張雪婷,王小剛
(陜西地礦區(qū)研院有限公司,陜西 咸陽 712000)
在礦山水文地質資源勘查過程當中,勘查內容與工作投入量應當充分考慮研究區(qū)地質情況、勘查階段以及勘查類型等科學確定,首選勘查準確、效率高經濟環(huán)保的勘查技術手段,同時結合勘查區(qū)工作實際,對施工方案優(yōu)化設計,符合勘查工作要求,這樣才能更好地開展水文地質資源勘查工作,提高勘查效率和質量,為能源開采奠定堅實的基礎。下面結合礦山水文地質勘查工作實際,對地質資源勘查方法和手段進行闡述,以供參考。
地質測量是對研究區(qū),在以往礦山地質調查資料基礎上進行地質測量工作,通過此項工作了解和掌握所研究礦床的地層形成時代、構造特點、巖性特征以及巖漿巖活動等,對于礦山水文地質條件準確判斷。本文以陜西省某礦山地質調查為例,發(fā)現(xiàn)該研究區(qū)水文地質資源非常豐富,礦產資源蘊藏量非常巨大,地質測量圖件比例尺區(qū)域性圖件應選擇1/10萬~1/2.5萬。
地球化學調查應當在礦山水文地質資源勘查的不同階段同時進行,化驗過程當中選擇地表水以及大氣降水等代表樣品,對于處于深部位置的能源儲量進行判斷,對于放射性同位素以及穩(wěn)定同位素開展測定工作,對礦體成因以及礦石形成年齡展開詳細的判斷,在比例尺上,地質測量和地球化學調查應當保持一致。
在礦山水文地質資源調查過程當中,地球物理調查是重要的組成部分,主要于普查階段開展。在普查前提下開展詳查工作,針對具有資源開采優(yōu)勢區(qū)域開展補充調查,對地質資源儲量范圍科學地進行確定,了解深部隱伏斷裂以及礦田基底起伏狀態(tài)。在調查研究地層儲量過程當中,通常采用人工地震法進行研究,能夠準確的判定斷裂產狀、位置,并了解礦山地質結構;能源儲量的規(guī)模與及所處的地層位置,通過磁大地電流法便能有效確定,地面測繪應當和地球物理調查,保持一致的比例尺,物探資料的獲得需要充分考慮礦山能源開采區(qū)域所具有的地質條件,并對地質特征進行全面研究,對成果開展綜合解譯,科學的布置勘探井[1]。
(1)在設計勘探井過程當中或者施工時以及測試勘探井的各種數(shù)據,都需要和水文地質條件相滿足,對代表性計算參數(shù)進行獲取,更好地對水文地質資源進行評價??犹骄仨氁怪???犹骄目趶奖仨氁_到取樣測井要求,抽水試驗設備在完井后進行安裝,探采結合井,必須要符合生產井生產過程中抽水量的需求,同時滿足水泥固井濾水管下入要求。地質勘探井,保持在9191mm終井口徑。
圖1 地質勘探井的勘查施工圖
(2)每個進行水文地質資源勘探區(qū)域應當具備取芯的勘探井一到兩個,并有效結合探采,可以對巖心不間斷地進行采取,并將巖屑錄井和鉆進過程中的錄井充分做好。地層劃分和破碎帶的確定以及巖性儲層與厚度等方面,巖屑錄井與巖屑采取都應當符合相關要求[2]。
(3)利用地球物理測井對坑探井鉆進以及完井后開展相應的測井工作,根據地質情況設定測井項目,通常針對某一井段開展井徑與井斜與電阻率以及自然電位等工作內容。這些項目在完井之后也需要開展。
(4)鉆進過程當中進行觀察,觀察目的井段,泥漿池泥漿量與泥漿槽液面,對有無漏失量進行分析,對鉆井過程當中的各種情況詳細記錄,出現(xiàn)井噴、井涌,需要對其涌出量和高度等進行詳細的觀察與記錄,并詳細記錄噴涌前后發(fā)生的泥漿性能改變以及噴涌規(guī)律。對井口泥漿細地進行測定,對礦層進行鉆進過程中必須要進行加密觀察并將相應的記錄做好,同時詳細的記錄放空、跳轉、對蹩等情況,綜合的分析水文地質方面的情況。
(5)勘探井與探采結合井都需要開展完井試驗,在計算相關參數(shù)的情況下對水文地質資源開展測定與評價,穩(wěn)定流抽水試驗以及非穩(wěn)定流抽水試驗是主要的完井試驗,必須要確保抽水井涌水量處于常量下,保持3%的變化幅度。開展穩(wěn)定流抽水試驗過程當中,主要包括三次沉降,單井多井以及群井抽水試驗是主要的完井試驗類型。
單井抽水試驗通常需要進行三個落程的抽水試驗,必須要進行8h~12h的穩(wěn)定時間,對流量與水位降低的關系進行確定,并對相關系數(shù)進行獲取,水位變化通過井下壓力計進行測量,利用孔口對水位進行直接測量時,對孔內水文情況進行及時測量。
群井抽水試驗是在影響范圍半徑之中,對據有觀察井的兩個及兩個以上鉆井開展抽水試驗工作,勘探階段與,相應的開采方案相結合,開展1組~2組試驗,通常制作一個落程,抽水應當持續(xù)一周,對水位下降情況進行確定,了解和開采量的關系,并對開采方案科學確定[3]。
(1)針對地質體開展化學分析,主要包括微量元素放射性元素及總α總β放射性的分析,同時根據情況對淺層礦層具體情況進行實際勘查,分析相應的污染指標,主要包括酚、氰等分析內容,同時依照各種不同利用目的,對分析項目進行增加。在不同勘查階段勘查井應當全面的進行取樣分析礦石成分,分析放射同位素,可以選擇三到五個階段進行分析,主要包括五到七個勘探階段。
(2)測定同位素過程當中主要包括(18O、34S、2H)等穩(wěn)定同位素和(3H、14C)等放射性同位素,對井下水成因,年齡以及補給情況等展開全面而又詳細的研究。在詳查穩(wěn)定同位素方面,可以選擇1個~2個,勘查階段主要進行1個~3個。
(3)分析氣體成分主要的內容為H2S、CO2、O2、N2、CO、NH4、CH4、Ar、He,對地熱流體質量進行評價,井、泉具有逸出氣體時,需要對氣體樣品進行采集,開展氣體分析工作[4]。
在實際勘查時,需要對水文地質變化動態(tài)進行實時監(jiān)測,并對其開采動態(tài)變化規(guī)律詳細研究,熱田已經開發(fā)的,需要對觀測點網進行監(jiān)測的基礎上,對于開采降落漏斗實際情況充分了解和掌握,更好地指導礦產資源開采工作,以及指導預防地面沉降與塌陷等問題的研究工作,布設觀測井過程當中,對于礦產資源的儲量進行動態(tài)控制,礦山在普查階段需要一到兩個監(jiān)測點進行控制,同時對于每個熱儲進行詳查階段,應當構建一到二個監(jiān)測點;勘察階段進行而到三個設定。水文情況、壓力、礦石化學成分是主要的監(jiān)測內容,并依照各種動態(tài)類型科學地確定監(jiān)測頻率[5,6]。