礦山地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)研究

韓永東

摘要：隨著人們對(duì)礦產(chǎn)資源的需求不斷提升，在進(jìn)行礦產(chǎn)開采的過程中還經(jīng)常出現(xiàn)一些水文地質(zhì)災(zāi)害，這些災(zāi)害主要表現(xiàn)在地質(zhì)勘察上，其對(duì)地質(zhì)礦產(chǎn)勘察的準(zhǔn)確性和其他方面都產(chǎn)生非常嚴(yán)重的影響。因此這就需要在進(jìn)行礦山地質(zhì)勘察的過程中，選取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段，有效減少在地質(zhì)勘察中出現(xiàn)的災(zāi)害，促使礦產(chǎn)開采更加順利的進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：礦山；地質(zhì)勘察；水文地質(zhì)；問題；預(yù)防措施

引言：地下水既是構(gòu)成巖土體的重要組成部分，直接影響巖土體的礦山特性，成為改變巖土體特征的因素之一，直接影響建筑物的穩(wěn)定性和耐久性。由于礦山勘察中對(duì)水文地質(zhì)條件調(diào)查、研究的不深入以及沒有足夠的重視，導(dǎo)致地下水引起的各種巖土礦山危害時(shí)有發(fā)生。為此，正確評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土工程和建筑物的影響，避免其對(duì)礦山造成不必要的損失和危害。

一、礦山水文地質(zhì)的分類

礦山的一切采掘行動(dòng)起始于礦山的地質(zhì)調(diào)查和勘探，只有地質(zhì)調(diào)查和勘探工作做好了、做細(xì)了，后面的采掘行動(dòng)才能夠有技術(shù)的支撐和安全的保障。而礦山水文地質(zhì)調(diào)查又是礦山地質(zhì)調(diào)查的重要組成部分，它的詳細(xì)與否、準(zhǔn)確與否直接關(guān)系著礦井的水害防治，所以，在礦山采掘活動(dòng)中必須要礦山水文地質(zhì)調(diào)查工作做到位。

為了有針對(duì)性地做好礦井水文地質(zhì)條件的評(píng)價(jià)工作，一般來說，我們可以根據(jù)受采掘破壞或影響的含水層性質(zhì)、富水性及補(bǔ)給條件，單井年平均涌水量和最大涌水量、開采受水害影響程度和防治水工作難易程度等影響指標(biāo)，把礦井水文地質(zhì)劃分為簡(jiǎn)單（根據(jù)礦井的具體情況，進(jìn)行正常的水文地質(zhì)工作）、中等（根據(jù)開采需要，進(jìn)行一些單項(xiàng)的水文地質(zhì)補(bǔ)充調(diào)查、勘探、試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)觀測(cè)和正常的井下水文地質(zhì)工作）、復(fù)雜（根據(jù)各礦的特點(diǎn)和開采需要，參照中等型礦山的要求進(jìn)行工作）、極復(fù)雜（必須按照水文地質(zhì)特點(diǎn)和開采需要進(jìn)行補(bǔ)充調(diào)查、勘探和專門試驗(yàn)，建立井上、下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)網(wǎng)，堅(jiān)持長(zhǎng)期觀測(cè)，健全觀測(cè)資料臺(tái)帳和歷時(shí)曲線等）四個(gè)類型。

二、地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)的若干問題

1、地下水問題

水位地質(zhì)勘察中的地下水問題是比較突出的問題，對(duì)于這一問題要能得到充分重視。在地下水的問題上主要體現(xiàn)在潛水位的上升層面，因?yàn)闈撍坏纳仙兄T多危害存在，一旦這一問題存在就會(huì)對(duì)地基產(chǎn)生軟化作用，這樣就將粘性土的含水量大大的增加，從而在巖土的強(qiáng)度就因?yàn)楹康脑黾佣档停瑢?duì)建筑工程就會(huì)造成沉降以及變形的危害。還有是潛水位上升會(huì)使得地基隆起，以及在兩側(cè)出現(xiàn)位移的情況，這樣就會(huì)使得建筑基礎(chǔ)存在著上浮的問題，對(duì)建筑的穩(wěn)定性就帶來了很大的危害。同時(shí)，也會(huì)使得巖土體的力學(xué)性能因此而降低。

另外，水文地質(zhì)勘察過程中的地下水問題還體現(xiàn)在水位下降層面。在這一過程中也會(huì)有著諸多危害，如果是水位下降，對(duì)巖土的密度就勢(shì)必會(huì)造成相應(yīng)的影響，對(duì)土體的承載力就會(huì)大大增加，這樣就比較容易造成地面的沉降以及坍塌問題的出現(xiàn)。還有就是在水位下降的時(shí)候比較對(duì)木樁的質(zhì)量帶來影響，容易造成木樁的腐爛問題發(fā)生。再有是水文的下降會(huì)使得含鹽層發(fā)生溶解，并且會(huì)對(duì)建筑物造成相應(yīng)的破壞，同時(shí)，由于地下水的下降，就會(huì)對(duì)巖土的膨脹收縮的概念大大增加，最終就會(huì)造成地裂的問題發(fā)生。

2、巖土體變形

（1）礦山地面和采空區(qū)塌陷。地面塌陷主要發(fā)生在地下以井巷開采的礦山。在礦山采空區(qū)，若保留礦柱不足，或因礦柱受損而失去支撐能力，就會(huì)造成地面塌陷。特別是那些礦體埋藏較淺，產(chǎn)狀較平緩的礦區(qū)（如煤礦），地面塌陷現(xiàn)象更為常見。

（2）采礦場(chǎng)邊坡失穩(wěn)、滑坡與巖崩。主要原因是不合理開采如采剝失調(diào)、邊坡角度過陡等造成，這種災(zāi)害多發(fā)生在露天開采的非金屬礦山和建材礦山。

（3）坑內(nèi)巖爆?？觾?nèi)巖爆又稱礦山?jīng)_擊，這是因礦坑周邊和頂?shù)装鍑鷰r，在受到強(qiáng)大的地殼應(yīng)力作用而被強(qiáng)烈壓縮，一旦因采掘挖空出現(xiàn)自由面，即有可能產(chǎn)生巖石地應(yīng)力的驟然釋放，導(dǎo)致巖石大量破裂成碎塊，并向坑內(nèi)大量噴射、爆散，給礦山帶來危害和災(zāi)害。

（4）采礦誘發(fā)地震。

（5）場(chǎng)庫失穩(wěn)。

三、地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)問題的解決策略

1、地下水問題解決策略

對(duì)水文地質(zhì)的勘察過程中地下水問題的解決，要能從多方面加以考慮并實(shí)施措施。首先要能對(duì)水文地質(zhì)的勘察評(píng)價(jià)內(nèi)容進(jìn)行明確化，由于對(duì)地下水的影響因素比較多樣化，所以要能對(duì)這些影響因素的評(píng)價(jià)能夠明確化。并要能結(jié)合實(shí)際來制定相應(yīng)的措施和處理方案。在進(jìn)行勘察的基礎(chǔ)上對(duì)水文地質(zhì)資料準(zhǔn)確的加以提供，要能在勘察報(bào)告當(dāng)中，對(duì)水文地質(zhì)勘察基礎(chǔ)設(shè)計(jì)以及礦山生產(chǎn)相緊密結(jié)合，進(jìn)行綜合性的加以評(píng)價(jià)。

為能夠有效保證水文地質(zhì)勘察中分析的科學(xué)合理性，就要能對(duì)相應(yīng)的措施得到科學(xué)性的應(yīng)用。要能夠?qū)Φ叵滤顒?dòng)對(duì)巖土體產(chǎn)生的一些作用的分析也要能夠詳細(xì)化實(shí)施。只有將這些得到了充分重視，才能真正保障地下水問題的解決。

水文地質(zhì)勘察中地下水問題的解決，要能構(gòu)建科學(xué)化的地下水勘察機(jī)制。在機(jī)制的科學(xué)完善建立下，就能對(duì)水文地質(zhì)勘察的效果良好呈現(xiàn)起到積極保障作用。只有在機(jī)制的建立上能得到完善性的建立，才能對(duì)實(shí)際的變化得到有效適應(yīng)。并能最大程度的將地下水的問題得到有效解決。不僅如此，還要能夠充分的強(qiáng)化地下水地質(zhì)勘察的技術(shù)含量，將一些先進(jìn)的技術(shù)在勘察中得到充分的應(yīng)用。

對(duì)水理性質(zhì)研究工作要能得到充分重視和進(jìn)一步的加強(qiáng)研究。由于巖土水理性質(zhì)是在巖土以及地下水相互作用下進(jìn)行顯示的，這就對(duì)水文地質(zhì)的勘察帶來一定的影響。通過理論的研究加強(qiáng)，能夠充分的了解地下水的問題存在的原因，有利于對(duì)實(shí)際問題的有效解決。

2、礦山采空區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治

礦山深處是礦山地質(zhì)災(zāi)害的多發(fā)區(qū)，在進(jìn)行勘察工作時(shí)，通常采用物理勘察方法，即高密度電阻率法、視電阻率法及瞬變電磁法。高密度電阻率法就是指把礦山地質(zhì)中的巖土導(dǎo)電性差異作為基礎(chǔ)的一種物探方法，主要對(duì)一些采空區(qū)的地下水系進(jìn)行勘察；視電阻率法與導(dǎo)體材料性質(zhì)密切相關(guān)，正常情況下，金屬礦山是一種良性導(dǎo)電體，呈現(xiàn)出流化物礦體形態(tài)，電阻率通常較低，由于空氣的性質(zhì)為絕緣高阻，可以看出硫化物礦體和空氣電阻率之間存在明顯差異，因而就充分利用了二者之間的物理差異性，探明采空區(qū)；采用瞬變電磁法時(shí)，由于接地線源和不接地回線能夠像底層下方發(fā)送一次脈沖電磁場(chǎng)，當(dāng)一次脈沖電磁場(chǎng)出現(xiàn)間歇時(shí)，可以利用線圈或者接地電極對(duì)地下二次渦流的變化情況進(jìn)行觀測(cè)，最終實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘察目的，瞬變電磁法具有探測(cè)距離遠(yuǎn)、探測(cè)速度快信號(hào)強(qiáng)及分辨率高等特點(diǎn)，因而在礦山采空區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治中得到了廣泛應(yīng)用。

3、礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治措施

當(dāng)明確了采空區(qū)的詳細(xì)位置之后，針對(duì)礦山采空區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的防治措施通常包含以下三種：一是進(jìn)行采礦的進(jìn)程中，進(jìn)行采空區(qū)的回填工作；二是針對(duì)一些存在坍塌隱患的地方設(shè)置預(yù)警策略，針對(duì)礦區(qū)現(xiàn)有的建筑實(shí)施對(duì)應(yīng)的預(yù)防策略；三是礦山的設(shè)計(jì)與開采應(yīng)當(dāng)盡量避免城市建筑與重要設(shè)施。

第一，運(yùn)用3S技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)礦山災(zāi)害預(yù)測(cè)的能力。在礦產(chǎn)開發(fā)的時(shí)候，不可避免的對(duì)對(duì)礦洞挖深，抽調(diào)地下水，這其實(shí)就是在破壞環(huán)境，我們要做的就是控制住這種趨勢(shì)，以免過多的破壞帶來巨大的損失，GPS技術(shù)可以精確的定位災(zāi)害發(fā)生地點(diǎn)；RS技術(shù)可實(shí)時(shí)對(duì)礦區(qū)的形態(tài)，破壞程度監(jiān)控；GIS技術(shù)可對(duì)災(zāi)害信息有效分析，方便施工人員掌握礦區(qū)信息。

第二，保護(hù)礦山環(huán)境的政策。實(shí)踐證明，要保持對(duì)自然環(huán)境的良好的狀態(tài)，一個(gè)適當(dāng)?shù)恼叻结樖潜夭豢缮俚?，政策的出現(xiàn)可促使人們有意識(shí)的在開發(fā)和利用的過程中進(jìn)行“合理開發(fā)，合理利用”的思想，有效的政策，如“誰污染，誰治理”能夠強(qiáng)制性的規(guī)范單位對(duì)資源的開發(fā)過程。

第三，建立完善的礦山環(huán)境保護(hù)體系。整個(gè)體系應(yīng)該覆蓋調(diào)查、勘察、開發(fā)、評(píng)價(jià)和后續(xù)的管理過程，對(duì)整個(gè)開采構(gòu)成予以正規(guī)化、專業(yè)化、規(guī)范化，確保每個(gè)開采單位對(duì)整個(gè)體系的遵守。這就要求整個(gè)體系標(biāo)準(zhǔn)要統(tǒng)一、適用范圍廣，才能夠完成交互的需要。

結(jié)語：受多方面因素影響，水文地質(zhì)勘探工作的開展經(jīng)常無法依照相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，造成報(bào)告中的數(shù)據(jù)將會(huì)與實(shí)際情況存在差異，從而增添了礦山工程的難度。因此在礦山水文工作中需要對(duì)前人的工作加以總結(jié)并合理應(yīng)用，對(duì)存在遺漏的地方要及時(shí)補(bǔ)充，在掌握礦山實(shí)際情況的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出合理的防治水方案。

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