矿山水工环地质勘查中的技术及应用研究

2022-03-12胡祥文

世界有色金属 2022年23期

胡祥文

（江西省地质局物化探大队，江西南昌 330000）

通过实际的调查发现，水工环地质勘查在矿山开采建设当中占据着非常重要的作用，相关工作人员要对各个环节当中涉及到的数据和信息进行及时的收集和整理，顺应时代发展特点来采取措施对地质灾害进行合理的预防。工作人员要对工程所在地区的地理条件、地下水位情况等进行充分掌握，从而将勘察结果的准确性进行充分提高，确保矿山施工建设环节可以正常开展。矿山企业应用水工环地质勘察技术的时候还要对地下水资源和自然环境的地质条件进行综合考虑，对自然资源进行充分利用，在此基础上来对各种地质工作进行科学评价[1]。随着我国水工环地质勘查技术不断发展，工作人员会将地质环境数据的分析予以足够关注，工作模式可以分为三个方面，这三个方面分别是探查环境地质、水文地质和工程地质，在提高矿山建设整体生产水平的同时，勘察技术的作用和特点也能够充分发挥出来。

1 水工环地质勘查现状

根据有关调查表明，随着国家科学技术水平不断提高，各个领域在资源开发与利用、水文地质环境等方面工程建设也会得到促进，然而各个领域在享受资源带来便捷的时候会由于大规模工程开发而导致自然环境受到较大程度破坏。现阶段导致我国面临严重环境与资源问题最为主要的原因就是大肆开采与破坏，不仅社会主义道路建设效率会受到影响，而且可持续发展方针在施行的时候会存在缺陷。我国各个领域随着经济水平提高而得到了快速发展，进而会对资源有着较大需求，矿山开采工程数量也在逐渐增多，最终矿山开采环境也会变得比较糟糕。矿山开采当中会涉及较多环节，其中最为关键就是水工环地质勘查工作，其能够对经济生产领域发展起到良好促进作用。相关部门在开展水工环地质勘查工作之前会对实际建设开采情况进行综合考虑，对不同阶段目标进行合理制定，通过各个环节建设来实现各种指标。

与此同时，我国科学技术创新发展速度比较快，先进技术和设备会对矿山开采工程带来一定程度的影响，然而部分工作人员自身操作技术无法达到规定要求，各个环节会存在不严谨、不严密等情况，从而会对整体开采工作带来消极影响。特别是矿山水工环地质勘查，其与矿山开采结果之间有着紧密联系。就从目前的情况看来，矿山水工环勘查工作会应用到各种各样技术手段，其中包括GPS、实测定位等，这些技术在前期可以取得良好效果，不过在长时间使用的时候还是会存在各种问题和缺陷，为后续工作带来较大程度影响。除此之外，现阶段矿山水工环勘查与可持续理念、低碳环保理念相违背，自然环境也会遭受到较大破坏[2]。所以，相关单位要确保水工环地质勘查技术具有绿色节能特点，顺应市场变化情况来加大力度对该工作进行监督和管理，整体工作规范性得到提高，我国自然环境与资源能够达到可持续发展效果。

2 水工环地质勘查特征

根据有关调查表明，水工环地质勘查工作会涉及到三种内容，这三种内容分别是水文地质、工程地质和环境地质，工作人员在实际工作当中要充分意识到这三种内容具有的价值，根据情况来对工作进行改进和完善，进而整体勘查效率和质量也会提高。相关管理人员要结合实际来对三种矿山勘查技术进行合理应用，在促进后续工作正常开展与实施的同时，还可以将工程质量安全进行提高。施工单位要将水工环地质理论应用到各个环节当中，进而能够将传统施工模式和技术当中存在的不足进行弥补，企业整体经济效益和建筑质量也会得到提高，再加上我国科学技术不断发展，所以施工单位要对各种水工环技术进行充分应用。

施工单位将水工环理论与地质勘查工作进行紧密结合，将各种资源的利用率进行提高，自然生态环境得到保护，相关工程也能够达到预期的施工效果。在我国资源开发、环境监测与工程建设等当中会对水工环予以广泛关注，比如工作人员在开展资源开采的时候会应用水工环地质理论理性，进而来对施工场地进行合理的勘查，最终能够根据勘查结果来对施工计划进行科学制定。在对地下水进行检测的时候也可以应用水工环地质理论，该理论能够在地质勘查活动当中发挥出良好作用，特别是采矿工程、水利工程等，整体工作效率和质量也会得到相应提高。

3 矿山水工环地质勘查中的技术及应用

3.1 GPS技术

随着人们日常生活中科学技术的不断普及化，GPS技术在日常生活中发挥出了巨大的作用，如与人们出行息息相关的GPS导航定位系统、实时路线播报等。随着科技进步，各种定位技术得到了较大程度改进和完善，现代定位技术与传统定位技术之间存在较大程度差异，前者更加适应矿山水工环地质勘查工作，整体工作质量和效率也会有所提高。另外，施工单位将GPS技术应用在地质勘查工作当中可以提高位置设定的准确性，工作人员可以对测量数值开展科学的计算和运用，不仅计算所带来的误差得到减少，而且还可以确保后续相关工作能够正常开展。

GPS技术可以在矿山水工环地质勘查工作当中发挥出良好的作用，相关单位可以在地面上建立三个控制站，不同站点所处的位置也不同，在不同卫星作用下可以达到信号传输效果，进而整体工作也能够达到预期效果。工作人员利用GPS技术多角度、多形态的将位置信息直观显示出来，他们可以对测量区域详细地势走势、能量分布等进行充分掌握，勘查工作前期准备时间得到缩短，各种先进技术与运用可以在矿山工程当中发挥出良好作用。

3.2 GPR电子雷达技术

在通常的情况下，GPR电子雷达技术也被称为地质雷达技术、雷达探底技术，工作人员在开展矿山水工环地质勘查工作的时候可以利用相关的输出装置在勘查区域输出高频脉冲，不同地质情况会对高频脉冲带来一定程度的影响，在这个过程中也会出现各种反射弧。

电子脉冲与多元劣质发生接触的时候也会反射出频率不同的电磁波，电磁波转化频率也可以在电子脉冲发射设备的作用下得到提高。然而工作人员要对电磁波实际波段、运行频率等进行严格控制，这样才可以避免后期勘查结果所带来的影响。在预设距离范围之内要对电磁波传输波段、传输信道等进行综合考虑，根据情况来对传输节点进行设定，这也就是电磁传输基站。与此同时，工作人员在对固定监测装置进行安装的时候要与总控制站之间进行紧密联系，根据信道接收振幅来进行适当的调整，必要的时候可以将振幅进行提高，确保各种信号锁定在规定信道当中，最终信号也可以达到预期传输效果。

管理人员要结合实际情况来对限制信道进行合理的设置，进而对各个环节当中杂乱信号进行有效的收集和整理，信号混乱、传输失败等现象发生的概率也会得到相应的降低，勘查实际成本得到降低。工作人员要应用声纳原理来对地下电磁波返回波段个反射弧数据进行及时的收集，通过专业的分析仪器来获得相应的电磁波频率与振幅，对地下介质实际情况进行分析，并且还要将获取到的信息输入到计算机当中[3,4]。工作人员收集到的数据就是原始电磁波信号，在专业软件的作用下可以对相应电磁波的模拟图进行构造，工作人员通过对模拟图的观察可以对勘测地区地质形态、环境状况等各种信息进行充分掌握。

在GPR技术的作用下可以获得更加直观的图像，各种数据信息的真实性和有效性也会得到提高，对于矿山水工环勘查工作来说起到将感恩促进。另外，GPR技术还会存在一些缺陷，这种技术定向勘测距离比较短，如果超出了规定距离，那么就会出现各种各样的问题，最终测量结果的准确性也会受到相应的影响。

3.3 电法应用

矿山水工环地质勘查工作会应用到各种各样的技术，其中不可缺少的就是电法技术，这种技术可以分为两种，这两种分别是高密度电法和激发极化法。首先，高密度电法属于阵列式勘查方法，其可以将电剖面法与电侧面法进行紧密结合，在实际应用方面也有着简单便捷的特点，不仅发生故障的概率比较小，而且在野外地质勘查中发挥出良好的作用。其次，高密度电法可以开展自动化数据采集工作，电极排列方式也会逐渐增加，所以工作人员能够获得更加准确的数据信息。

与此同时，工作人员还要结合实际的情况来对遥感技术进行合理的应用，在这种技术的作用下可以对矿山水工环地质勘查数据进行智能化处理，尽管这种技术无法作为主要应用技术，然而可以将其与计算机技术进行相互结合，从而勘查规划整体科学性也会得到相应提高。对实际开采情况进行综合分析，进而建立科学的地质勘查模型，完善相应的勘查结构，根据情况来将规划条件添加在模型当中，确保模型在运行过程中与实际情况相符合，矿山开采的实际需求也可以得到满足。

此外，工作人员在应用电法的时候还会生成各种各样的波段，依照勘查处理层级来对这些波段进行科学的调整，对层级处理模式进行合理的应用，从而可以将波段传输误差进行减少，最终勘查信号整体传输效率和质量也会得到相应的提高，工作人员也可以获取到更加完整的地质勘查图像。现阶段我国遥感技术创新发展速度比较快，施工单位应用电法可以将遥感图像空间进行扩大，严格按照相关要求和规定来将光谱地质实际分辨率进行充分提高。工作人员要对多向勘查条件进行充分掌握，进而来对勘查范围进行合理的设定，不仅可以将遥感技术和电法的应用范围进行扩大，而且还能够将矿山水工环勘查效果进行提高。

3.4 PTK技术的应用

根据有关调查表明，施工单位在开展矿山水工环地质勘查工作的时候可以将PTK技术与系统差分法进行合理的应用，工作人员要对各个环节当中收集到的数据信息进行不断完善，将其中存在的误差进行减少，载波相位数据上存在的误差也会得到适当的调整，现代化PTK技术可以将误差值精确到厘米单位。另外，矿山水工环地质勘查工作应用PTK技术的时候会涉及到三种相位差分，并且可以达到良好的数据接收与发送效果。相位差分在数据传输接收的时候也会存在相应的上限或下限，工作人员要在勘查工作之前对相关标准进行合理的制定，在明确差分极限差值之后才可以开展后续相关工作。

工作人员在勘查的时候如果出现数据传输误差，那么无法达到预期的相位差分效果，所以施工单位要严格按照相关的规定和要求来对传输基站进行合理的设定，确保各个环节当中的数据信息可以有效传输，对周围基站进行科学的认证和关联，基站也可以与卫星信号保持一致，勘查数据也可以达到稳定传输与处理效果。PTK技术的设备位置可以分为两个方面，这两个方面分别是基准站位置和流动站位置，工作人员要对接受到的卫星信号进行综合分析，在此基础上应用传输系统来对数据进行传输，流动站也可以及时接受到这些数据，后续工作能够正常开展。

3.5 RS技术的应用

所谓的RS技术，简单的来说就是无线遥感技术，一般情况下会将这种技术与电法应用技术进行相互结合，工作人员可以对相关计算机辅助程序进行合理的应用，矿山水工环地质勘查工作整体效果也会得到相应的提高。工作人员可以对PC端软件和地质遥感设备进行合理的应用，进而对勘查区域三维影像模型进行科学的构建，在这个过程中将这种三维影像模型作为原始勘查处理模型。矿山开采初期涉及到的数据会变得更多，相关信息也具有较高的复杂程度，工作人员可以结合实际的情况来将不同标准添加到模型当中，对地质情况进行科学的分析和判断。根据有关调查表明，在我国土木工程测量、土地资源利用等方面工作当中都会应用到RS技术，将这种技术与电法应用技术进行结合能够将勘查实际范围进行扩大，整体勘查效率和质量也会有所提高，RS技术也能够将自身的作用充分发挥出来。

现阶段我国互联网技术、硬件设备得到了较快的发展，在一定程度上可以对RS技术适用范围和使用方式进行丰富，然而部分RS技术会将控制程序与总勘查程序之间有着紧密的联系，不仅能够达到远程勘查控制效果，而且还可以降低相位差分情况的出现概率。

与此同时，RS技术还可以朝着智能化勘查范围进行不断嗯转变，将其他方面与其融合到一起能够发挥出良好的作用。目前现代遥感技术升级和进步速度比较快，传统电磁波感应技术无法满足现阶段勘查工作的实际需求，遥感技术也在朝着多元化、多波段密集型遥感方向进行不断转变，工作人员可以对勘测区域各种数据信息进行充分掌握，最终获得具有较高精确性的地质图像。

3.6 TEM技术的应用

简单的来说就是，TEM技术也是瞬变电磁技术，这种技术在矿山水工环地质勘查工作当中应用的时间比较短，不过其在工作当中发挥出良好的作用。TEM技术可以将垂直电磁偶源法进行相互结合，在此基础上对规定区域进行勘查。

在以往的区域勘查当中会应用相关勘查设备，并且应用扫描的形式来对区域面积进行科学的测量，工作人员还可以根据情况来应用相应的软件，最终可以开展科学的计算与执行。尽管这种方法可以完成相应的勘查目标，不过在应用的时候容易受到一些因素所带来的影响，从而会出现各种各样的问题。TEM技术可以转变传统勘查技术当中存在的弊端，其可以根据实际情况来对各种问题进行弥补和处理，不仅可以获得良好的效果，而且还可以将自身应用价值充分发挥出来。与此同时，TEM技术还有着噪声小、数据准确度高等特点，工作人员在应用这种技术的时候不会受到地形高度和地质情况所带来的限制，对勘查区域内部的水体质量进行准确的计算。TEM技术有着较大的发展空间，国家应该加大力度对这种技术进行研发，从而能够对矿山水工环地质勘查工作起到良好的促进作用。