不同地質條件下礦山常用水文地質勘探技術手段

蔡義名

（新汶礦業(yè)集團地質勘探有限責任公司，山東 泰安 271200）

在礦山勘探過程中，水文地質問題對礦山地質勘探、礦山資源的開發(fā)，以及后續(xù)的運輸有很大的影響，還影響著礦山勘探人員的人身安全和礦山勘探的后續(xù)結果，因此礦山的水文地質問題需要重視起來[1]。使用不正確的方法進行礦山勘探可能加劇水文地質破壞，引發(fā)自然災害，因此，水文地質與礦山勘探之間存在著微妙的聯(lián)系，應引起重視，慎重對待[2]。礦山地質勘查是保證礦山資源順利開發(fā)的重要前提，為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，需要關注不同地質條件下的礦山水文地質問題，并提出相應的解決方案，從而改善礦山地質勘探的效率。

為增加調查數(shù)據(jù)的真實性，保證礦山水文地質勘探的順利進行，減少誤判的發(fā)生，需要積極改進礦山地質勘探技術，積極引進遙感設備、電磁透視設備、流量設備等先進設備[3]。這些先進設備的使用，不僅有助于提高礦山水文地質勘探數(shù)據(jù)的準確性，而且大大縮短了水文地質的勘探時間，節(jié)省了時間和金錢，因此需要對礦山水文地質勘探技術手段進行研究。

1 礦山水文地質勘探現(xiàn)狀

礦山的勘探受到多種因素影響，目前，我國由于工業(yè)發(fā)展速度加快，礦山勘探工作也在逐漸進步，但由于我國地形復雜，礦山勘探技術難以得到進步，還存在著一些問題：

第一就是我國的礦山水文地質勘探速度較低，發(fā)達國家的水文地質勘探往往由各個分部門進行，使用高新技術工具進行勘探，因此勘探效率高，我國的地質勘探通常由政府負責，因此影響了勘探的速度。但是隨著經(jīng)濟發(fā)展，在改革開放后，工業(yè)發(fā)展速度與日俱增，礦產(chǎn)資源也出現(xiàn)了供不應求的狀況，面對這種狀況相關的采礦機構不進行地質勘探就開始盲目地開采，嚴重破壞了礦山的生態(tài)環(huán)境，也影響礦山開采的效率，阻礙了勘探技術的發(fā)展。

第二則是缺乏礦山勘探意識，部分采礦機構為了節(jié)約礦山開采的開支，在礦山開采之前不進行勘探工作，或者只進行簡單的勘探工作，這種情況經(jīng)常導致采礦意外發(fā)生，嚴重影響了礦區(qū)的水文地質環(huán)境。第三則是隨著礦山開采深度的日益增加，礦山環(huán)境變得越來越差，在進行地質勘探時也會面臨很多環(huán)境問題，這也限制了礦山地質勘探技術的發(fā)展。

2 礦山水文地質勘探問題

礦山地質勘探對水文地質的影響分為兩個主要部分，一是地下水分布的變化，二是水文地質環(huán)境的變化。這都是勘探過程中遇到的問題，礦山地質勘探過程中的水文地質問題如下。

第一是未開展礦山地質調查，在采礦過程中，勘探工作是采礦順利進行的重要保障。在實際礦山地質勘探過程中，相當一部分勘探人員對水文地質勘探不夠重視，缺乏相關經(jīng)驗，導致水文地質勘探工作開展得不到位。除此之外，由于部分復雜的地質環(huán)境需要提前考察，礦山勘探人員沒有進行提前考察，就會導致勘探結果不準確，因此在進行地質勘探時，首先，要根據(jù)勘探人員的工作經(jīng)驗對地下水位進行分類，依靠科學的工具進行檢測，避免造成誤判。其次對地下水進行動態(tài)監(jiān)測，由于地下水的流動方向和流速存在動態(tài)變化，這些變化對礦產(chǎn)資源開發(fā)的影響未知，因此應隨時進行檢測。但地質勘探時往往遺漏了這一重要步驟，給礦產(chǎn)資源開發(fā)帶來隱患，也給地下水開發(fā)利用帶來諸多問題?？傮w而言，礦山地質調查項目實施不到位，會嚴重影響礦山項目的建設進度。

第二是政策制度保障不完善，礦山地質勘查由于缺乏有效、科學、系統(tǒng)的勘查管理制度，經(jīng)常造成勘探人員工作職責不清、工作效率低、工作過程監(jiān)控困難，導致后續(xù)勘探進展緩慢，甚至工作無法開展勘探工作。除此之外，沒有完善的政策和制度保障，礦山地質勘查工作將處于混亂狀態(tài)，水文地質勘探成果無法得到保證。因此，建立完善的礦山地質調查和水文地質體系至關重要。

第三是水文地質勘探技術落后，礦山地質勘探的有效性與勘探技術密切相關。先進的勘探技術可以使礦山勘探結果更加真實和全面，但由于調查人員對水文地質缺乏興趣、勘探資金缺乏等原因，當今的礦山地質勘探缺乏良好的水文地質勘探技術和設備支持。由于勘探技術創(chuàng)新不夠，仍沿用傳統(tǒng)勘探方法，難以保證水文地質人員的工作效率和工作質量。因此在進行礦山地質勘探時，需要結合先進的科學技術綜合創(chuàng)新，研發(fā)更實用的礦山勘探技術。

第四是地質勘探人員素質不足，礦山地質勘探人員是影響水文地質勘探效率的重要因素。由于礦山地質勘探所需時間較短，地質勘探資金不足，降低了勘探人員的招聘標準，也缺乏水文地質勘探技能的培訓和考核，因此，在實際礦山地質勘探過程中，不能全面開展水文地質勘探，也無法保證水文地質勘探數(shù)據(jù)的準確性，這些人員勘探反饋的圖紙也出現(xiàn)水流指示不清晰、不全面的問題。這種情況的發(fā)生，不僅是礦山地質勘探人員專業(yè)技能不足的表現(xiàn)，也是礦山地質勘探人員工作態(tài)度不認真的標志。由于礦山地質勘探人員水文地質知識不足，對地質勘探不重視，給礦山地質勘探工作留下諸多隱患，也增加了礦產(chǎn)資源勘探的風險，制約了礦產(chǎn)資源的開采。

第五是礦區(qū)周邊水文地質勘探較少，礦山水文地質勘探缺乏對礦區(qū)地下水流的勘探，近幾年的勘探圖如圖1所示。

圖1 礦山勘察柱狀圖

由圖1可知，由圖1可知，五年來，研究人員對礦山周邊地區(qū)的地質勘探次數(shù)明顯少于礦區(qū)，因此缺乏對礦山周邊地下水徑流的了解，不考察礦區(qū)地下水徑流，就不能更全面地了解礦區(qū)地下水情況，更不能更好地了解地下水的動態(tài)變化和水位變化對環(huán)境的影響，從而影響了礦山勘探的效果。

3 不同地質條件下礦山常用水文地質勘探技術

3.1 鉆孔透視技術

由于無線電波理論知識的普及，鉆孔透視技術在礦山水文地質勘探中的應用范圍也越來越廣。這種勘探技術背后的原理是無線電波對巖石結構的透視效應和發(fā)射效應之間的差異，可以從鉆探的角度更好地了解含水層和巖溶洞穴。在此期間，無線電波傳播時，如果遇到積水，相關頻率會發(fā)生變化和波動，為礦山水文地質勘探提供專業(yè)支持，獲得具有參考價值的勘探成果。同時，通過思考無線電接收和發(fā)生裝置的設置路徑，可以為鉆孔透視技術提供豐富的電磁數(shù)據(jù)，滿足礦山水文地質勘探高效發(fā)展的要求。對礦山洞穴和隧道位置所在地區(qū)的地層進行勘探可以使采礦活動更加安全。此外，鉆孔透視技術的引入和有效利用，可以增加勘探技術在礦山水文地質條件應用中的創(chuàng)新作用，逐步實現(xiàn)勘探目標。

3.2 瞬變電磁技術

為提高采礦水文地質勘探工作過程中數(shù)據(jù)的準確性，勘探方法優(yōu)化應注重瞬變電磁的科學應用。具體應用如下：第一，綜合考慮開采要求和水文地質勘探條件，加強瞬變電磁法的使用頻率，有利于科學應對復雜地形結構，準確獲取勘探數(shù)據(jù)，滿足開采要求。利用瞬變的電磁激發(fā)接地磁場，記錄磁場第一次接收間歇的時間，根據(jù)該間歇時間繪制出電磁曲線，從而進行地質勘探。

第二，基于瞬變電磁法的礦山水文地質勘探可以從樣品采集、分析和計算等方面入手，了解礦山的水文地質特性。同時，該勘探技術的應用具有靈敏度高、穿透性好等特點，增加了其在礦山水文地質勘探中的應用優(yōu)勢，使勘探作業(yè)得到技術支持，避免了勘探效率的降低。為全面提高礦山水文地質勘探的準確性，保持勘探業(yè)務的良好發(fā)展作出貢獻。這種方法雖然具有效率高的特點，但也有一定的局限性。對于內部金屬結構較大、礦區(qū)電阻率低的場地，瞬變電磁法測得的數(shù)值誤差較大，因此不能普遍使用。

3.3 流量測井技術

流量測井技術主要通過測量礦山中各個地區(qū)的巖層和水層深度來實現(xiàn)地質勘探，通常情況下，該方法可以測量不同深度的巖層，從而確定巖層的含水層深度，在測量過程中需要對相關參數(shù)進行預處理，該方法具有數(shù)據(jù)獲取簡單，數(shù)值準確的優(yōu)點，除此之外，還能減少人力物力消耗，避免其受到地層作用影響，但目前流量測井技術還存在著一些問題，包括精確度低，難以利用計算機測量等，都限制了該技術的進步。

4 結語

綜上所述，在綜合考慮當前勘探現(xiàn)狀的情況下，產(chǎn)生的新勘探技術有助于提高礦山水文地質勘探的效率和質量，保持勘探的效率，為實現(xiàn)礦山地質勘探長遠發(fā)展作出了貢獻，因此，在礦山水文地質勘探中，需要利用現(xiàn)有的知識分析新勘探技術的重要性，有效完成勘探計劃，實現(xiàn)勘探技術的全面進步。