礦山工程勘察精選(九篇)

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第1篇：礦山工程勘察范文

關(guān)鍵詞：礦山工程；測量；繪圖；技術(shù)

前言：礦山工程測量為重要的礦山專業(yè)技術(shù)之一，但在測量的時候受很多因素制約，進(jìn)而影響測量的精確度，比如：施工條件、測量的時候所處的環(huán)境等。對此本文介紹了幾種能解決礦山測量常見問題，減少測量誤差，提高其測量的精確度、工作效率，所采用的新測繪技術(shù)、測量方法。其次，礦山測量中的繪圖新技術(shù)也發(fā)揮了重要的作用，不但提高測量的精確度和效率而且可以進(jìn)行礦山開采輔助設(shè)計，保障礦山安全的生產(chǎn)。針對繪圖技術(shù)講述一些新的方法及新軟件的應(yīng)用。

1針對測量方法的研究

1.1測量工作的重要性

作為一項專業(yè)性較強(qiáng)，并且需要不止一個人來完成的測量工作，一個小的細(xì)節(jié)問題都可能導(dǎo)致整個測量工作的失敗。其需要一個嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y量過程，要與設(shè)計，施工等緊密相連。是礦井開拓生產(chǎn)的主要組成部分，貫穿礦山工程的始終。

1.2礦山測量過程包括以下六個方面：：

（1）在礦山區(qū)建立一個可以作為礦區(qū)地形測繪，礦區(qū)各項勘察工程測量基礎(chǔ)的測量控制網(wǎng)——地面控制網(wǎng)的建立。

（2）在建立測量控制網(wǎng)之后，可進(jìn)行礦區(qū)地形圖的測量。為工程勘察設(shè)計，地質(zhì)地形圖等提供所需資料——1：500～1：5000地形圖的測繪。

（3）根據(jù)各級控制點，進(jìn)行礦區(qū)地面與井下各種工程的施工測量和竣工驗收測量；

（4）測繪和編制井上下對照圖、采掘工程平面圖及各種礦體幾何圖；

（5）進(jìn)行巖層與地表移動的觀測及研究——地表移動沉降觀測；為留設(shè)保護(hù)礦柱和安全開采提供資料；

（6）參加采礦計劃的編制，并對資源利用及生產(chǎn)情況進(jìn)行檢查和監(jiān)督

礦山測量是所有礦山工程項目能夠進(jìn)行的基礎(chǔ)，包括：中、腰線的給定、地面之上的土建工程測量，施工測量，井下的控制測量，豎井的聯(lián)系測量及貫通測量等。

1.3測量的創(chuàng)新技術(shù)

礦山工程的測繪技術(shù)深受現(xiàn)代高新技術(shù)、儀器設(shè)備、先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)等的影響，其也被賦予了新的內(nèi)涵。與此同時隨著新型的儀器，測量方法的出臺，服務(wù)對象的不斷變化，對于專業(yè)測繪工程技術(shù)人員的要求來說有了很大的提高。因此專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)該不斷的提升自己，在測量方法上也要不斷的創(chuàng)新。接下來我們將探討幾種針對不同情況下應(yīng)該采取的測量方法。

礦山的全站儀三角高程測量新方法代替水準(zhǔn)測量的應(yīng)用研究：

由于以前采用經(jīng)緯儀進(jìn)行三角高程測量，其精度不能滿足重要礦山工程的需要，如以前貫通工程高程測量一般只采用水準(zhǔn)測量。但水準(zhǔn)測量是與平面控制測量分開進(jìn)行的，且受傾角限制，而三角高程測量可與導(dǎo)線測量同時進(jìn)行，具有靈活性和簡便性，不受巷道傾角的限制。

《規(guī)程》要求三角高程測量閉合限差不得大于±100mm（L為閉合線路的長度，單位為km），生產(chǎn)中對高程測量要求最高的應(yīng)是貫通工程，通常情況下，為滿足生產(chǎn)需要，主要貫通中腰線偏差應(yīng)小于200mm,要滿足貫通的高程閉合差小于200mm, 即100mm

隨著全站儀在礦山測量中廣泛應(yīng)用，邊長、角度的觀測值精度得以很大提高，加上采用全站儀三角高程測量的中間觀測法和對向觀測法等新方法，通過減弱大氣折光影響、消除覘標(biāo)高、儀器高測量誤差，三角高程測量的精度已得到很大提高。經(jīng)驗證跟蹤桿配合全站儀三角高程測量新方法可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水準(zhǔn)測量進(jìn)行四等高程控制測量或貫通路線長度4km以上的貫通工程高程測量。

對此已有許多測繪工作者已對采用全站儀三角高程測量新方法測量的三角高程精度進(jìn)行了分析研究，如張智韜 等著的《全站儀三角高程測量方法及精度分析》一文已作了分析論述，本文不再贅述。

（2）GPS定位系統(tǒng)測量方法

GPS導(dǎo)航由美國國防部陸海空三軍聯(lián)手研制的定位系統(tǒng)，由三部分組成：空間部分的衛(wèi)星人，地面部分的地面控制系統(tǒng)，用戶設(shè)置部分的接收機(jī)。GPS定位系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在世界各地，多個行業(yè)。我國先后交付了國家A級和B級高精度GPS大地控制網(wǎng)分別由30和800個點構(gòu)成。GPS定位分靜態(tài)定位、動態(tài)定位。

實時動態(tài)定位系統(tǒng)RTK由三個部分組成：衛(wèi)星信號接收系統(tǒng)；數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)；軟件解算系統(tǒng)。GPS RTK系統(tǒng)的軟件解算系統(tǒng)決定了實時動態(tài)測量結(jié)果的精確度和可靠性。RTK測量是工程的控制測量非常有效的新技術(shù)。

隨著GPS測量技術(shù)的發(fā)展,工程測量的作業(yè)方法更是發(fā)生了歷史性的變革，GPS具有操作簡便、測站無須通視、觀測時間短、定位精度高、可隨時隨地全天候作業(yè)等優(yōu)點，在大地測量、工程測量、地形測量以及礦山控制測量等多方面中已得到廣泛應(yīng)用。

目前定遠(yuǎn)縣雙龍礦業(yè)有限公司正在利用GPS靜態(tài)相對定位技術(shù)、GPS-RTK技術(shù)用于礦區(qū)地面形變測量，實時監(jiān)測觀測點的下沉和位移。按照《煤礦測量規(guī)程》的規(guī)定，平面精度按點位精度

2工程測量中的繪圖技術(shù)的探討：

礦山工程繪圖技術(shù)越來越多樣，在此主要簡單探討一下AutoCAD技術(shù)和數(shù)字制圖技術(shù)

2.1AutoCAD技術(shù)在繪圖中的應(yīng)用

AutoCAD是當(dāng)今應(yīng)用最廣泛的一個通用輔助繪制軟件，其具有完全開放的結(jié)構(gòu)，用戶可以對其進(jìn)行二次開發(fā)，以滿足其特殊需要，可以廣泛應(yīng)用到繪制各種礦圖以及數(shù)據(jù)處理中。

（1）礦山輔助設(shè)計：AutoCAD具有強(qiáng)大的圖形編輯功能，廣泛應(yīng)用于礦山的基建、開采輔助設(shè)計，使礦山圖紙設(shè)計變得便捷、精確、美觀，且圖紙完全電子化也便于長期保存、查閱。

（2）地質(zhì)方面的應(yīng)用：對各種地質(zhì)勘探，各種資料數(shù)據(jù)的處理，對各種地質(zhì)圖件的繪制，還有建立礦山地質(zhì)模型?？捎肁utoCAD自定義出各種地質(zhì)巖性的填充圖案。

（3）礦圖標(biāo)準(zhǔn)符號庫開發(fā)與應(yīng)用：可以利用AutoCAD的形文件，嚴(yán)格按照《煤礦測量圖例》，二次開發(fā)出煤礦礦圖標(biāo)準(zhǔn)符號庫、測量線型等。

（4）Autolisp語言編程應(yīng)用：可以利用AutoCAD的內(nèi)嵌的Autolisp語言，進(jìn)行測量程序的編程，實現(xiàn)其特定的測量應(yīng)用功能。如：利用Autolisp編程實現(xiàn)導(dǎo)線自動平差、導(dǎo)線圖自動繪制、等高線自動繪制、地質(zhì)剖面圖自動繪制等。

2.2數(shù)字制圖技術(shù)在測繪中的應(yīng)用

數(shù)字制圖技術(shù)為測繪技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)還有信息技術(shù)三者結(jié)合的產(chǎn)物。

a:數(shù)字化成圖的過程：數(shù)據(jù)的采集；對數(shù)據(jù)的處理；圖形編輯；圖形輸出。

b:數(shù)字制圖的優(yōu)點包括：方便快捷；精度高；測站覆蓋范圍大，計算機(jī)成圖可以相對減少人為誤差；其勞動的強(qiáng)度比較小，工作效率較高；便于存儲應(yīng)用。

c：數(shù)字化測圖充分利用計算機(jī)輔助制圖軟件及一些新儀器優(yōu)點，如南方CASS7·0地籍地形測量成圖軟件可自動批量展繪高程點、等高線自動生成、軟件中的點狀、線狀、面狀地物的符號庫、線型完全符合規(guī)范的地形圖圖示的要求、可以查詢各種地物的實體編碼等地籍屬性，可以和全站儀進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，為數(shù)字化測圖應(yīng)用廣泛的軟件之一。新儀器如南方NTS962全站儀等的應(yīng)用。

2010年10月定遠(yuǎn)縣雙龍礦業(yè)有限公司測量隊采用南方NTS962全站儀與CASS7·0地籍測量成圖軟件配合，采用內(nèi)外業(yè)一體化的方法僅用不到1個月的時間,1個作業(yè)組(3個人)完成了該公司壽陳礦區(qū)2 km2的1/1000比例尺數(shù)字化測圖任務(wù)。由于南方NTS962全站儀內(nèi)置有測圖精靈軟件，加之與CASS7·0配合，經(jīng)實踐證明，其具有測圖方便、操作簡單、速度快、點位精度高、測繪圖形比較直觀等優(yōu)點。

3 結(jié)語

面對高科技技術(shù)的不斷引進(jìn)，測量儀器的不斷更新進(jìn)步，工程測量需要專業(yè)人員不斷地提升自身的業(yè)務(wù)水平，研究測繪新技術(shù)，改進(jìn)測量方法，推進(jìn)測繪技術(shù)進(jìn)步。而測量繪圖技術(shù)是工程的關(guān)健環(huán)節(jié)，因而測繪專業(yè)人士也應(yīng)對其要進(jìn)行深入探討。

參考文獻(xiàn)：

[1]俞光輝. GPS-PTK 在圖片根控制測量工作中的應(yīng)用[J]. 內(nèi)江科技，2011（7）

[2]謝剛生. 數(shù)字化成圖原理與實踐[M]. 西安:地圖出版社，2000.

第2篇：礦山工程勘察范文

關(guān)鍵詞：MAPGIS；地理信息系統(tǒng)；礦山

中圖分類號：TP29文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3198（2008）04-0263-01

1 MAPGIS地理信息系統(tǒng)

MAPGIS是具有自主版權(quán)的集數(shù)字制圖、數(shù)據(jù)庫管理及空間分析為一體的大型基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)軟件。它的主要功能包括數(shù)據(jù)采集與編輯、空間數(shù)據(jù)管理、空間分析、數(shù)據(jù)輸出等，借助這些功能可以從原始數(shù)據(jù)中圖示檢索或條件檢索出某些實體數(shù)據(jù)，還可以進(jìn)行空間疊加分析，以及對各類實體的屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計。MAPGIS廣泛應(yīng)用于地質(zhì)、礦產(chǎn)、城市規(guī)劃、測繪、土地管理等領(lǐng)域，并成為專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行各自研究的重要工具。

2 地理信息系統(tǒng)在礦山中的應(yīng)用

MAPGIS地理信息系統(tǒng)在礦山中的應(yīng)用大致分為兩類：一類是以多源信息的集成管理為主；另一類以多源信息的分析為主，即在前者的基礎(chǔ)上結(jié)合一些應(yīng)用模型進(jìn)行分析?？梢詫ΦV山資源與環(huán)境信息進(jìn)行采集、存儲、處理，建立礦區(qū)數(shù)據(jù)庫及軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)對信息的查詢檢索、綜合分析、動態(tài)預(yù)測和評價、信息輸出等功能，從而為礦區(qū)環(huán)境工程和礦產(chǎn)資源開發(fā)管理進(jìn)行規(guī)劃、判斷和決策提供科學(xué)依據(jù)。

2.1 MAPGIS在資源管理中的應(yīng)用

在礦山建設(shè)和生產(chǎn)過程中，涉及到多種資源的管理，如礦山開采的主要資源（礦山資源）、伴生礦物、水資源等?；贛APGIS的資源管理，建立礦產(chǎn)資源空間數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)圖形及其相關(guān)屬性數(shù)據(jù)的統(tǒng)一集成管理。

（1）礦山資源管理。礦山資源儲量和品位管理是礦山資源管理的基礎(chǔ)，利用GIS技術(shù)進(jìn)行礦山資源管理，實現(xiàn)礦山資源儲量和上覆巖土剝離量的自動快速計算、動態(tài)管理及分析、表達(dá)，反映礦山資源的數(shù)量和分布情況，最終保證資源的合理開采和充分利用。

（2）其它資源管理。對于礦山的伴生礦物，建立基于MAPGIS的數(shù)據(jù)庫，有利于伴生礦物的綜合開發(fā)利用。水資源管理也是礦山面臨的重要問題，由于礦山的生產(chǎn)活動，破壞了其周圍的水資源，MAPGIS技術(shù)可以用于水資源清查，反映水資源的分布情況，為合理的利用和保護(hù)水資源提供依據(jù)。

2.2 MAPGIS在工程地質(zhì)中的應(yīng)用

礦山工程地質(zhì)的原始勘探數(shù)據(jù)可以基于MAPGIS的空間數(shù)據(jù)庫高效地存儲管理。MAPGIS可以有效的管理礦山工程地質(zhì)圖，并實現(xiàn)圖形及其屬性關(guān)聯(lián)，其關(guān)鍵問題在于圖形表達(dá)編輯能力要強(qiáng)。MAPGIS可以像CAD一樣來繪制礦山資源開發(fā)所需要的柱狀圖；還可利用鉆孔數(shù)據(jù)和柱狀圖，或者基于空間數(shù)據(jù)庫，MAPGIS可以自動繪制剖面圖和等值線圖。在礦山的邊坡控制和疏干排水中，MAPGIS地理信息系統(tǒng)技術(shù)可以幫助礦山工作者解決礦山疏干排水、采場邊坡設(shè)計與穩(wěn)定性分析等工程問題。

2.3 MAPGIS在礦山規(guī)劃與設(shè)計中的應(yīng)用

在國外，許多礦山已經(jīng)應(yīng)用GIS來解決礦山工程問題。例如，德國的露天煤礦使用GIS設(shè)計工作面的作業(yè)計劃、礦巖運(yùn)輸線路及排土場的位置等。而我國GIS在礦山的應(yīng)用大多集中于底層的礦圖管理，在GIS中建立分析模型對礦山進(jìn)行優(yōu)化分析的應(yīng)用研究還很少。

（1）礦山的境界、生產(chǎn)能力、服務(wù)年限、開采工藝等都是其重要的決策問題，用MAPGIS技術(shù)建立境界的可視化模型是非常有效的，在傳統(tǒng)的G軟件中建立地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)模型可以較好的模擬開采境界和品位優(yōu)化，并且實現(xiàn)境界的動態(tài)圈定。

（2）利用MAPGIS技術(shù)可以對礦山的采場進(jìn)行交互式的可視化設(shè)計。通過在GIS軟件中建立專業(yè)的分析模型，對采場的設(shè)計效果進(jìn)行分析，改進(jìn)設(shè)計效果。礦山設(shè)計者可以用在GIS中建立的專業(yè)模型（如網(wǎng)絡(luò)模型、動態(tài)規(guī)劃模型等）優(yōu)化露天礦生產(chǎn)系統(tǒng)，如用GIS的最佳路徑分析功能來優(yōu)化露天運(yùn)輸線路的位置和布局，縮短礦巖運(yùn)距，從而降低運(yùn)輸成本。采用MAPGIS進(jìn)行露天礦的設(shè)計和規(guī)劃，不僅可以交互式繪制各種所需圖件，而且可以建立圖形元素與其屬性數(shù)據(jù)的聯(lián)接，這是手工圖或CAD圖所沒有的功能。

2.4 MAPGIS在礦山管理中的應(yīng)用

（1）生產(chǎn)計劃和調(diào)度。在制定礦山生產(chǎn)計劃和調(diào)度方案方面，可以利用MAPGIS技術(shù)建立塊狀礦床模型，通過計算機(jī)可視化顯示礦山的礦巖分布和當(dāng)前開采狀態(tài)，建立開采優(yōu)化模型確定哪些塊段在哪個計劃期開采，則得到一個優(yōu)化的開采方案。目前，國內(nèi)大部分礦山采用電鏟―卡車間斷工藝系統(tǒng)，采運(yùn)成本占露天礦總成本的60%以上。因此，基于MAPGIS的礦山生產(chǎn)調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對電鏟、卡車等設(shè)備的實時優(yōu)化調(diào)度，使運(yùn)輸系統(tǒng)高效運(yùn)行，從而提高礦山的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）礦圖管理。二維礦圖管理是目前GIS技術(shù)非常成熟的應(yīng)用，也是GIS技術(shù)比較基礎(chǔ)的應(yīng)用。MAPGIS的最終輸出產(chǎn)品是電子礦圖，MAPGIS用于礦山的礦圖管理，其實質(zhì)是建立空間數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對礦圖及其元素屬性的存儲、編輯、查詢和輸出，為其他高層次的應(yīng)用建立基礎(chǔ)。

（3）人力資源管理、安全管理與決策支持系統(tǒng)等。根據(jù)礦山的組織結(jié)構(gòu)，建立基于MAPGIS的人力資源數(shù)據(jù)庫，與人員考勤系統(tǒng)連接，從而可視化的確定和顯示在什么時間、什么地點有哪些人在作業(yè)，為管理者提供實時的采場人員分布情況，為決策提供依據(jù)；利用MAPGIS對安全設(shè)施的布局進(jìn)行合理科學(xué)的規(guī)劃，在滿足礦山安全生產(chǎn)的條件下盡量節(jié)約安全經(jīng)費，降低生產(chǎn)成本,對于已經(jīng)發(fā)生的事故和災(zāi)害，進(jìn)行基于MAPGIS的影響評價和分析事故原因，可預(yù)防同類事故的再次出現(xiàn)；建立基于MAPGIS的決策支持系統(tǒng)，就是在空間數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，建立專家知識庫和專業(yè)模型，為礦山?jīng)Q策提供解決方案，并充分發(fā)揮GI的空間分析能力，以可視化的直觀的方式為決策提供依據(jù)。

2.5 MAPGIS在礦山環(huán)境保護(hù)與生態(tài)恢復(fù)中的應(yīng)用

開發(fā)礦山礦產(chǎn)資源，通常對環(huán)境的破壞很大。人類賴以生存的自然環(huán)境，在某種意義上比礦產(chǎn)資源更重要?；贛APGIS的地理信息系統(tǒng)可以很好地統(tǒng)籌解決環(huán)境問題。

（1）礦山環(huán)境影響評價。礦山資源開發(fā)過程中容易引起一系列環(huán)境問題，一般可以分為四類：土地破壞、水體污染、大氣污染和噪聲污染等。MAPGIS技術(shù)在環(huán)境影響評價中的應(yīng)用已比較成熟，有助于解決露天礦環(huán)境問題。例如通過建立EGIS（專家地理信息系統(tǒng)）可以準(zhǔn)確的評價露天礦生產(chǎn)活動對周圍環(huán)境的影響；通過建立MAPGIS的緩沖區(qū)分析可以評價爆破產(chǎn)生的環(huán)境污染（飛出的巖石、噪音和煙塵）范圍。

（2）環(huán)境規(guī)劃和土地復(fù)墾規(guī)劃。在礦山環(huán)境影響評價的基礎(chǔ)上，MAPGIS可以用于制定科學(xué)的環(huán)境規(guī)劃，確定環(huán)境治理措施的合理布局。礦山對到達(dá)邊界的排土場或廢棄的采場進(jìn)行土地復(fù)墾,建立基于MAPGIS的土地復(fù)墾信息系統(tǒng)，在計算機(jī)屏幕上動態(tài)顯示現(xiàn)在與未來礦區(qū)土地覆蓋變化，對未來土地復(fù)墾后的景觀進(jìn)行預(yù)測模擬，從而有效的指導(dǎo)和評價土地復(fù)墾作業(yè)。

3 結(jié)論

MAPGIS在礦山中的應(yīng)用，主要包括資源管理、輔助勘探、工程地質(zhì)、礦山規(guī)劃設(shè)計、實時開采模擬、作業(yè)安排與監(jiān)測、地質(zhì)統(tǒng)計、環(huán)境保護(hù)和生態(tài)修復(fù)等。其中，建立基于MAPGIS的礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)庫是實現(xiàn)MAPGIS在露天礦應(yīng)用的基礎(chǔ)。MAPGIS在礦山成功應(yīng)用的標(biāo)志,是實現(xiàn)基于MAPGIS的交互式三維可視化礦山開采設(shè)計。實現(xiàn)礦山企業(yè)的集約型發(fā)展，需要充分利用空間信息資源,在MAPGIS技術(shù)支持下的數(shù)字礦山建設(shè)，是礦山企業(yè)走向可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路。

參考文獻(xiàn)

［1］鮑光淑，劉斌．基于空間分析的礦產(chǎn)資源評價方法［J］.中南工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2001，32(1)：1-3.

第3篇：礦山工程勘察范文

關(guān)鍵字：TSP GPR 隧道工程 地質(zhì)超前預(yù)報

中圖分類號：TB21 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（c）-0056-02

隨著我國鐵路、公路運(yùn)輸、隧道及水電建設(shè)南水北調(diào)引水隧洞建設(shè)的加快，隧道（洞）的勘查設(shè)計時間比較短，在隧道（洞）工程建設(shè)開發(fā)之前，很難提供足夠的時間物資來用于詳細(xì)的巖土工程地質(zhì)勘察，況且我國目前的勘察手段、鉆探等很難準(zhǔn)確的全面的探明整座隧道（洞）工程地質(zhì)、水文地質(zhì)等條件，很難查明所有的不良地質(zhì)作用。特別對那些埋深大（如錦屏水電樞紐引水隧洞工程，一般埋深190 km左右，最大埋深達(dá)2300 m），長度大（如南水北調(diào)引水隧洞工程穿越雅龍江—— 大渡河的分水嶺隧洞長71.4 km），地質(zhì)環(huán)境條件又復(fù)雜的隧道（洞）。因此隧道（洞）建設(shè)工程的超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)的應(yīng)用迫在眉前提上日程。

1 地質(zhì)雷達(dá)和TSP簡介

地質(zhì)雷達(dá)和TSP都是目前在隧道超前地質(zhì)預(yù)報中的常用方法。兩種方法各有所長：TSP是長距離預(yù)報手段預(yù)報距離可以達(dá)到150 m左右，地質(zhì)雷達(dá)是短距離預(yù)報手段每次探測距離在35 m左右；二者探測精度也有所不同，TSP了解大致的地質(zhì)情況，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行復(fù)核，準(zhǔn)確查明不良地質(zhì)情況，長短結(jié)合，這是目前運(yùn)用這兩種探測技術(shù)進(jìn)行超前預(yù)報的普遍做法。

1.1 地質(zhì)雷達(dá)的發(fā)展應(yīng)用情況簡介

自20世紀(jì)80年代末以來，地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用領(lǐng)域得到了迅速擴(kuò)大。在采礦工程、水利水電工程、地質(zhì)工程與巖土工程勘察、建筑工程、公路工程、隧道工程、管線工程、環(huán)境工程、考古等眾多領(lǐng)域已經(jīng)開始了應(yīng)用。

地質(zhì)雷達(dá)在礦山工程中用于探測采空區(qū)，地下水防突層厚度，滲水裂隙，破碎帶，斷層，溶洞，自燃區(qū)，瓦斯突出，巷道圍巖（擾動區(qū)）松動圈以及采場充填體缺陷等工程災(zāi)害隱患；在水利水電工程中主要用于探測堤壩工程災(zāi)害隱患和壩基災(zāi)害調(diào)查；在地質(zhì)工程與巖土工程勘察中主要用于建筑物滑坡災(zāi)害調(diào)查、基巖面探測、地基夯實加固檢測、地基勘察（如地質(zhì)異常、舊基礎(chǔ)、溶洞、采空區(qū)等地質(zhì)隱患探測）、溶洞災(zāi)害探測、地層分層、地質(zhì)結(jié)構(gòu)災(zāi)害和地下水災(zāi)害隱患探測以及地質(zhì)災(zāi)害評估；在公路工程中主要用于公路路面厚度檢測、公路路面密實度、地基勘察、公路路面與路基病害調(diào)查。

在隧道工程中的，地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用較晚，在運(yùn)營期它用來進(jìn)行隧道病害診斷，施工期用來做質(zhì)量檢測對二次襯砌厚度進(jìn)行評估等；另外一方面重要的應(yīng)用就是施工期的超前地質(zhì)預(yù)報中，近幾年的應(yīng)用已經(jīng)獲得了良好的效果并取得了很多有益的成果。

1.2 TSP簡介

TSP（Tunnel Seismic Prediction）是瑞士安伯格測量技術(shù)公司于20世紀(jì)90年代初期研制開發(fā)的一套超前預(yù)報系統(tǒng)。該系統(tǒng)專門為隧道地質(zhì)超前預(yù)報設(shè)計，對隧道施工、地下礦藏和洞穴都能開挖提供有效的幫助.自1994年TSP系統(tǒng)進(jìn)入國際隧道建筑市場以來，TSP的工程應(yīng)用已經(jīng)超過10年。90年代初，瑞士的特長鐵路隧道，20 km長的費爾艾那隧道采用TBM施工技術(shù)，為了配合TBM施工，TSP探測技術(shù)首次投入費爾艾那隧道施工中，對保證TBM施工安全起到了積極的作用。隨后，TSP測量技術(shù)被世界各地的隧道工程界普遍接受并得到廣泛應(yīng)用。

自1994年TSP系統(tǒng)進(jìn)入國際隧道建筑市場到今天為止，已經(jīng)成功地在全球諸多國家如瑞士、瑞典、意大利、法國、伊朗、日本、韓國、等國家的公路和鐵路隧道、輸水隧洞、煤礦巷道等進(jìn)行了上千次卓有成效的地質(zhì)超前預(yù)報工作并且得到了中國的隧道工程技術(shù)人員廣泛認(rèn)同，并成功地應(yīng)用于國內(nèi)的公路和鐵路隧道、輸水隧洞和煤礦巷道等工程中。

2 TSP和GPR綜合超前地質(zhì)預(yù)報分析

電磁波傳播特性要求地質(zhì)雷達(dá)資料處理在相當(dāng)程度上有別于彈性波的方法，這方面存在許多值得研究的課題，如地質(zhì)雷達(dá)波的衰減特性與地震波有很大區(qū)別，地質(zhì)雷達(dá)波與地震波在地下介質(zhì)中的傳播特性也明顯不同。對不同隧道工程地質(zhì)條件，充分考慮其地球物理特征，選擇多種有效的地球物理方法進(jìn)行綜合勘探，結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造特點對觀測資料進(jìn)行綜合分析和解釋，有助于最大限度地消除資料解釋的多解性。

綜合地球物理勘探解釋可以是利用反映介質(zhì)相同或相似特性的不同方法之間的綜合解釋，如地震反射資料、折射資料和天然地震資料的綜合解釋，也可以是反映介質(zhì)不同待性的不同方法之間的綜合解釋，如地質(zhì)雷達(dá)資料、TSP資料的綜合解釋。

GPR方法是利用隧道前方巖石介質(zhì)界面的電磁特性差異而產(chǎn)生的電磁反射波進(jìn)行隧道超前預(yù)報，其發(fā)射的是高頻的電磁脈沖，在復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境下，電磁波的衰減很快。在巖性較好情況下該方法僅適應(yīng)于預(yù)報隧道掌子面前方SOm范圍內(nèi)的地質(zhì)情況，一般用來探測開挖面前方10～30 m范圍內(nèi)及隧道周圍的地質(zhì)狀況，屬于短期超前地質(zhì)預(yù)報的范疇。由于利用了高頻電磁波，所以GPR分辨率比TSP要高，相應(yīng)地，其地質(zhì)異常定位比TSP精確。另外，由于電磁波透過空洞或溶洞以后能夠繼續(xù)向前傳播，而地震波勘探時，前面的較大的溶洞往往會將后續(xù)地質(zhì)異常遮住，形成探測盲區(qū)。

3 某隧道工程地質(zhì)條件

隧道跨越了某大斷裂的次生帶區(qū)，洞內(nèi)巖性變化頻繁，地下水極為豐富。隧道經(jīng)歷了自穩(wěn)性極差的炭質(zhì)板巖、泥巖，溶洞、溶縫極為發(fā)育的灰?guī)r及較為富水的砂巖及斷層破碎帶含瓦斯地層等不良地質(zhì)構(gòu)造。隧道兩次穿越南溪河的沖積層，線路在較長地段順沖溝而行，隧道圍巖多屬Ⅱ、Ⅲ類，強(qiáng)度較低，自穩(wěn)能力差，且?guī)r性經(jīng)常變化，地質(zhì)條件較為惡劣，施工難度極大。

復(fù)雜多變的地質(zhì)條件常常導(dǎo)致勘察得到的隧道圍巖與實際發(fā)現(xiàn)的圍巖有著較大的差異（如圖1）。

3.1 地層巖性

隧道圍巖屬上三疊統(tǒng)一碗水組地層，少量屬路馬組地層，巖性相對比較復(fù)雜，硬質(zhì)巖有板巖，含炭質(zhì)板巖、弱變質(zhì)灰?guī)r；超基入巖體，軟質(zhì)巖有砂巖、泥巖。由于受哀牢山大斷裂及次一級構(gòu)造的影響，隧道基本上出露灰?guī)r、深灰色板巖和炭質(zhì)板巖。表層強(qiáng)風(fēng)化破碎，圍巖范圍內(nèi)板巖基本上呈現(xiàn)出弱風(fēng)化碎塊狀或塊狀，節(jié)理裂隙發(fā)育，不均勻風(fēng)化，弱變質(zhì)深灰色灰?guī)r及超基入巖體為弱風(fēng)化大塊狀，隧道圍巖出現(xiàn)的淺黃色砂巖和紫紅色泥巖屬軟質(zhì)巖類。

地層巖性對隧道施工中地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生具有決定性作用，特別是塌方的發(fā)生主要與巖性有關(guān)。90%以上的塌方發(fā)生在碳質(zhì)板巖中。而在灰?guī)r和砂巖中，主要表現(xiàn)為掉塊現(xiàn)象，僅局部地段出現(xiàn)塌方。涌水的發(fā)生也與巖性有關(guān)，砂巖中一般是線狀流水，板巖中一般為多處同時滲水，灰?guī)r中則一般為線狀或股狀水流。由于巖性界面往往是富水部位，因而在巖性發(fā)生變化的部位也是涌水易出現(xiàn)的位置。

3.2 地質(zhì)構(gòu)造

安定向斜：由三迭系上統(tǒng)路馬組和一碗水組組成，軸部向西北端昂起，東南段延展幅寬達(dá)24 km，巖層傾角40°～60°，次級褶皺發(fā)育，受走向斷裂的干擾破壞，地層重復(fù)而構(gòu)造重迭，遞錯，使向斜支離破碎，殘缺不全。

隧道范圍內(nèi)有斷裂穿過。斷裂延伸30～90 km不等，沿斷裂帶常見片理巖、糜棱巖、碎裂巖、擠壓角礫巖及巖石破碎帶等，并有超基性巖漿巖侵入，斷面多傾向北東，局部傾角450°，為壓扭性構(gòu)造。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，斷裂和節(jié)理發(fā)育。據(jù)統(tǒng)計，隧道內(nèi)圍巖中主要發(fā)育四組構(gòu)造，產(chǎn)狀分別為143°/NE/74°，80°/NW/79°，172°/NE/28°和170°/NE/76°，其中以第一組最為發(fā)育。節(jié)理的長度一般50～2250 cm，局部地段長度達(dá)3 m甚至l0 m以上。節(jié)理面一般較為粗糙，較長的節(jié)理面則較為平直光滑。

短小的節(jié)理多數(shù)閉合，而長度較大的節(jié)理縫則寬度較大，多為0.5～2 mm，最大達(dá)6～9 cm。塌方和涌水即出現(xiàn)在節(jié)理長度大、節(jié)理縫寬、節(jié)理面平直光滑的地段。

根據(jù)地表地質(zhì)調(diào)查，下行線K255+180和上行線K255+210的地表為一常年流水河溝通過，見斷層角礫巖，氣孔構(gòu)造的噴發(fā)巖，還有煌斑巖。上行線K255+280的地表為一山坳，兩側(cè)巖層產(chǎn)狀雜亂。其中隧道下行線255+160～+282、上行線K255+200～+349位于兩條斷層的交會處，即斷三角帶。

3.3 水文條件

隧道磨黑端常年水位線高于隧道，上行線隧道洞頂距最高地下水位線為128 m，下行線隧道洞頂距最高地下水位線為214 m。路線區(qū)域內(nèi)分布松散層孔隙水，碳酸鹽巖巖溶水和基巖裂隙水三大類?；鶐r裂隙水分布最為廣泛，其中以碎屑巖裂隙水為主。松散層孔隙水：松散層孔隙水主要分布于第四系沖洪積和殘坡積層中，在砂性土中相對較豐富，接受大氣降水補(bǔ)給，徑流排泄不暢，常年滯水，而粘性士，水量相對貧乏。碳酸鹽巖巖溶水：區(qū)域出露的碳酸鹽巖較少，只是在隧道部分出現(xiàn)了少量的灰色灰?guī)r接受孔隙水及基巖裂隙水的補(bǔ)給，一般以溶洞的形式排泄。裂隙水對洞口滑坡和洞內(nèi)崩塌的形成起重要作用。砂巖及灰?guī)r中賦存有裂隙水，由于裂隙水壓力的作用，水沿裂縫的楔入作用使巖體凝聚力降低，內(nèi)摩擦角減小，力學(xué)強(qiáng)度降低，引起塌方。

總之，隧道的水文地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜，從某種意義上說，水已經(jīng)成為影響圍巖穩(wěn)定的最主要的因素。

4 某隧道TSP&GPR聯(lián)合探測結(jié)論

隧道K255+689～K255+539段TSP探測時，因為TSP探測在該處縱波反射能量比橫波弱，反射能量分別為3.67e～4，2.42e～3，呈現(xiàn)反射波振幅，所以預(yù)報K255+689～K255+574段為硬巖層，在K255+605附近富水。實際施工情況K255+689～K255+574段為硬質(zhì)板巖和灰?guī)r，在K255+600處涌水量大，大1000m3/h，施工中增加了排水設(shè)施，增強(qiáng)了支護(hù)。

隧道挖掘到K255+600灰?guī)r地層附近遇到巖隙涌水，隨后利用GPR進(jìn)行短期超前探測。得到雷達(dá)探測剖面，從剖面圖上明顯看到反射波振幅異常強(qiáng)烈，從而無需進(jìn)一步的分析即可圈定涌水通道的范圍。后經(jīng)施工證實，K255+600處涌水通道為灰?guī)r垂直溶隙。

參考文獻(xiàn)

第4篇：礦山工程勘察范文

關(guān)鍵詞：礦山資源；地質(zhì)環(huán)境問題；防治策略；研究

1礦山工程概況

田東縣坡洪煤炭有限責(zé)任公司按桂政發(fā)（2011）43號文“關(guān)于加快推進(jìn)煤礦機(jī)械化改造的決定”的精神，根據(jù)礦井實際情況決定對坡洪煤礦進(jìn)行機(jī)械化改造，生產(chǎn)能力為9萬t/a。為辦理采礦權(quán)延續(xù)伸請登記，需要編制礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理方案。根據(jù)廣西壯族自治區(qū)國土資源廳2013年下發(fā)的《廣西壯礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理水文地質(zhì)詳查規(guī)程（試行）》要求：“對傍河、傍海、傍水庫、傍供水水源地的礦山，或巖溶地區(qū)傍城鎮(zhèn)或集中居民點的礦山、深凹開采礦山、重金屬礦山等，凡是可能造成含水層破壞或污染、可能引發(fā)嚴(yán)重地質(zhì)環(huán)境問題的礦山，必須開展水文地質(zhì)詳查工作”。坡洪煤礦為傍河以及可能造成含水層破壞或污染的礦山，應(yīng)進(jìn)行礦山恢復(fù)治理水文地質(zhì)調(diào)查。

2當(dāng)前國內(nèi)礦山地質(zhì)環(huán)境問題分析

2.1礦山地質(zhì)環(huán)境問題的具體表現(xiàn)形式

一開始的時候，在礦山地質(zhì)環(huán)境污染中存在大氣污染、水質(zhì)污染和廢渣污染。從以往經(jīng)驗得出，煤礦生產(chǎn)中出現(xiàn)的粉塵和一些容易揮發(fā)的氣體，是產(chǎn)生礦山區(qū)域環(huán)境中大氣污染的主要原因，進(jìn)而，也深深的影響了大氣環(huán)境質(zhì)量。特別是煤矸石，給更加嚴(yán)重影響大氣污染打?qū)е?，在影響地下水的同時也對土質(zhì)環(huán)境造成更加嚴(yán)重的危害。這主要是由煤矸石本身具備相對強(qiáng)的可燃性，易爆炸的特征決定的，一旦出現(xiàn)燃燒、爆炸，就會快速釋放大量有毒有害氣體，直接嚴(yán)重影響大氣環(huán)境。在開采運(yùn)用礦產(chǎn)資源的時候，會形成廢石、尾礦和冶煉廢渣等，他們?nèi)绻艽髷?shù)量的堆積在一起，并且不做任何的處理，就會形成環(huán)境污染和資源浪費。很大的原因是這些礦產(chǎn)資源副產(chǎn)品中存在很多的重金屬和某些有毒有害物質(zhì)，在廢棄礦石長時間、堆放的情況下，不僅水資源受其影響，這一區(qū)域的土地也會出現(xiàn)嚴(yán)重的沙漠化現(xiàn)象。與此同時，伴隨著采礦中出現(xiàn)的一系列問題，會破壞潛水層，疏干性排水現(xiàn)象出現(xiàn)，地下水水位發(fā)生變化，發(fā)生明顯下降，更為嚴(yán)重時，會引起河流斷流，一些相對穩(wěn)定的水環(huán)境發(fā)生不良改變，例如地下水資源枯竭，地表水漏失、區(qū)域水不平衡等，對礦山地質(zhì)環(huán)境帶來非常不好的影響。后來，固定廢棄物的污染問題成為礦山地質(zhì)環(huán)境污染中的重點。現(xiàn)狀礦山人類工程活動主要為采礦，無高邊坡存在，現(xiàn)有井口邊坡均已噴漿或漿砌石支護(hù)，邊坡穩(wěn)定性較好，建井至今井口邊坡從未發(fā)生過崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害，現(xiàn)狀周邊亦無成規(guī)模的滑坡、崩塌、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。礦區(qū)地表主要為粘性土所覆蓋，匯水面積小，現(xiàn)狀無自然形成的泥石流地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。礦井開采后的固體廢棄物主要是煤矸石，主要賣到附近磚廠作磚，堆放時間一般為數(shù)天，矸石場沒有永久矸石山，現(xiàn)狀未發(fā)生崩塌、滑坡及泥石地質(zhì)災(zāi)害。因此，礦區(qū)現(xiàn)滑坡、崩塌、泥石流地質(zhì)災(zāi)害弱發(fā)育、危害程度小，危險性小。礦井以斜井向下開采，地面變形總體不大，一般不會產(chǎn)生較大規(guī)模的山體滑坡。礦山地面建筑基本利用原有設(shè)施，井口均已有護(hù)坡措施。預(yù)測礦山改造引發(fā)崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害的可能性小、危害程度小，危險性小。

2.2礦山地質(zhì)環(huán)境問題成因分析

第一，礦山地質(zhì)資源開發(fā)企業(yè)缺少環(huán)境保護(hù)思想。礦山地質(zhì)環(huán)境問題，關(guān)鍵因素是理念指導(dǎo)水平相對低。在開發(fā)運(yùn)用礦產(chǎn)資源的時候，安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益成為重點，關(guān)于礦山的地質(zhì)環(huán)境完全被拋諸腦后，沒有準(zhǔn)確的思想指導(dǎo)，群龍無首，進(jìn)而，對環(huán)境保護(hù)的了解方面發(fā)生嚴(yán)重的偏差。第二，沒有有效的對礦山地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)督管理，礦山地質(zhì)出現(xiàn)環(huán)境污染問題。在礦山地質(zhì)環(huán)境的保護(hù)過程中，安監(jiān)、國土和環(huán)保等部門自然也會牽扯其中，但實際情況是，在我國的礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)工作中，很多地方存在明顯的空白，責(zé)任不能詳細(xì)落實到位，部門分工缺乏明確性，部門之間很少交流和協(xié)助，進(jìn)而，礦山地質(zhì)環(huán)境問題的出現(xiàn)也屢見不鮮。第三，現(xiàn)在有待進(jìn)一步健全與完善我國礦山地質(zhì)環(huán)境的管理。從教訓(xùn)中我們可以深切感受到，在我國礦山環(huán)境的監(jiān)管力度方面，存在嚴(yán)重的不足。最為關(guān)鍵的地方是，我們國家現(xiàn)在實行的礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)監(jiān)管機(jī)制不完善，執(zhí)法監(jiān)管方面存在嚴(yán)重漏洞，力度明顯不足。

3關(guān)于礦山地質(zhì)出現(xiàn)的環(huán)境問題的防治措施及建議

（1）礦區(qū)淺部存在老窯，開采的Ⅳ煤層時，大部分在已形成的采空區(qū)下開采。采空區(qū)積水對開采仍構(gòu)成一定影響，開采過程中務(wù)必先將采空區(qū)積水疏干，防范其積水透水、突水對礦山的威脅。

（2）礦山為傍河侵蝕基準(zhǔn)面下開采，淺部開采有可能受到地表河水通過斷層帶及不明老窯充水的影響，應(yīng)按設(shè)計留設(shè)足夠的隔水煤柱，防止河水通過各種裂隙向巷道涌水，確保采空區(qū)沉陷盆地邊緣離河床有一定的安全距離，嚴(yán)禁在河流下挖財煤炭，如果一定要在水體下采煤，必須滿足試采成功的要求，得到可靠的資料并認(rèn)真分析后，向有關(guān)部門報告，得到批準(zhǔn)后才可以實施。在開采的過程中應(yīng)堅持“有疑必探，先探后采”的原則進(jìn)行探放水，防止發(fā)生透水、突水事故。

（3）采礦活動產(chǎn)生的不良環(huán)境影響主要為采空區(qū)地面變形，為避免在礦井開采后出現(xiàn)造成很大面積的房屋傾斜，開裂，地表沉陷、開裂等一系列地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象的出現(xiàn)，應(yīng)該嚴(yán)格按照原先的設(shè)計規(guī)定，留設(shè)足夠保障的保安煤柱，村莊下禁止采煤。在開采中，礦方應(yīng)認(rèn)真觀測地表沉降，仔細(xì)分析地表移動變形的內(nèi)在規(guī)律，最好可以盡早發(fā)現(xiàn)，盡早治理，從而有效的避免或減小因為地表沉陷而帶來的危害。

（4）礦山開采活動產(chǎn)生的廢水，應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計和環(huán)保部門的要求進(jìn)行沉淀處理達(dá)標(biāo)后排放，避免、減輕礦山開采造成土壤環(huán)境、地表水、地下水的污染，特別是對附近村屯生活飲用水源的污染。確保暴雨季節(jié)尾礦淋濾水經(jīng)沉淀池處理后再外排。

（5）采煤過程中產(chǎn)生的煤矸石和其它廢石盡量用來充填采空區(qū)，盡量減少矸石堆積地表壓占土地和污染水土。做好儲煤場、堆矸場攔截保護(hù)，完善地表排水系統(tǒng)，防止廢固進(jìn)入附近農(nóng)田。

（6）為防止閉坑后地下水對周邊環(huán)境的影響，閉坑前應(yīng)對可能坑道水滲流到第四系的巷道位置進(jìn)行處理，可采用水泥封閉。當(dāng)?shù)V山閉坑以后，遵循關(guān)于礦山地質(zhì)環(huán)境的恢復(fù)與治理以及相關(guān)的土地復(fù)墾方案的具體要求，對礦山各種工業(yè)場地進(jìn)行恢復(fù)，減少土地資源的破壞。在礦山生產(chǎn)過程中，應(yīng)將礦山的生產(chǎn)與土地復(fù)墾方案相結(jié)合，盡量減少耕地的壓占破壞。

（7）礦山開采過程中，建立地下水水位、水質(zhì)的監(jiān)測網(wǎng)及預(yù)案機(jī)制，對礦區(qū)及周邊環(huán)境進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，防范于未然，避免礦山開采對當(dāng)?shù)厝罕娚a(chǎn)、生活帶來較大影響。

4結(jié)束語

礦產(chǎn)資源的可持續(xù)發(fā)展對完成社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具備關(guān)鍵意義，把礦區(qū)的環(huán)境保護(hù)工作做好，是完成礦產(chǎn)資源產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵措施。缺乏有效的防范措施，就可能出現(xiàn)嚴(yán)重的后果。所以，關(guān)于環(huán)境地質(zhì)問題的研究成為重中之重，為礦山地質(zhì)的環(huán)保事業(yè)建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]黃霞，齊冉.礦山環(huán)境影響評價法律制度評析[J].中國國土資源經(jīng)濟(jì)，2011（1）：32-34，55.