關(guān)于礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)要求研究

蘇利平

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 酒泉 735000）

在礦山開采建設(shè)過程中，其水工環(huán)地質(zhì)勘察的主要內(nèi)容是工作數(shù)據(jù)管理以及資源信息等，并對地質(zhì)災害預防進行預防，考察包括工程所屬地的地理條件、地下水位情況以及隔水層情況情況等，并且勘察人員在勘察過程中，還要考慮氣候溫度和地貌地質(zhì)構(gòu)造等情況，確?？辈旖Y(jié)果的準確全面性，從而對礦區(qū)施工建設(shè)采取必要措施進行預防。除工程建設(shè)之外，水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)還要考慮地下水資源和自然環(huán)境的地質(zhì)條件，還要盡量避免自然資源的浪費，從而對地質(zhì)工作進行調(diào)查評價。當前水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)迅速發(fā)展，技術(shù)勘察模式逐漸轉(zhuǎn)換為次序性并具備實踐經(jīng)驗，以促進自然環(huán)境和建設(shè)經(jīng)濟一體化模式為目標。在水工環(huán)地質(zhì)勘查中，勘察技術(shù)目的主要以分析地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)為主，工作模式多為各自分開探查環(huán)境地質(zhì)、水文地質(zhì)和工程地質(zhì)，并且結(jié)合礦山建設(shè)的生產(chǎn)水平，勘察人員形成聯(lián)鎖性的一體式工作模式，使得勘察技術(shù)更加全面，其逐漸呈現(xiàn)功能全面且信息量大的特點，以實現(xiàn)在礦山地質(zhì)勘察工作中的廣泛應用，主要包括三方面，分別為水文勘測、環(huán)境勘察和工程勘察，礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)主要針對測繪、鉆孔、水質(zhì)測量、氣象條件測量等方面，技術(shù)人員進行水工環(huán)地質(zhì)勘查過程中，必須保證礦山建設(shè)初期的工作進度，從而了解礦山內(nèi)部情況。為此對礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查的技術(shù)要求進行深入研究，保證其礦山勘察工作的工作效率，并為礦山工作人員提供安全保障，創(chuàng)造更好的施工條件。

1 礦山內(nèi)部結(jié)構(gòu)測繪完整

礦山水工環(huán)地質(zhì)勘察過程中，勘察人員測繪時要將礦區(qū)內(nèi)部各個結(jié)構(gòu)記錄完整，從而明確礦山作業(yè)環(huán)境。測繪技術(shù)的比例通常為1：50000或者1：10000，勘察人員要根據(jù)對水文地質(zhì)和工程地質(zhì)的實際掌握情況，對礦山內(nèi)部水文資料和社會地理信息等進行整理，并采集礦山周邊環(huán)境等各種材料，從而完成測繪技術(shù)的準備工作，在整理材料信息的同時，勘察人員也要勘察礦區(qū)地形和地質(zhì)狀況，科學估測礦區(qū)內(nèi)最大涌水量以及對自然環(huán)境的影響程度等，保證礦山測繪技術(shù)能夠充分發(fā)揮其優(yōu)越性，對礦山的分布規(guī)律進行全面了解，充分掌握預查內(nèi)?？辈烊藛T在測繪過程中，要配合礦山實際開采工作，對開采礦床時與礦床有巨大關(guān)聯(lián)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進行記錄，通過剖析地質(zhì)結(jié)構(gòu)，使測繪工作效率達到最大化[1]。對礦山內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行深入研究，勘察人員在測繪過程中，要將穿越和追索兩種方法整合到一起，在保證礦山內(nèi)部結(jié)構(gòu)完整測繪的基礎(chǔ)上，重點測繪進行開采的礦床，利用穿越追索的方法對地貌變化方向進行判斷，初步評價礦山建設(shè)的發(fā)展方向，充分掌握礦石的穩(wěn)定性及礦體底板圍巖的具體情況。除此之外，勘察人員要對不良地質(zhì)現(xiàn)象進行追蹤繪制，例如勘察1000m之間的線路間距時,勘察人員要采用1：50000測繪觀觀測，勘察500m之間的線路間距時，勘察人員要采用1：10000測繪觀觀測，勘察200m之間的線路間距時，勘察人員要采用1：2000測繪觀觀測，通過對水工環(huán)地質(zhì)進行采樣，幫助施工人員實現(xiàn)更好地開采工作，結(jié)合水文、工程以及環(huán)境等地質(zhì)條件，保證礦山施工位置每平方千米擁有40個左右的測點密度，進而實現(xiàn)礦山內(nèi)部結(jié)構(gòu)測繪的完整度。除此之外，勘察人員對礦山地質(zhì)進行測繪時，要勘察泉水老窿以及土質(zhì)成分，解礦山地下水及水質(zhì)特征，從而對災害要素進行安全防范，通過放射分析了解水質(zhì)的內(nèi)部成分以及細菌污染情況，由此判斷出礦山開采對區(qū)域環(huán)境以及施工安全等因素的影響，并了解地表水和地下水的走向，通過分析土質(zhì)成分判斷地貌特點，對礦區(qū)地貌特點和土質(zhì)情況進行貼合實際情況的繪制。另外在環(huán)境地質(zhì)的測繪過程中，勘察人員對老窿進行調(diào)查了解，根據(jù)歷史資料登記及樣品測試結(jié)果，對礦區(qū)的巖層結(jié)構(gòu)以及分布情況進行推測，判斷礦山施工內(nèi)部的斷層位置以及破碎程度，從而為后續(xù)施工建設(shè)階段奠定基礎(chǔ)[2]?？辈烊藛T要獲得全面采樣信息，除礦山內(nèi)部結(jié)構(gòu)地質(zhì)情況，還要勘察礦區(qū)地質(zhì)災害作用，提前分析礦區(qū)充水和涌水等情況的發(fā)生原因，例如明確工業(yè)用水的水源方向，并加強礦床開采工作分析，測繪完整內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，預測開采活動對生態(tài)環(huán)境造成的威脅程度，從而預防測繪出的地質(zhì)問題，提出有效的防治策略，保證水工環(huán)地質(zhì)勘探結(jié)果的參考價值。

2 代表水質(zhì)抽樣檢測

勘察人員進行水質(zhì)測量時，在對礦山地表水進行觀測的基礎(chǔ)上，還要抽樣檢測具有代表性的水質(zhì)?？辈烊藛T在測量水位時，每隔10天左右就要對河溪和坑道進行鉆孔，花費時間較長，勘察人員要記錄好具有代表性的水質(zhì)樣品，放入塑料瓶中用石蠟密封，從而判斷礦山建設(shè)時的靜止水位和地下水的走向。除此之外，勘察人員要對取樣時間和取樣位置進行編號，通過分析地表水以及檢測內(nèi)部溫度來判斷代表性水質(zhì)，包括水質(zhì)內(nèi)部雜質(zhì)含量的檢測，例如氣味、水中細菌含量和各離子含量等，從而判斷整個礦區(qū)的氣象環(huán)境。對代表性水質(zhì)進行整體檢測后，還要分析地質(zhì)水的硬度情況并進行專項檢測，據(jù)地下水類型預測區(qū)域內(nèi)的涌水量等，對地質(zhì)水的濁度色澤和酸堿度進行專項檢測，確保檢測標準和檢測飲用水標準一致，及時獲取水文地質(zhì)數(shù)據(jù)并進行記錄，包括地面濕度和水位變化等信息，通過抽水試驗的有效開展，有效判定隔水層的滲透系數(shù)?？辈烊藛T在進行抽水試驗時，通常采用穩(wěn)定流抽水試驗法測量靜止水位，首先考慮設(shè)置點位的問題，確保將污染性質(zhì)的項目設(shè)置為試驗點位的前提下，根據(jù)抽水試驗的目的進行有效的地下水水質(zhì)監(jiān)測[3]?？辈爝^程中，可利用含水層的富水程度確定水位降深情況，當水位的延續(xù)時間最少多于8h才能確定為水位穩(wěn)定時段，勘察人員可根據(jù)設(shè)備的使用性能做一次最大降深，根據(jù)地下水環(huán)境的具體情況延長水位降深次數(shù)，當?shù)V山水量較大時，可以進行三次降深，使得判斷出礦山區(qū)域內(nèi)的地下水環(huán)境等級，從而了解地下水流分布以及流向等具體現(xiàn)狀。其抽樣檢測具體方法如下圖所示。

圖1 抽樣檢測方法

在滲水試驗環(huán)節(jié)，勘察人員要根據(jù)樣品監(jiān)測枯水和豐水位等多項數(shù)據(jù)，重點探測礦區(qū)河流和溪溝點的地層構(gòu)造，對巖性和產(chǎn)狀等地質(zhì)地貌特點的水位進行抽樣探測，全面掌握其水位水質(zhì)和水溫流量等變化狀態(tài)，并使水位在穩(wěn)定時段內(nèi)的波動誤差在1%之內(nèi)，其涌水量波動相對誤差必須小于平均值的3%?？辈烊藛T的水質(zhì)測量技術(shù)還要依據(jù)地下水環(huán)境水質(zhì)特征，進行鉆孔抽水試驗的過程中，注重水位下降和水位恢復的觀測記錄，包括期間的流量、水溫以及氣溫等觀測要素。根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)查內(nèi)容和要求，針對礦山的水塘地質(zhì)條件特征要進行重點取樣勘察，勘察側(cè)重于地形地貌和土體巖體的探測，確保礦山地下水層單位涌水量大于0.1L/s·m，從而避免地質(zhì)災害以及不良地質(zhì)現(xiàn)象的產(chǎn)生。在確保探測礦山區(qū)域穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，及時探測區(qū)域內(nèi)的污染物種類及污染程度，全面掌握地下水環(huán)境的真實情況，盡量滿足環(huán)境地質(zhì)調(diào)查的內(nèi)容要求?？辈烊藛T在進行水質(zhì)抽樣檢測時，其觀測時間通常要間隔2h～4h進行水溫和氣溫的同步觀測和記錄，且對水溫和氣溫的觀測時間間隔要更長，從而判斷礦區(qū)地表水和地下水的分布情況。

3 坑探明確覆蓋層性質(zhì)

水工環(huán)地質(zhì)勘察過程中，其坑探環(huán)節(jié)的坑探技術(shù)要及時明確覆蓋層性質(zhì)，從而使勘察人員獲得礦區(qū)厚度斷層以及原狀土樣等信息?？辈烊藛T通常采用鉆孔技術(shù)了解地層情況，針對礦區(qū)的槽形土坑，為全面掌握地質(zhì)覆蓋層地層特征和巖層走向等情況，要采用槽探技術(shù)查明殘積層的性質(zhì)，在勘察過程中，根據(jù)礦山實際構(gòu)造，借助卷揚機、轉(zhuǎn)盤和抽筒等設(shè)備，利用鉆孔方式掌握工程地質(zhì)情況，例如使用鉆機在地層中鉆孔，從而判斷礦山建設(shè)過程中的建筑物沉降以及局部位移等具體現(xiàn)象。除此之外，為掌握建筑物沉降程度，勘察人員要對覆蓋層的粘性土以及砂性土等土質(zhì)進行研究，合理布置鉆孔和鉆探工作量，利用地震勘探或者超聲波勘探等現(xiàn)代技術(shù)，取得完整的巖心，并根據(jù)鉆探情況，全面掌握工程地質(zhì)的具體特征，從而對礦山工程地質(zhì)進行科學判斷，避免施工過程中，滑坡和泥石流等地質(zhì)災害的影響威脅[4]?？辈烊藛T獲得地質(zhì)覆蓋層信息，精確推測出采礦行為是否會對礦質(zhì)結(jié)構(gòu)帶來不好的影響，并且對礦產(chǎn)結(jié)構(gòu)的形成原因進行分析，結(jié)合地面沉降程度，使礦區(qū)開采過程有效遵循礦產(chǎn)分布規(guī)律。勘察人員通過鉆孔了解礦區(qū)內(nèi)部地質(zhì)特征后，需要對地質(zhì)覆蓋層是否出現(xiàn)漏水、坍塌和掉塊等情況進行詳細記錄，并了解覆蓋層內(nèi)部結(jié)構(gòu)、硬度以及受到的風化程度，放射性檢測礦床覆蓋層有代表性的部位，判斷內(nèi)部礦場特性，另外每隔一段時間還要按照覆蓋層的層位和性質(zhì)重新開孔測量，從而降低礦山的開采難度，并順利開采到整體結(jié)構(gòu)較為完整的礦產(chǎn)。

4 結(jié)語

在工作人員進行礦山水工環(huán)地質(zhì)勘察工作之前，對勘察技術(shù)進行要求，從而確保礦區(qū)環(huán)境水文性質(zhì)的有效判斷，提高地質(zhì)資源的利用水平。并且在今后的勘察技術(shù)要求研究中，不僅要解決能源浪費的問題，還要盡量避免破壞環(huán)境，除勘察單位外，建設(shè)單位也應重視水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)要求的重要性，使礦山工程項目建設(shè)完成新的突破。