太大偏差，导致山体开裂以及滑坡、坍塌等问题，对原生自然生态运行系统带来严重的损坏，引起河水断流、水土流失、水资源大规模减少等严重的后果。为避免上述情况的发生，根据矿山水工环的所在地域和原生地质条件，专业化分析相应的特征数据，完成地质测绘的工作，其中在采用测绘技术中，要注意测绘比例的确认。由于水工环地质测绘属于比较复杂的任务，要求保障全过程的科学性，对实际的地质环境有全面了解。另外，在地质测绘时，应当加强对现场工作行为的管控。

另一方面，合理落实生态补偿。在执行地质工作中，难免会形成废气废料，在环保理念下，此类废弃渣料的后期管控与处理是先要考虑的问题。为防止形成二次污染，需开展一系列针对性的生态补偿。地质勘察期间，需运用有效的技术方法实施彻底性处理，并同时要注意降噪，控制人类行为对自然的影响程度。另外，在地质工作完成后，需安排全面复查，避免有垃圾未曾处理，否则需立即进行补救。比如，把污染源和自然环境分隔开，如果有条件应当立即处理，最大可能地控制地质勘察对环境本身的破坏。根据当前的情况显示，生态系统所承受的大规模污染，水工环地质出勘察也是其中一项重要的诱因，工作范围扩大，其对环境产生的影响规模也就更大。因而，基于环保理念，在某处矿山水工环的勘察任务完成后，现需确定问题责任方，以此落实有关的补偿机制，主动和本地环保局联系，开展相应的治理补救。

1.2 勘察技术

我国数字科学不断发展成熟，促使资源利用以及水文条件等有关领域中的建设项目不断增多。但不置可否的是，这些建设项目均会对生态系统带来负面影响。严重损害自然环境，是当前我国依旧面临的发展难题，限制现代化的成长进程。因而在近些年，矿山水工环的地质勘察也逐渐走向环保无污染的道路，相关部门及项目推进工程中的各类监管也更为严密。现有的RTK 技术，以相位差分为核心，采集所需的地质数据资料，其和以往的GPS 定位相较，获取的信息更加准确，能够直观呈现出区域位置差。

首先，环境地质调查。将环保理念运用到地质勘察任务中，有助于确定油田与地下水床等的位置。而该项理念要求下，勘查技术员需对相应区域的矿山地质灾害有清楚的认识，结合相关资料，绘制出可对现场工作有指导作用的草图，而后按照图纸表示，安排具体的勘察任务，下一步则是结合本区域水文数据内容，评估生态环境的问题。勘察队需把获取到的资料全面汇总整合，给勘察工作予以可靠的分析证据。基于自然生态的评判与地质勘察的情况，在制定针对性生态保护方案的基础上，组织现场勘察。将地质勘察与生态保护联系起来，促使技术员把环境勘察及水文地质工作整合起来，在实施环境勘察工作时，先了解水文地质的详细情况，提炼出相应的特征要素，结合地下水以及出水等现实状况，制定出解决地下水灾害的方案。

其次，实施精准定位。应当表明的是，矿山水工环的地质勘察任务需带有明显的目的性，因此，定位环节就是一项必要的工作。矿山勘察期间，技术员可先采用全球定位系统，获取矿山整体的范围。利用专业化的定位手段，能够保障对矿山处理控制工作得到精准落实，切实有效提升水工环的现场勘察效率。如果完全满足RTK 技术的应用条件，则实际定位工作所得的信息，通常不会有太大的误差。并且事实上，在一定勘察范畴中，通常约7km，在此范围内，RTK 技术所绘制出的图纸，能达到厘米级别。

再次，借助数据接收装置，获取相应数据内容。在相应的工作总台上，布置数据信号接收器，让该设备与所有划定的接收区均处于相同的信号波动频率上，继而确保信号能及时取得。工作总台在获得相应信号后，把其与其他工作区取得的数据资料加以对比，由此得出相互之间差分数值，使最终确定的勘察结果更加准确。根据对现场实际勘察工作的了解，以专业性的角度，预测矿区中地下水的出水量限值，并给出工业用水的合理区间。并且根据勘察所得的地质问题信息，制定出比较安全有效的环境治理计划，同时还要加强对矿区开采活动的预测剖析，评估人类开采行为对矿区生态带来的干扰程度。并利用测试及采样等操作，保障水工环地质勘察资料的可用意义。

最后，坑道水文的地质项目编录。对于项目的地质环境编录，突出性的基本要求是保障矿山坑道口的地理位置，根据岩石层与层位等要素，实施全面、细致化观察，由此绘制出区域地质图表。

1.3 技术要求

在环保理念中，矿山水工环的地质勘察标作业要求，是运用前沿科技手段开展实际操作。对于地形条件复杂，野外勘察难度高的矿区，可尝试使用GPS-RTK 以及无人机等软件程序与设备。运用GPS-RTK，如果遭遇突发类的地质灾害及险情，能尽快完成勘察与测绘、评判任务。整合调查资料，了解矿山地质任务的水工环材料，继而提高分析与预测地质灾害的准确度。另外，环保理念指导下的水工环地质项目，要抽取水体样本检测其成分，由此评估出勘察对象范围内的地质情况。基于此，形成水质与险情报告，为相应的治理工作，予以可靠的参考资料。为适应环保理念提出的各项要求，应当把水工环的地质任务，分成汛前、汛中与汛后三个阶段。其中，汛前排查通常是在4月份、5月份；汛中排查则在6月份～9月份；汛后排查是10月份、11月份，主要针对矿区内各个灾害隐患处。而借助提升地质勘察技术含量，最大程度上预防群伤群死等活动等灾害后果的出现。

2 环保理念下矿山水工环地质勘察设计

2.1 选定勘察工作对象

在选定勘察对象中，应当综合考量如今环保的背景趋势，立足于环保理念，为相应的勘察活动予以指导。为尽可能控制地质勘察行为对矿区及其附近环境带来的破坏程度，需在现场勘察期间，对比较容易诱发地质灾害各类要素实施必要性处理。水工环的地质灾害出现，均和地下水位及水量、水压等脱离不开，因而，可以把水压起伏大的区域和实际规划的水工环勘察工作一同开展，这样能及时评估正常的勘察任务对环境的影响。本文以共采式的勘察方法为例，选择勘察工作对象，该种形式能够实现在实地勘察期间，全面管控地下水。共采式的勘察作业方案流程一般包括：借助对环境无明显危害的勘察方法，结合区域水文图纸，地下水钻孔处理是顺着矿层的分布，进行均匀设置。同时，对于矿区顶板环状缝隙处，采取实地勘察的工作模式。因为钻孔数目，会引起勘察数据准确度的波动，所以，如果矿山地形水量每吨在12.48m3～24.88m3之间，其矿层厚度正常会大于5.5m。利用钻孔施工的方法，实施地质勘察，掌握矿山不同区域的水文状况，在实际开展勘查作业中，需尽可能不接触地下水稳定性差的区域，不会选择此类特征的范围，当成勘察对象。

2.2 收集资料野外勘察

在选定勘察范围后，还应获取相应矿山水工环的相关资料，整理出对地质勘察有帮助的信息，以此掌握目标对象历史勘察信息、作业深度、技术手段等内容。目前，技术员能借助信息可视化的方法，把勘察历史数据整合呈现出来，做好关键点的细致标记，避免实地勘察期间因此耽误正常的工作进度。基于环保理念，组织野外勘察活动，具体工作内容包含矿山地表形态、岩层状况、地貌特点等。其中，野外勘察的一般作业流程是：针对勘察对象的地质状况，实施分层式作业，把获取到的勘察录入至项目专门的数据库内。同时，在野外勘察期间，需采取利用绿色工作理念下，经过改进优化的钻探方法，针对地质条件比较特殊的底层，通过钻孔处理，支持详细勘察。而后将钻孔获取到的勘察信息，进行汇总编制。下一步，整理野外勘察的全部资料，安排复位测试，根据矿山水工环的地质勘察现实标准，确定复位测试的技术参数，把相应结果内容实施统一处理，汇总成一组全面的野外勘察资料。随后进行静力触探实验，采取基础勘探方法，把多种型号及尺寸的探讨，向矿山岩石，进行匀速推进挤压，按照探头承受好的实际阻力，确定对应区域的地质状况。

2.3 地质立体空间探测

一般条件下，矿山水工环的底层通常是粉质土与碎石土，二者纵波波束Vp 通常处于1200m/s ～1500m/s 之间，而且该区域水工环的基岩一般是页岩，根据风化程度差异，中风化页岩实际的纵波波束Vp 通常是处于2400m/s ～3500m/s 以内；微风化页岩则是3800m/s ～4500m/s 之间；未风化页岩对应4800m/s ～5500m/s 区间。另外，矿山水工环中，较深地层岩体的发育区，纵波波束Vp 是处于1200m/s ～1500m/s；而水体则对应1000m/s ～1100m/s。在不同的地质条件下，会有差异化的波束表现。所以，勘察任务需结合相应的要求开展。在做好资料收集与野外勘察的工作之后，按照环保观念，为尽可能控制勘察工作对矿山环境正常运转的干扰，本文建议选择跨孔弹性波CT 方法，其属于无论探测手段，几乎不会对野外环境带来负面影响。相关勘察任务可结合现实需求与现场环境，合理选择此项技术，以采集到矿区的立体数据资料。相应的探测流程为：按照现实状况和地质勘察任务要求，选定用到的各类探测机器。在现场工作中，技术员先操作合适型号的岩芯钻机，采取回转模式，按照规划点位进行钻孔。在实际操作时，为保障最终采集到的立体空间信息的精确度，可适当缩小钻孔点位的距离。一般要按照具体状况确定，间距处于5.5m ～7.5m 区域内，其钻孔的径长应在100mm ～130mm 以内，孔洞深度需达到35m ～55m。为预防对原生环境的破坏，钻孔期间要适当注水，以此保障钻孔过程顺畅、控制钻头与地层的摩擦。在成孔后，把聚氯乙烯材质的套管护壁插入孔中，以供CT 扫描仪的应用。下一步，挑选距离较小的两个孔洞，当做CT 发射孔，该仪器是通过发射高频弹性波，完成对相应地层的扫描。同时，选取另一侧孔洞，用于接收弹性波信号，其中，信号接收动作是利用传感器实现的。

2.4 地质勘察资料分析

CT 仪器获取到的数据资料，都是以弹性波的形式出现。技术员要利用该类内容掌握矿山水工环的地理范围与裂缝发育阶段，应对相应的数据资料加以统计分析。把各个勘查区离散成多个网络单元，随后将探测到的信息直接导入相应的单元格内容，构成数据模型，相关表达式为。

其中，ti 表示矿山水工环的数据模型，也就是第i 个弹性波射线；dij 是第i 个弹性波射线，通过第j 个离散网格的长度；n表示弹性波射线的数目；m 是指划分的离散网格数目；v 代表弹性波发射速度参数；（x，y）表示弹性波射线经过的路线。采用联合迭代的运行方式求解，能得出所有网格中，弹性波的慢度，进而得出相应数据，掌握各孔洞之间的岩层分布状况。

3 环境保护下矿山水工环地质勘察的改进方向

3.1 改进技术安全

在对现有地质勘察技术的客观评价，令相关技术员能比较全面地掌握矿山区域的环境情况，比如岩性、地质特征等，给相关工程规划提供可靠资料。环保理念指导的地质勘察工作，涉及到大气、土壤与人文等诸多层面。根据水工环相应勘察项目的真实视角，落实现场勘察期间的安全作业保障举措，立足于“安全”一词，确定可行的技术方案，使地质勘察工作能顺利推进。为此，不管是选用的勘察方法或是技术员，均应做好必要的管理，尤其是勘察方式，需要持续创新，以此推动水环工的地质勘察工程稳步发展。同时，通过强化辨别及分析、管控矿山开采期间的潜在隐患，并加强开采治理，对于优化地质勘察的落实效率及品质有较大帮助。

3.2 适当增加资金

经费是支持地质勘察任务顺利完成的关键，而资金来源既影响相关公司的正常生产运营，还和各类作业内容有较大的联系。相关单位需对水工环勘察项目提起足够的重视，以长期的视角来看，应分配其得基本的运作经费。另外，如果想彻底优化地质勘察的总体水平，在保障资金足够的基础上，采购更加先进的勘察装置，优化当前既有工作者的技术能力。

3.3 落实基本准则

在明确意识到水环工地质勘察的重要性与专业性前提下，强化落实相应工作项目的整体要求，编制标准化工作体系，这有助于提升对此的管理成效，明确环保理念的指导方向，始终保持科学视角，组织勘探作业。相关方在开展水工环的勘察项目中，根据野外环境状况，按照所在地区发展的规范原则，技术员在工作时需考虑的问题有：平衡环保和资源开发的关系，促使整体和谐性运转；经济和社会效益并举，以统筹视角出发，持续调节与优化，编制可行的管理体系，做好任务分工。

3.4 优化勘察队伍

为提升矿山水工环的地质勘察成效，应当强化勘察技术员的基本认识，根据规划项目的作业内容，确定勘察目标与操作细则、方案等，围绕矿区资源供应，组织勘察现场技术员的培训及再教育，以此提高其对自身工作的重视度。另外，结合地质勘察项目的真实状况，安排相关人员定期参加统一培训，活动主要内容设定是：人为因素可能带来的严重后果，逐步培养其责任意识。现阶段，国内地质勘察从业者的文化水平参差，相应的管理及知识结构有待继续完善。所以，若要改进地质勘察，应当考虑勘察任务实施人员的能力。

4 结语

基于环保理念，需要综合考虑矿山开发与生态效应的问题。在既有勘察手段的基础上，增加无损探测与数字建模的方法，消除野外勘察对水工环的影响，并控制区域地质灾害风险。希望通过本课题的探析，可以为矿山水工环的地质勘察方法运用，予以理论参考，促使矿山开发能在环保的基础上进行。