绿色矿山背景下综合勘查技术在岩土工程中的应用论文

2023-04-21 14:04:42 来源: 作者:xieshijia
摘要: 在新时期下,建设绿色矿山是发展生态环境的重要方法。在我国,绿色矿山的发展还处于初级阶段,需要政府、矿山企业、科研机构等各方力量的共同作用,逐步建立健全的制度,以推动绿色矿山的健康发展。在此背景下,如何将地质勘探技术应用于岩土工程,是一个需要不断研究的课题。文章从绿色矿山的大背景中,探索了综合化勘探技术,以期进一步提升勘探技术的精确度,为今后的岩土工程建设工作提供科学依据。
摘要:在新时期下,建设绿色矿山是发展生态环境的重要方法。在我国,绿色矿山的发展还处于初级阶段,需要政府、矿山企业、科研机构等各方力量的共同作用,逐步建立健全的制度,以推动绿色矿山的健康发展。在此背景下,如何将地质勘探技术应用于岩土工程,是一个需要不断研究的课题。文章从绿色矿山的大背景中,探索了综合化勘探技术,以期进一步提升勘探技术的精确度,为今后的岩土工程建设工作提供科学依据。
关键词:绿色矿山;综合勘查;岩土工程
岩土工程勘测技术,将会对岩土工程的施工质量和效益产生直接的影响,可以为有关部门提供有关地质条件的数据,以保证工程的正常进行。就当前而言,综合勘探技术较为先进,各种类型的综合勘探技术在岩土工程勘测工作中的运用重点和控制机理有很大差别,因此必须根据实际情况进行施工,在保证绿色矿井的前提下,合理地选用合适的地质勘探技术,从源头上保证了地质勘查工作的质量。
1建设绿色矿山的重要意义
要实现绿色矿山的发展,就需要对矿产资源进行科学的利用,采用低碳、节能、环保的发展思想,采用科学的采矿方法,高效利用矿产资源,实行标准化的生产工艺保持绿色的矿山生态环境。矿山开发与处理应坚持“以绿色为本”的工作思想,提倡可持续发展的工作方式,摒弃以牺牲环境为前提的工作方式。在矿产资源勘探、开采、销售等各个环节中,始终要坚持“绿色减排”的绿色发展道路,以达到资源化与环境双重双赢的目的。坚持以生态文明为核心,坚持把“绿色发展”的思想贯彻到矿产资源的各个环节,引导和推动传统的矿山转型升级,提高矿产资源的发展水平和效益。
2岩土工程勘查工作概述
目前,岩土工程建设的覆盖面不断拓宽,在施工过程中所面对的地质类型和地质灾害问题更加突出,必须加大对工程施工过程中的勘查工作,认真研究施工场地周围的环境特点,避免出现的地质灾难。由于岩土工程对勘查工作的质量和效率提出了更高的要求,因此,有关勘查单位在勘查之前,必须对工程建设的需求进行详细的分析,确定和评估现场地质环境特征与岩土施工条件,编辑相应的勘查文件。根据现场地质特点,对各种不良地质现象所产生的负面效应进行评价,为今后的工程建设提供可行性意见,以保证工程的正常进行。在绿色矿山背景下,勘查过程当中还要注重对生态环境的保护。
3综合勘查技术应用优势以及必要性
采用综合勘探技术,可以获得较好的勘探成果。其优点是:一是测量仪器体积小、重量轻,既能保证测量的精度,又能节约测量时间;其次,更具便捷性。在进行工程勘测时,若采用综合勘查技术,一般仅由一名人员即可完成作业,节约人工时间,另外,还可以增加勘探工作的弹性;另外,它的准确率更高。由于这项技术的使用,必须经过许多的测量和资料的处理,才能更加完整和准确的获取这些资料;最后,还具有良好的环保效果。这种工艺在生产实践中不易发出噪声等,有利于增强生态环境的防护,从而促进绿色矿山的发展。
在我国社会、经济和科学技术飞速发展的背景下,综合勘探技术在地质勘探中得到了越来越多的运用。与常规勘探技术比较,可以有效地提高勘测工作的实际操作能力,从而达到对岩土工程勘测工作的各种需求。在岩土工程勘测中,综合勘探技术的运用具有重要意义。
(1)综合勘探技术能够全面反映施工地质条件和水文地质条件,并对施工过程中的不利地质条件进行分析,并给出了相应的对策和建议。
(2)对利用综合勘探技术所取得的调查成果进行分析,可以对引起工程安全和工程质量问题的各种影响因素进行预报和评价,并据此制定相应的防护对策。
(3)综合勘探技术可清晰阐述岩土工程区域岩土结构分布、岩土形态、地下水流方向等,并可供在规划时参考。
4综合勘查技术在岩土工程勘查的应用
根据绿色矿业的发展需要,在开展勘查工作前,要做好相关的调查工作,要对矿区内的生态、生物资源的损害、对水资源、土地的影响等方面进行重点调查。对本地的生产、生活状况、科技状况、工资水平、文化和医疗水平、交通情况要调查清楚。在勘测过程中,需要确定哪些可以使用的元素,这些元素是共生的,也是有用的,这将有助于以后的采矿设计、选矿和资源的高效使用。当前,许多矿井依靠矿产的共生来维持生命。通常来说,在地质调查中发现了一些有用的成分,而不能反映出这些有害的成分,这些都是矿产勘探中需要注意的问题。
选矿实验应与勘探水平相适应,有多种类型的矿石:普通矿石可以用模拟和实验室测试来满足。水文地质,工程地质,以及环保地质,都需要认真的勘查,一般地质资料中并没有太多的关注,但在当前的环保思想下,却不得不认真对待。值得注意的是,综合勘查技术并不一定要采用多种不同的技术,而是要有针对性地选取最佳的组合方案。
4.1高密度电阻率的应用
由于岩体具有较高的电阻性,采用常规的土工仪器无法对其进行精确的内部构造进行分析。所以,必须采用更高的电渗性技术对土壤进行监测。通常都要设定对应的电场,以及电源设备的布置及使用次序。同时,对地下流动的电荷及分布进行了详细的监测。在特定的应用中,为了确保电压的稳定性,采用了地下供电电动机。另一方面,要对各个电流流动的改变进行测试。如有较大改变,则应将其精确地写入档案。
4.2多瞬间波技术的应用
根据物理的检测方法,利用地表波在不同的媒质中的传播速率,来探测土壤成分。而且,可以从土壤成分的角度来分析,来判断岩石的主体构造。不同的构造形式会导致不同的振动,不同的振动速度也不同。利用该高精度的传感元件,可以获得振幅和转速的改变。通过对实测资料的分析,结合所获得的影像资料,结合相关的计算方法,可以大致地掌握土体结构的特征。
4.3反射横波技术的应用
在运用反射横波法时,采用了与多瞬间横波法同样的方法,即利用各种形式的波浪,来反映岩石的内部活动情况。利用图片的方式,可以清楚地理解各种岩石和土壤的构造,并形成对应的图像。在设定地表海拔时,能够获得地表的物理和水平的信号。
4.4大地电场技术的应用
大地电场的岩石特性探测技术,通过分析各种岩石在地震中的运动速率,来反映其影响,进而确定地震作用下的岩石的内部结构。在实际应用中,太阳风所产生的电磁辐射速度和传播媒介各不相同,因此必须利用机械地反射电磁波来进行记录和利用,从而获得较为精确的测量结果。在采集的时候,计算机会自动进行数据采集,它的处理速度和精准度是人类大脑完全无法相比较的。
4.5物探方法技术的应用
物探的方式以地质勘探为主。它利用地理、水文等学科的知识,以物理原理为主,通过理解重力和电场,来解析物理学的原理,通过高强度的电流分析,分析出岩石的结构。在勘测时,应适当地设置测点和测试仪,多套测试仪能准确地探测到每一测点的电阻率,并对等离子体空间的分布及构造状况进行详尽的记录。从而使物探技术的作用得以充分体现。利用物探的技术手段,结合了电气断面与电气勘探的原理,最大限度地利用了地质勘探的技术成果。
4.6地质钻探技术的应用
在进行岩土工程勘查时,可以采用全面的勘查方法对各种地质条件进行测定。还可以对地质开挖的状况进行监测。这样的地质发掘,是为了让工作人员能够清楚的看到岩层的内部结构,利用之前的工作经历以及相关的专业设备,来判断出这些岩石的主要结构特征。在实际工程中,需要向地方主管机关提供有关的土石方的水文地质数据,对岩土数据及力学性质的研究,应有专门的机械师进行。若采用岩石破碎法进行测定,则需采用爆破法将其破碎,以取得良好的开挖结果。在实施地质钻井技术时,要重视对规范的防护水平。在测定岩石组成时,下沉的距离不得大于5cm。若误差大于5cm,应在同一土壤条件下进行反复施工,以确保岩石的完整性。在此期间,岩层的采收率不得小于80%。根据这些资料,相关部门可以确保所收集到的岩石和土壤能够得到足够的测试和试验。
4.7数字化勘查技术
在实践中,数字勘探技术有多种形式,如:数字建模技术、虚拟场地实现技术、数据库技术等。在各种方法的运用下,最常用的方法是表面模型。所谓的表面模式,就是由有关技术工作者运用工地的地面,对均匀的岩土进行描述,并对这些岩土进行模拟。在实际应用中,它会将有关的属性特性和几何特性进行合理的描述和说明,然后根据这些地质体的边界进行重组。当地质体的表面重建完毕,就能形成对应的网格。然后,利用这个网格,就可以确定整个地底的位置。
5勘探技术的综合应用探究及案例分析5.1综合应用探究
(1)综合勘探技术的价值。目前,综合勘探技术已成为当前岩土工程发展的一个重要方向。在进行地质勘察时,由于地理环境的不同,其地质状况也会发生相应的改变。因为这些因素的影响,采用单一的测量方法,必然会导致测量的结论出现偏差。也许与现实不符。采用综合勘探技术,可以防止由于各种仪器所处环境的变化而造成的混乱局面。对相同的材料,应采取不同的研究原则。比如,利用地震资料中的声波频率和地震构造影像的分布,就可以避开由单个技术所产生的类似的物象。
(2)地质岩土分布图层的制作。在运用综合勘探技术的时候,可以分为两个方面。第一步,是对影像资料进行处理。只有将所有的信息,都用不同的方法,传输到计算机上,然后经过计算机的统一处理,才能形成一个比较完整的、清楚的数据。通过绘制表格和图片,可以大致绘制出一条直线,或是几条直线。第二个步骤是对资料进行深度的剖析,使影像与条形图更加精确,并根据地方规范建立相关的技术规范,将各种技术所得的数据合并成一个模版,以达到更好的反馈。
(3)现场勘测技术的运用方式。在此基础上,对岩土工程进行前期检测与勘察,以确保其安全和工作的顺利进行。检查的内容主要是:在建造前,对建筑物的内部和土体进行确认,以及对超出规定限度的机器进行检查。若质量超出规定,能否保证岩石和土壤在施工过程中的安全运行,从而保证工程的正常进行。如不能确保安全,可适当调整设备,并由相关工作人员使用相关设备进行施工。在对工程实际进行了全方位监测的前提下,可以确保工程质量和工人的安全。因为有了监视器,管理者们就能知道工地上的工人们在做什么,一旦有什么不正常的事情,就会被监视器及时的阻止,同时也会对工地上的工程进行监督,在工地上取得良好的管理结果。今后,该技术将在国内的地质勘查工作中得到更加普遍的运用,并对社会的可持续发展作出重大的贡献。
5.2案例分析
(1)测区概况。某一地区的地质勘探工作,要求采用综合勘探技术,对一处山坡的边坡进行勘察,将山坡分为山顶、山中和山底三段,山中比山顶的海拔低2.8m,测量范围中有大量的地质结构差异,上部有各类建筑垃圾,而中段是泥质和鹅卵石,底层是风化的外壳。综合勘探技术在勘探开发中的应用主要是为了监测勘探区域中的岩体结构和分布情况,从而避免在岩土工程建设中产生不利的影响。通过对测地条件的调查,提出了6条浅层地震测线、10条高密电度法测线、14条探地雷达测线。
(2)数据处理。其中,高密度电阻率技术、瞬态面波技术、横波反射技术是这类地质勘探技术的重要组成部分。高密度电阻率技术中,必须将坏点清理干净。为了能让反演的效果与实际情况更为贴近,必须先引入相关的地貌资料,再建立地貌模式。在反演中,一般采用最小二乘反演或左狄反演,最小二乘反演是较为常用的一种,其运算更为简便、有效。采用瞬态面波技术,对原始图像进行了基本的分析,保证了图像中所有的坏道和异常道都被清除,产生了新的有效的图像。在进行数字滤波器时,要充分利用信号中的随机扰动和面波对现场测试造成的影响,并对其进行过滤,以保证数据的高品质。在进行速度计算时,既要采用传统方法,又要采用速率采集的方法,利用弹性波速映射方法对CMP数据进行编码,由此得到了该区域的横向波速数据。在横向重叠过程中,进行动态和静态校正,求取同一序列的取样平均,再经迭代输出得到所要求的横向重叠时间截面。
6岩土工程勘查工作开展现状
6.1勘探技术相对滞后
由于受到区域内的技术发展和经济发展的制约,使得常规的地质勘查方法难以适应岩土工程的设计和建设需求。并且,由于勘探人员掌握的全面技术水平不够,对施工和结构方面的专门技术也不熟悉,致使调查结果与预期的结果相差甚远,很难将其应用于实际工作中。
6.2调查程序不够严谨
在地质勘探中,地质勘探的基本要求也是一个亟待解决的问题。目前,我国的相关部门出台了一套规范的岩土工程勘测技术,但一些单位未按照相关法律法规进行勘查,造成了勘查行业相互压价、不良竞争,难以从根本上保障岩土工程综合勘查技术的应用效果,这对该领域的发展产生了严重的限制作用。
6.3缺少专业的勘查人员
在目前的情况下,很难对岩土施工中的危险因素进行准确的评价。有的部门只注重勘探过程中的品质和效益,而不注重对专业人才的培养,致使勘测人员的专业素质和职业素质还处在不断提高的状态,基本的设计值比较落后。在工程建设过程中,处理方法问题更为突出。为此,有关主管机关要制定一套更为专业化、切实可行的勘测人员管理体制,并且建立一批综合水平更高的勘查队伍。
6.4勘探程度不均衡
我国目前的地质勘查工作,在这方面已经有了很大的进步,可是受科技和制度的制约,我国的地质勘探工作和国际上水平存在着一定的差距。尤其在我国,由于种种因素,许多公司,乃至大型的公司,忽视了新的科技、新设备的设计应用,依然沿用旧的机械和测量方法,因而,其工作效率较差。
6.5没有实现预期的结果
随着国家的发展和市场经济体制的深入变革,地质勘查机构的体制也随之发生了变化,以前依靠国家的资金支持的情况已经不复存在,公司实行了自主经营,利润和损失都由自己来承担。在此情况下,一些勘探队为了增加企业的利润,常常忽视项目的施工进度,缩短施工工期,降低钻井取样的标准,甚至一些公司,为了利益,会采取更恶劣的方式,而不是根据现场的情况来编制调查报告。导致了在进行岩土施工时,没有足够的证据来进行地质勘探,无法得到有效地引导,导致材料和时间的大量消耗。
7综合勘查技术要点
岩土工程勘查工作繁琐,因勘查对象的差别很大,因此,在采用综合勘查技术时,应做好前期的准备工作,根据具体情况确定地质勘查方案,要保证综合勘探技术对提高地质勘探工作的有效性起到积极的作用。
(1)勘查人员必须对岩土工程的特殊情况有全面的认识,搜集相应的现场地质资料,并进行有针对性的实地测量,以保证所获得的地形地貌、岩土等信息真实可靠。对建设单位在建设结构、规模等方面的特殊需求进行了界定,并严格按照有关法律法规进行勘查。
(2)根据地质调查的需要,确定合理的地质勘探方法。着重对岩土工程施工现场的矿物和岩石的区分进行了分析,利用相关的仪器和物探方法,准确地预测和评价了当地的地质情况。重点是采样,参照地质勘查技术规程,选取合适的采样位置。一般工程采样点应控制在5个以上,以旋转采样为主。
(3)严格控制和检查整个岩土工程勘查的整个过程,以保证工程项目的整体质量和效益。相应的监理工作应该与岩土工程勘查、设计等方面相互配合,形成一个统一的地质勘查体系。对岩土工程施工现场的各种危险因素进行控制,并对实测的测量结果进行检验,一旦发现与设计要求不符,必须立即进行重新检测和核实,寻找相应的方法。
8结语
综上所述,矿区地质环境的复杂性是其自身特点。因此,在地质勘查中存在着较大的难度。此外,矿山的地质问题具有一定的隐蔽性,现场勘查存在着巨大的潜在风险,使得常规的勘探方法难以有效的应用。在实际工作中,要想使矿区的勘探工作在绿色矿山背景下得到全面的保障,就需要对矿区的复杂地质区域进行综合分析,采取综合有效的勘查手段。
