浅谈新形势下矿山水工环地质勘察技术研究

任 涛

（甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院，甘肃 酒泉 735000）

水工环地质勘察工作主要是指对区域内水文地质情况、区域地质环境等相关因素的现场调研，通过此种方式，掌握区域内地下水的流向、地下水的走势与流速等参数。在矿山工程实施过程中，合理地开展水工环地质勘察工作，属于其前期准备工作中的重点内容，也可作为工程实施的核心项目。但由于矿山水工环地质勘察工作在实施中，受到地质条件、外界环境等多种因素的影响，导致勘察实际结果可能与预计结果存在某种程度上的偏差。而此方面工作的偏差，不仅会对矿山工程的实施造成影响，甚至也会干扰到矿区生态环境的后期治理[1]。因此，应当重视起对矿山的水工环地质勘察工作。在新形势下，水工环地质勘察理念趋近于现代化，相关勘察行为的实施也正逐步向绿色化层面靠拢。常规以掠夺式勘察水工环地质的方式已无法满足市场对此方面的需求，越来越多的新技术、新设备的引进，也在某种程度上为水工环地质勘察工作的革新打下了基础。因此，本文将在相关研究成果的基础上，以新形势作为背景，提出一种矿山水工环地质勘察技术，致力于通过此项技术，解决传统勘察工作中存在的不足，以此为地质相关工作的实施提供夯实的基础。

1 新形势下矿山水工环地质勘察技术设计

1.1 收集并整理矿山水工环地质资料

为了确保对矿山水工环地质勘察工作的顺利实施，在开展技术设计与研究工作前，需要收集并整理矿山水工环地质资料。

在进行矿山水工环地质资料实际整理的过程中，需要根据不同的矿山类型与矿山规模，选择不同的数据获取方式。例如，当下市场常用的地质信息获取方式有区域实地测绘方法、水位变化观测技术、抽水检测技术、水文地质调查技术、区域网格划分采样技术等[2]。在进行矿山水工环地质资料的获取中，需要结合区域地质的复杂程度、区域环境等多个因素，对区域地质信息进行针对性采样。根据区域采样结果，掌握矿山水工环地质信息。与此同时，应结合矿山工程实施现状，绘制矿山或区域的地质概况图，并根据区域规模，按照1.0：1.0×104或1.0：5.0×104的方式，对区域地质概况图进行比例尺标准化缩放。

在完成对矿山相关地质信息的调查与整理基础上，要求在绘制的地质概况图中对矿山径、流等水文地质单元进行填充，绘制过程中，应注意对矿山中地质断裂层、断裂带、夹层记录。只有保障对矿山水工环地质概况图的标准化绘制，才能做到以此种方式为水工环地质勘察工作的实施做好铺垫。

1.2 引进RTK技术圈定矿山水工环地质勘察范围

在完成上述相关工作的基础上，引进RTK技术，测量区域点云数据，将大量的数据进行反复对比，保留有效数据，删除其中的冗余数据，在完成上述相关操作后，提取栅格边缘，并使用直线将边缘圈定为一个有效区域，以此区域作为矿山水工环地质勘察范围。同时，破译勘察数据、处理信息，并输出勘察结果，完成对技术的设计，对矿山水工环地质勘察范围进行有效圈定。常规情况下，RTK技术是为了对比或分析矿山数据而提出的，在地质勘察过程中，将大量的数据进行反复对比，保留有效数据，不但可以删除其中的过多且复杂的数据，还可以降低勘察结果误差。

对此，本文在开展此方面的设计工作时，需要使用RTK技术，对绘制的区域点云数据图进行描述，以此种方式获取基准站勘察信息误差[3]。此步骤工作的实施，可用如下图1表示。

图1 RTK技术测量区域点云数据流程

按照上述图1所示流程，使用RTK技术测量区域点云数据的有效性，在此过程中，应注意输出的点云数据成果中应明确划分点云数据栅格，并进行点云成果切片。在确保栅格图像边缘具有较为显著的识别特征后，便可以对勘察点进行图像边缘拟合，以此种方式绘制点云投影信息，将采集的信息与地形进行交互，并按照标准格式将其导入终端计算机数据库。在完成上述相关操作后，提取栅格边缘，并使用直线将边缘圈定为一个有效区域，以此区域作为矿山水工环地质勘察范围。

1.3 破译勘察数据信息并输出勘察结果

在上述相关研究基础上，对获取及调用的数据信息进行破译处理。例如，将获取的矿山水工环地质勘察数据，与卫星遥感数据进行对比，检测两者是否可以融合，根据实际需求，将未能融合的数据信息进行空间映射，并基于几何层面，对其进行校正处理。在进行矿山水工环地质勘察数据实际校正的过程中，可以根据勘察的实际需求，选择某项具体技术，对数据以二进制数字的方式，呈现在计算机上，并以某种方式进行几何图像的生成。当生成较为直观的几何图像后，根据勘察的实际需求，采用人工的方式，进行图形图像切割。保留其中有价值的部分，将其中的信息或冗余信息进行删除处理。在此基础上，将不同图像波段进行衔接与融合。

在进行矿山水工环地质勘察信息处理的过程中，考虑到此部分信息属于复杂信息，因此，在实际处理中，需要全面考虑地下水对此方面的影响，并以此作为勘察工作的实施依据。

此外，在输出矿山水工环地质勘察结果的过程中，应注意不同位置传感器获取信息的有效性。有必要的情况下，可采用调用TM2、TM3、MSS5等成像方式，进行数据的编译与破译。在完成对所有数据的处理后，将数据信息导入终端计算机数据库，并由操作者结合地质概况对终端输出的信息进行评估，确保勘察结果数据具备一定价值性。

2 对比实验

在完成对矿山水工环地质勘察技术的设计后，为了确保技术在投入市场应用中具备一定的严谨性，本文设计了如下对比实验。实验过程中，先使用本文设计的矿山水工环地质勘察技术，对指定的勘察点执行一次勘察行为，为了确保勘察技术的应用具备一定有效性。在区域内，同时选择第2个、第3个、第4个勘察点，记录每次勘察行为实施可以单次勘察的范围。

在此基础上，使用传统的水工环地质勘察技术在选定的勘察点进行相同步骤的操作，记录传统技术每次勘察行为实施可以单次勘察的范围。并以此作为评估技术可行性的依据。为了降低实验过程中，相关因素对此方面造成的干扰，选择环境适宜的区域执行此次实验。记录实验数据后，将其整理成表格，如下表1所示。

表1 矿山水工环地质勘察技术应用范围对比结果

根据上述表格中统计的实验数据，可以清晰地看出，本文设计的矿山水工环地质勘察技术，在实际应用中，单次可实现的矿山勘查范围大约在88.0km～100.0km，传统技术单次可实现的矿山勘查范围大约在50.0km～70.0km。对此，得出此次实验的最终结论：相比传统的矿山水工环地质勘察技术，本文设计的技术，可实现的勘察范围更广，具有更高的勘察效率。

3 结语

本文从收集并整理矿山水工环地质资料、引进RTK技术圈定矿山水工环地质勘察范围、破译勘察数据信息并输出勘察结果，三个方面，对矿山水工环地质勘察技术展开设计与研究，并在完成对技术的设计后，通过对比本文技术与传统技术，证明了本文技术在应用中，其性能相对较优。为了更好地落实此方面工作，在后期对此的研究中，还需要深入对此的设计，例如，从设定勘察目标层面，对技术进行不断地挖掘。致力于通过本文此次对勘察技术的设计，解决我国矿山工程在实施中存在的问题，提高勘察工作流程的标准化，规避勘察工作实施中潜在的多种隐患。由于此次研究受到经费与个人能力的限制，导致研究成果仅限于此，想要将此项技术投入市场，还需要在后期对此进行深入地研究。