礦區(qū)水文地質(zhì)勘探的技術(shù)要求分析

劉雷

摘 要：礦采工作的順利進(jìn)行直接關(guān)系到我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。由于礦產(chǎn)開采需要在地下礦井，或者山體內(nèi)部進(jìn)行，一旦發(fā)生透水事故后果不堪設(shè)想。在采礦作業(yè)之前，對(duì)礦區(qū)水文地質(zhì)勘探工作質(zhì)量的好壞直接決定了采礦人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。

關(guān)鍵詞：礦區(qū)水文；地質(zhì)勘探；技術(shù)；分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.061

1 礦區(qū)水文地質(zhì)勘查的綜述

水文地質(zhì)勘查也是勘探礦區(qū)地下水文地質(zhì)情況的重要手段，礦場(chǎng)地下水位對(duì)于巖層土層的支撐的重要性不言而喻，礦井下方地下水位的高低，含水層的流動(dòng)速度，所含的元素等等都會(huì)直接關(guān)系到礦井作業(yè)的安全。通過有針對(duì)性的勘探區(qū)地質(zhì)情況調(diào)查，采用符合實(shí)際的水文勘查技術(shù)手段，來探明礦區(qū)下方水文地質(zhì)條件、礦床充水情況，通過含水層厚度、水流速度等等科學(xué)有效地預(yù)測(cè)出礦坑下方涌水量。通過對(duì)礦區(qū)地下水文地質(zhì)情況進(jìn)行勘察，對(duì)礦床的客觀水資源利用情況給出合理的評(píng)價(jià)，合理地指出地下水位供水水源狀態(tài)。

在對(duì)礦區(qū)地下水文地質(zhì)條件進(jìn)行科學(xué)有效的勘探后，對(duì)露天礦采礦場(chǎng)巖體邊坡的質(zhì)量以及穩(wěn)定性進(jìn)行科學(xué)的評(píng)估，進(jìn)一步根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)工程中可能發(fā)生的質(zhì)量問題、安全事故等作出預(yù)測(cè)，同時(shí)對(duì)礦床開采可能會(huì)造成的環(huán)境污染問題進(jìn)行評(píng)定和預(yù)測(cè)，提醒企業(yè)提前做好保護(hù)工作，防止污染擴(kuò)散。

2 水文勘探的必要性

我國(guó)由于國(guó)土遼闊，各類礦產(chǎn)資源豐富，自然地理環(huán)境、地質(zhì)條件也是非常復(fù)雜的。在礦區(qū)作業(yè)區(qū)中，經(jīng)過了一定的措施處理，地質(zhì)條件依然嚴(yán)峻。礦區(qū)底層由于經(jīng)過了人工的爆破、開鑿，地質(zhì)結(jié)構(gòu)失去了一定的穩(wěn)定性，再加上礦區(qū)的水資源有可能隨著采礦作業(yè)的開展逐漸流失，為了確保礦井下作業(yè)的安全性和穩(wěn)定性，必須對(duì)礦區(qū)以及礦區(qū)周圍的水文條件進(jìn)行了解，必須將水文勘探工作落實(shí)到位。礦區(qū)的水文勘查工作，不僅僅在開礦區(qū)開建之前落實(shí)到位，在采礦作業(yè)進(jìn)行時(shí)，相關(guān)人員也需要及時(shí)關(guān)注礦區(qū)地下水位以及水位狀態(tài)，監(jiān)視水文變動(dòng)情況。

3 礦區(qū)水文地質(zhì)勘探技術(shù)研究

（1）地下水同位素和化學(xué)物研究。地質(zhì)化學(xué)研究項(xiàng)目是水文地質(zhì)研究的重點(diǎn)研究項(xiàng)目之一，通過對(duì)同位素的研究和應(yīng)用，能夠?qū)Φ叵滤瘜W(xué)的具體狀態(tài)做出一定的了解和掌握，經(jīng)過多次的實(shí)踐證明，同位素的應(yīng)用在水文地質(zhì)中取得了較為良好的效果。通過對(duì)同位素的研究，能夠進(jìn)一步了解地下水的形成、儲(chǔ)存、變化等等問題，對(duì)地下水的比例、強(qiáng)度、開源、具體位置等等提供了準(zhǔn)確的判斷依據(jù)。

（2）綜合物探技術(shù)。綜合物探技術(shù)由于具有成本低、操作便捷等等優(yōu)點(diǎn)在水文地質(zhì)勘探工作中應(yīng)用廣泛。其中，電法勘探技術(shù)和地震預(yù)測(cè)技術(shù)在對(duì)礦區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造和礦井水問題的勘探過程中起到重要的作用。通過綜合物探技術(shù)，能夠通過計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)礦區(qū)建立起完整的、系統(tǒng)的地層、地質(zhì)構(gòu)造3D圖像。通過利用礦區(qū)的高分辨的三維地震數(shù)據(jù)和鉆孔數(shù)據(jù)形成的三維地質(zhì)構(gòu)造圖形能夠?yàn)楹竺娴乃目辈楣ぷ魈峁┲匾膮⒖家罁?jù)。在系統(tǒng)的完整的三維圖像建立后，再結(jié)合電法勘探技術(shù)，能夠?qū)ΦV區(qū)地下水的分布、儲(chǔ)存、巖溶裂隙等等參數(shù)進(jìn)行科學(xué)有效的測(cè)定，進(jìn)而了解地質(zhì)構(gòu)造的導(dǎo)水性、隔水層厚度等。

（3）水文地質(zhì)鉆探。水文地質(zhì)鉆探技術(shù)是礦區(qū)勘探技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的一項(xiàng)技術(shù)之一，因?yàn)樗你@探技術(shù)使用的時(shí)間已經(jīng)足夠的長(zhǎng)，經(jīng)過了許多專家學(xué)者的不斷改進(jìn)，水文地質(zhì)鉆探技術(shù)在水文勘探工作中具有舉足輕重的地位，現(xiàn)在的大部分水文地質(zhì)勘探技術(shù)都是建立在水文地質(zhì)鉆探技術(shù)基礎(chǔ)上的。

在西北等等水資源比較欠缺的地方使用水文地質(zhì)鉆探技術(shù)難度較大，因?yàn)槿彼牡貙訕?gòu)造中，如果在鉆探過程中混入較多的水，容易造成地層坍塌或者泄漏等問題。

（4）3S技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，3S技術(shù)已經(jīng)成為了如今水文勘探工作中不可或缺的一項(xiàng)勘探技術(shù)。所謂的3S技術(shù)便是RS遙感技術(shù)、GIS地理信息系統(tǒng)、GPS全球定位系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱。其中RS遙測(cè)技術(shù)是勘探工作的重點(diǎn)，通過地面基站和空間基站的動(dòng)態(tài)簡(jiǎn)稱數(shù)據(jù)，得出精確度較高的遙測(cè)數(shù)據(jù)，為水文工作提供重要的參考依據(jù)。

（5）流量測(cè)井技術(shù)。流量測(cè)井技術(shù)是一項(xiàng)建立在鉆探技術(shù)上的水文勘查技術(shù)，其原理是通過測(cè)量鉆孔過程中不同深度的截面上水流的流量和水量強(qiáng)度，來對(duì)地下水的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。流量測(cè)井技術(shù)在最近幾年才開始被使用，通過流量測(cè)井技術(shù)的使用，能夠?qū)Φ貙酉碌母羲畬印⒑畬舆M(jìn)行厚度劃分，并且對(duì)含水層、隔水層的方位、滲水狀態(tài)、隔水性能、巖層厚度等等參數(shù)進(jìn)行分析。由于在實(shí)踐中多次獲得良好的應(yīng)用效果，流量測(cè)井技術(shù)已經(jīng)開始廣泛在地下水文勘查工作中。

4 礦區(qū)水文勘查工作中存在的問題以及建議

在傳統(tǒng)的礦區(qū)水文勘查過程中，需要對(duì)礦區(qū)地下的灰?guī)r含水性的變化進(jìn)行測(cè)定，由于沒有比較有效的測(cè)定方法，傳統(tǒng)的電測(cè)井、抽水試驗(yàn)測(cè)試等等方法效率不高、效果不良好，得到的數(shù)據(jù)也不盡完美，所以礦區(qū)灰?guī)r含水性變化的測(cè)定是限制礦區(qū)水文勘查工作的重點(diǎn)改進(jìn)工作之一。

由于礦區(qū)地下水文勘查工作中需要對(duì)鉆孔水位的檢測(cè)來評(píng)估地下水文狀態(tài)，但由于鉆孔過程中出現(xiàn)的水位并不能完全反應(yīng)含水層和隔水層的狀態(tài)，鉆孔水位只是一個(gè)混合水位，而其中測(cè)定的沖洗液的量也只是一個(gè)綜合消耗量，并不能得到精確的結(jié)果，導(dǎo)致很難對(duì)巖層鉆探過程中水位的變化做出科學(xué)有效并且準(zhǔn)確的判定。傳統(tǒng)的通過鉆孔作業(yè)來進(jìn)行抽水試驗(yàn)，需要布設(shè)專業(yè)的設(shè)備，在設(shè)備的運(yùn)輸和操作過程中需要耗費(fèi)大量的人力物力，卻又無法獲得較為精確的結(jié)果，這讓礦區(qū)地下水文勘查工作進(jìn)入進(jìn)退兩難的境地。

為了解決巖層含水性變化測(cè)定結(jié)果不理想的問題，可以采用分段壓水試驗(yàn)的方法，通過采用三抓止水器劃分出一段段不同深度的巖層，進(jìn)而減少不同含水層之間的相互干擾，進(jìn)而得出一個(gè)較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，減少了各種摻雜因素的干擾。配合流速儀，能夠從鉆井中獲得較為準(zhǔn)確的含水層厚度數(shù)據(jù)。

5 結(jié)束語

在日益擴(kuò)大的礦采規(guī)模中，做好安全生產(chǎn)工作尤為重要。要抓好安全生產(chǎn)工作，就必須落實(shí)水文勘查工作，并建立動(dòng)態(tài)的礦區(qū)地下水文地質(zhì)數(shù)據(jù)反饋系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

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