關于礦山水工環地質勘查技術要求研究

蘇利平

（甘肅省地質礦產勘查開發局第四地質礦產勘查院，甘肅 酒泉 735000）

在礦山開采建設過程中，其水工環地質勘察的主要內容是工作數據管理以及資源信息等，并對地質災害預防進行預防，考察包括工程所屬地的地理條件、地下水位情況以及隔水層情況情況等，并且勘察人員在勘察過程中，還要考慮氣候溫度和地貌地質構造等情況，確保勘察結果的準確全面性，從而對礦區施工建設采取必要措施進行預防。除工程建設之外，水工環地質勘察技術還要考慮地下水資源和自然環境的地質條件，還要盡量避免自然資源的浪費，從而對地質工作進行調查評價。當前水工環地質勘查技術迅速發展，技術勘察模式逐漸轉換為次序性并具備實踐經驗，以促進自然環境和建設經濟一體化模式為目標。在水工環地質勘查中，勘察技術目的主要以分析地質環境數據為主，工作模式多為各自分開探查環境地質、水文地質和工程地質，并且結合礦山建設的生產水平，勘察人員形成聯鎖性的一體式工作模式，使得勘察技術更加全面，其逐漸呈現功能全面且信息量大的特點，以實現在礦山地質勘察工作中的廣泛應用，主要包括三方面，分別為水文勘測、環境勘察和工程勘察，礦山水工環地質勘查技術主要針對測繪、鉆孔、水質測量、氣象條件測量等方面，技術人員進行水工環地質勘查過程中，必須保證礦山建設初期的工作進度，從而了解礦山內部情況。為此對礦山水工環地質勘查的技術要求進行深入研究，保證其礦山勘察工作的工作效率，并為礦山工作人員提供安全保障，創造更好的施工條件。

1 礦山內部結構測繪完整

礦山水工環地質勘察過程中，勘察人員測繪時要將礦區內部各個結構記錄完整，從而明確礦山作業環境。測繪技術的比例通常為1：50000或者1：10000，勘察人員要根據對水文地質和工程地質的實際掌握情況，對礦山內部水文資料和社會地理信息等進行整理，并采集礦山周邊環境等各種材料，從而完成測繪技術的準備工作，在整理材料信息的同時，勘察人員也要勘察礦區地形和地質狀況，科學估測礦區內最大涌水量以及對自然環境的影響程度等，保證礦山測繪技術能夠充分發揮其優越性，對礦山的分布規律進行全面了解，充分掌握預查內。勘察人員在測繪過程中，要配合礦山實際開采工作，對開采礦床時與礦床有巨大關聯的地質結構進行記錄，通過剖析地質結構，使測繪工作效率達到最大化[1]。對礦山內部結構進行深入研究，勘察人員在測繪過程中，要將穿越和追索兩種方法整合到一起，在保證礦山內部結構完整測繪的基礎上，重點測繪進行開采的礦床，利用穿越追索的方法對地貌變化方向進行判斷，初步評價礦山建設的發展方向，充分掌握礦石的穩定性及礦體底板圍巖的具體情況。除此之外，勘察人員要對不良地質現象進行追蹤繪制，例如勘察1000m之間的線路間距時,勘察人員要采用1：50000測繪觀觀測，勘察500m之間的線路間距時，勘察人員要采用1：10000測繪觀觀測，勘察200m之間的線路間距時，勘察人員要采用1：2000測繪觀觀測，通過對水工環地質進行采樣，幫助施工人員實現更好地開采工作，結合水文、工程以及環境等地質條件，保證礦山施工位置每平方千米擁有40個左右的測點密度，進而實現礦山內部結構測繪的完整度。除此之外，勘察人員對礦山地質進行測繪時，要勘察泉水老窿以及土質成分，解礦山地下水及水質特征，從而對災害要素進行安全防范，通過放射分析了解水質的內部成分以及細菌污染情況，由此判斷出礦山開采對區域環境以及施工安全等因素的影響，并了解地表水和地下水的走向，通過分析土質成分判斷地貌特點，對礦區地貌特點和土質情況進行貼合實際情況的繪制。另外在環境地質的測繪過程中，勘察人員對老窿進行調查了解，根據歷史資料登記及樣品測試結果，對礦區的巖層結構以及分布情況進行推測，判斷礦山施工內部的斷層位置以及破碎程度，從而為后續施工建設階段奠定基礎[2]。勘察人員要獲得全面采樣信息，除礦山內部結構地質情況，還要勘察礦區地質災害作用，提前分析礦區充水和涌水等情況的發生原因，例如明確工業用水的水源方向，并加強礦床開采工作分析，測繪完整內部結構的基礎上，預測開采活動對生態環境造成的威脅程度，從而預防測繪出的地質問題，提出有效的防治策略，保證水工環地質勘探結果的參考價值。

2 代表水質抽樣檢測

勘察人員進行水質測量時，在對礦山地表水進行觀測的基礎上，還要抽樣檢測具有代表性的水質。勘察人員在測量水位時，每隔10天左右就要對河溪和坑道進行鉆孔，花費時間較長，勘察人員要記錄好具有代表性的水質樣品，放入塑料瓶中用石蠟密封，從而判斷礦山建設時的靜止水位和地下水的走向。除此之外，勘察人員要對取樣時間和取樣位置進行編號，通過分析地表水以及檢測內部溫度來判斷代表性水質，包括水質內部雜質含量的檢測，例如氣味、水中細菌含量和各離子含量等，從而判斷整個礦區的氣象環境。對代表性水質進行整體檢測后，還要分析地質水的硬度情況并進行專項檢測，據地下水類型預測區域內的涌水量等，對地質水的濁度色澤和酸堿度進行專項檢測，確保檢測標準和檢測飲用水標準一致，及時獲取水文地質數據并進行記錄，包括地面濕度和水位變化等信息，通過抽水試驗的有效開展，有效判定隔水層的滲透系數。勘察人員在進行抽水試驗時，通常采用穩定流抽水試驗法測量靜止水位，首先考慮設置點位的問題，確保將污染性質的項目設置為試驗點位的前提下，根據抽水試驗的目的進行有效的地下水水質監測[3]。勘察過程中，可利用含水層的富水程度確定水位降深情況，當水位的延續時間最少多于8h才能確定為水位穩定時段，勘察人員可根據設備的使用性能做一次最大降深，根據地下水環境的具體情況延長水位降深次數，當礦山水量較大時，可以進行三次降深，使得判斷出礦山區域內的地下水環境等級，從而了解地下水流分布以及流向等具體現狀。其抽樣檢測具體方法如下圖所示。

圖1 抽樣檢測方法

在滲水試驗環節，勘察人員要根據樣品監測枯水和豐水位等多項數據，重點探測礦區河流和溪溝點的地層構造，對巖性和產狀等地質地貌特點的水位進行抽樣探測，全面掌握其水位水質和水溫流量等變化狀態，并使水位在穩定時段內的波動誤差在1%之內，其涌水量波動相對誤差必須小于平均值的3%。勘察人員的水質測量技術還要依據地下水環境水質特征，進行鉆孔抽水試驗的過程中，注重水位下降和水位恢復的觀測記錄，包括期間的流量、水溫以及氣溫等觀測要素。根據工程地質調查內容和要求，針對礦山的水塘地質條件特征要進行重點取樣勘察，勘察側重于地形地貌和土體巖體的探測，確保礦山地下水層單位涌水量大于0.1L/s·m，從而避免地質災害以及不良地質現象的產生。在確保探測礦山區域穩定性的基礎上，及時探測區域內的污染物種類及污染程度，全面掌握地下水環境的真實情況，盡量滿足環境地質調查的內容要求。勘察人員在進行水質抽樣檢測時，其觀測時間通常要間隔2h～4h進行水溫和氣溫的同步觀測和記錄，且對水溫和氣溫的觀測時間間隔要更長，從而判斷礦區地表水和地下水的分布情況。

3 坑探明確覆蓋層性質

水工環地質勘察過程中，其坑探環節的坑探技術要及時明確覆蓋層性質，從而使勘察人員獲得礦區厚度斷層以及原狀土樣等信息。勘察人員通常采用鉆孔技術了解地層情況，針對礦區的槽形土坑，為全面掌握地質覆蓋層地層特征和巖層走向等情況，要采用槽探技術查明殘積層的性質，在勘察過程中，根據礦山實際構造，借助卷揚機、轉盤和抽筒等設備，利用鉆孔方式掌握工程地質情況，例如使用鉆機在地層中鉆孔，從而判斷礦山建設過程中的建筑物沉降以及局部位移等具體現象。除此之外，為掌握建筑物沉降程度，勘察人員要對覆蓋層的粘性土以及砂性土等土質進行研究，合理布置鉆孔和鉆探工作量，利用地震勘探或者超聲波勘探等現代技術，取得完整的巖心，并根據鉆探情況，全面掌握工程地質的具體特征，從而對礦山工程地質進行科學判斷，避免施工過程中，滑坡和泥石流等地質災害的影響威脅[4]。勘察人員獲得地質覆蓋層信息，精確推測出采礦行為是否會對礦質結構帶來不好的影響，并且對礦產結構的形成原因進行分析，結合地面沉降程度，使礦區開采過程有效遵循礦產分布規律。勘察人員通過鉆孔了解礦區內部地質特征后，需要對地質覆蓋層是否出現漏水、坍塌和掉塊等情況進行詳細記錄，并了解覆蓋層內部結構、硬度以及受到的風化程度，放射性檢測礦床覆蓋層有代表性的部位，判斷內部礦場特性，另外每隔一段時間還要按照覆蓋層的層位和性質重新開孔測量，從而降低礦山的開采難度，并順利開采到整體結構較為完整的礦產。

4 結語

在工作人員進行礦山水工環地質勘察工作之前，對勘察技術進行要求，從而確保礦區環境水文性質的有效判斷，提高地質資源的利用水平。并且在今后的勘察技術要求研究中，不僅要解決能源浪費的問題，還要盡量避免破壞環境，除勘察單位外，建設單位也應重視水工環地質勘查技術要求的重要性，使礦山工程項目建設完成新的突破。