矿山水工环地质勘查重点及新技术分析

杨润苗

（安徽省地勘局第一水文工程地质勘查院，安徽 蚌埠 233000）

从当前的工业发展状况和经济发展状况来看，在很长一段时间里，矿产资源的需求缺口是很难得到缓解的，必须持续有效的资源支持，以确保发展的质量和速度。加快地质勘查、探明矿产资源、高效合理利用现有矿产资源、推动社会进步、经济发展是当前形势。矿山水工环地质勘探是勘探地质环境、发现矿产资源、提高矿产资源利用效率的有效途径，必须进一步深化和完善。灵璧县虞姬乡玄庙山采石厂至今废弃多年，矿山开采后产生多个露天采坑，具有相对较高的安全隐患，灵璧县为了改善生态环境，拟定对矿山进行环境治理，而水工环地质勘查则正是助力环境治理工作开展的先决条件。因此，有必要对矿山水工环地质勘查重点与新技术进行分析，以此来发挥水工环地质勘查工作应有的价值。

1 矿山水工环地质勘查重点分析

水工环地质勘查质量将会直接影响到环境治理的最终效果，因此为了给环境治理提供更多助力，就必须分析勘查重点，这样才能有针对性地开展一系列切实可行的勘查作业。

1.1 严格贯彻勘查影响评估机制

在水工环地质勘查期间，难免会对矿山造成地质破坏，例如开展钻孔作业时，便有可能破坏废弃矿山原有的地质结构，如果矿山在长时间的废弃中形成了较为脆弱的地质结构，就容易在后续进行勘查时引发地表塌陷等地质问题。而且需要注意的是，个别水工环地质勘查技术还将会对地表植被、地方河流水系造成负面影响，当矿山原有生态环境被打破后，就有可能引发水土流失、滑坡等地质问题。因此在水工环地质勘查阶段，必须全面贯彻地质勘查影响评估机制，以此来降低水工环地质勘查工作所带来的负面影响，进而让勘查效果得到保障。图1为灵璧县治理区图。

图1 灵璧县治理区示意图

在地质勘查开始前，需要结合已有资料来进行影响评估，勘查影响评估能够针对废弃矿山的地质、生态环境来开展综合性分析，然后结合地质勘查计划来预测勘查工作可能对矿山环境造成的各种影响。结合勘查结果能够制定出一系列应急预案来将水工环地质勘查中的风险降至最低，并最大限度减少勘查工作对矿山环境造成的影响。由于矿区废弃时间已久，所以必须在勘查中制定切实可行的监管制度，以此来避免风险问题的发生。

1.2 水工环地质勘查废弃物处理

水工环地质勘查的工程量相对较大，而且在勘查阶段还将会涉及各种不同种类的勘察设备。正式勘查开始后往往会生成很多固态、液态废弃物，这部分矿山废弃物将会严重影响的地区周边的生态环境。如果在勘查期间没有对废弃物进行妥善处理，就会进一步扩大废弃物对环境带来的危害。在处理废弃物时，要注意引进更多先进的处理方法，并培养勘查人员的环保意识，各种不同种类的废弃物需要分类进行堆放，堆放区域要尽量远离地表水[1]。在勘查工作完成后，要在第一时间对废弃物进行集中处理。例如固体废弃物可以开展土埋处理，土埋处理要对深度进行控制，并保证土埋区域附近并没有居民居住。而液体废弃物则要利用过滤来开展分解处理，处理完成的废弃物在检验合格后可以正常排放。需要注意的是，矿山区域部分废弃物本身便具有回收价值，通过对碎石碎料等废弃物回收并进行二次利用，可以进一步提高废弃物的整体利用率，如图2所示。

图2 水工环地质勘查废弃物土埋处理

1.3 完善生态补偿机制

灵璧县开展水工环地质勘查的主要目的在于生态环境治理，即结合地质勘查中的各种数据来为环境修复提供帮助。为了能够让矿山环境得以真正恢复，就应该注意完善矿山地区的生态环境补偿机制，并结合补偿机制来开展一系列矿山修复作业。在矿山勘查工作完成后，需要对矿山地区附近的水源、土壤进行污染检测。若发现水源，土壤中带有大量重金属污染物，就要及时对污染问题进行治理，并利用足够先进的净水工艺来开展水源净化。在矿山附近可以种植各种植物，这些植物能够在稀释土壤污染物的同时防止地质灾害的出现出现。在此期间，应更结合当地的实际需求来选择适合的植物，以此来提高的生态环境修复效果，进而让生态环境补偿工作发挥出应有的价值。图3为生态环境治理路线。

图3 生态环境治理路线图

2 矿山水工环地质勘查新技术

水工环地质勘查是一项系统性工作，选择合适的勘查技术能够实现勘查效果最大化。通过对勘查新技术进行分析，可以结合矿山水工环地质勘查需求来科学选择合适的勘查技术，进而为矿山生态环境修复提供更多帮助。

2.1 GPS技术

GPS技术在我国各行各业均有应用，能够借助卫星来实现定位导航，提供具有高精度的位置信息。近些年，我国定位技术在科技发展下逐渐成熟，相较于传统单向定位，双向乃至多向定位技术往往更加适合水工环地质勘查，合理利用定位技术可以大幅提高地质勘查质量。与此同时，GPS技术在地质勘查期间，通过精准的位置信息，还可以显著降低计算中的各种误差，进而保证矿山地质生态修复发挥出应有的价值。在地质勘查中，可以在地面建立三个控制站，然后利用无线信号测距交汇来定位地点信息。利用GPS技术生成的数据信息可以从多个角度直观显示矿山情况，并帮助勘探人员了解矿山区域的地势情况，这样不仅能缩短前期准备工作的时间，还能提高地质勘查质量[2]。

2.2 GPR电子雷达技术

在水工环地质勘查中，施工人员常常会在勘查区域内输出高频脉冲，脉冲在传播期间所遇到的各种地质情况都将会引发反射弧，由于电子脉冲在面对不同介质时所反射出的电磁波存在明显差异性，因此通过对电磁波进行分析就可以大致掌握区域内的地质情况。需要注意的是，电磁波波段与传输频率能够对地质勘查数据结果造成间接性影响，所以该技术在使用期间需要对实际波段与传输频率进行控制。必要时还可以结合波段与传输信道来设置传输基站，并安装监测设备，以此来实现全覆盖式监测。需要注意的是，在处理数据信号为了防止信号混乱的情况发生，需要针对杂乱的数据信号进行采集与处理，这样能够在一定程度上降低地质勘查成本。在电磁波频率、振幅获取结束后，应该在了解地下情况后把数据信息集中到PC端，并利用专用软件来结合原始信号完善电磁波模拟图，以此来让勘测人员掌握测区内的地质情况。由于GPR电子雷达的定向勘测距离相对较短，因此该技术并不适合部分大型工程项目，否则容易在测量中产生很多未知变量。图4为灵璧县矿山周边地貌。

图4 矿山周边地貌现状

2.3 PTK技术

在水工环地质勘查中，PTK可以利用系统差分法带来完善勘查数据信息，消除勘查阶段所出现的各种数据偏差。地质勘查时的PTK技术一般可以使用三种相位差分，通过相位差分可以实现对数据信息的接收与发送。在数据处理期间，相位差分存在上限与下限。可以在勘查初期开展标准设定，并明确极限差值。需要注意一点，勘查阶段需要传输数据，如果数据在传输期间发生误差，就很难保证相位差足够明确。因此需要对传输环境进行限制，以此来保证数据传输效果。一般而言，可以在矿山附近专门设置传输基站，并对基站进行关联认证，以此来提高数据信息的稳定性。

2.4 RS技术

RS即无限遥感技术，遥感技术在使用期间可以与电法技术相结合，并在使用中辅以计算机程序来提高勘查质量。在勘查阶段，可以结合PC端软件来与地质遥感设备完善测区的三维建模，三维模型可以作为初始的勘查内容，能够在矿山开采初期发挥非常重要的作用。而随着时间的推移，地质勘查所采集到的数据信息将会变得越来越多，因此必须不断在三维模型中加入不同的标准，以此来提高勘查质量。就目前而言，在水工环地质勘查中，RS技术可以有效提高勘查范围，并增加勘查效率。而且RS技术还可以随着计算机技术的发展而得到优化。

除此之外，RS技术还能够与其他地质勘查技术相结合，以此来进一步提高勘查质量，避免因为单一的遥感技术而影响到地质勘查精确度。

2.5 TEM技术

TEM技术在水工环地质勘查中非常重要，在地质期间期间，TEM技术可以在传统勘查技术的基础上进行勘查技术优化。通过将电磁感应定律作为核心依据，能够在使用期间向地表发射电磁波信号，并对反射电磁波进行采集，以此来探测矿山地质的实际情况，诸如地下水分布，含水层结构等都可以借助TEM技术清晰表现出来。

在水工环地质勘查期间，无论是TEM技术还是其他勘查技术，都能够在地质勘查中发挥出非常重要的作用，直接结合实际情况，采用综合地质勘查技术，才能让地质勘查效果得到应有的保障，灵璧县便在水工环地质勘查中采用了多种地质勘查新技术，因此地质勘查得到的数据能够为矿山生态环境质量提高非常多的帮助[3]。

3 结论

总而言之，矿山水工环地质勘查是治理废弃矿山生态环境的先决条件，通过对勘查重点与勘查新技术进行分析，可以最大化水工环地质勘查效果，为矿山的安全管理与决策提供及时、高效的基础，建立健全的地质灾害监测与预警体系，为地质勘探提供方便、快捷、全面、准确的数据支持，为今后的地质勘探提供方便、快捷、全面、准确的数据支持，是矿山开发、地质研究的一种新的辅助工具。

相信随着更多人意识到水工环地质勘查的价值，水工环地质勘查技术一定会变得更加完善。