甘肃省矿区水工环地质勘查重点及新技术研究

史江平

（甘肃省地质矿产勘查开发局第二地质矿产勘查院，甘肃 兰州 730000）

近些年来，随着社会经济的高速发展，我国矿区建设也取得了新的发展和进步。甘肃省作为我国的矿产资源大省，对其勘查技术研究具有非常重要的意义，水工环地质[1]是现阶段最为常见的一种勘查技术，主要对地下水资源、工程建设和自然环境的地质进行调查评价，其工作情况受到了广泛的关注，并且水工环地质勘查的好坏会直接影响矿区的使用情况，所以人们越来越重视水工环问题的研究。然而，我国目前水工环地质勘查中还存在很多问题，在矿区的建设过程中易发生地质危害问题，引发安全事故对工作人员的生命安全造成威胁，制约了矿产行业的发展。基于此，把甘肃省矿区水工环地质勘查重点作为主要研究内容并进行勘查新技术研究，按照现阶段矿区的实际工作和类型为基础，确定与分析矿山地区适合的勘查技术，以此为基础，推动甘肃省矿区水工环地质勘查工作发展。

1 水工环地质勘查重点分析

水工环地质进行勘查时，勘查重点主要分为四部分：第一，对水质进行勘查并进行分析，勘查人员每隔一段时间就要对泉水、河溪、坑道等进行观测[2]，并对水位和气温进行检测，选取具有代表性的水质进行取样分析，按照标准饮用水的标准进行检测，采用卫生部门提供的样瓶和添加剂进行采样分析，保证分析结果的准确性；第二，对矿区的气象资料进行勘查，收集矿区的历年气象情况、收集年、月、日的最大降水量和最小降水量，以及矿区的湿度、温度、蒸发量等气象数据；第三，勘查钻孔岩芯，分析钻孔的岩石结构[3]、硬度、颜色和风化情况等，对风化带的密度、深度、岩芯形状等进行统计，为后续的水工环地质勘查工作奠定基础；第四，勘查钻孔过程中是否有漏水情况，对发生塌孔、掉块的现象进行详细记录，并会记录水位与间隔时间，在完成钻孔工作后，对孔内水位具体情况进行勘查，一直到水位不发生变化位置。通过对水工地质勘查重点分析，能够矿区建设提供可靠的依据。

2 基于水工环地质勘查的新技术设计

通过上述对水工环地质勘查的重点分析后，发现虽然水工环地质勘查能够为矿区建设提供一定的帮助，但技术还不是很成熟，所以在勘查时，容易出现一些问题，存在很大的不足，基于此，对水工环地质勘查技术进行改良，设计矿区勘查的新技术，具体设计如下所示：

2.1 建立矿产资源数据库

收集甘肃省多年积累下来的地质、测量、勘探等方面的资料，这些资料具有工作量大、繁琐、易出错的特点，在收集时，注意数据的质量，并核查储量位置和相关的基础信息。以RS技术[4]为支撑，首先对收集到的资料进行分类，按照需要将图件进行分类，将地质素描、编录等照片以文件索引格式进行转换，将收集到的地质剖面图进行扫描和矢量化，进行保存。文档资料按照编目进行处理，在对文档扫描，以二进制格式转换存入数据库中，根据文档的特点，建立以下关系模式：

表1 文档关系模式

文档关系模式，通过建立文档关系模式，方便对矿区信息的查找，节省一定的时间。将收集到的表格资料，进行资料预处理、编码转换入库，这些资料存入库中后，以统一的标准，按照分步实施策略完成资源数据库建立。通过建立资源数据库[5]，方便在勘查时查取资料，为矿区位置范围和储量的核查提供可靠依据，还能为今后的生产和管理提供一定的基础。

2.2 引入KPO定位技术

通过建立资源数据库建立，能够实现对甘肃省历年矿区情况进行了解，在此基础上，引入KPO定位技术，实现矿区勘查技术设计。根据矿区范围和实际情况，确定矿区的经纬度，作为主要定位地点，依据无线信号的测距交汇原理，确定矿区目标点的实际坐标位置，并分析目标点的坐标位置，对其进行转换得到需要的坐标。在整个定位过程中，勘查的工作人员要将勘测的信息通过无线传输装置传输到地面接收设备，方便工作人员对其分析，并通过残差法，提高定位的准确性，减少残差可能带来的影响，定位技术的误差方程表现如下：

式中，VX代表Xi的误差确定矩阵，Vγ代表-Xi的转换参数，此方程式不做定向分析。

根据得出的误差方程，利用转换模型，并根据转换参数，求得定位系统存在的残差率，利用单位方差原理，将计算单位估值的公式参数进行选择，将参加计算的数值个数设置为，把拟合参数设定为，由此得到计算公式为：

式中，Wv代表定位系统间存在的残差值，Wv代表探测信息参数，q代表储量参数，此次计算不做定向分析。

通过引入KPO定位技术并进行残差值计算，能够提高勘查的精准度，减少对矿区的地质损坏，并且能很大程度的减少人力、物力和财力。

3 实验分析

图1 实验对比图

为验证本文设计的矿区勘查新技术的有效性，搭建仿真实验平台，并在此环境下进行实验，为证明本实验的严谨性，将传统勘查技术与本文勘查技术进行对比，主要对比两种方法的精准度，实验对比结果如图1。

通过分析图1可知，传统技术在进行矿区勘查时，勘查误差较高，并且稳定性低，而本文设计系统在勘查时，误差较小，精准度高，并且稳定程度高，通过上述实验能够证明本文技术设计的有效性，通过此技术设计能够减少对地质环境的损害，并且能够节省勘查时间。

4 结束语

矿区的开采推动了甘肃省经济的发展，由于经常开采导致矿区的勘查难度加大，而传统勘查技术对于矿区勘查的精准度较低，由此对水工环地质勘查重点进行分析，并提出矿区勘查新技术。通过新技术设计能够提高矿区勘查的精准度，并且减轻了工作人员的投入，在矿区勘查时具有一定的现实应用意义。