李 杰
(中國高嶺土有限公司,江蘇 蘇州 215151)
在各項工程開展的過程中,往往會出現(xiàn)受當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)影響,拖慢礦山地質(zhì)勘查的進度。因此,就需結(jié)合具體工程實施的礦區(qū)地質(zhì)情況,對地層分布、地下水文形成后,可能出現(xiàn)的潛在問題進行分析,及時發(fā)現(xiàn)由礦山地質(zhì)勘查工作時發(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,并不能充分意識到地下水文情況,對于工程進度推進能產(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)的拖慢工程進度、浪費工程資源,甚至是影響工程安全系數(shù)的問題。面對這一實際情況,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),幫助推進各類工程的施工進度。提升施工質(zhì)量,有效推動礦山地質(zhì)勘查工作的穩(wěn)步發(fā)展。
在各項工程開展的前期,就應(yīng)對該工程施工地點所對應(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的地下水情況進行分析,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進行選擇,通過對礦區(qū)的含水層、隔水層的厚度、位置情況進行掌握,杜絕工程項目的受到較強水壓的破壞。
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。地下水水位在短時間內(nèi)快速地下降或是上升,對于項目工程來說都是極其危險的情況。雨季來臨時,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,會致使礦坑和礦井面臨被淹和坍塌的風(fēng)險[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。在工程進度不斷推進,各項施工活動極為頻繁的情況下,地下水水位在短時間內(nèi)快速地上升或下降,對于工程現(xiàn)場來說是一個極其不穩(wěn)定的因素,在開展工程地質(zhì)勘查工作過程中,應(yīng)充分對施工地點周圍的降水、水系,以及地下水水體的使用和排放情況進行分析,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難度、回采作業(yè)時危險系數(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。個別用來承重的土層可能會受到?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。
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)注水位和水壓的實時情況,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鐵離子,三價鐵離子進一步水解成氫氧化鐵,酸性不斷增強,以及含有的硫化物礦石進而使礦山地下酸性進一步加劇。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間等。地下水的水質(zhì)問題,雖然不會對工程進度和安全情況產(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)濟效益作為對于工程價值判斷的全部標(biāo)準(zhǔn)[3]。而是需要充分將環(huán)境、社會等多方面的因素考慮進去,對可能引發(fā)現(xiàn)的一系列水文地質(zhì)危害問題進行規(guī)避。
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的地層水文情況時,應(yīng)時刻注意地下水的實時動態(tài),把控地下水水位的升降,必要時進行人工干預(yù)[4]。同時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)生時可以解決問題的各項方案。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)驗的總結(jié),來為優(yōu)化未來的工作流程積累實質(zhì)經(jīng)驗。同時,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,會直接導(dǎo)致對危害的處理能力下降,反過來還會降低礦山地質(zhì)勘查工作的效率。面對這樣的情況,就需要相關(guān)人員加強對工作實操流程的學(xué)習(xí)與優(yōu)化,結(jié)合過往經(jīng)驗開展總結(jié)研討,充分熟知相關(guān)規(guī)章制度并靈活運用,在不斷實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。
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,實際上離不開技術(shù)科、探放水小組、施工隊的共同努力。而一個完整的體系內(nèi)部,所包含的內(nèi)容必須具備極強的指向性,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[5]。從行業(yè)內(nèi)部著手,由內(nèi)而外進行技術(shù)、知識、規(guī)范上的變革,提升對于各項工程的地質(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,推動整個工程勘查行業(yè)的發(fā)展。
本文通過各項工程開展過程中,所需開展的地質(zhì)勘查工作內(nèi)容進行剖析,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、施工隊解析地質(zhì)災(zāi)害成因,提出了處理應(yīng)對措施,為推進各項工程的施工進度,以及增強相應(yīng)的經(jīng)濟奠定了基礎(chǔ),但相關(guān)內(nèi)容并未開展有序的實踐活動,內(nèi)容僅供參考。