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矿山水工环地质勘查技术流程改进研究论文

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2026-04-14 16:45:53    来源:    作者:xuling

摘要:水工环地质勘查属于矿山地质勘查的核心部分,矿山水工环地质勘查的基本目标在于明确矿区的水文地质特征,从而为矿产资源的有序开采提供科学决策的保障。

  摘要:水工环地质勘查属于矿山地质勘查的核心部分,矿山水工环地质勘查的基本目标在于明确矿区的水文地质特征,从而为矿产资源的有序开采提供科学决策的保障。随着矿山开采规模的不断扩大,矿山水工环地质勘查导致的生态环境影响更加突出。为此,地质勘查部门应当引发高度的重视,结合矿山地质环境的实际情况加以改进。基于此,本文探讨矿山水工环地质勘查的技术流程优化要点。

  关键词:矿山水工环地质勘查;技术流程;改进措施

  矿山水工环地质勘查旨在依靠专门的勘查工具或者技术手段,在全面探查矿区资源赋存现状的前提下,制定行之有效的矿产开采、运输与利用方案。矿山水工环地质勘查的技术流程是否合理,直接关系到矿产资源的开发利用效益,还会对于矿区的自然环境形成不可忽视的作用。因此,如何将精细化、绿色化的理念贯穿于矿山水工环地质勘查的全过程,应成为矿山地质勘查模式创新的关键。

  1矿山水工环地质勘查的基本内容

  矿山水工环地质勘查属于综合性、实践性的勘查业务形式,水工环地质勘查获得的数据结论能够为矿山开采、建设与运营提供可行性借鉴。当前时期的矿山水工环地质勘查主要包含水文地质勘查、工程地质勘查、环境地质勘查、矿山建筑物与基础设施的影响程度调查等,以上各方面内容都属于矿山水工环地质勘查的不可或缺要素。为保证矿山水工环地质勘查项目的顺利完成,矿山水工环地质勘查人员应注重对于第一手勘查资料的数据统计分析,并需要结合数据分析得出的异常地质情况,建立相关的区域地质灾害预警模型;按照矿山地质灾害风险的类别及其严重等级,制定具体的防灾措施,以减轻矿山开采区域的地质灾害发生率。

  矿山地质勘查人员在深入实地考察的基础上,不仅可以准确把握矿山地下水的运动规律及其赋存特点,其还能够全面评估矿山发生泥石流、滑坡等重大地质灾害的概率。勘查技术人员需要在探查矿山土壤与岩体力学特性的过程中,依据目前通用的行业技术标准来评估矿山开采导致的周边环境影响,以期在根源上降低矿产资源开发活动造成的负面生态效应。由此可见,矿山水工环地质勘查旨在支撑矿山开采作业的可持续发展,在突破传统开采模式的过程中占据显著的地位。

  2矿山水工环地质勘查的常用技术手段

  2.1地质雷达技术

  地质雷达(GPR)目前已成为矿山水工环地质勘查的重要仪器设备,矿山勘查人员可利用该设备向矿区地下的某一深度发射高频率的电磁波,并通过辨别反射波形的变化规律来评估矿区土壤以及岩石的结构特征,从而对于矿区地下指定深度范围内的矿体赋存情况实现全方位的掌握。目前在矿山地质勘查领域常用的地质雷达仪器最高能够达到2.5GHz的电磁波发射频率,可很好适应矿区的复杂地质条件。地质雷达发出的低频率电磁波还可以直接穿透矿区地表,从而帮助技术人员识别矿区地下的断层分布情况、地下水的水位变化、塌陷或滑坡导致的地下裂隙等因素。经过转化处理后的地质雷达探测图像更加直观而立体,因此可以直接作为矿产资源开发与开采的科学决策支持。

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  2.2电法勘查技术

  在矿山地质勘查的实施阶段采用电法勘查技术,旨在准确分辨矿区地下的土壤与岩石电阻率,电法勘查仪器能够自动接收矿区地下某一深度的电流传导数据,据此推断得出矿山地下土壤的含水率、岩石孔隙度等。依据目前通用的技术分类标准,对于电法勘查技术可以分为高密度电法与激化法的两种表现形式。具体在应用电法勘查仪器来探查矿山地下的岩体结构时,技术人员首先需要设置探测深度与电极间距,并应当重视矿山地表覆盖物、土壤与环境温湿度对于勘查结果造成的精确性影响。相比而言,高密度电法广泛适用于复杂的矿区地形环境,而激化法具有成本低、勘查速度快的显著优势。一般情况下,地质勘查部门对于测量深度较大的矿区地质结构可考虑采用激化法,而对于测量深度较小的矿区地质结构主要可以利用高密度电法予以实现。高密度电法的测量深度在30m以内,电极间距设计为10m;激化法的测量深度在50m以内,电极间距设计为50m~70m。

  2.3卫星遥感技术

  卫星遥感技术(RS)在评估矿山地质灾害风险方面占据显著的地位,其主要利用卫星遥感设备来获取矿山地表反射的雷达信号或者红外信号,以此为依据推断出矿区地下的结构分布规律。RS技术原理下的遥感探测设备可穿透厚度较大的云层,因此即便是在阴天或者夜间的特殊环境中,地质勘查人员也能够利用RS仪器来获取精准而可靠的地质勘查图。例如,SAR遥感勘查仪器的工作频率范围可覆盖于C波段至L波段,其能够精确至0.01mm的分辨率。在目前的现状下,融入人工智能技术以及机器学习技术的RS地质勘查仪器还可以自动提取矿山某一区域的土壤湿度、矿体形状与大小等数据指标,从而能够有力支撑矿山水工环地质勘查的全天候、全方位开展。利用计算机软件自动生成的矿区地下水以及岩体结构遥感勘查图还能够精确展现矿区的潜在生态隐患,对于降低人为开采作业引发的矿山地表沉降、自然植被破坏等问题发生率具有显著的影响。

  3矿山水工环地质勘查实施中存在的问题

  3.1勘查理念问题

  矿山水工环地质勘查的技术手段是否合理可行,在很大程度上影响到地质勘查结论的可靠性。当前时期的一些矿山地质勘查部门没有充分重视绿色勘查理念的引进、推广,导致勘查业务人员普遍表现为粗放的勘查作业模式,不利益矿山的自然生态环境获得更好的保护。例如,矿山地质勘查人员在从事样本采集以及数据分析的基础上,没有严格依据行业监管规定来处置固体废弃物,进而导致有毒有害的固体废弃物渗入矿区土壤以及地下水,甚至威胁到人员的安全健康。由此可见,缺乏绿色勘查理念作为支撑的矿山水工环地质勘查就会造成比较显著的生态失衡后果,不利于矿山地质勘查的经济效益与社会效益获得同步提升。

  3.2资源利用问题

  矿山水工环地质勘查的牵涉领域存在广泛性,矿山地质勘查部门只有高度重视了勘查资源的优化配置,其才能够真正实现降本增效的勘查模式转型目标。但是,在目前来看,矿山地质勘查实施过程中的资源利用效率仍然有待实现进一步的提升,集中体现在地质勘查资源的粗放使用。一部分的矿山地质勘查机构忽视人工智能的技术手段采用,对于矿山地质勘查的数据结果没有进行妥善的保存与传输,忽视信息资源的最大化效能发挥。地质勘查人员还容易忽视矿区地面塌陷、地下水异常涌出等地质灾害隐患,缺乏矿区地质灾害的科学评估体系。

  3.3机构协同问题

  矿山水工环地质勘查中的机构协同程度较低,一些地方政府以及行业监管部门没有着眼于地质勘查方面的资源供给、政策扶持与优惠待遇改善,进而导致矿山地质勘查面临诸多的障碍因素。矿山水工环地质勘查涉及到的各职能机构之间存在条块分割的缺陷,没有真正建立起良好的机构协同关系,从而不利于水工环地质勘查的数据资源获得更加充分的共享。缺乏机构协同作为保障的矿山水工环地质勘查还有可能导致勘查时间成本以及人工劳动成本的提升,很难发挥地质勘查工作在矿山资源开采与利用方面的指导作用。

  4矿山水工环地质勘查的技术流程优化措施

  矿山水工环地质勘查的传统技术流程存在粗放性,易造成矿山地质勘查领域的资源浪费,还会威胁矿山所在区域的生态平衡。当前背景下的绿色矿山勘查技术已实现广泛的应用,矿山地质勘查机构需进一步加强针对业务人员的培训与宣传,为矿山地质勘查的生态效益与社会效益提升打下良好的基础。

  4.1加强调研,合理制定勘查方案

  矿山水工环地质勘查如果要发挥其拥有的决策保障作用,则不能够缺少针对矿区地质环境的前期调研。地质勘查部门应结合矿山自然环境的实际情况,按照因地制宜的指导思想改进勘查方案,推动地质勘查资源实现最优化的配置利用。具体需要明确矿区地下土壤的厚度、类型、有机质含量、酸碱度、重金属含量等指标。勘查技术人员还应当充分利用计算机建模软件,结合勘查数据建立“地下水分析模型”。经过模拟得出矿区地下水系统的运行规律,为矿山地质资源的有序开发提供重要借鉴。

  现阶段的矿山水工环地质勘查机构人员应突破僵化的思维方式,在重视经济效益的同时更加不能够忽视潜在的生态环境影响。坚持绿色地质勘查的指导原则,对于长期实施的地质勘查方案进行灵活的调整,以期能够更好适应矿山地质勘查的新形势。地质勘查部门还需要安排专业人员负责深入矿区进行考察,做到全面采集真实、准确的第一手资料,对于影响矿区生态平衡的潜在因素应采取跟踪勘查的做法。在水工环地质调查的前期工作中,勘查业务人员应当深入矿山勘查现场进行实地考察,重点针对矿井内的水工环地质灾害问题展开综合性的调研,从而初步确定勘查方案。具体应当按照矿山勘查的实际状况,采用人工智能的仪器设备与技术手段,以显著提高勘查作业的准确度,从而给出详细而完善的地质勘查报告。勘查作业人员通过综合评估矿山地质环境的总体情况,对于矿产资源过度开采引发的危害后果进行了客观评价,从而能够为矿山安全生产提供有力的保证。

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  4.2健全机制,评估潜在环境影响

  矿山水工环地质勘查应体现规范性、精细化的转型方向,地质勘查部门应着眼于规章制度的完善,尤其需要重视环境影响评价制度(EIA)的导向作用发挥。健全水工环地质勘查的作业流程规定,明确勘查项目的所在位置、规模大小、生态影响等多个方面因素,从而能够为地质勘查人员提供详细的操作指导。水工环地质勘查部门还需结合矿山生态系统遭受破坏的真实情况,采取积极有力的措施来消除潜在的生态污染隐患,为水工环地质勘查作业的有序进行提供科学指南。依据矿山地质勘查的行业监管规定,矿山地质灾害等级的划分与判定标准如下。水文地质构造的勘查项目侧重于评估地下水对于地质构造形成的稳定性影响,岩土体的物理性质旨在评估某一矿山区域的地质结构、岩层结构、岩土构成,地形地貌的表现形式主要为冲沟地貌、矿山斜坡结构、地势坡度角,人为开采作业的地质勘查项目旨在评价岩层与土层的破坏影响。其中,矿山开采区域的二元结构、平均厚度应当在50mm以内,地表裂隙间距应不超出2m,地表振动幅度应不超出V级的强度等级。

  矿山水工环地质勘查的职能机构目前应全面加强针对勘查作业人员的专项技能培训,敦促勘查业务人员掌握信息化、智能化的勘查技术手段。并需要建立动态化的生态污染评价模型,依据环境影响评估的法律规定来判断矿山勘查行为导致的潜在威胁程度,从而制定行之有效的废弃物处置方案、污染控制方案等。地质勘查人员还应当重视第一手数据的采集,严格遵守矿山地质勘查方面的行业监管规定,将精细化理念贯穿于水工环地质勘查的实施过程。矿山水工环地质勘查应当与矿区的水文调查、环境调查等实现有机结合,重点在于准确把握矿山地质灾害的发生率。技术人员应当着眼于水文环境的调查分析,依据现行的行业标准来划分矿山地质灾害的严重等级。具体可以从矿区土地破坏、地貌破坏、土壤污染等勘查角度入手,结合既有的勘查实验数据,做到综合评定矿区发生地质灾害的潜在可能性。为提升矿山水工环地质灾害评估结论的准确性,地质勘查部门应邀请相关领域的专家人员予以共同评价,在专家协助下确保评估报告的精准、可靠。

  4.3突破边界,增进机构职能衔接

  矿山水工环地质勘查如果要体现集约化的资源利用宗旨,则关键就是要加强职能机构之间的衔接协调。具体需要在打破机构边界的基础上,进一步优化矿山地质勘查的作业流程,支撑实现信息资源的深度共享。水工环地质勘查应建立计算机网络数据库,用于保存地质勘查的第一手数据资料,并采取有效措施来预防数据丢失等后果。行业监管部门需加大针对水工环地质勘查的扶持、保障力度,健全水工环地质勘查的信息化基础设施,推动矿山地质勘查朝着数字化的方向不断转型。例如在物联网技术平台的支撑下,水工环地质勘查涉及的各机构与各部门人员应实现有序的职能衔接,充分依靠物联网的自动传感器来探测矿山开采区域的地表以及地下环境异常。并应当采取有效的改进措施,对于碎片化的地质勘查资源进行有机的整合,在合理分工的基础上保证水工环地质勘查业务的高效实施。

  突破水工环地质勘查实施中的机构边界,还应当体现在异常情况的精准反馈,从而保障矿区人员安全以及财产完整。例如在采集矿区地下水样的过程中,勘查人员发现矿山某一地下深度的水样存在异常变化,则需要立即将其反馈给上级主管部门,以期获得妥善的解决。矿区地下水的采样作业人员应借助专门容器来承装地下水样本,同时还应当妥善密封采样容器的端口,然后准确标注获取水样的时间、样本编号等信息。不同专业领域的地质勘查人员应突破传统的思维方式局限,着眼于加大机构协同,共同推动实现绿色矿山建设的目标。水工环地质勘查机构应重视计算机数据库的建立、更新与维护,依靠计算机数据库搭建各职能部门之间的资源共享平台。

  5结语

  综上所述,矿山水工环地质勘查的实施过程易导致矿区生态环境遭受严重破坏,缺乏合理性与可行性的矿山水工环地质勘查方案将会埋下环境污染的安全隐患。近些年来,矿产资源开采中的水工环地质勘查手段更加丰富多样,勘查部门应当在保证勘查结论准确的前提下,更加着眼于矿区的生态平衡维护。并需要充分利用人工智能的地质勘查辅助工具,推动矿山水工环地质勘查流程实现精细化的转型。