探討礦山地質(zhì)勘查中的水文地質(zhì)危害分析及對策

李 杰

（中國高嶺土有限公司，江蘇 蘇州 215151）

在各項(xiàng)工程開展的過程中，往往會(huì)出現(xiàn)受當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)影響，拖慢礦山地質(zhì)勘查的進(jìn)度。因此，就需結(jié)合具體工程實(shí)施的礦區(qū)地質(zhì)情況，對地層分布、地下水文形成后，可能出現(xiàn)的潛在問題進(jìn)行分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)由礦山地質(zhì)勘查工作時(shí)發(fā)現(xiàn)的水文情況問題，而引出的工程安全隱患。當(dāng)前，我國許多工程在開展前期，并不能充分意識(shí)到地下水文情況，對于工程進(jìn)度推進(jìn)能產(chǎn)生多大的影響。這就導(dǎo)致在工程開展的過程中，經(jīng)常出現(xiàn)因沒有充分考慮水文情況，而出現(xiàn)的拖慢工程進(jìn)度、浪費(fèi)工程資源，甚至是影響工程安全系數(shù)的問題。面對這一實(shí)際情況，在相關(guān)行業(yè)的發(fā)展過程中，各工程單位應(yīng)充分對礦山地質(zhì)勘查中的水文地質(zhì)危害展開分析和探討，通過構(gòu)建有針對性、科學(xué)性的解決方案來避免各類問題的出現(xiàn)，幫助推進(jìn)各類工程的施工進(jìn)度。提升施工質(zhì)量，有效推動(dòng)礦山地質(zhì)勘查工作的穩(wěn)步發(fā)展。

1 礦山地質(zhì)勘查中水文地質(zhì)危害情況

1.1 地下含水層水位較高

在各項(xiàng)工程開展的前期，就應(yīng)對該工程施工地點(diǎn)所對應(yīng)的地層、含水層的情況展開分析。通過對礦山地質(zhì)勘查的內(nèi)容展開更加細(xì)致的解析，并將地質(zhì)勘查工作得到的數(shù)據(jù)，反饋給工程規(guī)劃計(jì)劃部門，以便在多次研討的過程中，找到相應(yīng)的預(yù)防和解決措施，來應(yīng)對在未來工程開展的過程中可能遇到的隱患和問題。在潛在的問題當(dāng)中，最為容易能夠被勘查出來的，也是最明顯的一個(gè)數(shù)據(jù)，莫過于地下水的水位標(biāo)高。在自然界當(dāng)中，地下水的水壓情況，往往受地層溫度、褶皺、斷裂等各個(gè)位置的地質(zhì)情況的影響[1]。自然界的地下水水壓在自然環(huán)境沒有受到各種災(zāi)害破壞的情況下，基本上是能夠保持恒定不變的。但是隨著現(xiàn)代化進(jìn)程逐步加快，所需開展的工程數(shù)量也呈幾何倍數(shù)增長，因此受到各種人為因素的影響，地下水水壓也變得極其不穩(wěn)定，尤其是開展采礦工程的過程中，需要事先對開采地點(diǎn)的地下水情況進(jìn)行分析，確定所選的工作區(qū)域的地下水壓是否穩(wěn)定，但實(shí)際上人為因素所導(dǎo)致的地下水水壓變化，幾乎是不可避免的。這就需要審慎地對開采地點(diǎn)進(jìn)行選擇，通過對礦區(qū)的含水層、隔水層的厚度、位置情況進(jìn)行掌握，杜絕工程項(xiàng)目的受到較強(qiáng)水壓的破壞。

1.2 地下水位的頻繁變化

除了含水層水頭高于巷道影響工程開展的問題，礦山地質(zhì)在勘探過程中，地下水水位的頻繁變化情況，也成為導(dǎo)致水文地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的重要因素之一。地下水水位在短時(shí)間內(nèi)快速地下降或是上升，對于項(xiàng)目工程來說都是極其危險(xiǎn)的情況。雨季來臨時(shí)，大面積降水使地層受到水沖刷，部分區(qū)域積水嚴(yán)重，引發(fā)地面塌陷，這對于采礦工作來說是十分致命的，會(huì)致使礦坑和礦井面臨被淹和坍塌的風(fēng)險(xiǎn)[2]。一般情況下，地下水的水位情況是相對穩(wěn)定的，但是依舊受各種人為因素的影響。在工程進(jìn)度不斷推進(jìn)，各項(xiàng)施工活動(dòng)極為頻繁的情況下，地下水水位在短時(shí)間內(nèi)快速地上升或下降，對于工程現(xiàn)場來說是一個(gè)極其不穩(wěn)定的因素，在開展工程地質(zhì)勘查工作過程中，應(yīng)充分對施工地點(diǎn)周圍的降水、水系，以及地下水水體的使用和排放情況進(jìn)行分析，綜合考量地下水水體作為具備關(guān)鍵性的影響因素，對于工程施工的實(shí)際影響。圖1為蘇州觀山礦區(qū)高嶺土礦水文地質(zhì)剖面圖。

圖1 蘇州觀山礦區(qū)高嶺土礦水文地質(zhì)剖面圖

由圖1能夠看出，在特殊地質(zhì)條件下，礦山的水文情況如果經(jīng)常發(fā)生變化，工程的安全系數(shù)就會(huì)呈斷崖式下跌。這是由于地下含水層水位升高，以礦體為中心，依照地形和地勢走向環(huán)繞礦體分布。并且在礦區(qū)地下巖土是極具吸水性的高嶺石，一旦因地下水位的上升或下降導(dǎo)致土體在地層內(nèi)部就接觸了水，最直接的影響就是工作面的冒頂、片幫，工作面淋水增加掘進(jìn)難度、回采作業(yè)時(shí)危險(xiǎn)系數(shù)，反井底板基底土由于流水沖刷降低穩(wěn)定系數(shù)致使反井產(chǎn)生不均勻變形。個(gè)別用來承重的土層可能會(huì)受到?jīng)_擊，導(dǎo)致不穩(wěn)定地質(zhì)變化的發(fā)生，致使土層上部結(jié)構(gòu)在地層出現(xiàn)浸水的情況下，出現(xiàn)影響工程安全的不穩(wěn)定因素。

1.3 地下水的水質(zhì)較差

有關(guān)地下水水質(zhì)的問題，同樣也是關(guān)系到生態(tài)環(huán)境是否健康，地質(zhì)災(zāi)害是否會(huì)真正發(fā)生的主要因素。地下水作為人類重要的飲用水源之一，如果遭受到嚴(yán)重污染，對人類將會(huì)是毀滅性的打擊。同樣，在礦山地質(zhì)勘查工作開展的過程中，除了關(guān)注水位和水壓的實(shí)時(shí)情況，更多地應(yīng)該將目光放在最容易被忽略的水質(zhì)問題上。礦山開采也會(huì)造成的地下水呈酸性，高嶺土礦開采過程中促使原本深埋地下的還原性的礦石長期暴露在空氣中，開采過程中礦石、氧氣、水相互接觸，礦石不斷被氧化成三價(jià)鐵離子，三價(jià)鐵離子進(jìn)一步水解成氫氧化鐵，酸性不斷增強(qiáng)，以及含有的硫化物礦石進(jìn)而使礦山地下酸性進(jìn)一步加劇。目前我們針對礦山井下酸性水防治的方法主要采用預(yù)防為主、防治結(jié)合、綜合治理的方法，其中預(yù)防方法有對礦坑水補(bǔ)給源的控制、地下水的疏干系統(tǒng)、檢選、減少地下水在井下停留時(shí)間等。地下水的水質(zhì)問題，雖然不會(huì)對工程進(jìn)度和安全情況產(chǎn)生直接的影響，但隨著采礦、冶金、建筑等各行業(yè)相關(guān)工程的豐富和發(fā)展，以及現(xiàn)代化水平的提高，已經(jīng)不能僅將經(jīng)濟(jì)效益作為對于工程價(jià)值判斷的全部標(biāo)準(zhǔn)[3]。而是需要充分將環(huán)境、社會(huì)等多方面的因素考慮進(jìn)去，對可能引發(fā)現(xiàn)的一系列水文地質(zhì)危害問題進(jìn)行規(guī)避。

2 礦山地質(zhì)勘查中水文地質(zhì)危害的處理對策

2.1 優(yōu)化水文地質(zhì)勘查工作流程

通過分析在工程施工當(dāng)中可能產(chǎn)生的水文地質(zhì)危害，進(jìn)一步提出處理問題的對策。而礦山地質(zhì)勘查的工作人員，在面對工程施工地點(diǎn)的地層水文情況時(shí)，應(yīng)時(shí)刻注意地下水的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，把控地下水水位的升降，必要時(shí)進(jìn)行人工干預(yù)[4]。同時(shí)在勘查工作開展的過程中，不斷地優(yōu)化相關(guān)勘查工作的流程。礦山地質(zhì)勘查工作具有系統(tǒng)性、復(fù)雜性以及專業(yè)性，且在工作開展的過程中，在以考慮到水文情況為前提，分析出與工程相關(guān)的地質(zhì)要素，總結(jié)地質(zhì)危害發(fā)生時(shí)可以解決問題的各項(xiàng)方案。從勘查工作和情況分析工作兩方面開始著手，通過對之前勘查經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，來為優(yōu)化未來的工作流程積累實(shí)質(zhì)經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，在礦山地質(zhì)勘查工作開展的過程當(dāng)中，許多工作人員仍不能依托于相關(guān)規(guī)章制度，來對工程地的地下水文情況開展檢測與控制，這對于工程開展情況來講，會(huì)直接導(dǎo)致對危害的處理能力下降，反過來還會(huì)降低礦山地質(zhì)勘查工作的效率。面對這樣的情況，就需要相關(guān)人員加強(qiáng)對工作實(shí)操流程的學(xué)習(xí)與優(yōu)化，結(jié)合過往經(jīng)驗(yàn)開展總結(jié)研討，充分熟知相關(guān)規(guī)章制度并靈活運(yùn)用，在不斷實(shí)踐中完成對水文地質(zhì)勘查工作的流程優(yōu)化，協(xié)助解決水文地質(zhì)危害的問題。

2.2 建立健全完備的水文地質(zhì)勘查體系

為了能夠在工程投入建設(shè)前，就對之后可能產(chǎn)生的一些問題進(jìn)行規(guī)避，因此就需要制定統(tǒng)一的水文地質(zhì)勘查標(biāo)準(zhǔn)，幫助建立健全完備的水文地質(zhì)勘查體系。相關(guān)體系的優(yōu)化與建立，實(shí)際上離不開技術(shù)科、探放水小組、施工隊(duì)的共同努力。而一個(gè)完整的體系內(nèi)部，所包含的內(nèi)容必須具備極強(qiáng)的指向性，例如在地質(zhì)勘查體系當(dāng)中，就需要包括操作方法、適用范圍、勘查目的，以及對各類別工程項(xiàng)目的界定。其中的勘查操作方法，作為體系當(dāng)中極為重要的一部分，需要專業(yè)的工作人員不斷磨練自身的業(yè)務(wù)能力，以通過前文提出的優(yōu)化工作流程作為基礎(chǔ)，以先進(jìn)技術(shù)、智能化設(shè)備作為軟件和硬件方面設(shè)施的支撐，提升勘查工作的效率和準(zhǔn)確度，基于當(dāng)下數(shù)字化、智能化的發(fā)展方向，建設(shè)地質(zhì)勘查的大數(shù)據(jù)智能云平臺(tái)[5]。從行業(yè)內(nèi)部著手，由內(nèi)而外進(jìn)行技術(shù)、知識(shí)、規(guī)范上的變革，提升對于各項(xiàng)工程的地質(zhì)勘查任務(wù)的精確度，以及解決問題的水平，最終目的是解決各種在大型工程中可能面臨的水文方面問題，推動(dòng)整個(gè)工程勘查行業(yè)的發(fā)展。

3 結(jié)語

本文通過各項(xiàng)工程開展過程中，所需開展的地質(zhì)勘查工作內(nèi)容進(jìn)行剖析，探討了受水文因素影響而形成的一系列地質(zhì)危害。結(jié)合地下水情況來對所產(chǎn)生的的問題展開探討，幫助技術(shù)科、探放水小組、施工隊(duì)解析地質(zhì)災(zāi)害成因，提出了處理應(yīng)對措施，為推進(jìn)各項(xiàng)工程的施工進(jìn)度，以及增強(qiáng)相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)奠定了基礎(chǔ)，但相關(guān)內(nèi)容并未開展有序的實(shí)踐活動(dòng)，內(nèi)容僅供參考。