甘肃地区矿山水工环地质勘查重点及新技术研究

2021-05-21张斌

中国金属通报 2021年5期

张斌

（甘肃省地质调查院，甘肃兰州 730000）

水工环地质勘查是现代矿山地质勘查工程建设过程中重要的勘查内容，同时也是现代矿山开采工程建设过程中重要的准备项目，水工环地质勘查主要是对矿山水文地质条件进行探究，比如矿山含水层地质特征，地下水水位、水量以及水压，以及地下水空间分布特征等等，勘查数据将为后续矿山开采施工提供准备依据。甘肃地区地处黄土高原、青藏高原和内蒙古高原的交汇地带，在中国的西北地区，该地区地形比较复杂，常年降水比较少，土壤比较贫瘠，因此甘肃地区自然生态环境比较差，存在严重的水土流失问题。甘肃地区矿产资源比较丰富，目前现有的大型矿床有68个，中小型矿床多达768个，主要以金矿、铁矿为主，因此甘肃地区矿业开发已经成为当地的重要经济支柱。早在1997年就开始对甘肃地区矿山开展水工环地质勘查工作、岩土勘查工作等，由于甘肃地区大力发展采矿业，本就存有生态问题的甘肃地区经过大量开展水工环地质勘查工作，导致目前甘肃地区矿山污染极其严重，并且经常发生水工环地质灾害，严重影响到了矿山周围居民的正常生活，为此提出甘肃地区矿山水工环地质勘查重点及新技术研究。

1 甘肃地区矿山水工环地质勘查重点

1.1 严格落实矿山水工环地质勘查影响评估机制

矿山水工环地质勘查过程中会对矿山地质造成一定程度的破坏，比如在矿山地表上进行大规模的钻孔施工，通常情况下钻孔深度较深，且数量也比较多，钻孔会打破原有地质结构，如果矿山地质结构比较脆弱，会在后续的地质勘查中发生严重的地质灾害，比如矿山地表坍塌、塌陷等[1]。此外矿山水工环地质勘查过程中还会破坏掉原有的地表植被、河流水系等，打破矿山生态平衡，对矿山生态环境造成不同程度的影响，这会引发山体滑坡、泥石流、洪涝、水土流失等环境问题。由此可见矿山水工环地质勘查会对周围地质环境、生态环境造成不良影响。

为了降低水工环地质勘查工作开展对甘肃矿山周围环境的影响，在实际勘查中必须要在所有地质工作开展之前对其影响进行严格评估，建立全面的甘肃矿山水工环地质勘查影响评估机制，并且要对其进行全面落实。矿山水工环地质勘查影响评估主要是对矿山当前地质环境和生态环境进行分析，然后再结合水工环地质勘查工作计划和内容，预测出水工环地质勘查工作的开展会对矿山环境的影响程度，最后根据分析预测结果评估出最终的影响等级，并根据评估等级制定出相应的预防措施和解决措施。矿山水工环地质勘查影响评估机制的落实可以有效降低地质勘查对甘肃矿山环境的影响，可以实现最大程度上对甘肃矿山环境的保护，降低矿山水工环地质勘查风险。目前甘肃大部分矿山对该方面落实不够全面和严格，对于相应评估机制的实施不够重视，因此这需要甘肃相关政府部门加大对矿山这一方面的监督，制定严格的监督制度，加强对甘肃矿山水工环地质勘查评估机制落实监督力度。

1.2 加强勘查过程中废弃物处理工作

矿山水工环地质勘查工程历时比较久，工程量比较大，使用到的勘查设备种类和数量比较多，在实际勘查过程中会产生大量的固态、液态废弃物，这些废弃物主要来源于矿山洗矿、选矿、勘查设备产生的废油以及生活垃圾[2]。在目前大部分甘肃矿山水工环地质勘查中，对于废弃物的处理不够得当，并且在该方面也不够重视，使用的勘查手段比较传统，产生的废弃物随处堆放，废弃物在经过雨淋后，会将废弃物中的有毒有害化学物质带入到矿山周围的地表水中以及土壤中，导致目前甘肃矿山浅层地下水、周围土壤重金属污染严重，影响到了矿山周围居民正常生活，带来了严重的环境污染问题。

因此甘肃地区矿山水工环地质勘查重点还包括勘查过程中废弃物处理工作上，提高对废弃物处理力度，引进先进和有效的处理技术，并且还要提高所有勘查人员的生态环境保护意识，禁止使用不合理、违规的勘查工具和材料，对已经产生的废弃物进行分类堆放，堆放的地点尽可能选择距离地表水比较远的地区。待水工环地质勘查工作结束之后，利用现有的技术手段对废弃物进行集体处理，比如对于固体垃圾可以选择土埋的方式处理，但是土埋深度要比较深，并且土埋的地址尽量选择周围居民比较少的区域[3]。还可以将固体废弃物进行焚烧处理，利用人工焚烧的方式对固体废弃物进行分解。对于液态垃圾可以采用过滤方式进行处理，但是处理后的液态垃圾必须经过检验合格后方可进行排放。为了提高资源利用率，甘肃地区矿山水工环地质勘查中产生的垃圾可以进行综合利用，比如碎石、碎料可以用于周围道路和建筑施工中，这样不仅可以起到对甘肃地区矿山生态环境保护的作用，还能够实现甘肃地区矿山可持续发展。

1.3 完善矿山生态环境补偿机制

尽管上述提出的观点可以起到一定的作用，但是就目前现有的技术水平，甘肃地区矿山水工环地质勘查仍然还会对矿山环境造成破坏，为了可以使甘肃地区矿山可以恢复到原有状态，必须完善和落实矿山生态环境补偿机制，在水工环地质勘查结束之后，对矿山开展修复和复原工作，建设甘肃地区绿色矿山。

关于矿山生态环境补偿机制的落实，需要制定严格的甘肃地区矿山生态环境补偿制度，根据制度开展矿山修复工作，确定矿山修复程度[4]。矿山水工环地质勘查工作结束之后，需求立即修复矿山周围水源、土壤，采用相应的监测技术对矿山水源、土壤进行重金属污染检测，对污染严重的水资源和土壤进行及时治理，采用先进的净水技术降低水源中重金属含量，并且在矿山周围种植大量的植被，利用植被稀释掉土壤中污染物，同时还能有效预防矿山地质灾害的发生。种植植被的选择需要根据当地的实际环境情况而定，尽可能选择一些耐活、抗旱的植被物种，这样可以保证甘肃地区矿山生态环境修复质量和效果。除此之外，甘肃地区还需要尽快完善《矿山自然环境保护制度》和《矿山环境保护法》等法律制度，严格监督施工方依法开展矿山生态环境补偿工作，促进甘肃地区矿业健康发展。

2 甘肃地区矿山水工环地质勘查新技术

针对甘肃地区矿山水工环地质勘查技术落后问题，以及有效推进矿山水工环地质勘查工作，需要采用一些先进的新技术，结合国内外矿山水工环地质勘查新技术研究成果，本文推荐遥感技术、瞬变电磁技术以及探底雷达技术三个新技术，应用于甘肃地区矿山水工环地质勘查中，该三项新技术均属于地球物探技术，其优点、使用方式以及适用方面均有所不同，具体如下表所示。

表1 甘肃地区矿山水工环地质勘查新技术

从表1其中可以看出，该三个新技术无论是在设备方面还是其他方面均适用于矿山水工环地质勘查，可以实现无损勘查，以下将对该三个新技术进行详细说明。

2.1 遥感技术

遥感技术是一种监测技术，其在矿山水工环地质勘查中主要是监测矿山地表变化情况，利用遥感卫星向甘肃地区矿山地面进行数字拍摄，利用地面通讯装置接收到拍摄信号，进而获取到矿山地表水资源的遥感图像信息。遥感技术采集到的图像信息清晰度比较高，光谱分辨率也比较好，可以对甘肃地区矿山地表水进行全范围动态水平监测，为甘肃地区矿山水资源规划提供准确的数字依据，使矿山水工环地质勘查工作明确勘查方向。

2.2 瞬变电磁技术

瞬变电磁技术是以电磁感应定律作为理论依据，利用信号发射装置向矿山地表发射电磁波信号，然后利用信号接收装置接收到反射回来的电磁波，通过监测两次发射的涡流场，探测到甘肃地区矿山地下水水文地质情况，比如地下水空间分布情况，地下水含水层地质结构等等，可以全面了解甘肃地区矿山地下水文地质条件。

2.3 探地雷达技术

探地雷达在甘肃地区矿山水工环地质勘查中应用可以实现无损测量，主要利用探地雷达测量到矿山深层的水文地质情况。利用探地雷达装置向甘肃地区矿山地底发射高频率的脉冲电磁波，利用雷达监测系统对脉冲电磁波进行接收、处理、整合以及分析，最终形成甘肃地区矿山三维地质模型，以及矿山水工环地质检测报告，所有测量过程都是通过一系列软件自动化完成，具有较高的测量效率和测量精度，为矿山水工环地质分析提供准确的数据依据，以此完成甘肃地区矿山水工环地质勘查新技术分析，进而完成了甘肃地区矿山水工环地质勘查重点及新技术研究。