水工环地质勘探在矿山勘察中的运用价值探究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 22 日 作者简介：卢永坤（1998），男，汉族，广西柳州人，本科，助理工程师，研究方向为水工环。-137-水工环地质勘探在矿山勘察中的运用价值探究 卢永坤 广西壮族自治区地球物理勘察院，广西 柳州 545005 摘要：摘要：矿山勘察中，水工环地质勘探通过先进的 GPS 技术、RTK 技术、GPS-RTK 新技术和遥感技术等手段，实现了高精度、实时性以及大范围的勘探。这为矿山地质特征的详细获取提供了有力的支持。其中，GPS 技术可用于准确获取矿区地理坐标，RTK 技术能够实现实时动态定位，GPS-RTK 新技术结合了 GPS 和 RTK 技术的优势，提供更高的定位精度和实时性。遥感技术通过获取大范围的地表信息，有助于识别矿区的地形、地貌、植被覆盖等，为综合分析提供全面背景信息。关键词：关键词：水工环地质勘探；矿山；勘察；运用价值 中图分类号：中图分类号：TD72 0 引言 矿山勘察作为矿业开发的前期工作，对于准确了解地下矿产分布、评估矿区地质特征至关重要。在这个过程中，水工环地质勘探技术作为一种先进而多功能的勘探手段，不断展现着其在矿山勘察中的独特价值。水工环地质勘探以其高精度、实时性和全面性的特点，为矿山勘察提供了更为便捷、高效的数据获取手段。本文旨在探讨水工环地质勘探技术在矿山勘察中的应用价值，深入挖掘其在提高矿产资源勘探效率、精准度以及矿山规划设计中的潜在优势。通过对水工环地质勘探技术的深入剖析，期望为矿山勘察领域的技术创新和发展提供有益启示。1 水工环地质勘探技术 1.1 GPS 技术 GPS 技术（全球定位系统）作为一种卫星导航系统，在水工环地质勘探中发挥着关键的作用。通过接收来自卫星的信号，GPS 系统可以精准地确定地球上任意点的位置坐标。在水工环地质勘探中，这项技术被广泛应用于测量和记录地层、地形的数据。在勘探现场，勘探人员通过携带 GPS 设备，可以实时获取勘探点的经纬度坐标。这些坐标数据具有高精度，为后续的地质信息分析和工程设计提供了可靠的地理基础。通过GPS 技术，不仅能够确定具体的地层和地形特征，还能够建立勘探点之间的空间关系，提供全面而准确的地理信息1。因此，GPS 技术在水工环地质勘探中的应用不仅提高了测量的准确性，还为勘探数据的整合和分析提供了便利。这为工程规划和设计提供了科学、可靠的基础，确保了在复杂的地质环境中进行有效的勘探工作。1.2 RTK 技术 RTK 技术（实时动态定位技术）在水工环地质勘探中是一项重要的测量技术。该技术的特点是通过接收基准站的信号，实现对勘探点的实时高精度定位。在地质勘探中，RTK 技术常被应用于获取地层变化、地下水位等关键数据。实时动态定位的过程中，勘探人员使用携带 RTK 设备的测量工具，通过与基准站进行通信，实现对勘探点的准确定位。这种实时的高精度测量不仅提供了地理位置坐标，还能获取更为详细的地质特征数据。在水工环境中，这对于了解地层的变化、地下水位的情况至关重要。RTK 技术的应用使得水工环地质勘探更加精准和高效。实时获取的数据不仅为地质分析提供了可靠的基础，也为后续工程设计和施工提供了重要的支持。通过 RTK 技术，勘探人员能够更加全面地了解地下环境，从而更好地应对复杂的地质条件。1.3 GPS-RTK 新技术 GPS-RTK 新技术是一种集成了全球定位系统（GPS）和实时动态定位技术（RTK）的先进勘探技术。通过结合这两种技术的优势，GPS-RTK 新技术实现了更高的定位精度和更快的实时性，在水工环地质勘探中表现出卓越的性能。首先，GPS-RTK 技术借助全球定位系统，能够提供高度准确的地理位置信息。这对于水工环境中国科技期刊数据库 工业 A-138-中的地质勘探至关重要，因为准确的地理坐标是后续工程设计和施工的基础。通过 GPS 模块的应用，测量人员可以迅速获取所在位置的坐标，并在勘探作业中进行记录和分析。其次，GPS-RTK 技术还融合了实时动态定位技术，实现了勘探数据的实时获取和传输2。这意味着在勘探作业中，测量人员可以立即获得高精度的数据，无需等待复杂的后处理过程。这种实时性的优势在需要及时调整勘探计划或在特定地质条件下进行快速反应时尤为重要。1.4 遥感技术 首先，遥感技术能够提供大范围的地表信息，包括地形、地貌、植被覆盖等。通过分析这些数据，勘探人员可以迅速了解勘探区域的整体地质特征，为后续的细致勘探提供基础。例如，可以通过遥感影像判断地表的起伏和坡度，识别植被分布情况，为选择合适的勘探点提供参考。其次，遥感技术的应用有助于进行综合分析。通过对遥感影像的处理和解译，可以识别出地质构造、地质体的分布等关键信息。这有助于勘探人员更好地理解勘探区域的地质条件，为工程规划提供科学依据。遥感数据的全面性和多层次性使得在地质勘探中能够更全面地了解勘探区域的特征。2 矿山勘察存在的问题 2.1 矿坑涌水问题 矿坑涌水是矿山勘察中常见的一大问题，特别是在地下煤矿等矿山项目中。矿坑涌水不仅对勘探设备和作业人员的安全构成威胁，还可能导致勘察数据的不准确性。目前的解决方法主要包括加强地下水文地质勘察，实施防渗排水工程，以及采用高效的水工环地质勘探技术。通过深入研究涌水机理，提高水文地质勘察精度，可有效预测和控制矿坑涌水问题。2.2 冒顶片帮问题 冒顶片帮是矿山施工中常见的地质灾害，对勘察人员和工程设备造成极大威胁。解决冒顶片帮问题的关键在于加强对地层结构和力学性质的认识，采取有效的支护和加固措施。通过水工环地质勘探技术，可以在勘探阶段深入了解地下地质情况，为冒顶片帮的预测和防治提供可靠的数据支持3。2.3 自然灾害问题 自然灾害如地震、山体滑坡等对矿山勘察和工程建设带来极大不确定性。在勘察中，需要充分考虑周边地质环境，借助先进的地质勘探技术，全面了解潜在灾害风险。通过水工环地质勘探技术获取的地质信息可以为自然灾害的评估提供科学依据，从而更好地规避潜在风险。2.4 环境污染问题 矿山勘察和开采过程中产生的尾矿、废水等可能导致环境污染问题。在勘察中，必须关注矿区周边的生态环境，并通过水工环地质勘探技术详细了解地下水质状况。通过及时获取地下水信息，可以有针对性地采取环境保护措施，减轻或避免矿山开采对周边环境的不良影响。3 水工环地质勘探在矿山勘察中的应用 3.1 水工环地质勘探在矿坑涌水中的应用 矿坑涌水一直是矿山勘探和开采中的重要问题之一，直接影响到工程的安全和可行性。水工环地质勘探技术在解决矿坑涌水问题上发挥着关键作用。通过该技术，可以全面了解地下水文地质情况，包括水位、水质、水力性质等，为科学有效地应对矿坑涌水问题提供基础数据。水工环地质勘探主要通过水文地质勘探手段，如水井、钻孔等，获取地下水文地质信息。例如，通过定期监测不同地点的地下水位，我们可以了解矿坑涌水的季节性和地域性变化。水质分析可以帮助判断地下水是否受到矿产废弃物的污染，从而评估涌水的风险程度。水力性质的探测则有助于了解地下水流动的规律，为制定合理的涌水控制方案提供依据。水工环地质勘探技术的应用使得对矿坑涌水问题的认识更加全面深入。通过及时获取准确的水文地质数据，可以科学预测矿坑涌水的规律，为工程的防范和治理提供科学依据。减少了涌水带来的不确定性，提高了矿山工程的安全性和稳定性，对于矿业企业的可持续发展至关重要。通过水工环地质勘探，我们获取了某矿坑的地下水位数据。在勘探区域 A，地下水位为 10.5 米4，而在勘探区域 B，地下水位为 8.2 米。结合这些数据，我们可以推断区域 A 存在较高的涌水风险，可能需要加强防渗排水工程。同时，通过水质分析，我们检测到在某个地层存在较高的含水层，对矿坑涌水产生较大影响。这些数据分析有助于科学预测涌水风险，为采取相应的防控措施提供科学依据。中国科技期刊数据库 工业 A-139-3.2 水工环地质勘探在于冒顶片帮中的应用 冒顶片帮是矿山开采过程中容易遇到的地质灾害之一，其给矿山工程带来了巨大的安全隐患。水工环地质勘探技术在冒顶片帮的应用上发挥着关键作用。通过该技术，可以深入了解地下岩层的结构、稳定性以及可能存在的片帮形成机制，为科学有效地预防和治理冒顶片帮问题提供基础数据。水工环地质勘探主要通过钻孔、岩芯取样等手段，获取地下岩层的物理力学性质、岩性分布等信息。这些数据可以用于分析岩层的稳定性，了解冒顶片帮的形成原因。通过定期监测不同地点的岩体变形、位移等参数，可以及时发现可能发生冒顶的迹象。同时，岩层的地下水位、水质等数据也为冒顶片帮形成机制提供了重要线索。如下表 1，列出某地质勘探中采集到的不同监测参数。表 1 某地质勘探中采集到的不同监测参数 监测参数 监测方法 数据获取手段 分析应用 弹性模量(GPa)钻孔、岩芯取样 钻孔深度测量仪器 5.7,6.2,5.9,6.5,6.0 岩性分布 钻孔、岩芯取样 钻孔岩芯采样工具 片帮区域：花岗岩、片岩、砂岩；非片帮区域：页岩、石灰岩 位移监测(mm)定期监测，传感器 实时位移监测系统 1#监测点：3.2,2.9,3.5,3.8,3.0 地下水位(m)钻孔、监测井 水位测量仪器、监测井水质检测仪器 15m 深井：6.7,7.2,6.5,7.0,6.8 水工环地质勘探技术的应用使得对冒顶片帮问题的认识更加全面深入。通过获取准确的地下岩层信息，可以科学分析片帮的形成原因，预测可能发生冒顶的区域。这为采取有针对性的治理措施提供了科学依据，有效地降低了冒顶片帮对矿山工程的危害。这项技术的应用对于提高矿山工程的安全性、稳定性和可持续性具有重要的意义。在水工环地质勘探中，采用高精度的测量仪器和先进的数据处理技术，实现了对岩体变形、地下水位等参数的精准监测。这种技术创新不仅提高了勘探数据的准确性，也增强了对冒顶片帮问题的预测和治理能力。3.3 水工环地质勘探应用于地质灾害中的应用 地下水位监测与地质灾害关系：地下水位的变化直接关系到土体的稳定性，尤其在滑坡易发区域。当地下水位上升时，土体的饱和度增加，土体的黏滑性增强，可能导致滑坡的发生。通过水工环地质勘探实时监测地下水位的深度和波动，可以及时了解地下水对滑坡形成的影响，从而采取相应的预警和防范措施。地下水位的波动与泥石流的形成密切相关。在高地下水位的情况下，地表土体饱和度增加，土体稳定性降低，容易诱发泥石流。通过水工环地质勘探监测地下水位的变化，可以帮助预测泥石流的可能性，提前采取预防措施，减轻灾害影响。实时监测地下水位的深度和波动对于预防地质灾害至关重要。水工环地质勘探通过提供地下结构信息，结合地下水位的监测，为地质灾害的预测和预防提供了科学依据。这种监测机制有助于及早发现潜在的灾害风险，为灾害管理和应急响应提供有力支持。岩土体性质与灾害稳定性关系：通过水工环地质勘探获取的岩土体弹性模量、岩性分布等信息，可以为地质灾害的稳定性评估提供依据。不同的岩土体性质对于滑坡、地面塌陷等灾害的形成有着不同的影响，因此了解地下结构的物理力学性质对于预防和治理地质灾害至关重要。位移监测与灾害前兆：在灾害敏感区域，水工环地质勘探可以实施位移监测，通过传感器等设备实时监测地表或岩体的微小位移。这有助于发现地质灾害的前兆信号，及早采取相应的防范和治理措施，降低潜在的灾害风险。3.4 水工环地质勘探应用于环境保护中的应用 水工环地质勘探通过实时监测地下水位的深度和波动情况，能够提供地下水资源的状况。这对于水源保护至关重要，通过及时发现地下水位的异常变化，可以采取措施避免过度抽取、防止污染源渗入，从而保护水资源的可持续利用。水工环地质勘探可以获取土壤的物理性质、岩土体结构等信息，为土壤污染的来源和程度评估提供数据支持。通过了解地下结构和土壤层的情况，可以精准判断土壤是否受到污染，有助于有针对性地采取土壤修复和治理措施。通过水工环地质勘探获取的地下结构信息，结合地质灾害的历史数据，可以进行环境风险的评估。通过模拟分析，可以预测可能发生的地质灾害和环境风险，为环境保护决策提供科学依据5。水工环地质勘探的数据对于土地规划和利用具有指导作用。通过了解中国科技期刊数据库 工业 A-140-地下岩土体性质和地下水位情况，可以科学规划土地的合理利用方式，避免对环境产生不良影响，确保土地资源的可持续利用。在环境保护领域，水工环地质勘探通过提供全面的地下结构信息，为环境监测、预防和治理提供了科学依据，有助于实现资源可持续利用和生态环境的保护 4 结束语 水工环地质勘探在矿山勘察中的广泛应用为矿山工程的安全、稳定和可持续发展提供了强有力的支持。通过对地下结构和水文地质信息的深入了解，水工环地质勘探为预防和处理矿山工程中的地质问题提供了可靠的基础。其在矿坑涌水、冒顶片帮、自然灾害以及环境保护等方面的应用，通过监测地下水位、岩体变形等参数，有力地指导了矿山勘察和管理工作。水工环地质勘探为矿山工程提供了更为科学、全面的地质信息，为工程的可持续发展奠定了坚实的基础。参考文献 1陈天泽,肖纯文,杨星.水工环地质勘探在矿山勘查中的应用价值研究J.新疆有色金属,2023,46(02):19-20.2潘先见.水工环地质勘探在矿山勘查中的应用价值J.世界有色金属,2023(01):154-156.3梁桂玲.水工环地质勘探在矿山勘查中的应用价值分析J.中国金属通报,2022(10):116-118.4徐晓亮.浅析水工环地质勘探在矿山勘查中的应用价值J.冶金管理,2022(11):68-70.5宋涛.水工环地质勘探在矿山勘查中的应用价值分析J.世界有色金属,2022(11):142-144.