復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下礦山巖土工程勘察鉆探技術(shù)分析

李 城

（江西省地質(zhì)局第七地質(zhì)大隊(duì)，江西 贛州 341000）

巖土工程勘察鉆探技術(shù)是復(fù)雜地質(zhì)勘察的重要技術(shù)手段，其有效提升其在實(shí)地勘察的應(yīng)用效果。由于我國(guó)地大物博，復(fù)雜地貌較多，其無(wú)疑增加了礦產(chǎn)資源的勘察難度。此外，氣候、地質(zhì)、土層結(jié)構(gòu)、水文等環(huán)境因素，對(duì)勘察的結(jié)果也會(huì)產(chǎn)生影響[1]。由此可知，以上影響因素均會(huì)造成復(fù)雜地質(zhì)條件，進(jìn)而影響勘察效果。想在復(fù)雜地質(zhì)條件下保證勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要全面勘察礦區(qū)的地理環(huán)境，以及相關(guān)地質(zhì)特點(diǎn)，并且利用科學(xué)技術(shù)，對(duì)礦區(qū)進(jìn)行分析，了解地質(zhì)情況對(duì)巖土勘察的影響效果，進(jìn)而為礦區(qū)的開(kāi)采提供可靠性的依據(jù)?；诖?，本文對(duì)復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行分析，研究礦區(qū)勘察技術(shù)，促進(jìn)我國(guó)礦區(qū)資源的開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)采礦的技術(shù)手段，為采礦業(yè)的發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 礦山巖土工程勘察鉆探技術(shù)的必要性

一般情況下，礦產(chǎn)資源存在于巖石中，其形成的原因特殊且多，如果沒(méi)有精準(zhǔn)的勘察技術(shù)，礦產(chǎn)資源的開(kāi)采會(huì)造成不必要的損失。因此，在勘察時(shí)，首先，觀察巖層的具體情況，如果巖石被破壞，采用科學(xué)技術(shù)、合理分析造成該現(xiàn)象的原因；其次，運(yùn)用最新采集技術(shù)，獲得礦區(qū)的相關(guān)信息；最后，根據(jù)礦區(qū)特征、特點(diǎn)、巖石等結(jié)構(gòu)問(wèn)題，分析礦區(qū)的情況，提出多個(gè)開(kāi)采方案，并行研究，擇優(yōu)選取，保證礦區(qū)勘查工作的真實(shí)性和有效性。勘察是礦山開(kāi)采的基礎(chǔ)，在礦山開(kāi)采中起到指導(dǎo)作用。詳細(xì)調(diào)查待開(kāi)采礦區(qū)的地質(zhì)地貌，是勘察技術(shù)進(jìn)行的基礎(chǔ)條件。了解到真實(shí)有效的地貌環(huán)境，才能選擇最佳勘察技術(shù)，進(jìn)而得到實(shí)際勘察數(shù)據(jù)，以便后續(xù)工作的推進(jìn)。

在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境中，特殊性質(zhì)的巖土、巖溶等條件，成為本文勘察分析的重要前提。為了后續(xù)得到數(shù)據(jù)的真實(shí)性，收集待測(cè)礦區(qū)的環(huán)境、水文、氣候等資料。本文根據(jù)不同地質(zhì)環(huán)境的實(shí)際條件，運(yùn)用勘察鉆探技術(shù)進(jìn)行處理；此技術(shù)中運(yùn)用物探、測(cè)繪、取樣、原位測(cè)試等勘察手段，其原理是收集到真實(shí)數(shù)據(jù)及試驗(yàn)數(shù)據(jù)，再通過(guò)相關(guān)勘察系統(tǒng)進(jìn)行整理，進(jìn)而提出多個(gè)方案，制定出最優(yōu)方案。此技術(shù)的必要性在于：保障礦區(qū)開(kāi)采的順利展開(kāi)；提高礦產(chǎn)資源的開(kāi)采質(zhì)量；提高開(kāi)采施工的安全性。

2 復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下巖土工程勘察鉆探技術(shù)的綜合分析

由于礦區(qū)的氣候、環(huán)境、水文等條件均不相同，造成的復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境也不盡相同。因此，在礦區(qū)的勘察過(guò)程中，勘查技術(shù)的使用情況相應(yīng)不同。不同的勘察技術(shù)適用于不同的巖性。

在氣候復(fù)雜的巖土工程中，其巖性組成成分為粉砂巖，由于氣候復(fù)雜，雨水不定時(shí)的下降，導(dǎo)致巖層上半部分以泥灰?guī)r為主，夾雜著粘土巖，其內(nèi)層理復(fù)雜，局部出現(xiàn)塊狀砂巖。在氣候環(huán)境復(fù)雜的礦區(qū)，巖層上部均呈現(xiàn)侵蝕現(xiàn)象，其殘留厚度在13700mm～26100mm左右，平均下來(lái)每個(gè)巖層的侵蝕厚度在16300mm左右[2]。該礦區(qū)的降雨量如下圖1所示。

圖1 氣候復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境的降雨量情況圖

如圖1所示，在氣候環(huán)境復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境中，降雨量也與其他地質(zhì)環(huán)境降雨量不同，一般地區(qū)的降雨量在1～5月份均穩(wěn)定在10mm以下，在6～8月份為降雨高峰期，9～12月逐漸與1～5月趨近；然而，氣候環(huán)境復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境降雨量在1～5月份不能穩(wěn)定在10mm以下，在4月份呈現(xiàn)出小型降雨高峰，7～9月呈現(xiàn)降雨大高峰，11月份出現(xiàn)小型回落，降雨量比4月份降雨量的小高峰多，直至12月趨于穩(wěn)定。此現(xiàn)象的發(fā)生無(wú)疑對(duì)該地區(qū)的礦產(chǎn)資源開(kāi)采造成困難，但是相應(yīng)的，復(fù)雜氣候環(huán)境使巖層內(nèi)的礦產(chǎn)資源更加成熟。在巖層底部中含泥巖與三疊系接觸，利用鉆探技術(shù)，得出巖層內(nèi)相關(guān)的礦產(chǎn)資源占55.6%，屬于品位較高的礦產(chǎn)。

此外，巖層中水文地質(zhì)條件的不同，同樣造成礦產(chǎn)資源不同的成熟性。在水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜的礦區(qū)，旋回特征格外明顯，包括第Ⅰ、II、III亞旋回。在第I亞旋回中，巖層沉積水質(zhì)深度在20.36m左右，含水量達(dá)2層，累計(jì)平均厚度為1.03m。在第Ⅱ亞旋回中，巖層沉積水質(zhì)深度在6.87m，含水量1層，累計(jì)平均厚度為0.43m。在第Ⅲ亞旋回中，巖層沉積水質(zhì)深度為30.30m，含水量為3層，累計(jì)平均厚度為3.02m。根據(jù)鉆探技術(shù)，得出的復(fù)雜水文地質(zhì)環(huán)境結(jié)果如下表1所示。

表1 復(fù)雜水文地質(zhì)環(huán)境結(jié)果表

如表1所示，分別對(duì)該復(fù)雜水文地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行6次鉆探，可知水量較富足，巖層礦化性質(zhì)相對(duì)成熟，均能保持在1.0以上，因此，礦產(chǎn)資源較為豐富。但是由于該地區(qū)的水量較為充足，在勘查過(guò)程中提高謹(jǐn)慎性，在確保不會(huì)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的前提下，精準(zhǔn)地開(kāi)采礦產(chǎn)資源。在自然狀態(tài)下，飽水狀態(tài)的礦產(chǎn)資源應(yīng)力應(yīng)變曲線如下圖2所示。

圖2 自然狀態(tài)與飽水狀態(tài)的礦產(chǎn)資源應(yīng)力應(yīng)變曲線

如圖2所示，自然狀態(tài)與飽水狀態(tài)的應(yīng)力指數(shù)與應(yīng)力均不相同，自然狀態(tài)下，應(yīng)力明顯比飽水狀態(tài)的應(yīng)力大，因此，在礦產(chǎn)資源的勘察中，在水文地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜地區(qū)需要檢測(cè)應(yīng)力的情況，應(yīng)力大的說(shuō)明該地區(qū)可以正?？辈?；應(yīng)力小的說(shuō)明該地區(qū)的水文環(huán)境復(fù)雜，使用鉆探技術(shù)進(jìn)行勘察。

3 復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下礦山勘察鉆探技術(shù)實(shí)施的有效策略

3.1 優(yōu)化地質(zhì)勘探技術(shù)

在實(shí)際勘察過(guò)程中，由于野外地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，勘察難題頗高。因此，選擇恰當(dāng)?shù)目辈旆椒ㄟM(jìn)行勘察工作是重中之重[3]。為保證在復(fù)雜地質(zhì)條件下，巖土工程的勘察仍能保持準(zhǔn)確的勘察能力，運(yùn)用先進(jìn)的勘察鉆探技術(shù)，通過(guò)勘察測(cè)繪系統(tǒng)的應(yīng)用，加密測(cè)點(diǎn)，并分析相關(guān)的數(shù)據(jù)；同時(shí)，加強(qiáng)勘察企業(yè)與其他企業(yè)之間的合作，交流勘探技術(shù)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)逐步優(yōu)化地質(zhì)勘察技術(shù)。

3.2 創(chuàng)新勘察方式

在礦產(chǎn)資源巖層勘察前，資料的收集是基礎(chǔ)。在地質(zhì)條件復(fù)雜的礦區(qū)巖層中，資料收集往往成為采礦的限制因素，然而，通過(guò)現(xiàn)今的勘察方式，很難收集到完整的地質(zhì)資料。因此，本文對(duì)勘察方式進(jìn)行創(chuàng)新，強(qiáng)化各企業(yè)的創(chuàng)新能力，提高其勘察研發(fā)的自主性，根據(jù)不同的復(fù)雜地質(zhì)，創(chuàng)造出符合地質(zhì)條件的勘測(cè)手段。

在信息化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的今天，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用使勘察數(shù)據(jù)得到全方位的提升，進(jìn)一步提高勘察的效果。

3.3 構(gòu)建巖土工程勘察制度

礦區(qū)巖層勘察時(shí)，原位勘察技術(shù)可以在不擾動(dòng)巖層的情況下勘查巖層，并獲得巖層物理性質(zhì)指標(biāo)的數(shù)據(jù)，其在鉆探技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，并利用信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析的過(guò)程，提高勘察技術(shù)的精度。但是，在勘察過(guò)程中，技術(shù)的創(chuàng)新是基礎(chǔ)，制度的構(gòu)建是前提。企業(yè)擁有較為先進(jìn)的勘察技術(shù)，但是相關(guān)的制度不完善，因此，構(gòu)建完善的勘察制度，加強(qiáng)礦區(qū)巖層勘察的監(jiān)管力度，達(dá)到精細(xì)化管理，實(shí)現(xiàn)勘查技術(shù)的提高。

4 結(jié)語(yǔ)

在勘察過(guò)程中，面臨各種形式的復(fù)雜地質(zhì)，其增加了勘察的難度。因此，面對(duì)不同的地質(zhì)環(huán)境，勘察工作根據(jù)相應(yīng)的地質(zhì)條件，選擇合適的技術(shù)進(jìn)行有效的勘察。本文對(duì)復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下，礦區(qū)巖層的勘察技術(shù)進(jìn)行分析，旨在加強(qiáng)勘察技術(shù)與管理能力，保證巖土勘察的質(zhì)量與收益。