甘肅地區礦山水工環地質勘查重點及新技術研究

張 斌

（甘肅省地質調查院，甘肅 蘭州 730000）

水工環地質勘查是現代礦山地質勘查工程建設過程中重要的勘查內容，同時也是現代礦山開采工程建設過程中重要的準備項目，水工環地質勘查主要是對礦山水文地質條件進行探究，比如礦山含水層地質特征，地下水水位、水量以及水壓，以及地下水空間分布特征等等，勘查數據將為后續礦山開采施工提供準備依據。甘肅地區地處黃土高原、青藏高原和內蒙古高原的交匯地帶，在中國的西北地區，該地區地形比較復雜，常年降水比較少，土壤比較貧瘠，因此甘肅地區自然生態環境比較差，存在嚴重的水土流失問題。甘肅地區礦產資源比較豐富，目前現有的大型礦床有68個，中小型礦床多達768個，主要以金礦、鐵礦為主，因此甘肅地區礦業開發已經成為當地的重要經濟支柱。早在1997年就開始對甘肅地區礦山開展水工環地質勘查工作、巖土勘查工作等，由于甘肅地區大力發展采礦業，本就存有生態問題的甘肅地區經過大量開展水工環地質勘查工作，導致目前甘肅地區礦山污染極其嚴重，并且經常發生水工環地質災害，嚴重影響到了礦山周圍居民的正常生活，為此提出甘肅地區礦山水工環地質勘查重點及新技術研究。

1 甘肅地區礦山水工環地質勘查重點

1.1 嚴格落實礦山水工環地質勘查影響評估機制

礦山水工環地質勘查過程中會對礦山地質造成一定程度的破壞，比如在礦山地表上進行大規模的鉆孔施工，通常情況下鉆孔深度較深，且數量也比較多，鉆孔會打破原有地質結構，如果礦山地質結構比較脆弱，會在后續的地質勘查中發生嚴重的地質災害，比如礦山地表坍塌、塌陷等[1]。此外礦山水工環地質勘查過程中還會破壞掉原有的地表植被、河流水系等，打破礦山生態平衡，對礦山生態環境造成不同程度的影響，這會引發山體滑坡、泥石流、洪澇、水土流失等環境問題。由此可見礦山水工環地質勘查會對周圍地質環境、生態環境造成不良影響。

為了降低水工環地質勘查工作開展對甘肅礦山周圍環境的影響，在實際勘查中必須要在所有地質工作開展之前對其影響進行嚴格評估，建立全面的甘肅礦山水工環地質勘查影響評估機制，并且要對其進行全面落實。礦山水工環地質勘查影響評估主要是對礦山當前地質環境和生態環境進行分析，然后再結合水工環地質勘查工作計劃和內容，預測出水工環地質勘查工作的開展會對礦山環境的影響程度，最后根據分析預測結果評估出最終的影響等級，并根據評估等級制定出相應的預防措施和解決措施。礦山水工環地質勘查影響評估機制的落實可以有效降低地質勘查對甘肅礦山環境的影響，可以實現最大程度上對甘肅礦山環境的保護，降低礦山水工環地質勘查風險。目前甘肅大部分礦山對該方面落實不夠全面和嚴格，對于相應評估機制的實施不夠重視，因此這需要甘肅相關政府部門加大對礦山這一方面的監督，制定嚴格的監督制度，加強對甘肅礦山水工環地質勘查評估機制落實監督力度。

1.2 加強勘查過程中廢棄物處理工作

礦山水工環地質勘查工程歷時比較久，工程量比較大，使用到的勘查設備種類和數量比較多，在實際勘查過程中會產生大量的固態、液態廢棄物，這些廢棄物主要來源于礦山洗礦、選礦、勘查設備產生的廢油以及生活垃圾[2]。在目前大部分甘肅礦山水工環地質勘查中，對于廢棄物的處理不夠得當，并且在該方面也不夠重視，使用的勘查手段比較傳統，產生的廢棄物隨處堆放，廢棄物在經過雨淋后，會將廢棄物中的有毒有害化學物質帶入到礦山周圍的地表水中以及土壤中，導致目前甘肅礦山淺層地下水、周圍土壤重金屬污染嚴重，影響到了礦山周圍居民正常生活，帶來了嚴重的環境污染問題。

因此甘肅地區礦山水工環地質勘查重點還包括勘查過程中廢棄物處理工作上，提高對廢棄物處理力度，引進先進和有效的處理技術，并且還要提高所有勘查人員的生態環境保護意識，禁止使用不合理、違規的勘查工具和材料，對已經產生的廢棄物進行分類堆放，堆放的地點盡可能選擇距離地表水比較遠的地區。待水工環地質勘查工作結束之后，利用現有的技術手段對廢棄物進行集體處理，比如對于固體垃圾可以選擇土埋的方式處理，但是土埋深度要比較深，并且土埋的地址盡量選擇周圍居民比較少的區域[3]。還可以將固體廢棄物進行焚燒處理，利用人工焚燒的方式對固體廢棄物進行分解。對于液態垃圾可以采用過濾方式進行處理，但是處理后的液態垃圾必須經過檢驗合格后方可進行排放。為了提高資源利用率，甘肅地區礦山水工環地質勘查中產生的垃圾可以進行綜合利用，比如碎石、碎料可以用于周圍道路和建筑施工中，這樣不僅可以起到對甘肅地區礦山生態環境保護的作用，還能夠實現甘肅地區礦山可持續發展。

1.3 完善礦山生態環境補償機制

盡管上述提出的觀點可以起到一定的作用，但是就目前現有的技術水平，甘肅地區礦山水工環地質勘查仍然還會對礦山環境造成破壞，為了可以使甘肅地區礦山可以恢復到原有狀態，必須完善和落實礦山生態環境補償機制，在水工環地質勘查結束之后，對礦山開展修復和復原工作，建設甘肅地區綠色礦山。

關于礦山生態環境補償機制的落實，需要制定嚴格的甘肅地區礦山生態環境補償制度，根據制度開展礦山修復工作，確定礦山修復程度[4]。礦山水工環地質勘查工作結束之后，需求立即修復礦山周圍水源、土壤，采用相應的監測技術對礦山水源、土壤進行重金屬污染檢測，對污染嚴重的水資源和土壤進行及時治理，采用先進的凈水技術降低水源中重金屬含量，并且在礦山周圍種植大量的植被，利用植被稀釋掉土壤中污染物，同時還能有效預防礦山地質災害的發生。種植植被的選擇需要根據當地的實際環境情況而定，盡可能選擇一些耐活、抗旱的植被物種，這樣可以保證甘肅地區礦山生態環境修復質量和效果。除此之外，甘肅地區還需要盡快完善《礦山自然環境保護制度》和《礦山環境保護法》等法律制度，嚴格監督施工方依法開展礦山生態環境補償工作，促進甘肅地區礦業健康發展。

2 甘肅地區礦山水工環地質勘查新技術

針對甘肅地區礦山水工環地質勘查技術落后問題，以及有效推進礦山水工環地質勘查工作，需要采用一些先進的新技術，結合國內外礦山水工環地質勘查新技術研究成果，本文推薦遙感技術、瞬變電磁技術以及探底雷達技術三個新技術，應用于甘肅地區礦山水工環地質勘查中，該三項新技術均屬于地球物探技術，其優點、使用方式以及適用方面均有所不同，具體如下表所示。

表1 甘肅地區礦山水工環地質勘查新技術

從表1其中可以看出，該三個新技術無論是在設備方面還是其他方面均適用于礦山水工環地質勘查，可以實現無損勘查，以下將對該三個新技術進行詳細說明。

2.1 遙感技術

遙感技術是一種監測技術，其在礦山水工環地質勘查中主要是監測礦山地表變化情況，利用遙感衛星向甘肅地區礦山地面進行數字拍攝，利用地面通訊裝置接收到拍攝信號，進而獲取到礦山地表水資源的遙感圖像信息。遙感技術采集到的圖像信息清晰度比較高，光譜分辨率也比較好，可以對甘肅地區礦山地表水進行全范圍動態水平監測，為甘肅地區礦山水資源規劃提供準確的數字依據，使礦山水工環地質勘查工作明確勘查方向。

2.2 瞬變電磁技術

瞬變電磁技術是以電磁感應定律作為理論依據，利用信號發射裝置向礦山地表發射電磁波信號，然后利用信號接收裝置接收到反射回來的電磁波，通過監測兩次發射的渦流場，探測到甘肅地區礦山地下水水文地質情況，比如地下水空間分布情況，地下水含水層地質結構等等，可以全面了解甘肅地區礦山地下水文地質條件。

2.3 探地雷達技術

探地雷達在甘肅地區礦山水工環地質勘查中應用可以實現無損測量，主要利用探地雷達測量到礦山深層的水文地質情況。利用探地雷達裝置向甘肅地區礦山地底發射高頻率的脈沖電磁波，利用雷達監測系統對脈沖電磁波進行接收、處理、整合以及分析，最終形成甘肅地區礦山三維地質模型，以及礦山水工環地質檢測報告，所有測量過程都是通過一系列軟件自動化完成，具有較高的測量效率和測量精度，為礦山水工環地質分析提供準確的數據依據，以此完成甘肅地區礦山水工環地質勘查新技術分析，進而完成了甘肅地區礦山水工環地質勘查重點及新技術研究。

3 結束語

本文結合甘肅地區礦山水工環地質勘查現狀以及需求，對水工環地質勘查重點進行了總結和分析，并提出了一些先進的地質勘查技術，本次研究有利于實現甘肅地區礦山持續發展，打造綠色礦山，提高水工環地質勘查技術水平，促進甘肅地區采礦業健康發展。