礦山地質(zhì)特性對水工環(huán)地質(zhì)勘測工作的影響研究

劉 帥，胡鴻毅，陳則剛

（湖南中核建設(shè)工程有限公司，湖南 長沙 410000）

礦山資源是一把雙刃劍，有利就有弊，帶動經(jīng)濟是利，礦山地質(zhì)問題是弊。所以，地質(zhì)勘探工作勢必要展開。在實際的地質(zhì)勘測工作中，水工環(huán)地質(zhì)勘探有著無法比擬的能力，水工環(huán)地質(zhì)勘測是指對地質(zhì)特性、地下水壓，以及環(huán)境改變這三個方面，做出相應(yīng)的評估與探查。其中地下水區(qū)域、礦山建筑、礦山滑坡等礦山資源，均屬于水工環(huán)地質(zhì)勘測的勘測范圍。此外，由于科技的發(fā)展，城市化的開展，礦產(chǎn)能源的開采跟不上消耗速度。因此，水工環(huán)地質(zhì)勘測礦山地質(zhì)特性勢在必行[1]。與以往的地質(zhì)勘測工作的區(qū)別在于，水工環(huán)地質(zhì)勘測難度大，干擾因素多。首先，在進行地質(zhì)勘測過程中，勘測人員要充分了解與評估當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)特征，選擇適合礦山地質(zhì)特性的勘測方法。其次，水工環(huán)地質(zhì)勘測的勘測有效性，可以利用多種方法進行對比，并分析出礦山的獨特之處，保證勘測結(jié)果的準(zhǔn)確度。最后，勘測深度需要到5-6km的地下位置，實施難度大。同時，地質(zhì)勘測工作需要有野外調(diào)查工作的能力，以便充分了解勘測區(qū)域，從本質(zhì)上降低礦山地質(zhì)特性對水工環(huán)地質(zhì)勘測的影響。

1 礦山地質(zhì)特性概況

在已知的礦山地質(zhì)情況來看，屬于玄武巖類板狀巖體的交匯區(qū)域。礦山內(nèi)分布著連巖組的沉積巖、索布恰爾巖組的硅質(zhì)火山巖，以及外來殘山的巖體。這些巖石貫穿著早期白堊世紀(jì)的山脈。并且在礦山的中部位置，有一個斷裂構(gòu)造，其呈片狀理化巖狀。同時，礦區(qū)地質(zhì)是由角礫構(gòu)成的，有過濾及褐鐵礦化的作用。角礫有兩種，一種是尖角狀，一種是滾圓狀，大到1.5m，小到幾厘米都有可能，且礦山地質(zhì)中還存在交代巖，其中有局部大小約1.5m～2.5m的石英、云母交代巖，都在金礦化的范圍內(nèi)[2]。根據(jù)礦山的鉆孔地質(zhì)資料分析，重金屬Cu的分布位置在礦山等值線圈內(nèi)的礦化巖脈。該礦化巖脈屬于常見地段，其地質(zhì)厚度約9.7m，屬于金屬含量較多的礦區(qū)。除開重金屬Cu之外，在地質(zhì)探槽和鉆孔中，還存在Zn的微弱反應(yīng)，Zn同樣在等線圈內(nèi)的礦化巖脈，地質(zhì)厚度在二到五米之間。在礦區(qū)地質(zhì)中Mo的含量是最高的，地質(zhì)厚度約為1m，但是可開采量是以上兩種金屬的二倍。Pb在礦化巖脈中的含量為500mg/t～1000mg/t，除開交代巖中的金礦化，Au在礦化巖脈中的含量為10mg/t～1200mg/t。Cu也存在于金礦化的交代巖中，因此在礦山開采過程中很容易出現(xiàn)淺黃褐紅色的成分。

2 礦山地質(zhì)特性對水工環(huán)地質(zhì)勘測工作的影響

分析影響水工環(huán)地質(zhì)勘測工作的因素，是改善礦山地質(zhì)特性的快捷手段。為了保證水工環(huán)地質(zhì)勘測工作的勘測準(zhǔn)確度，減少盲目勘測帶來的損失，因此作出影響水工環(huán)地質(zhì)勘測工作的具體模式圖，如圖1所示。

圖1 影響水工環(huán)地質(zhì)勘測工作模式圖

由圖1可知，本文從三個方面分析礦山地質(zhì)特性對水工環(huán)地質(zhì)勘測工作的影響，其一，分析影響水工環(huán)地質(zhì)勘測信息采集效率，其二，分析礦山地質(zhì)特性影響水工環(huán)地質(zhì)勘測深度，其三，分析影響水工環(huán)地質(zhì)勘測效果精準(zhǔn)度。從以上三方面進行研究，為改善礦山地質(zhì)特性提供研究方向。

2.1 影響水工環(huán)地質(zhì)勘測信息采集效率

由于水工環(huán)地質(zhì)勘測會受氣候環(huán)境、人為條件、勘測設(shè)備等因素影響勘測信息采集的效率，并且由于礦山地質(zhì)特性不穩(wěn)定，導(dǎo)致波動幅度較大。一般情況下，礦山勘測的主要方法是探查礦坑、地質(zhì)表層，以及地下井深孔勘測儀三種。但是以上三種方法均會改變礦山的水循環(huán)，導(dǎo)致水工環(huán)地質(zhì)勘測信息不穩(wěn)定，無法獲得綜合的礦山地質(zhì)信息，降低水工環(huán)地質(zhì)勘測的信息采集效率[3]。除此之外，在礦山地質(zhì)勘測的實施過程中，不僅要考慮礦山水質(zhì)特性和礦山環(huán)境地質(zhì)特性，而且勘測的各個環(huán)節(jié)都必須考慮到對礦山水質(zhì)與環(huán)境的保護問題。使用水工環(huán)地質(zhì)勘測，雖然可以采集礦山的信息，但是采集效率會變慢，不能達(dá)到良好的礦山勘測效果。首先，在信息采集過程中，因為礦山的地質(zhì)特性，導(dǎo)致其氣候環(huán)境不能預(yù)知，礦山下雨時，雨水會影響水工環(huán)地質(zhì)勘測的對比參數(shù)，導(dǎo)致采集不能正常進行。其次，礦山的人為條件也很苛刻，在礦山中經(jīng)常出現(xiàn)中暑的情況，采集人員的減少也會增加采集時間。最后，在水工環(huán)地質(zhì)勘測的勘測設(shè)備中，有時會因為礦山地質(zhì)的改變而導(dǎo)致勘測設(shè)備失靈?？偟膩碚f，只有改變礦山地質(zhì)特性，水工環(huán)地質(zhì)勘測才能提高信息采集效率。

2.2 礦山地質(zhì)特性影響水工環(huán)地質(zhì)勘測深度

在研究礦山地質(zhì)特性對水工環(huán)地質(zhì)勘測深度的影響時，分析水工環(huán)地質(zhì)勘測方法在勘測礦山時的危險，是最重要的一環(huán)。在勘測礦山地質(zhì)特性時，一般是從礦山地面表層開始的，并且采用從淺到深的方法進行勘測工作。隨著礦產(chǎn)資源的消耗，水工環(huán)地質(zhì)勘測開始向更深的地區(qū)開采，這就意味著對礦山地質(zhì)特性的要求越來越高。無法掌握深部地質(zhì)條件，也無法準(zhǔn)確預(yù)測未知礦山的地下水壓，是目前亟待改善的問題，也是防止水工環(huán)地質(zhì)勘測深度增加，發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的隱患[4]。不同的礦山地質(zhì)性質(zhì)影響著水工環(huán)地質(zhì)勘測的深度，其中最重要的就是地下水壓的不可預(yù)測性。一旦出現(xiàn)水壓大或水壓小，而水工環(huán)地質(zhì)勘測時不能及時改變壓力的狀況，則將會造成不可逆轉(zhuǎn)的損失。更何況，在礦山深度勘測過程中，還存在地質(zhì)改變和環(huán)境改變等不可控因素。在調(diào)查礦山地質(zhì)時，得出的結(jié)論與實際勘測不符的情況即為地質(zhì)改變，由于某些外力導(dǎo)致的礦山地質(zhì)特性改變即為環(huán)境改變，這兩種因素也影響著水工環(huán)地質(zhì)勘測的深度。地下水壓、地質(zhì)改變，以及環(huán)境改變等因素影響水工環(huán)地質(zhì)勘測深度的走勢如圖2所示：

圖2 不同特性對水工環(huán)地質(zhì)勘測深度的影響走勢圖

如圖2所示，地質(zhì)改變的礦山地質(zhì)特性每個月的勘測深度持續(xù)在1km左右，是影響水工環(huán)地質(zhì)勘測深度較大的因素；環(huán)境改變的礦山地質(zhì)特性每個月的勘測深度在2-3km左右，保持穩(wěn)步增長的態(tài)勢；地下水壓的勘測深度最深，是意外頻發(fā)的深度，勘測深度越深，難度越大，也是最不穩(wěn)定的影響因素。此外，水工環(huán)地質(zhì)勘測并不簡單，不僅要求水工環(huán)地質(zhì)勘測技術(shù)、設(shè)備，而且要求勘測人員的專業(yè)素質(zhì)。要想深化地質(zhì)勘探的深度，勘測人員必須準(zhǔn)確地控制地下水壓，達(dá)到水工環(huán)地質(zhì)勘測的預(yù)期深度。

2.3 影響水工環(huán)地質(zhì)勘測效果精準(zhǔn)度

水工環(huán)地質(zhì)勘測技術(shù)在不斷提高，但是礦山地質(zhì)特性仍使勘測工作難、勘測效果精準(zhǔn)度低[5]。水工環(huán)地質(zhì)勘測效果的精準(zhǔn)度是決定礦山發(fā)展的重要指標(biāo)，但是由于礦山地質(zhì)硬、水壓不穩(wěn)、地質(zhì)改變等特性，導(dǎo)致勘測時間長，成本高，效果差。并且因為礦區(qū)交通不發(fā)達(dá)，再次加重了勘測難度。且勘測時間長，也會導(dǎo)致地質(zhì)改變，從而影響水工環(huán)地質(zhì)勘測成果的精準(zhǔn)度。所以勘測人員需要仔細(xì)研究礦山特性中的改變規(guī)律。礦山地質(zhì)特性的改善程度越高，水工環(huán)地質(zhì)勘測效果的準(zhǔn)確度就越高。分析礦山地質(zhì)特性對水工環(huán)地質(zhì)勘測效果的精準(zhǔn)度的影響，對優(yōu)化礦山地質(zhì)特性、加速我國的工業(yè)發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義[6]。要提高水工環(huán)地質(zhì)勘測效果的精準(zhǔn)度，還要學(xué)習(xí)遙感技術(shù)，將遙感技術(shù)與水工環(huán)地質(zhì)勘測技術(shù)相結(jié)合，逐步提高水工環(huán)地質(zhì)勘測效果的精準(zhǔn)度。

3 結(jié)語

現(xiàn)如今，水工環(huán)地質(zhì)勘測技術(shù)的運用可以增強對區(qū)域性礦山地質(zhì)的監(jiān)測，從勘測采集效率的角度上看，將可控范圍進行規(guī)劃，并加強對區(qū)域性礦山地質(zhì)的管理，是提高水工環(huán)地質(zhì)勘測信息采集效率的有利方法。從勘測深度上來看，水工環(huán)地質(zhì)勘測設(shè)備變化與各種地質(zhì)誘因有關(guān)，勘測深度的難題就需要更加深入地了解礦山地質(zhì)特性，使其保持在可控范圍內(nèi)。從勘測效果精準(zhǔn)度方面來看，礦山地質(zhì)特性的改變，應(yīng)與水工環(huán)地質(zhì)勘測技術(shù)中的地質(zhì)改變、地下水壓，以及環(huán)境改變等誘因相結(jié)合，進一步提高水工環(huán)地質(zhì)勘測水平，并針對礦山地質(zhì)特性提出有效的處理和預(yù)防，保證礦山的勘測安全，落實礦產(chǎn)資源的可持續(xù)發(fā)展。