矿山水工环地质勘查技术及具体应用分析.pdf

中文科技期刊数据库（全文版）自然科学 85 矿山水工环地质勘查技术及具体应用分析 郭 璐 江西省地质局工程地质大队，江西 南昌 330000 摘要：摘要：随着社会、经济、科技的快速发展，国家对矿产资源的要求日益提高，对勘探线的开发也日益增多。水工环地质勘探工作是矿产资源开发利用中的一项重大先决条件，其所涉及到的工作内容也较为繁杂，可采用的环境勘查技术也较多。在此背景下，本文主要对矿山水工环境勘查中最常用的一些技术问题进行了阐述，同时也对它们在矿山中的实际应用情况进行了介绍，以供参考。关键词：关键词：矿山；水工环地质勘查；水工环地质勘查；应用技术 中图分类号：中图分类号：P624 0 引言 在采矿活动中，由于受多种自然因素的影响，很可能会引起各类地质灾害，引起各类环境污染，从而给采矿活动带来负面影响，使采矿活动的质量下降。水工环地质勘探是指在实际采矿作业开始前，对矿区内的水文地质等自然条件进行综合调查、分析，为采矿作业的实施提供依据。所以，有关人员要充分了解并掌握矿山水工环地质勘探工作所需的技术，从而提高勘探效率和质量，保证矿山开采工作的顺利进行。1 水工环地质勘查概念和内容 1.1 水工环地质勘查的简介 随着国际贸易和经济全球化，各国都认识到可持续发展的重要价值，也更加重视能源，在此过程中，水工环勘探在世界上的重要性越来越突出，各国都开始对水工环勘探的工作内容和工作方向进行调整，以适应世界经济发展的需要。传统的勘查工作大多集中在对水文地质、环境地质和工程地质等问题的讨论和分析上，希望可以对经济的发展和社会的进步起到一定的作用，并为其创新提供可靠的依据。然而，在当前的新形势下，单一的作业方式已经无法满足要求，相关单位不得不加以改革和创新，伴随着大数据时代的到来，地质勘查信息技术的运用也越来越全面，同时其业务范围也有了更进一步的拓展，地质勘查作业方式也趋向于一体化、信息化和全面化的完美融合。1.2 水工环地质勘查工作内容 矿山与水工环境地质学的研究重点，是要与矿山勘探的各个环节相结合，并根据矿藏的不同形态特征，对它进行更具体的研究，主要涉及到对水文地质、工程地质、环境地质学等范畴进行的探讨和深入研究。在这些工作中，水文地质工作着重涉及：对地下水的分布和形成规律开展深入研究，并对地下水的物理化学性质进行了深入研究，以注意和减少地下水对矿山工程建设所造成的不良影响，以保证地下水资源得到最大限度的合理利用。工程地质工作是包括了对各种项目的地质现状加以考察、评价，对项目施工过程中产生的地质现象加以评价，以提高项目工程施工的顺利进行。而工程地质学研究则是指利用工程相关的环境地质学资料和方法，对矿山开发、地表侵蚀等工程领域的环境地质现象所作出的研究工作。2 当前水工环地质勘查现状分析 随着科技的发展，国家在资源利用，水文环境等方面的建设也越来越多。但毫无疑问，这种项目会给周围的环境带来很大的破坏。巨大的环境损害让我们现在的人们面对着很多来自于环境，资源利用上的困难，这些困难对我们的社会主义和可持续发展道路造成了很大的影响。这就要求水工环地质勘探技术朝着节约能源、保护环境的方向发展，同时也要求对有关工作进行监督。3 矿山水工环地质勘查中的技术及应用 3.1 全球定位系统技术及其应用 GPS 技术在现代社会中得到了越来越多的应用，主要是通过卫星来实现对使用者的定位与导航，并向使用者提供实时的路况信息。近几年来，随着科技的不断进步与发展，国产 GPS 技术已经趋于成熟。相对于中文科技期刊数据库（全文版）自然科学 86 传统的单点定位法，近几年兴起的“双向”“多方位”定位法更适用于矿山水工环状地质勘查，对矿山水工环地质勘探工作产生了很大的促进作用1。另外，由于GPS 技术在矿山水工环地质勘探中的广泛应用，能够进行更精确的定位，有利于测量资料的正确获取和使用，从而避免了估算结果有误，促进了采矿过程的顺利开展。在矿山水工环地质监测中，可以利用 GPS 技术，在地面上布置了三个不同的监测与控制设备，并利用对三个设备间的无线通讯，实现了对矿山及水工环境地质控制目标的精确定位。而利用 GPS 技术所产生的定向信息，将能够从多个角度、多种方位对信息进行可视化的展示，可以给勘查工作者带来对地质走向、应力状态、结构性质等的详细的认识，这不仅可以大大的减少勘查项目的前期筹备费用，而且可以把技术融入到矿山工作中。3.2 GPR 电子雷达技术及其应用 GPR 电子雷达技术，又叫雷达探底技术。在矿山及水工建筑物等环地质的研究活动中，工程人员经常通过电子输出设备，在测区内传输高频脉冲，在碰到不同的地质现象后，就会产生不同的反射弧线，在与不同媒质碰撞后，会产生不同的电磁波，通过使用电子脉冲，就可以使电磁波转换效果大大地提高了。但必须注意的是，关于电磁波的波段和频谱，一定要加以严密的管理，否则将会对后续的检测产生一定的负面影响2。该方式根据电磁波的传播频率和传送通道，把相应的传送节点设置在相应的位置上，即为电磁传送基站。要进行全面的监控，必须在基地平台上设置一个固定监控设备，并将它和计算机连接起来。这样能够扩大基站的作用区域，通过改变接收振幅，或者适当提高振幅，使对应的频率锁定在同一信道上，从而实现了数据通信的顺利进行。但是在现实应用中，要避免信息混乱、数据传输错误的现象，必须利用有限的信道控制和收集的数据处理以减少探测时间。再利用声纳装置接收到的波和电弧的反射信息，再利用某些特定的装置接收到的波的频谱和振幅，并将它们储存到电脑中。GPR 成像技术具有高精度和高分辨率的特点，在煤炭资源勘探中得到了广泛的应用。然而，GPR在定向探测时，其有效探测距离较短，一旦超过了有效探测距离，就会引起一系列不确定性，进而影响最终的探测精度。3.3 电法技术及其应用 在从事矿山水工环地质的工作中，电流法是一个相当常用的技术，其最主要的两项技术是激发极化技术和高密度电流技术。高密度电流技术是一种阵列型的勘查方式，是集电侧面和剖面法相结合的技术方法，由于这种技术应用方式相对简便，且故障几率也很小，特别适合于矿山水工环境地质勘探和田野的地质勘探作业。同时，高密度电法还可进行信息的自动收集，大大的丰富了电极的手段，为矿山地质勘查提供更精确的信息。除此以外，还需要增加一些与之相适应的辅助手段，如在电子技术的应用上，能够更合理的引导遥感技术的应用，把遥感技术应用于矿山的水工环境设计上，以便于提升矿山企业的开采作业的自动化水平。首先，还应建立更加多元化的地质勘查模式，即根据矿山企业情况，建立与之相适应的勘查系统，同时增加程序要求，使其更便于执行，以满足采矿工作的现实需要。在此基础上，针对不同的探测情况，分别生成不同的波段，并对其进行相应的处理，以减少频带误差，从而提高探测的整体效率与质量，从而得到更好的探测图像。另外，随着国内遥感技术的发展与创新，通过点方法，可以将遥感图像的空间范围扩大到一定范围，从而极大地提升了光谱的真实分辨率3。3.4 PTK 技术及其应用 要将 PTK 技术有效地运用于矿山水工环矿勘探，就必须借助系统差分方法。其主要工作是进一步改进勘探资料，改进勘探资料中出现的误差，并修正载波相位资料中出现的误差，现在采用 PTK 技术，可以将误差控制在毫米以内。介绍了 PTK 技术在矿山水工环矿勘探中的应用，并对三种方法进行了比较。但是，在这个过程中，相位差是有上下限的，可以在运用之初就设置它的基准，以确定差分差的界限。在勘探工作中传输数据时，若出现误差，将极大地加大对相位差的确定，所以传输数据的环境必须严格控制。通常情况下，需要先设置传输数据信号的基站，并对周边基站进行相关验证，保证其与卫星信号的一致性，以保证勘探数据传输与处理的稳定性。PTK 技术中的仪器定位，主要是指参考站和流动站的定位，通过对卫星所收到的信号进行分析，并与固定定位仪器所得到的信息相比较，再通过 GPS 差分来减小测量结果的误差，中文科技期刊数据库（全文版）自然科学 87 最终通过发送系统来实现数据的传递，保证了流动站的正确性。3.5 无线遥感技术及其应用 无线遥感技术的应用又称 RS 技术，一般情况下，在矿山水工环地质勘查的作业时，无线遥感技术的应用就需要与电法信息技术有机融合，并配套相应的计算机辅助编程工具，以更好的进行勘查作业。无线遥感技术，是指利用电脑端的应用软件和地质遥感仪器构建勘查过程中的三维图像模式，这一模式也是最原始的勘查处理模式，主要进行在采矿矿山等初级阶段的应用4。但由于信息的复杂性的增加，随着信息的增加，就必须把不同的参数添加到原始模式中，从而帮助勘探人员对勘探区域的地质状况进行分析。当前，无线遥感技术被广泛应用于土地资源的利用、工程测量和矿产资源的勘探等领域，并且与电法技术相结合，使勘探区域的实际范围得到了一定的扩展，从而提高了勘探工作的效率。随着网络技术的不断发展与进步，无线遥感与计算机技术的结合日益密切，其应用领域与手段也有了一定的拓展。在使用无线遥测技术时，可藉由设定适当地降低测距误差，同时，一些无线遥测技术还可以与总体探矿流程和控制流程相结合，实现对探矿过程的远程监控。无线遥感技术仍在不断地发展和创新，为了更好地满足矿山水工环地质勘探工作的需求，无线遥感技术变得更加多样化，逐渐向多波段的密集遥感技术转变，从而提高了勘探数据的精度。3.6 瞬变电磁技术及其应用 瞬变电磁法（TEM）是一种新兴的矿产资源勘探技术，虽然瞬变电磁法在矿产资源勘探领域的应用与发展相对较少，但它已经成为矿产资源勘探领域不可替代的一种重要技术，目前已被广泛应用于矿产资源勘探领域，并被广泛应用于矿产资源勘探领域，并被广泛应用于矿产资源勘探领域，但目前瞬变电磁法在矿产资源勘探领域的研究还处于起步阶段，尚不能满足我国矿产资源勘探的需要。瞬变电磁法在勘探领域中，主要采用了电偶源和垂直源两种方法。在传统的区域勘探工作中，主要是利用专业的勘探设备，通过对勘探区域的扫描件进行测量，然后利用有关的软件，计算并实施固定区域，并进行对目标地区的探索与调查。虽然这些常规的技术都能够实现预测的勘查目的，但在实际的具体使用过程中，难免会存在着不少困难，而瞬变电磁技术就能够以这一常规勘探技术为依据，对其中的困难与问题加以有效的解决，从而能够达到更好的目标，并产生了较好的实用价值。此外，由于瞬变电磁技术的信噪比较小，灵敏度较好，勘探所获取的信息准确性也较好，对于地质环境、地形地貌等对瞬变电磁法的使用没有任何影响，并可以对勘探区域内的水体质量进行检测。由此可见，将瞬变电磁法应用于矿山水工环地质勘探，具有很好的应用前景5。4 结论 综上所述，在新时期，利用各种勘探技术来保证并提高矿山水工环矿勘探工作的效率与水平，这是进行矿产资源勘探的必要条件。为了保证矿区的安全生产，需要对矿区进行水工环地质调查。水工环勘探是一项十分复杂的工作，因此，在勘探中，应充分发挥各种技术各自的优势与作用，以保证水工环勘探工作的高效化与高质化，唯有如此，才能为我国矿产资源的合理开发提供可靠的依据，促进我国矿业事业持续、健康地发展。参考文献 1何黎明.矿山水工环地质勘查中的技术及应用分析J.世界有色金属,2023(3):121-123.2李海青,徐玺萍,李龙杰,于宁.金属矿山水工环地质 勘 查 技 术 的 应 用 J.世 界 有 色 金属,2023(3):124-126.3黄金亚,张旭,周子庆.矿山水工环地质勘查技术及具体应用J.世界有色金属,2023(2):131-133.4梁洪成.水工环地质勘查技术在矿山地质灾害防治中的应用J.世界有色金属,2022(24):217-219.5胡祥文.矿山水工环地质勘查中的技术及应用研究J.世界有色金属,2022(23):130-132.