楊 偉

（山西省煤炭地質水文勘查研究院有限公司，山西 太原 030006）

引言

水工環(huán)地質勘查同社會生產生活有著密切聯(lián)系，尤其是當前可持續(xù)發(fā)展背景下，礦產資源開發(fā)和利用面臨著更高層次的挑戰(zhàn)。隨著技術更迭發(fā)展，社會發(fā)展對于礦產資源需求量與日俱增，但礦產資源有著不可再生特性，在關注新的能源替代物探尋同時，更要關注礦產資源的高效配置與利用。所以，為了實現(xiàn)這一目標，各國紛紛開始推動礦產資源勘查與開采技術創(chuàng)新，致力于發(fā)揮科技優(yōu)勢來減少不必要資源損耗，實現(xiàn)資源利用價值最大化。在常規(guī)的礦山開采中，如果盲目開采可能會造成大量資源和能源浪費的情況，經濟效益隨之下降。因此，為了實現(xiàn)礦產資源高效開發(fā)利用，則需要在開采前對區(qū)域進行充分的水工環(huán)地質勘查，收集礦山數(shù)據(jù)信息，反饋實際情況，在提升水工環(huán)地質勘查工作質量同時，支持后續(xù)礦山開采活動順利進行。

1 水工環(huán)地質勘查內容概述

社會發(fā)展離不開環(huán)境資源支持，但由于無度的資源損耗，導致生態(tài)環(huán)境急劇惡化，已經威脅到人類社會可持續(xù)發(fā)展。在此背景下，世界各國逐漸認識到環(huán)境保護的重要性，對于資源的開發(fā)利用也提出了更加嚴格的要求。水工環(huán)地質勘查作為一項工程項目開展前的基礎工作，致力于選擇合理有效的水工環(huán)地質勘查方式來收集區(qū)域地質條件、水文條件等相關數(shù)據(jù)信息，同時要注重先進、精密技術運用，以此來保障水工環(huán)地質勘查結果精準、可靠。

礦山的水工環(huán)地質勘查工作，結合不同階段勘查需要和不同礦床類型針對性分析，具體內容包括工程地質、水文地質和環(huán)境地質等內容。水文地質是對區(qū)域地下水分布規(guī)律、水量等情況進行勘查，了解地下水物理性質，確保后續(xù)礦山開采活動可以提前規(guī)避地下水干擾影響；工程地質則是確定不同地質條件，分析工程建設中的地質問題，支持礦山開采活動有序進行；環(huán)境地質則是收集地質數(shù)據(jù)信息，了解勘查原理基礎上，綜合評估礦山開采情況。而水工環(huán)地質主要內容，則是針對礦山開采區(qū)域水工環(huán)地質勘查，觀測區(qū)域靜止水位，通過抽水試驗獲取數(shù)據(jù)，并鉆孔支持水文地質觀測需要，長期觀測地下水變化，取樣分析、測試等[1]。

2 礦山水工環(huán)地質勘查現(xiàn)狀

綜合分析研究水工環(huán)地質勘查技術手段的應用情況，發(fā)現(xiàn)很多區(qū)域對于先進技術的認知和引用不足，實際工作中未能得到充分、合理、有效運用。在具體勘查工作中，技術支持力度不足，導致很多常規(guī)的水工環(huán)地質勘查技術無法有效應用到實處，勘查效率下降，勘查結果偏差較大，不可避免地影響到后續(xù)礦山開采工作高質量進行，并無形中遏制了水工環(huán)地質勘查技術向更高層次發(fā)展創(chuàng)新。

由于水工環(huán)地質勘查技術限制，礦山開采中可能出現(xiàn)多種地質災害事故，如后續(xù)開采中可能出現(xiàn)地面沉陷和裂縫，情況嚴重下甚至導致礦洞塌陷，造成巨大的經濟損失和人員傷亡，并且對于當?shù)氐淖匀画h(huán)境也帶來了嚴重破壞，一些特殊情況下會誘發(fā)地質災害[2]。通過總結分析水工環(huán)地質勘查結果來看，礦山開采中會產生大量的礦渣與礦石，不僅占據(jù)土地資源，堵塞河流，還會污染土壤環(huán)境、水環(huán)境，自然植被量減少，生態(tài)系統(tǒng)失衡，成為誘發(fā)泥石流和水土流失等災害的重要原因。很多礦山由于無度開采，導致土地荒漠化，風沙問題嚴重，對周圍環(huán)境造成了重大的污染；礦區(qū)廢水處理不當直接排放到河流中，同樣會誘發(fā)水環(huán)境污染。目前此類礦山環(huán)境污染較為嚴峻，迫切的需要在水工環(huán)地質勘查工作中積極引進先進技術和設備，打破傳統(tǒng)勘查技術限制，以便于提升水工環(huán)地質勘查質量，為后續(xù)礦山開采活動順利進行奠定基礎[3]。

3 礦山水工環(huán)地質勘查要素

礦山水工環(huán)地質勘查要素內容多樣，需要明確項目來把握具體勘查內容和要求，各環(huán)節(jié)規(guī)范有序進行，保證礦山水工環(huán)地質勘查質量，具體內容如表1。

表1 礦山水工環(huán)地質勘察內容

4 礦山水工環(huán)地質勘查技術應用

4.1 選擇合理的勘查技術

1）GPS 壓環(huán)定位技術。同行情況下，礦山水工環(huán)地質勘查工作中經常出現(xiàn)定位不明確，對地質條件分析和資源分類缺少足夠重視，此種情況下導致自然環(huán)境因素對礦山水工環(huán)地質勘查的不良干擾和影響。因此需要積極優(yōu)化礦山水力和環(huán)境地質勘查內容優(yōu)化改良，提升礦山水工環(huán)地質勘查質量。在礦山水工環(huán)地質勘查中，定位技術作為一項代表性的技術。采用GPS 定位系統(tǒng)來確定開采區(qū)，基于壓力環(huán)定位技術來精準定位和控制礦山，以此來增強壓力環(huán)作業(yè)效率。全球定位系統(tǒng)自從誕生以來，憑借其優(yōu)勢已經被廣泛應用于海陸空各領域，可以提供精準、實時的導航服務，在礦山水工環(huán)地質勘查中應用，除了提供精準定位信息外，還可以有效減少外界因素干擾和影響。對區(qū)域的水文地質環(huán)境變化及時反應反饋，及時傳輸和共享數(shù)據(jù)信息，保證礦山水工環(huán)地質勘查結果精準度，切實提升礦山水工環(huán)地質勘查質量[4]。同時，GPS壓環(huán)定位技術聯(lián)合RTK 技術同步勘查，有助于推動礦山水工環(huán)地質勘查技術深化改進，在保證原有的技術功能優(yōu)勢基礎，對礦山地質定位更加清晰判斷，縮小檢測范圍，減少不必要的人力、物力和財力損耗，切實提升礦山水工環(huán)地質勘查效率和質量。

2）電法技術。電法技術在目前礦山水工環(huán)地質勘查中應用較為廣泛，實際應用成果理想，極大地促進了地質勘查工作高水平發(fā)展。電法技術進一步細化，包括高密電法、激發(fā)極化法。激發(fā)極化法通過激化礦石，然后運用這些礦石來比較分析，最終得到勘查結果。高密電法則是基于自動化機械設備輔助作業(yè)，可以顯著提升礦山水工環(huán)地質勘查效率，實現(xiàn)多區(qū)域的勘查數(shù)據(jù)信息有機整合與存儲，為后續(xù)數(shù)據(jù)深入分析處理提供便捷支持，促使礦山水工環(huán)地質勘查工作效率有效提升。

3）GPR 技術。GPR 技術通過電磁波的方式進行地質勘查，作業(yè)前要配備專門的電磁波發(fā)射裝置，然后通過聲吶采集電磁波發(fā)射后勘查得到的地質數(shù)據(jù)，基于電磁波圖像方式在計算機上呈現(xiàn)。

4.2 加強水質抽樣檢測

礦山水工環(huán)地質勘查時，應該在對地表水觀測基礎上，選擇更具代表性的水樣進行檢測。具體檢測過程中，間隔10 d 進行隧道與河流檢測，因此耗費的時間較長，需要將代表性水樣封存到塑料瓶中，密封后做好記錄，用于判斷礦山施工中地下水位走向變化[5]。做好數(shù)字采樣時間、位置等參數(shù)記錄，并通過分析水質溫度、水細菌含量和氣味等變量，綜合評估分析勘查區(qū)域的水文地質環(huán)境變化情況。定時觀察分析地下水質pH 值、色度、濁度等指標變化，反饋某時刻地下水質狀態(tài)，分析地下水對礦山開采的影響。

4.3 坑探技術選擇明確覆蓋層性質

在礦山水工環(huán)地質勘查技術選擇中，應全方位勘查分析，了解礦山區(qū)域的長圓孔分布情況，進而反饋覆巖巖性變化和地質特點等情況，發(fā)現(xiàn)自然環(huán)境坑探技術殘積層。在具體探索期間，結合地質結構使用鉆機進行勘查，其中坑探技術在礦山水工環(huán)地質勘查中應用較為廣泛，結果精準度較高。實際上，除了采用坑探技術來分析地質覆蓋物和鉆探作業(yè)，可以聯(lián)合超聲波勘查技術來分析巖層內部結構情況，摸索礦山水工環(huán)地質條件，做好數(shù)據(jù)記錄，為后續(xù)的礦山開采工作開展提供支持。

5 結論

在礦山水工環(huán)地質勘查工作中，應該明確工作要求，合理化選擇勘查技術和設備，增強勘查人員專業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)，有計劃開展礦山水工環(huán)地質勘查工作，切實提升勘查工作有效性。