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摘要 ：岩土勘察工作是当前矿山工程施工项目的基础 性工作之一，其工作质量与工程施工效率有直接联系，本 文以大数据技术为基础，介绍矿山滩涂工程勘探工作中， 应用岩土工程勘察设计一体化技术的具体方法，以期使人 们借助岩土工程勘察设计一体化平台，直观了解矿山区域 的物理力学性质变化，希望给矿山后续开发工作的顺利开 展带来启发。
关键词 ：大数据,矿山,岩土勘察
在大数据背景下，矿山岩土工程地质勘察工作的开展，可实现矿山岩土勘察工作场地物性指标、场地地层数 据化处理，以及岩土工程勘探数据库设计，然后利用大数 据技术，对上述数据信息加以分析整合，以此为后续矿山 开发工作的顺利开展， 提供可靠的数据信息参照。
1 大数据背景下矿山岩土工程勘察工作要点
在当前岩土工程对勘察技术应用质量要求不断提升， 岩土工程朝着现代化、数字化方向不断发展的背景下，以 大数据技术为基础的数字化勘察技术得到了建筑业的广 泛关注与应用。
1.1 选择合适的岩土勘察技术
岩土勘察作为矿山勘察项目中的重要组成部分，以便 被应用于矿山施工活动前，对矿山所在区域的地理环境、 地质条件、岩土情况进行调查分析。在岩土勘察工作中， 选择合适的岩土勘察技术，可以有效提升岩土勘察工作的 质量与效率。在大数据背景下，在岩土勘察工作中，选择 合适的勘察技术方法，可以为勘察结果准确性的提升提供 助力。具体来说，在勘察工作中，GPS、GIS、RS等技术的 合理应用都可以有效拓展矿山所在区域的信息勘察范围， 在一定程度上提升岩土调查工作的效果。同时，在实地勘 察工作中，合理应用无人机技术对勘察区域的实际情况进 行勘察，不仅可以提高勘察工作的效率，还能降低勘察工 作潜在的安全风险，进而达到提升后续矿山开发工作质量 的目的。举例来说，某地质矿产勘察局在开展A矿山区域 的地质勘察工作中，将大数据技术、遥感技术、空间信息 技术等技术方式应用到了矿山所在区域外界环境的勘察 工作中，在完成矿山所在区域地理空间信息数据采集、分析工作后，利用国土空间动态监测系统对该矿山的地理信 息变化情况进行实时的监测与预警，在满足该矿山开发建 设需要的同时， 降低了安全事故的出现概率。
1.2 构建岩土勘察数据收集管理体系
传统的矿山岩土工程地质勘察资料主要为二维静态表 述，在矿山开发过程中，无法让相关工作人员直观地了解 矿山地质空间起伏变化，进而对后续矿山开发工作的顺利 开展造成了一定的阻碍。现阶段，为了充分揭示矿山地质 空间的变化规律，在明确矿山实际情况的基础上，以大数 据技术为基础，构建岩土勘察数据收集管理体系，合理利 用岩土工程勘察设计一体化技术与地理信息系统，对传统 的矿山工程岩土勘察资料进行整合，不仅可以有效推断矿 山的岩土区域分布规律，还能为后续工程设计、施工活动 的开展提供有效的支持。在矿山岩土工程数据收集管理体 系的构建工作中，岩土勘察设计一体化技术的关注点主要 是在明确矿山空间信息的基础上，开展设计工作，并对设 计结果进行分析、评价，设计分析评价工作的准确性取决 于空间信息的精准度。地理信息系统的关注重点在于空间 信息的采集、管理与分析。将上述两种技术方式应用到当 前的矿山岩土工程勘察工作中，可实现矿山区域海量数据 信息的有效整理与分析，在提升勘察工作有效性的同时， 为后续矿山施工数据方案的制定与应用提供支持。
1.3 构建岩土勘察数据库
为了实现矿山岩土工程钻孔地层图形文档等数据资料 的有效收集与管理，构建专业化的岩土勘察数据库，可以 有效降低数据信息的分析处理难度，为后续数据信息交流 活动的开展提供有效的支持。在数据库构建过程中，矿山 岩土工程勘察数据主要包括勘察人员输入的原始数据、系 统生成的中间数据以及最终数据。首先，勘察人员输入的 原始数据主要为测点数据，其中包括测点几何属性数据、 测点信息属性数据，具体来说，测点几何属性数据主要是 指能够表示位置的数据信息，测点信息属性数据则包括地 层厚度、地层顶面标高、含水率、孔隙度、抗压强度等物 理参数。其次，系统生成的中间数据主要是指数据库系统 以原始数据为基础自动生成的数据信息，其中包括等直线 模型、三维表面模型、剖面模型等，在矿山岩层工程勘察过程中，上述模型的存在不仅可以为勘察人员构建各种图 件，还能满足勘察人员对于各类信息进行查询操作处理的 需要。最后，最终数据主要是依据用户的需要，由中间数 据生成的数据信息， 其中包括， 图形资料、文档资料等。考 虑到当前岩土工程的工作内容相对复杂，为了切实保证最 终数据能够满足勘察人员的实际需要，在对种类繁多的最 终数据进行管理时，需要保证数据库中的最终数据严格遵 循时间顺序进行排列。
1.4 创建矿山模型
以大数据技术为核心的现代智慧矿山系统已广泛应用 于当前的矿山工程，智慧矿山系统以大数据为核心，融入 物联网、人工智能等先进技术，搭建了一个实现信息分析 和信息共享的中央控制平台，最终实现了数字化集成开采 条件的直观显示。从技术层面看，智慧矿山主要围绕分布 式信息采集资源构建综合信息处理基本架构，实现多点信 息采集和集中处理的工作模式，在数字化矿山作业系统建 设工作中，起着决定性作用。在系统层面，以BIM 技术为 代表的仿真技术，使矿山工程项目运行在系统平台上以真 实可视化的形式呈现，最终实现了矿山工程项目运行的实 时性和可视化的模式形式的直观展现。相比传统岩土测量 图像制作，采用BIM 技术制作的矿山图像充分体现了BIM 技术的优势数据分析和处理。在矿山岩土勘察工作过程 中，利用BIM 技术对矿山的实际情况进行仿真模拟，可以 切实提升勘察工作的精确性与全面性。具体来说，在矿山 岩土勘察工作当中，应用BIM 技术可以以矿山地貌、管网 分布等信息为基础，对矿山场地以及地质情况进行建模。 在场地建模工作中，勘察人员可以结合三维模型中呈现的 构筑物分布情况、地形情况等环境要素，完成勘察信息的 编制工作。然后利用仿真模型模拟实验，对可能存在安全 性的勘察管理问题进行和分析。在地质建模工作中，BIM 技术的应用可以实现矿山地质信息、岩土力学参数等信息 的仿真与创建，并且通过对BIM仿真模型进行降低信息冗 余与信息失真处理后，岩土勘察工作人员可以更为直观了 解矿山的岩土情况。
在实际的建模工作中， 首先， 利用岩土勘察项目管理， 获取的岩土工程勘察数据信息，利用数据信息插值处理技 术，对获取到的岩土工程勘察数据信息进行处理 ;其次， 在完成信息插值处理工作后应用NURBS 技术对插值信息 进行分析，使之成为具有良好曲线度的三维曲面，然后通 过对三维曲面进行组合处理的方式，使之形成B—rep表示 的实体模型 ;最后，将非图形数据加入实体模型当中，使 之成为能够表示该矿山岩土工程勘察信息的BIM模型。在 当前的矿山岩土工程勘察工作中，BIM 技术的应用可以将该矿山当中岩层状态，断层情况，褶皱裂隙等情况以更为 直观的形式呈现出来，便于勘察人员从专业的角度对该矿 区地质状况进行分析，同时在模型建设过程中也可以利用 信息交互的手段，加强勘察人员与其他部门之间的沟通协 调，便于相关工作人员对不同地基基础方案进行比较分 析，从而达到提升岩土工程设计施工活动的可靠性，降低 工程施工活动中风险不可预见性的目的。
2 大数据背景下矿山岩土工程勘察工作实例
在信息技术不断发展的背景下，大数据技术得到了广 泛的应用，在当前的矿山岩土工程勘察工作中，大数据技 术的合理应用，可以实现勘察区域地质情况的准确分析， 便于勘察人员获取更为精准的地形地貌信息。
2.1 矿山概况
为了切实了解将大数据技术应用到矿山岩土工程勘 察工作中的有效性，本文主要以某矿山工程岩土勘察工作 为例，对大数据的应用效果进行了分析。该矿山所在区域 年最高气温为 18.4℃, 最低气温为零下 7.2℃, 年平均气温 为 18.53℃, 该区域的年降雨量为 1563mm，年日照时间为 14993h。矿山所在区域地势相对陡峭，仅依靠人力无法在 短时间内安全完成勘察工作。
2.2 数据收集
为了切实提升矿山岩土工程勘察数据的准确性，在实 际勘察过程中，勘察人员不仅应用合适的钻探技术开展现 场测量工作，还应用了 GPS、GIS、遥感、无人机等技术方 法，矿区所在区域实际情况进行了全面的测量，在明确该 区域植被、建筑物、管线等分布情况的基础上，通过采取 土样的方式完成了矿区岩土分层信息的勘察，并利用了 高密度电阻技术对该区域的底层信息进行了分析。在勘察 人员在对施工区域进行列阵勘察，电极系统输出是稳定电 流场后，通过电机转换装置、工程电测仪、数据收录装置 的处理，展现勘察现场实际情况的电流数据，将会展现出 特定的分布规律，此时应用计算机设备对分布规律进行分 析，则可以得到测区内断面的具体分布情况，了解该区域 的地质条件，进而为后续岩土工程的顺利开展提供可靠 的依据。在完成岩土样取样工作后，工作人员采用室内实 验的方式完成了土地比重，土容量等信息的测试工作，降 低了后续岩石稳定性、岩土破坏原理等数据的计算工作 难度，为矿山岩土工程数据分析、整理工作的开展提供了 可靠的数据支持。需要注意的是，在当前的岩土工程勘察 工作中，土样数据分析工作的质量与勘察模型制作准确 性之间存在着直接的联系，为了尽可能提升土样数据的准 确性，一方面，工作人员以土层深度为基础，选取土质均匀的土层开展取样工作，并且为了提升土层特点的有效分 析，在送检过程中，由上到下的开展土层分析。另一方面， 在应用直立设备取样时，避免在存在渗透或者密度问题的 区域进行采样工作，并且在集中取样过程中，明确土层的 上中下部分，通过避免将单一部分的土样作为代表进行分 析的方式， 提升采样工作的可靠性。
2.3 数据分析
2.3.1 岩土勘察工程大数据平台的建立
在本次矿山岩土勘察工程开展过程中，为了提高勘察 工作的效率，工作人员将数据技术引入到了数据分析活动 当中，构建了岩土勘察工程大数据平台。在岩土工程大数 据平台设计开发过程中，应用了Agent软件完成了系统数 据库功能模块与应用层的设计开发工作。在岩土工程大数 据平台实际应用过程中，管理人员在接到地质人员的委托 信息后，可以以项目优先级为基础，选择指定委托单位设 置开样日期，并实时跟踪岩土勘察实验数据，生成数据总 表，并依据总表内的数据信息，找出岩土工程勘察过程中 遗漏的数据信息，并通过实时发布任务公告的方式，便于 勘察人员完成数据的收集工作。同时，后台管理人员在开 展矿山岩土工程信息收集处理工作时，可以依据岩土勘察 实验数据完成总表的合成工作，并针对个别数据信息进行 增删改查处理，并依据最终总表信息完成岩土工程勘察工 程的工作量提取工作，在降低勘察人员年终结算工作难度 的同时， 为岩土勘察资源共享工作的开展提供了支持。
2.3.2 岩土勘察工程大数据平台的功能模块
在岩土勘察工程大数据平台的设计工作中，首先，为 了便于工作人员调取数据库中的数据信息，数据库模块设 计了客户端浏览器、Web 中间层服务器、JDBC数据库等读 取管理存储管理模块。其次，岩土工程大数据平台的系统 软件功能设计效果与岩土工程实施效果间有着直接的联 系，为了提升岩土工程勘察，数据分析整理的有效性，在 主控模块下，为岩土工程大数据平台设计了计划经营、设 计流程、收发文件、信息统计与查询、系统维护等功能模 块，这些模块的存在为该矿山岩土工程勘察数据信息的收 集整理，分析与共享提供了有效的支持。最后为了降低矿 山岩土工程勘察数据信息分析工作的难度，提升信息分析 工作的直观性，BIM 技术被融入了岩土工程大数据平台设 计工作中，可以为矿山三维实景图，三维遥感图的构建提 供技术支持。在BIM模型的实际构建过程中，勘察人员不 仅可以将遥感技术获取的场地信息输入的BIM 系统中，完 成矿山场地的地貌信息自动生成工作，还可以将人工勘察 得到的岩土力学参数、地质信息输入到BIM 系统当中，完成矿山岩土工程地质建模工作。在后续的岩土工程勘察工 作中，BIM 三维仿真模型的存在可以将该矿山的岩土情况 直观展现出来，解决图片、文字信息失真的问题，便于工 作人员切实了解矿山的具体情况。同时BIM模型还可以有 效反映矿山岩层状态、裂隙、断层等多种情况，便于工作 人员从不同角度了解矿山的实际状况。并且在该矿山的后 续开发工作中，可以通过将BIM模型直接共享给其他部门 的方式，加强部门之间的交流，为矿山开发质量的提升打 下良好的基础。
2.4 技术升级
在本次矿山的岩土勘察工作中，取样分析是获取信息 过程中一项极为必要的工作，工作中需要通过现场取样、 室内试验等多个环节，但是在该矿区的岩土取样工作中， 受黄土风化岩无法直接获取岩土参数，需要对其进行原位 实验分析处理的影响，岩土工程，岩土取样工作的难度有 所提升。现阶段为了切实降低工作难度，在本次岩土工程 勘察过程中，勘察人员应用了动态环境信息监测技术，完 成了土壤环境数据的收集工作，然后通过将收集到的数据 与同类型数据信息进行比较的方式，大致判断出了被检测 区域岩土的实际情况，从而得到了该区域原土的精准参 数。同时，为了切实了解该矿区是否存在软弱结构或者不 良地质，勘察人员在土层较浅的区域，采用洛阳产钻探技 术，在土层较深的区域采用岩土破碎取出岩心加固孔壁的 技术方式，对地下环境结构进行了预估处理，从而达到准 确判定该区域地质结构的目的。
2.5 结果总结
在本次矿山岩土勘察工作中，大数据技术的合理应 用，有效提升勘察工作数据收集分析的有效性，切实提升 了勘察工作的质量与效率，为该矿山后续开发工作的顺利 开展打下了坚实的基础。
3 结论
综上所述，在开展矿山岩土工程勘察工作的过程中， 以大数据技术为基础，将岩土工程地质勘察与地理信息系 统结合到一起，创设一个信息化的岩土工程勘察操作平 台，切实提高岩土工程勘察工作中，数据采集、数据管理、 空间查询、数据分析等工作的能力水平，不仅可以提高岩 体工程勘察工作的效率，还能为矿山开发工作的现代化、 可视化发展提供推动力。
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