浅谈矿山水工环地质勘查中的技术及应用分析

浅谈矿山水工环地质勘查中的技术及应用分析

徐亚洲

云南省地质工程勘察有限公司     云南昆明650051

摘要:水工环地质勘查工作是探矿与采矿的基本工作之一，其核心内容就是对地质条件、水文环境等进行调查，搜集有关的资料，并摸清矿脉的分布规律及分布范围。这可以为制定采矿计划提供可靠的数据支撑，从而能够有效地提高采矿的生产效率与品质。本文基于矿山水工环地质勘查概念和内容基础上，着重讨论了矿山水工环地质勘查技术的应用策略。

关键词:水工环；地质勘查；矿山开采；技术；应用

前言:水工环地质勘查与社会生产、生活紧密相关。目前，国家倡导可持续发展，这对矿产资源的开采与利用提出了更高的要求。加大对矿山水工环地质勘查中的技术及应用的研究，有利于努力发挥科学技术的优势，同时降低不必要的资源损失，使人们能够更好地使用资源。在传统的采矿方法中，常常存在盲目进行采矿的情况。这不仅会浪费大量的资源、能量，还会降低企业的经济效益。为此，必须进行矿山水工环地质的勘查，并将获取的数据信息及时记录及反馈。为了提高水工环地质勘查工作的质量，并为后续采矿作业提供支撑，就必须大力推进矿山水工环地质勘查中的技术的研究。

一、矿山水工环地质勘查的概述

（一）概念

“水工环”是一个复杂的工程地质系统，其主要包括三个方面：工程地质、环境地质、水文地质。从广义上来说，矿山水工环的应用基点是经济社会服务。在社会发展的过程中，应该响应国家有关科学发展观的基本思想。在进行水工环地质勘查时，要考虑到其带来的生态效益、经济效益、社会效益，将可持续发展思想贯穿整个工程中。从狭义上讲，水工环主要是以森林、土壤等为研究对象。在我们国家的经济和社会持续发展的同时，人们对资源的需求量也越来越大，这就造成人们对资源的开发、地质勘查技术等方面的新需求。

（二）主要内容

水工环地质勘查工作是根据不同地质时期的勘查需求，针对不同的矿产类型来进行有针对性的研究。水文地质主要研究地区地下水的分布规律、水量等。工作人员只有了解地下水的物理性质，才能够给出在采矿活动中避免地下水的干扰的方法。工程地质是查明各种地质情况的一项工作。该项工作的开展有利于相关工作人员去分析施工过程中存在的地质问题，这为采矿生产的顺利开展提供了依据。环境地质就是通过对地质资料的采集来掌握勘查原则，并对矿山的生产状况进行综合评价。水工环地质学的主要内容，是对矿区进行水工环地质勘察，并对区内地静水位进行观测，通过抽水实验获得的资料以及钻孔支撑水文地质勘查的需求，对地下水的变化进行长时间的监测、采样分析、测试等。

二、矿山水工环地质勘查技术的应用策略

（一）电法技术的应用

电法技术已被广泛应用于矿山水工环地质勘查的过程中。该技术主要包括了高密度电法等。高密度电法能够将电剖面法与电侧面法相结合，具有操作简单等特点。在勘察过程中，可以添加相应的辅助监测技术。为了更好的发挥监测技术的功能，可以在电法技术中引入遥感技术，这有利于实现矿山开采的智能化。开展勘查工作，首先要构建多元地质模型，然后根据现实情况，来进行模型运行的设计。在模型运行的时候，会产生多个不同的波段。人员需要根据勘查处理级别，来对不同的波段进行分类和调整，并采用分层处理方式，降低波段传播的误差，以使得勘查信号的传输质量更高、传输速度更快，最终获得清晰、完整的地质勘查影像。此外，随着国内遥感技术的不断创新和发展以及电法技术的引入，也能进一步拓展遥感影像的应用空间，使其在一定程度上能够提高地质真实的光谱分辨率。在多方位勘查的情况下，确定合理的勘查范围，也能拓展遥感技术与电法的应用领域。

（二）GPS技术的应用

GPS是一种新的定位技术，已经在水工环地质勘查中得到了应用。GPS定位系统的基本思想就是利用定位器将接收到的信号转化为无线信号。在水文地质等方面，利用GPS技术可以突破原来的设计模式。在此基础上，利用测试卫星对某一特定地点进行定位。已知点不能少于三个，卫星数量也必须在三台以上，这才能获取待测点的准确位置。在此基础上，通过对3个或3个以上的GPS卫星与台站（接收机天线中心）的距离，以及某一时刻接收的3个或更多卫星的观测数据，反演GPS卫星在同一时间的空间坐标，从而获取测站的位置。与之前的勘查方法相比，有了GPS技术，可以节省大量的人力，而且测量的精度也更高。利用无线信号进行定位，可以更精确地确定勘查区的具体位置，并将勘查信息转换成无线信号传送回去。

（三）GPR技术的应用

GPR技术与上述两种方法都是水工环地质勘查的重要技术，它是一种利用电磁波主频在10 MHz-1000MHz的宽带高频内发射并进行探测的方法，该种方法可以有效地解决地质勘查中的难题。在矿山中，地质雷达需要将天线从地面上发射出去，然后将电磁波传输到地表，通过对电磁波的时频、幅值等信息的获取，可以对地质进行精确的分析与评估。在矿区进行试验之后，可以知道地质雷达探测技术主要用于近距离的探测，其精度很高，是一种高效的工程物探方法。地质雷达探测到的资料都是以图像的形式出现，而且图像的清晰度也非常高。经过数据的收集与自动处理，很容易就能辨认出来。水工环地质勘查是一种近距离、高精度的勘查方法，它的普及，极大地提高了地质勘查工作的效果，使其能够适应复杂地质体的勘查流程。

（四）TEM技术的应用

TEM技术也被称为瞬变电磁法。最早的时候，这种勘查方式只在航空领域使用过，但很快就被研究人员发现将其用于金属矿勘查、工程勘察、灾难调查等方面，也可以取得很好的效果。TEM法之所以能在水工环勘查中得到应用，其关键在于其电磁装置，其工作原理是利用回线向地下发出脉冲电磁波，在发射间歇期内可以观察到二次涡流场。如果发现不正常的二次涡流场，则可以对深部地层进行初步判断，从而确定深部是否有电性不均匀的地质体。当然，也有可能是因为地底深处的电磁强度不同，导致电磁波在地底的传输时间更长，从而产生“烟圈效应”。该方法能够对不同深度的烟圈效应进行实时监测，在水工环地质勘查工作中，采用的方法有两种：一是垂向磁偶源法，二是电偶源法。利用TEM技术进行地质勘查工作后，勘查成果显著，其分辨率更高。在复杂的地质条件下，它的灵敏度也会更高，并且可以提高观察的准确性。在一个固定的勘查环境下，它可以在不同的深度进行目标物的检测，而且可以取得很好的效果，同时可以满足水工环地质勘查工作的需要。

（五）PTK技术的应用

为了更好地将PTK方法用于矿山水工环勘查工作中，必须采用系统差分方法。其主要研究内容为：进一步地完善勘查资料、改善勘查资料中的错误、修正对载波相位资料中所含的误差。现有的PTK方法可将误差降至厘米级。应用PTK技术进行矿山水工环勘查工作时，可以采用三种相位差来进行数据的收集和发送。在这个过程中，相位差有一个固定的上下界，可以在刚开始使用时设置它的标准，以确定差别的界限。在勘查工作中传输数据时，若出现错误，就会使确定相位差变得更加困难。所以，传输数据的环境必须受到严格的控制。一般情况下，要先设置传输数据信号的基站，并对附近的基站进行相关工作，保证它与卫星信号是一致的，这样才能保证勘查数据的传输和处理的稳定性。PTK技术装置的定位是参考站和流动站的位置，通过对卫星接收到的信号进行解析，并将其与静止定位装置所获得的信息进行比较，再通过 GPS差分来减少误差，最终通过发送系统实现数据的传输，保证了流动站的接收效率。

结语

总之，为了保证矿山开采工程的正常进行，需要对水工环地质进行有效的勘察。水工环地质勘查是一项复杂的工程，必须将GPS、遥感等技术有机结合起来，才能保证水工环地质勘查工作的高效、优质，并为我国矿业事业的持续、健康发展打下良好的基础。

参考文献

[1]李斌.水工环地质勘察中的技术及应用0.中国金属通报，2019(03):256,258.

[2]武佳林.水工环地质勘察中的技术及应用0.中国金属通报，2019(12):227-228.

[3]江露露矿山水工环地质勘查中的技术应用研究[].科学技术创新，2018(05):55-56.