水工环地质勘查在矿山修复工程中的应用
2026年05月13日
字数：2036
矿产资源的开发利用在支撑经济社会发展的同时，也为区域地质环境带来了明显影响。随着生态文明建设的持续推进，大规模的矿山生态修复工程已然成为时代发展的必然要求，不过修复工程兼具复杂性与高风险性，必须依托对矿区地质体全面且精准的认知才能开展相关工作，而水工环地质勘查整合了水文、工程和环境地质等多方面信息，成为矿山修复工程前期论证与设计的核心环节。
一、修复前期地质环境现状调查中的勘查应用
（一）钻探技术查明地下水污染源位置
钻探技术能够在矿山固废堆存区、尾矿库和采动影响区域布设水文地质钻孔，直接提取不同深度含水层的地下水样品开展理化检测。技术人员结合矿区水文地质条件与地下径流特征，沿水流路径布设加密钻孔阵列，经过上下游水质指标比对精准锁定污染渗漏通道。钻探过程中采用分层止水取样技术，结合地层岩性和渗透特性，梳理清晰污染物在含水层中的垂向运移规律，同时依靠钻孔打造多层位长期监测体系，为污染源头封堵和地下水修复治理提供精准的空间数据支持。
（二）物探方法圈定土壤污染边界范围
物探方法主要采用高密度电阻率法和地质雷达技术，依托污染土体和洁净土体的电性、介电常数差异，在矿山排土场、选矿厂区周边布设网格化测线，通过采集地下介质的电性参数变化，反演绘制出污染物空间分布的等值线模型。地质雷达能够精准捕捉浅层土壤的介电特性异常，对有机污染有着很高的识别灵敏度。两类技术联合应用可以实现数据交叉验证，打造出三维立体化的污染范围圈定成果，减少传统大面积开挖取样的经济投入，为污染土壤靶向治理和工程量核算提供精准的科学依据。
（三）原位测试评估边坡岩体稳定状态
原位测试技术运用标准贯入试验、静力触探和现场岩体直剪试验等方式，在边坡不同高程、坡体位置系统布设测试点位，直接获取边坡岩土体的抗剪强度、变形模量、岩体完整性指数等核心力学参数。配套声波测井和钻孔全景成像技术，可以探明边坡内部节理裂隙的发育特征和风化破碎带的空间展布规律。将实测参数代入稳定性分析模型后，能够定量核算自重、降雨和地震等工况下的边坡安全系数，为边坡加固支护结构参数设计、施工工序优化提供可靠的实测数据，确保修复工程既安全稳定又经济合理。
二、修复方案设计阶段的勘查技术支撑
（一）抽水试验确定地下水治理工艺参数
抽水试验能够在矿山地下水污染区域科学布设抽水井和配套观测井组，采用分层抽水模式精准测定目标含水层的渗透系数、导水系数、给水度等核心水文地质参数。试验过程中经过调控不同抽水流量梯度，同步监测水位降深的动态变化规律，依靠稳定流和非稳定流理论解析含水层边界条件和富水特征。依托试验数据可以确定地下水治理工程的抽水井间距、井深设计和设备选型，同时核算污染地下水的抽取流量和治理周期，为各类原位地下水修复技术的工艺参数设计提供定量支持，确保修复方案兼具技术可行性和经济合理性。
（二）土工试验提供边坡加固设计依据
土工试验针对矿山边坡岩土试样开展室内物理力学性质的系统测定，包含密度、含水率、界限含水率、直剪试验和三轴压缩试验等标准项目。通过试验可以获取内摩擦角、黏聚力、压缩模量、泊松比等关键力学参数，将实测参数代入边坡稳定性分析模型，完成安全系数的定量计算。根据试验结果优化边坡加固工程的锚杆长度、预应力值和锚固段设计，同时为抗滑桩、挡土墙的结构设计和基础承载力验算提供基础数据，为边坡治理方案比选、施工图设计和造价管控提供精准的参数支持，确保加固工程的设计科学性和施工安全性。
三、修复施工过程中的动态监测应用
（一）实时水位监测指导降水工程施工
水文地质勘查技术可以在矿山修复区域打造立体化动态监测井网，通过分层观测井和测压管的组合布设，持续监测不同含水层的水位动态和层间水力联系，依靠智能自动化水位采集设备，实时记录地下水水位变化数据，结合前期抽水试验成果，动态判断含水层水文参数的演变特征。技术人员根据监测数据实时优化降水井群的布设格局和抽水强度，保障各含水层水位达到协同可控降深。（二）边坡位移监测预警施工安全风险
工程地质勘查技术通过深孔测斜仪和地表GNSS监测点位的配合布置，打造“地表—深部”一体化监测体系，实时追踪边坡岩土体的变形发展走向和潜在滑移面的活动状态。配合使用钻孔倾斜仪和多点位移计，准确获取边坡深部岩体的分层变形分布规律，以及内部应力状态变化特征。技术人员结合工程地质测绘成果和节理裂隙发育情况，分析边坡变形的内在机理和失稳破坏模式，将监测数据和边坡工程地质条件进行耦合分析，打造基于岩体地质结构特征的位移分级预警模型，为施工全过程的安全风险防控提供核心依据。
四、结语
水工环地质勘查是连接矿山历史破坏和未来生态重生的桥梁，它提供的系统性、精准化地质环境数据，是确保修复方案科学性、经济性和长效性的基础。随着数字化、智能化技术的深度融合，水工环地质勘查将朝着更高精度、多维度分析和强预测能力的方向发展，为矿山修复工程提供更坚实的技术支撑，助力实现“绿水青山”的生态建设愿景。
作者：杨雯俊（云南地矿地质工程有限公司）
一、修复前期地质环境现状调查中的勘查应用
（一）钻探技术查明地下水污染源位置
钻探技术能够在矿山固废堆存区、尾矿库和采动影响区域布设水文地质钻孔，直接提取不同深度含水层的地下水样品开展理化检测。技术人员结合矿区水文地质条件与地下径流特征，沿水流路径布设加密钻孔阵列，经过上下游水质指标比对精准锁定污染渗漏通道。钻探过程中采用分层止水取样技术，结合地层岩性和渗透特性，梳理清晰污染物在含水层中的垂向运移规律，同时依靠钻孔打造多层位长期监测体系，为污染源头封堵和地下水修复治理提供精准的空间数据支持。
（二）物探方法圈定土壤污染边界范围
物探方法主要采用高密度电阻率法和地质雷达技术，依托污染土体和洁净土体的电性、介电常数差异，在矿山排土场、选矿厂区周边布设网格化测线，通过采集地下介质的电性参数变化，反演绘制出污染物空间分布的等值线模型。地质雷达能够精准捕捉浅层土壤的介电特性异常，对有机污染有着很高的识别灵敏度。两类技术联合应用可以实现数据交叉验证，打造出三维立体化的污染范围圈定成果，减少传统大面积开挖取样的经济投入，为污染土壤靶向治理和工程量核算提供精准的科学依据。
（三）原位测试评估边坡岩体稳定状态
原位测试技术运用标准贯入试验、静力触探和现场岩体直剪试验等方式，在边坡不同高程、坡体位置系统布设测试点位，直接获取边坡岩土体的抗剪强度、变形模量、岩体完整性指数等核心力学参数。配套声波测井和钻孔全景成像技术，可以探明边坡内部节理裂隙的发育特征和风化破碎带的空间展布规律。将实测参数代入稳定性分析模型后，能够定量核算自重、降雨和地震等工况下的边坡安全系数，为边坡加固支护结构参数设计、施工工序优化提供可靠的实测数据，确保修复工程既安全稳定又经济合理。
二、修复方案设计阶段的勘查技术支撑
（一）抽水试验确定地下水治理工艺参数
抽水试验能够在矿山地下水污染区域科学布设抽水井和配套观测井组，采用分层抽水模式精准测定目标含水层的渗透系数、导水系数、给水度等核心水文地质参数。试验过程中经过调控不同抽水流量梯度，同步监测水位降深的动态变化规律，依靠稳定流和非稳定流理论解析含水层边界条件和富水特征。依托试验数据可以确定地下水治理工程的抽水井间距、井深设计和设备选型，同时核算污染地下水的抽取流量和治理周期，为各类原位地下水修复技术的工艺参数设计提供定量支持，确保修复方案兼具技术可行性和经济合理性。
（二）土工试验提供边坡加固设计依据
土工试验针对矿山边坡岩土试样开展室内物理力学性质的系统测定，包含密度、含水率、界限含水率、直剪试验和三轴压缩试验等标准项目。通过试验可以获取内摩擦角、黏聚力、压缩模量、泊松比等关键力学参数，将实测参数代入边坡稳定性分析模型，完成安全系数的定量计算。根据试验结果优化边坡加固工程的锚杆长度、预应力值和锚固段设计，同时为抗滑桩、挡土墙的结构设计和基础承载力验算提供基础数据，为边坡治理方案比选、施工图设计和造价管控提供精准的参数支持，确保加固工程的设计科学性和施工安全性。
三、修复施工过程中的动态监测应用
（一）实时水位监测指导降水工程施工
水文地质勘查技术可以在矿山修复区域打造立体化动态监测井网，通过分层观测井和测压管的组合布设，持续监测不同含水层的水位动态和层间水力联系，依靠智能自动化水位采集设备，实时记录地下水水位变化数据，结合前期抽水试验成果，动态判断含水层水文参数的演变特征。技术人员根据监测数据实时优化降水井群的布设格局和抽水强度，保障各含水层水位达到协同可控降深。（二）边坡位移监测预警施工安全风险
工程地质勘查技术通过深孔测斜仪和地表GNSS监测点位的配合布置，打造“地表—深部”一体化监测体系，实时追踪边坡岩土体的变形发展走向和潜在滑移面的活动状态。配合使用钻孔倾斜仪和多点位移计，准确获取边坡深部岩体的分层变形分布规律，以及内部应力状态变化特征。技术人员结合工程地质测绘成果和节理裂隙发育情况，分析边坡变形的内在机理和失稳破坏模式，将监测数据和边坡工程地质条件进行耦合分析，打造基于岩体地质结构特征的位移分级预警模型，为施工全过程的安全风险防控提供核心依据。
四、结语
水工环地质勘查是连接矿山历史破坏和未来生态重生的桥梁，它提供的系统性、精准化地质环境数据，是确保修复方案科学性、经济性和长效性的基础。随着数字化、智能化技术的深度融合，水工环地质勘查将朝着更高精度、多维度分析和强预测能力的方向发展，为矿山修复工程提供更坚实的技术支撑，助力实现“绿水青山”的生态建设愿景。
作者：杨雯俊（云南地矿地质工程有限公司）
