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礦山水文地質(zhì)勘查的深部地質(zhì)勘探技術(shù)

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礦山水文地質(zhì)勘查的深部地質(zhì)勘探技術(shù)

摘要:水文地質(zhì)勘探技術(shù)作為礦山水文地質(zhì)勘查工作的重要流程之一,為了順利進(jìn)行礦山水文地質(zhì)勘查工作,不斷擴(kuò)大礦山的開采范圍,更新原有的地質(zhì)勘探技術(shù),因此,提出礦山水文地質(zhì)勘查的深部地質(zhì)勘探技術(shù)研究。通過了解我國(guó)礦山水文地質(zhì)勘查的基本狀況,從中發(fā)現(xiàn)礦山水文地質(zhì)勘查存在的問題,根據(jù)礦山水文地質(zhì)的RQD指數(shù)來分析巖體質(zhì)量,制定深部地質(zhì)勘探技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),從而將深部地質(zhì)勘探技術(shù)廣泛運(yùn)用到礦山水文地質(zhì)勘查工作中,為礦山水文地質(zhì)勘查工作提供高效的技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞:水文地質(zhì);地質(zhì)勘查;勘探技術(shù);深部勘探

近年來,我國(guó)的礦山產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展,國(guó)家對(duì)礦山水文地質(zhì)勘查工作越來越重視,地質(zhì)勘探技術(shù)也在不斷創(chuàng)新和加速發(fā)展,水文地質(zhì)勘探技術(shù)在一定程度上促進(jìn)礦山產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[1]。首先,對(duì)礦山水文地質(zhì)勘查的深部地質(zhì)勘探技術(shù)不僅能夠讓工作人員了解當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)狀況,還能夠?qū)Φ屯莸貐^(qū)的涌水情況進(jìn)行預(yù)測(cè)并提前采取有效防范措施,避免不必要的意外事故發(fā)生;其次,做好地質(zhì)勘查工作可以避免在礦物開采過程中突發(fā)狀況的發(fā)生,并根據(jù)突發(fā)狀況擬寫解決方案、做出合理的防預(yù)措施;當(dāng)然,深部地質(zhì)勘探技術(shù)能為設(shè)計(jì)人員提供真實(shí)可靠的數(shù)據(jù),從而設(shè)計(jì)出一套給排水方案。設(shè)計(jì)人員通過地質(zhì)勘探結(jié)果能夠設(shè)計(jì)出一套完美而合理的給排水方案,利用低洼處的礦坑水達(dá)到降低成本的目的。礦山水文地質(zhì)勘探工作不僅能夠檢測(cè)礦區(qū)設(shè)施是否完善和安全,還能提高礦區(qū)產(chǎn)量、提升工作效率、保證開采質(zhì)量、降低不必要的礦山事故發(fā)生幾率。國(guó)家應(yīng)該大力宣傳水文地質(zhì)勘探技術(shù),讓礦山企業(yè)意識(shí)到水文地質(zhì)勘查工作的重要性,必須經(jīng)常對(duì)地質(zhì)勘探人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn),提高技術(shù)人員的專業(yè)素質(zhì),不斷改進(jìn)和創(chuàng)新地質(zhì)勘探技術(shù),推動(dòng)礦山行業(yè)在國(guó)際發(fā)展中的良好地位。

1深部地質(zhì)勘探技術(shù)設(shè)計(jì)

深部地質(zhì)勘探工作在礦山開采過程中是非常重要的,但是由于社會(huì)的種種因素導(dǎo)致我國(guó)地質(zhì)勘探技術(shù)比較落后[2],第一,中國(guó)的地質(zhì)勘探技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距較大,發(fā)展速度完全跟不上國(guó)外礦山產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度[3]。在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)初級(jí)階段,針對(duì)礦山水文地質(zhì)勘探工作,國(guó)家都有特定部門的高技術(shù)水平人員來負(fù)責(zé)指導(dǎo),經(jīng)過改革開放時(shí)期,礦山行業(yè)的發(fā)展越來越快,勘探部門出現(xiàn)設(shè)計(jì)人員供不應(yīng)求、技術(shù)有待提高的現(xiàn)象,導(dǎo)致在開采礦山過程中為了節(jié)省開支省略了礦山水文地質(zhì)勘探工作,使地質(zhì)勘探工作出現(xiàn)了暫停的狀態(tài)。另外,礦山產(chǎn)業(yè)的發(fā)展出現(xiàn)了違背時(shí)展的情況,這一情況的發(fā)生不僅會(huì)導(dǎo)致礦山開采的速度變慢、效率變低、質(zhì)量變差等,還會(huì)導(dǎo)致礦山水文地質(zhì)勘探技術(shù)得不到更好的發(fā)展。第二,礦山企業(yè)家缺乏對(duì)礦山水文地質(zhì)勘探工作的認(rèn)識(shí)。礦山水文地質(zhì)勘探工作是作為礦山開采工作的重中之重,有利于礦山產(chǎn)業(yè)的開發(fā)和企業(yè)的安全生產(chǎn),但是水文地質(zhì)勘探工作對(duì)很多礦山企業(yè)家并沒有受到重視,工作人員沒有端正自己的工作態(tài)度,企業(yè)也沒有為勘探工作提供人力、物力和財(cái)力上的支持,甚至減少勘探內(nèi)容從而降低開采成本,這些因素都違背了礦山企業(yè)家的預(yù)期值。礦山管理人員輕視礦山勘探工作,在開采過程中只進(jìn)行了簡(jiǎn)單基礎(chǔ)的勘探工作,并沒有仔細(xì)進(jìn)行深入勘探,導(dǎo)致很多礦山出現(xiàn)安全問題。第三,加大礦山開采深度導(dǎo)致礦山水文地質(zhì)勘探難度增加,導(dǎo)致礦山水文地質(zhì)越來越復(fù)雜,在國(guó)有礦山企業(yè)中,復(fù)雜的水文地質(zhì)條件占28%,簡(jiǎn)單的水文地質(zhì)條件占36%(見圖1),但是由于我國(guó)勘探技術(shù)比較落后,在礦山企業(yè)的發(fā)展中不斷的遇到新問題,致使礦山水文地質(zhì)勘探工作難上加難[4]。除此之外,一些給排水設(shè)計(jì)人員在工作中經(jīng)常遇到技術(shù)方面的難題,這些問題的出現(xiàn)需要資歷深、水平高的技術(shù)人員來解決。另外,開采深度加大導(dǎo)致水害事故不斷發(fā)生,瓦斯事故現(xiàn)已成為礦山產(chǎn)業(yè)的“殺手”之一。有關(guān)部門的工作人員要根據(jù)不同問題采取有效措施來解決,從而推動(dòng)礦山產(chǎn)業(yè)的繼續(xù)前行,滿足其發(fā)展需求。第四,礦山水環(huán)境問題嚴(yán)重。礦山每天的開采工作和工作人員的生活用水增加了礦山開采的成本,導(dǎo)致礦山附近的水文地質(zhì)環(huán)境遭到污染,地下水位下降、潛水層干枯和地面塌陷等一系列問題導(dǎo)致水資源短缺,使得原本水資源就缺少的礦山區(qū)“雪上加霜”,因此,水環(huán)境問題制約著礦山產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。圖1我國(guó)礦產(chǎn)水文地質(zhì)條件復(fù)雜程度圖

1.1設(shè)定RQD指數(shù)

通過RQD指數(shù)來比較深部地質(zhì)勘探技術(shù)與原始地質(zhì)勘探技術(shù)的區(qū)別,RQD指數(shù)是一種衡量巖體質(zhì)量的指標(biāo),也是巖體分類和評(píng)價(jià)的重要指標(biāo),RQD指數(shù)是以單位鉆孔長(zhǎng)度中大于10cm巖的巖芯所占的比例。

1.2計(jì)算RQD指數(shù)

在礦山水文地質(zhì)勘查過程中,努力做好深度勘探工作才能擴(kuò)大礦山的資源存儲(chǔ)量,為了順利進(jìn)行礦山深度地質(zhì)勘探工作,需要不斷擴(kuò)大礦山的開采范圍,同時(shí)采用先進(jìn)的勘探技術(shù),從而降低成本,提高效率。通過上述公式可以得到巖石的RQD指數(shù),再結(jié)合巖體的風(fēng)化程度來研究深部勘探技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

1.3確定巖體風(fēng)化程度

巖體的風(fēng)化程度對(duì)勘探技術(shù)也有一定影響,對(duì)于輕微風(fēng)化的巖石來講,具有鮮明的顏色,敲打聲清脆透亮,很難被擊碎,碎片的邊緣很鋒利,幾乎很難用手直接拔斷,用水浸泡過后形態(tài)也會(huì)保持不變;對(duì)于中度風(fēng)化的巖石,敲打的聲音不明顯,很容易就會(huì)被擊碎,碎片的邊緣是圓潤(rùn)的,用手就會(huì)拔斷,用水浸泡后變軟,強(qiáng)度降低;重度風(fēng)化的巖石,敲打聲為啞音,輕輕敲打就會(huì)呈小碎塊,小碎塊用手一碰就會(huì)變成粉末,與水接觸就會(huì)變成泥狀團(tuán)物。因此風(fēng)化程度越低,RQD指數(shù)越高,巖體質(zhì)量越好;風(fēng)化程度越高,RQD指數(shù)越低。巖體質(zhì)量越差,降低巖體風(fēng)化程度,能為深部勘探技術(shù)提供大力幫助。

1.4實(shí)現(xiàn)多因素檢測(cè)

為了驗(yàn)證深部勘探技術(shù)的實(shí)用性和可信度,通過不同因素對(duì)RQD指數(shù)的影響進(jìn)行檢測(cè)[5]。首先,巖體結(jié)構(gòu)面對(duì)RQD指數(shù)有一定影響。巖體結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度越大,巖體的強(qiáng)度越大,RQD指數(shù)越高,巖體的結(jié)構(gòu)面往往會(huì)出現(xiàn)變形,在巖體的發(fā)育過程中會(huì)出現(xiàn)斷層、裂痕和節(jié)理等現(xiàn)象,這些現(xiàn)象都在不同程度上影響著巖體的穩(wěn)定性,因此,通過增大巖體結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度來提高RQD指數(shù),實(shí)現(xiàn)深部地質(zhì)勘探技術(shù)的發(fā)展。其次,地下水特征也影響著深部勘探技術(shù)的發(fā)展。在實(shí)際水文地質(zhì)勘探工作中,很容易忽略地下水特征對(duì)勘探工作的順利進(jìn)行,地下水環(huán)境好,巖體的性質(zhì)就好,RQD指數(shù)越高。在礦山水文地質(zhì)勘查工作中,要隨時(shí)發(fā)現(xiàn)影響勘查工作的種種因素,并及時(shí)解決和處理不利因素對(duì)地質(zhì)勘查工作的負(fù)面影響。

2深部地質(zhì)勘探技術(shù)實(shí)驗(yàn)

在礦區(qū)內(nèi)選取同一個(gè)水文地質(zhì)進(jìn)行勘查,保證周圍環(huán)境穩(wěn)定,包括氣溫恒定、氣候標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)向一致等,實(shí)驗(yàn)前測(cè)量當(dāng)前礦區(qū)的地下水位,在地下水位不影響實(shí)驗(yàn)正常操作的情況下進(jìn)行,在礦區(qū)內(nèi)選取10出實(shí)驗(yàn)基地鉆孔,分別使用原始地質(zhì)勘探技術(shù)和深部地質(zhì)勘探技術(shù)鉆孔,鉆孔的深度要一致,并且都選用大于10cm的巖心累計(jì)長(zhǎng)度,比較兩種技術(shù)的RQD指數(shù)。采用不同的勘探技術(shù)檢測(cè)的巖體質(zhì)量有很大差別,采用深部勘探技術(shù)勘查的巖體質(zhì)量明顯要好于原始勘探技術(shù)勘查的巖體質(zhì)量,因此,可以采用深部勘探技術(shù)來進(jìn)行礦山水文地質(zhì)勘查工作。

3結(jié)語

地質(zhì)勘探技術(shù)的研究對(duì)促進(jìn)礦山開采技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。隨著當(dāng)今信息技術(shù)的快速發(fā)展,水文地質(zhì)勘探技術(shù)也在不斷完善,為礦山的安全生產(chǎn)做出巨大貢獻(xiàn),尤其采用深部地質(zhì)勘探技術(shù)之后,水文地質(zhì)勘查的效率有了明顯提高[6]。雖然我國(guó)的水文地質(zhì)勘探技術(shù)已經(jīng)取得一番成就,但是距離國(guó)際水文地質(zhì)勘探技術(shù)的發(fā)展還存在一定差距,突破原有的水文地質(zhì)勘探技術(shù),推廣采用深部地質(zhì)勘探技術(shù)來促進(jìn)礦山企業(yè)的發(fā)展,希望本文的礦山水文地質(zhì)勘查的深部地質(zhì)勘探技術(shù)研究能讓我國(guó)礦山水文地質(zhì)勘查工作越來越完美。

參考文獻(xiàn)

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作者:毛海龍 單位:甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院

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