礦山水工環地質勘察中的技術與應用研究

工業企業的發展與環境保護、資源利用、生態平衡之間產生的矛盾日益凸顯，尤其對于礦山企業而言，其生產活動引起的地質災害、環境污染情況更為嚴重，礦山企業的生產活動具有諸多危險因素，通過對礦山區域水工環勘察技術的分析，可以提高開采效率，降低生產活動對自然資源造成的破壞，實現資源的可持續利用。在科學技術的支撐下，信息化、智能化、數字化勘察技術被廣泛應用于礦區水工環地質勘察中，提高了測繪、勘察工作的效率，降低了測繪人員的工作難度和工作量，也能為礦山企業制定生產方案提供全面的數據支撐。

1 水工環地質勘察工作的概念及內容

1.1 水工環地質勘察概述

水工環地質勘察工作主要是在礦區進行一系列的地質勘察，礦區的水工環勘察對礦區的作業、礦山的生產有著至關重要的意義，眾所周知，礦山開采工作具有一定的復雜性、系統性和綜合性，對技術人員的專業水平、綜合能力要求較高，礦山開采作業現場環境復雜，水文條件、地理地質條件、氣候因素施工設備等方面對施工質量和礦山資源的開采效率產生的影響較大

。開礦是一件大工程，想要保證礦山開采工作的安全性、穩定性，必須要對水文條件、地質條件進行全面的勘察以保證礦山開采作業的安全。總體來說，礦區的水工環地質對采礦方案、施工技術、施工設備有著一定的影響，針對不同的水文條件、地質條件、環境條件需要采取不同的采礦計劃，才能保證采礦作業的安全性，提高礦山企業的經濟效益，保證礦山行業的穩定發展，此外。受到人為因素、機械設備因素、環境因素等方面的影響，采礦作業在實際開展過程中會出現一些突發問題，在面臨這些問題時施工人員首先要明確產生問題的主要因素，對水工環地質進行全面的分析，以保證解決方案的科學性、合理性。人類生產活動與環境保護問題、資源利用、可持續發展之間的矛盾日益凸顯，水工環地質應用范圍也在持續擴大，從起初的礦山開采行業逐漸向環境保護、生態保護、資源利用等行業進行擴展。我國幅員遼闊，地大物博，有些地區常年會發生地質災害，給人們的生命財產安全造成嚴重威脅，在治理自然災害時需要對水工環地質進行深入研究，找出引發災害的具體原因，提高解決方案的針對性。此外，目前城市的開發發展也在不斷的深入，我國在各個方面的研究上追求一種新型的學科交叉、學科融合，實現不同學科之間的交叉融合可以促進城市建設的創新發展，在地質研究的同時對自然學科進行深入研究將，可以為環境的保護與資源開發利用提供一個穩定的平臺。由此可見，水工環地質研究不僅在礦山開采行業中發揮著至關重要的作用，在自然災害治理、城市發展、資源利用、環境保護等方面也有著廣泛的應用

。

1.2 水工環地質勘察的工作內容

水工環地質勘察的應用范圍比較廣，在礦山地質勘探、環境保護、自然災害治理、資源利用等方面都有著廣泛的應用，其工作內容要根據具體的應用場景而定。隨著社會經濟的持續發展，各個行業的發展規模逐漸增大，與環境保護、資源利用之間的矛盾日益凸顯，人們的身體健康和地下水源關系很大，水資源受到污染會直接影響人們的身體狀況，水工環地質勘探工作可以了解某一地區的水文條件、地質條件和產生水污染的主要因素，加強對水資源的保護和利用。此外，在礦山資源開采之前，需要對作業現場的環境進行全面勘察，明確地質特征，提前做好安全防護措施，需要結合水工環地質勘探技術來實現數據信息的數據分析，為礦山開采準備工作提供全面的數據支撐。眾所周知，礦山開采工作具有一定的危險性，存在諸多的危險因素，如果在作業之前對施工現場的地質條件等問題了解不全面可能會導致安全防護措施不合理，引發礦井坍塌等問題，威脅施工人員的生命安全

。

2 水工環地質勘察中的技術應用

隨著科學技術的持續發展，在通信技術、網絡及技術、信息技術的支撐下，各類新技術、新設備層出不窮，在水工環地質探勘中得到了廣泛的應用，推動了水工環地質勘探工作的創新發展，有效提高了各類數據信息的及時性、完整性和全面性。其中最常見的有GPS技術、RTK技術、遙感技術和點電法，這些技術的普及提高了水工環地質探查的效率，降低了勘察人員的工作量和工作難度，也有效節省了勘察作業中投入的人力、物力成本，使得勘察工作的準確性和精準度得到了明顯提升

。

1．意識形態性較少。哈貝馬斯認為，與傳統的意識形態相比，科學技術所具有的意識形態性更為隱秘，更具有欺騙性甚至顯露出“非意識形態性”的特征。科學技術成為了第一生產力，極大地滿足了人們的需求，由此不斷的麻痹、消解著社會成員的反抗與批判意識，使其產生一種錯覺，即政治的科學技術化——政治輿論的消失，徹底掩蓋了資本主義政治的不合理性。

2.1 GPS技術的應用

電法技術在水工環勘察中應用比較普遍，電法技術又可以分為直流電法探測技術、巖土體電阻率測試技術、高密度電法技術等，高密度電法技術在實際應用過程中要設置合理的高密度觀測點，將全部電極布置在間隔測點上進行觀測。以巖石、礦物中的電阻率差異為基礎研究人工建立的電場在土質中的分布規律，可以對不同巖性層劃分做出準確的判斷。與傳統勘察方法相比，電法技術具有測量速度快、準確度高等優勢

。

2.2 RTK技術的應用

林雪川在廣東東莞大朗從事貿易加工產業。根據廣安當地媒體報道林雪川事跡的相關內容顯示，林雪川在廣東從一名毛織工人做起，在掌握了技術和管理流程之后，在廣東創辦了服裝品牌“依哥弟”，“林雪川從一個打工仔搖身一變，成為擁有五六十號工人，年產值300多萬元的毛織廠老板，走上了屬于自己的創業之路。”

2.3 電法技術的應用

礦山作業施工環境復雜，地理地質條件、水文條件、氣候條件對施工質量和施工效率造成的影響比較大，在礦山開采過程中極易發生安全事故，必須要對作業現場的水文條件、地質條件進行全面了解才能為施工方案制定、施工工藝的應用、施工設備和施工技術的選擇提供全面的數據支撐

。以GPS技術在礦山水工環地質勘察中的應用為例，該項技術主要是通過衛星通信技術以及定位技術實現對水工環地質情況的勘察，在衛星上安裝通信系統，與地面的信息接收裝置實現信息的傳輸，通過的多個衛星對地理位置信息的反饋，可以提高數據信息的全面性，實現精準定位，如圖1所示。將GPS技術應用于水工環地質勘察中，主要是利用該系統的定位技術確定信號發射點位置，測量距離，將測得的數據以信號的形式發送出去，實現數據的遠距離、實時傳輸。利用GPS測量技術可以有效降低水工環地質勘察中投入的人力、物力成本，提高勘察工作的效率，縮短勘察周期，為礦山企業生產提供全面的數據支撐

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2.4 遙感技術的應用

礦山地質測量環境復雜，多在野外露天環境下開展測量工作，測量環境惡劣，交通不便，測量工作難度大，涉及的數據信息類型多，范圍廣，傳統測量技術的應用需要投入大量的人力、物力，相比之下，遙感技術的應用可以明顯降低測量難度，減少測量人員的工作量。遙感測量技術是主要是指航攝影技術，以高空有人機、低空無人機作為飛行平臺，根據礦山作業中不同的數據需求搭載不同類型的傳感器，對所需勘察的區域進行觀測。與航天遙感所獲取的衛星影像數據相比，傳統的膠片式航空遙感測量技術具有測量方法成熟、準確度高、測量成果質量高、靈活性強等優勢，可以呈現出厘米級的成果圖，在礦山測量、地質災害發生區測量中有著明顯的應用優勢

。可以根據測量區域的具體環境獲取全面的數據信息，了解的地質情況、水文情況，初步確定地質類型和該類地質的覆蓋面積等要素，具體測量檢測標準如表1所示。

RTK技術RTK是Real Time Kinematic的縮寫，全稱為實時動態定位技術，是以載波相位觀測量為根據，實時處理兩個測站載波相位觀測量的實時差分GPS（全球定位系統）測量方法。其工作原理是：將一臺GPS接收機安裝在已知點上對GPS衛星進行觀測，將采集的載波相位觀測量調制到基準站電臺的載波上，再通過基準站電臺發射出去；流動站在對GPS衛星進行觀測并采集載波相位觀測量的同時，也通過流動站電臺接收由基準站電臺發射的信號，經解調得到基準站的載波相位觀測量；流動站的GPS接收機再利用OTF（運動中求解整周模糊度）技術由基準站的載波相位觀測量和流動站的載波相位觀測量不求解整周模糊度，最后求出流動站的位置。這種技術的優勢是：測量精度高（可達到厘米級），操作簡便，儀器體積小，便于攜帶，可全天候作業，無需局部控制等。大量應用于動態需要高精度位置的領域

。如圖2所示。

3 礦山水工環地質勘察的技術要求

3.1 區域和礦區水工環地質測繪

礦山區域的水工環地質測繪重點工作內容是勘察和了解礦床開采和疏于礦床對礦山地質生態環境造成的影響，穿越法、追索法等地理測繪方式是常用的測繪方法,該類測繪方式可以準確描述礦山區域垂直巖層、構造線走向的重要地質體、接觸帶、斷層帶、軟弱夾層、地質災害、不良地質發育帶、河谷、溝谷等地貌變化中狀態，可以根據測繪所得的相關數據信息描繪手剖面圖，利用攝像拍照的方式對具體的信息進行準確記錄

。

通過對比發現雖然異常指數自動圈定綜合異常效率快、不會遺漏異常元素、異常形態貼合實際等優點，但無法解決地層、構造等地質因素對綜合異常的影響，而這種影響在綜合異常圈定過程中是至關重要的，不能忽視。因此，這里可以先利用綜合異常指數圈定，再根據地質因素調整的方法來確定最終采用的綜合異常。

3.2 野外調查內容及技術要求

礦山水工環調查工作包含的內容多，從水文環境的勘察內容和相關的技術要求來看，野外勘察工作主要包含以下幾個方面的內容：第一，泉水的調查。在調查泉時，主要重點勘探和查測地巖、巖性的動態變化，在勘察工作開展之前，要根據現場環境和所需要的數據信息做好勘察規劃，保證各類數據的完整性、及時性和勘察工作的全面性。第二，老窿調查，在該工作環節需要對窿口地貌的地層、巖性、構造等地質狀態展開全面勘察和深入了解。通常情況下，需要選取典型性的礦區樣品進行實驗，對水質化學狀態進行深入分析，了解細菌結構類型和污染類型，開展放射性分析等工作內容

。第三，地表水的調查。地表水主要包括河流、溪溝點底層、構造、產狀等地質地貌特點，地表水的主要勘察內容包括的水位變化情況、水質狀態、水溫條件等，根據環境地質調查內容和具體的要求來看，要加強對探測礦山區域穩定性、地質災害、不良地質現象的勘察。在取樣時候要選擇具有代表性區域的樣品，才能保證實驗結果的準確度、完整性。在勘察水位狀態時為保證勘察結果的時效性和代表性，通常要確定合理的間隔時間，對不同時間段以及不同溫度、不同氣候狀態下的水位變化情況進行全面勘察，才能提高數據的精準度，了解引起水位變化和對水環境造成影響的主要因素。

4 結語

綜上所述，隨著科學技術的持續發展，水工環地質勘察水平得到了顯著提升。GPS技術、RTK技術、遙感技術被廣泛應用于礦山水工環地質勘察中，不同的技術應用優勢不同，適用場景也存在一定的差異，技術人員在勘察工作開展之前要根據勘察需求確定合適的技術類型，才能提高工作質量和工作效率，保證各類數據信息的全面性、及時性和完整性。

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