礦山水文地質(zhì)調(diào)查的難點及解決途徑分析

李和欣

（山西省第二地質(zhì)工程勘察院，山西 侯馬 043011）

自新中國成立以來，我國工業(yè)化大生產(chǎn)日益發(fā)展，給全體居民帶來巨大經(jīng)濟利益的同時，也使作為工業(yè)原料的礦產(chǎn)資源因為過度開采而出現(xiàn)了日漸短缺的不良現(xiàn)象[1]。山西省自新中國成立以來始終是我國公認(rèn)的礦產(chǎn)資源最豐富的地帶，一直以來被高度的開采與利用，在不知不覺中也成為了礦山地質(zhì)環(huán)境破壞最為嚴(yán)重的地區(qū)[2]。

由于過度的開采，如今的山西省很多礦山地帶己經(jīng)出現(xiàn)塌陷、滑坡、崩塌和泥石流等惡劣的地質(zhì)環(huán)境問題，且全省所有礦山地帶的采空面積已超過了8000km2，造成了許多不可挽回的環(huán)境污染問題，并且嚴(yán)重威脅到山西人民在日常生活中的生命以及財產(chǎn)安全[3]。因此，如何合理開采山西省的礦產(chǎn)資源，是當(dāng)下的研究重點。在研究過程中，地質(zhì)環(huán)境評價體系對山西省礦山地質(zhì)環(huán)境保護與恢復(fù)治理有著極為重要的現(xiàn)實意義。

從礦山地質(zhì)勘查角度來看，水文地質(zhì)勘測工作發(fā)揮著重要作用，水文地質(zhì)勘查工作中需要調(diào)查與了解地下水資源情況，降低礦山開采過程中出現(xiàn)地質(zhì)風(fēng)險的可能，同時有效控制對生態(tài)環(huán)境的破壞?？梢姷V山開采過程中水文地質(zhì)勘查工作的重要性。最后應(yīng)注意的是在研究礦山水文地質(zhì)情況時，需要研究地下水情況與具體分布，保證開采過程的合理科學(xué)。

1 礦山水文地質(zhì)調(diào)查的難點

1.1 地下水水位調(diào)查難點

根據(jù)長期礦山水文地質(zhì)調(diào)查的實踐經(jīng)驗，地下水水位的調(diào)查是一大難點[4]。準(zhǔn)確的估計地下水的水位是保證礦山施工項目的開展乃至保證施工人員生命財產(chǎn)安全的重要因素[5]。主要原因是地下水的水位是隨著降水或溫度等水文氣象條件的變化，而時常發(fā)生變化的。以往的調(diào)查工作大多是采用多次測量地下水位情況取得平均值的方法，來最終確定其地下水水位情況[6]。

但由于地下水位受環(huán)境因素影響巨大，估計出地下水水位的平均值并不能完全有效的反映出其地下水水位的全部地理信息。在夏季降雨量大的時候，由于巖層性產(chǎn)狀或是礦山含水層結(jié)構(gòu)被破壞嚴(yán)重，進而造成了地下水水位迅速上漲的現(xiàn)象；在冬季降雨量小的時候或者人類進行大面積農(nóng)田灌溉等大量引入地下水事件時，就會加劇地下中層土壤鹽漬化程度，隨著時間的推移將直接影響整體巖土層質(zhì)量，進而造成地下水水位急劇下降的現(xiàn)象；如果地下水層截堵或是外部溫度變化過大，將導(dǎo)致地下水水位驟降，嚴(yán)重時容易引發(fā)地面坍塌等自然災(zāi)害的發(fā)生。

1.2 地下水壓力調(diào)查難點

礦山的地下水環(huán)境因為本身壓力，而具有極強的流動性。在一般情況下，地下水的動力水壓雖不會對礦山環(huán)境造成破壞性質(zhì)的影響，但過于頻繁的進行礦產(chǎn)資源開采工作，就有可能對地下水本身的流動環(huán)境造成改變，進而導(dǎo)致地下水的動力水壓逐漸加大，改變了原本的水壓平衡，從而加大洪水或泥石流等自然災(zāi)害的發(fā)生概率[5]。由于在調(diào)查地下水壓力對礦山開采施工的影響程度是，在其的壓力達(dá)到一定預(yù)定最高值時，開采工程中就會出現(xiàn)包括管涌和流沙等在內(nèi)的各種困難情況，進而直接影響著整體工程項目的順利進行，造成了后續(xù)水文地質(zhì)勘察工作的無法有序進行，因此將地下水壓力調(diào)查看作當(dāng)前礦山水文地質(zhì)調(diào)查中的難點之一。

2 解決途徑分析

2.1 落實前期準(zhǔn)備

想要解決山西礦山水文地質(zhì)調(diào)查工作中地下水水位和壓力兩個調(diào)查難點，在礦山水文地質(zhì)調(diào)查工作開始之前，相關(guān)項目的負(fù)責(zé)人員必須嚴(yán)格按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，認(rèn)真落實好所有的調(diào)查前期準(zhǔn)備工作。

首先要做的就是落實調(diào)查工作的前期準(zhǔn)備環(huán)節(jié)。前期準(zhǔn)備的主要內(nèi)容分為兩個步驟：第一步為廣泛收集調(diào)查地帶的地理環(huán)境、氣候環(huán)境以及歷年的月平均降雨量等基本資料，從而有效的明確具體水文地質(zhì)勘察的工作標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程、實地調(diào)查了解巖土工程所在地區(qū)的地形地貌情況以及含水層的分布情況；第二步為深入研究這些資料，將各類資料中關(guān)于礦產(chǎn)施工過程中當(dāng)?shù)貧庀?、地表水的類型與方位等方面的資料結(jié)合所學(xué)知識進行研究與探討，從而預(yù)測出施工中大體該礦山地帶的降水值范圍，以此應(yīng)對地下水位頻繁變化的自然現(xiàn)象。落實好前期的準(zhǔn)備階段，可使得勘察人員能夠全方面掌握水文地質(zhì)勘察的基本內(nèi)容，為后續(xù)各項水文地質(zhì)勘察實際工作的開展與落實奠定堅實良好的基礎(chǔ)。

2.2 建立水文地質(zhì)調(diào)查評價體系

在落實了礦山水文地質(zhì)調(diào)查的前期準(zhǔn)備之后，就到了建立水文地質(zhì)調(diào)查評價體系階段。在建立體系的過程中重點是將地下水及其對礦產(chǎn)開采資源的過程中產(chǎn)生的影響代入到水文地質(zhì)勘察評價范疇中，在運用事前防范的理念下主動結(jié)合以往水文地質(zhì)勘察經(jīng)驗和相關(guān)工程案例，提前預(yù)測、評估可能出現(xiàn)的巖土危害等，并在此基礎(chǔ)上制定出相應(yīng)的解決方案。

此外，調(diào)查人員還需要有意識地將巖土體類型、建筑物特點等融入水文地質(zhì)勘察評價中。在完善水文地質(zhì)調(diào)查評價體系的過程中，調(diào)查人員必須做到以下幾點：首先通過相關(guān)地質(zhì)環(huán)境的要求，確定礦產(chǎn)資源的開采時限，通常來說，礦產(chǎn)資源的開采時限需要控制在1年之內(nèi)；其次整理與分析所調(diào)查區(qū)域的各項水文地質(zhì)資料，做好統(tǒng)一明確調(diào)查人員在該工程中的全部工作內(nèi)容；然后在確定調(diào)查區(qū)域內(nèi)的富水地段，評估當(dāng)?shù)氐牡叵滤?，并積極運用水文地質(zhì)調(diào)查構(gòu)建評估系統(tǒng)；最后調(diào)查人員需要模擬礦山開采中的形變過程，為工程選址提供了重要參考幫助，使得調(diào)查結(jié)果的誤差值能夠控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍。

2.3 應(yīng)用合理的調(diào)查技術(shù)

在建立了完整的水文地質(zhì)調(diào)查評價體系之后，為保障水文地質(zhì)調(diào)查的工作效率，負(fù)責(zé)人員必須根據(jù)礦山的水文地質(zhì)條件為參考，選擇適應(yīng)的調(diào)查措施。例如，在需要測定含水層中的關(guān)鍵參數(shù)的調(diào)查項目中，需要尋找如水質(zhì)和水量參數(shù)等參考資料，更需要先進的鉆探技術(shù)，以及符合要求的設(shè)置鉆孔設(shè)備，才能順利開展施工。在應(yīng)用各種現(xiàn)代化設(shè)備儀器進行合理的調(diào)查工作中，用于調(diào)查的礦石資源必須使用清水對其進行沖洗和浸泡，才能作用調(diào)查樣品實用。此外，調(diào)查項目的負(fù)責(zé)人還應(yīng)當(dāng)著手于對礦山地質(zhì)特征、礦山地下水循環(huán)規(guī)律等進行深入思索，以此有效礦山開采過程的安全合理性。如果在調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)地下水位出現(xiàn)超出預(yù)測范圍的波動時，項目安全員必須結(jié)合礦山的地質(zhì)情況以及之前的調(diào)查結(jié)果迅速、準(zhǔn)確判斷該情況下礦產(chǎn)施工的安全性，如果不安全，則盡快通過修復(fù)或更換滲漏管道的方式，針對該礦區(qū)進行處理。

3 結(jié)束語

目前國內(nèi)礦山開采依舊是我國礦產(chǎn)資源的主要來源，對于制造業(yè)有著重要作用。而礦山水文地質(zhì)調(diào)查是進行礦山開采的必要前期準(zhǔn)備工作，其重要性不容小覷。

本文在礦山水文地質(zhì)的相關(guān)調(diào)查實踐中，發(fā)現(xiàn)了礦山水文地質(zhì)調(diào)查在實際調(diào)查過程中有著很多難點和困難，本文對難點進行了分類歸納和分析研究，分為水位調(diào)查難點和水壓調(diào)查難點兩方面。并根據(jù)自身實踐經(jīng)驗和查閱大量相關(guān)學(xué)術(shù)論文對如何解決這些難點進行了深入探討，總結(jié)出了前期準(zhǔn)備、評價體系、調(diào)查技術(shù)三方面具有普遍性的解決途徑，形成了關(guān)于礦山水文地質(zhì)的全面化的針對性的理論體系，期待對礦山水文地質(zhì)調(diào)查相關(guān)的學(xué)術(shù)研究有促進作用，并且能對現(xiàn)實社會中開展的礦山水文地質(zhì)調(diào)查工作具有一定的幫助。