胡 軍
(江西省地質(zhì)建設(shè)投資集團(tuán)有限公司,江西 南昌 333000)
礦山巖石工程勘察鉆探工作最根本的目的便是為了熟悉掌握礦山內(nèi)部巖土的各個(gè)方面特性和其它一些情況,通過(guò)可靠的數(shù)據(jù)在確保礦山開(kāi)采絕對(duì)安全的基礎(chǔ)上盡可能的增加礦山開(kāi)采效率。根據(jù)對(duì)礦山中巖土、礦石種類、分布以及礦山內(nèi)部具體形狀等多方面情況來(lái)進(jìn)行勘察鉆探,不僅能夠促進(jìn)礦山開(kāi)采計(jì)劃的順利制定,而且還能夠在礦山開(kāi)采的后續(xù)工作中將礦石的開(kāi)發(fā)利用率最大化,從根本上有利于推動(dòng)礦山開(kāi)采相關(guān)行業(yè)的快速發(fā)展。
礦山巖土工程勘察鉆探的主要目的對(duì)礦山開(kāi)采施工環(huán)境區(qū)域內(nèi)的地形、地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜程度進(jìn)行了解,通過(guò)勘察鉆探技術(shù)能更有效的對(duì)礦山內(nèi)部不同層次的巖土情況進(jìn)行具體的探析,施工人員則能夠根據(jù)礦山巖土工程勘察鉆探結(jié)果對(duì)施工計(jì)劃進(jìn)行制定,合理避開(kāi)礦山施工區(qū)域范圍內(nèi)的危險(xiǎn)地帶,從而以此來(lái)達(dá)到提高礦山開(kāi)采效率和安全穩(wěn)定性的目的。將礦山巖土工程勘察鉆探技術(shù)應(yīng)用到復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下,能夠有效的了解清楚勘察區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)實(shí)際情況,同時(shí)在進(jìn)行礦山開(kāi)采過(guò)程中,也應(yīng)當(dāng)隨著礦石開(kāi)采工作的不斷開(kāi)展,將復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境情況進(jìn)行進(jìn)一步的全面勘察和分析,這樣便能夠時(shí)刻了解到礦山巖土工程不同施工區(qū)域中的地質(zhì)環(huán)境情況,施工人員隨時(shí)能夠根據(jù)勘察結(jié)果對(duì)實(shí)際施工計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整,通過(guò)礦山巖土工程勘察鉆探一方面能夠大幅度提高礦山開(kāi)采的整體安全系數(shù),另一方面則能夠有效的避免礦山地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象的發(fā)生,以此來(lái)達(dá)到推動(dòng)礦山巖土工程的順利進(jìn)行。
在復(fù)雜地形環(huán)境下進(jìn)行礦山巖土工程勘察鉆探的時(shí)候最關(guān)鍵的便是需要做好技術(shù)要點(diǎn)的把控,一方面需要注意把控不同勘察點(diǎn)位之間的距離和深度,確保最終的勘測(cè)數(shù)據(jù)都是精準(zhǔn)可靠的,另一方面則需要做好地基處理工作,只有保證地基質(zhì)量滿足礦山巖土工程勘察鉆探需求,才能夠進(jìn)一步確保勘察結(jié)果的精準(zhǔn)性[1]。
大多數(shù)礦山都具有著極其復(fù)雜的地形地勢(shì)環(huán)境,而在此環(huán)境下進(jìn)行勘察鉆探的時(shí)候最重要的便是需要注意勘察點(diǎn)位之間的距離以及深度,勘察人員在進(jìn)行勘察點(diǎn)位選定的時(shí)候需要嚴(yán)格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際勘察鉆探需求,很多勘察人員在進(jìn)行勘察過(guò)程中不能夠根據(jù)實(shí)際需求來(lái)對(duì)勘察計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整,這在一定程度上也回對(duì)最終的勘察結(jié)果造成影響。一般情況下在地質(zhì)較為復(fù)雜的環(huán)境中,所需要保持的探險(xiǎn)間距為60mm~110mm,探點(diǎn)深度為40m~60m,而在中等復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境中,探險(xiǎn)間距為80mm~160mm,探點(diǎn)深度為50m~110m,簡(jiǎn)單地質(zhì)環(huán)境對(duì)于這方面的要求是最低的,探險(xiǎn)間距在160mm~320mm范圍內(nèi)即可,而探點(diǎn)深度則在80m~220m內(nèi)。
表1 不同地質(zhì)環(huán)境下勘探點(diǎn)位間距和深度
地基承載力對(duì)于礦山巖石工程勘察鉆探結(jié)果有著嚴(yán)重的影響,如若地基承載力較差無(wú)法滿足礦山巖石工程勘察鉆探需求的話,那么將會(huì)直接影響到地質(zhì)勘察結(jié)果的精準(zhǔn)性。在以往礦山巖石工程勘察鉆探中經(jīng)常使用查表的方式來(lái)對(duì)該勘察區(qū)域地基承載力指標(biāo)進(jìn)行明確,甚至還會(huì)出現(xiàn)一些施工單位私自降低地基承載力指標(biāo)的現(xiàn)象發(fā)生,這從根本上不利于礦山巖石工程勘察鉆探工作的開(kāi)展,尤其是在較為復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境下,對(duì)于地基承載力的相關(guān)指標(biāo)要求更高一些,勘察人員需要充分結(jié)合礦山巖土工程實(shí)際情況和地基承載力指標(biāo)進(jìn)行勘察鉆探計(jì)劃的制定,這樣才能夠最大程度上保證礦山巖石工程勘察鉆探結(jié)果的精準(zhǔn)性和可靠性,才能夠更加順利的為礦山開(kāi)采工作提供必要的數(shù)據(jù)支撐[2-5]。
原位測(cè)試技術(shù)指的是在巖土原來(lái)所處的位置上且在原位狀態(tài)和應(yīng)力條件下對(duì)巖土性質(zhì)進(jìn)行的測(cè)試。原位測(cè)試技術(shù)也是礦山巖土工程勘察鉆探技術(shù)中的一種,根據(jù)測(cè)試形式的不同能夠?qū)⒃粶y(cè)試技術(shù)分為靜力觸探測(cè)試技術(shù)、十字板剪切測(cè)試技術(shù)、巖體應(yīng)力測(cè)試技術(shù)等眾多的種類,不同原位測(cè)試技術(shù)所采用的測(cè)試方式方法也是不同的,同樣最終所能夠呈現(xiàn)出來(lái)的測(cè)試效果也具有著較大的不同之處。施工人員在進(jìn)行礦山巖土工程勘察鉆探時(shí)便需要根據(jù)檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的土質(zhì)情況以及勘察需求等多方面因素來(lái)決定最終的原位測(cè)試技術(shù),通過(guò)選擇恰當(dāng)合適的原位測(cè)試技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)為礦山巖土工程后續(xù)勘察鉆探工作提供可靠數(shù)據(jù)的目的。例如在土質(zhì)較為酥軟的巖土環(huán)境中便應(yīng)當(dāng)使用十字板剪切測(cè)試技術(shù),這樣便能夠通過(guò)該技術(shù)測(cè)定該施工區(qū)域軟土的抗剪強(qiáng)度;而在其它無(wú)特殊情況的復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境中則適合采用靜力觸探測(cè)試技術(shù),在使用該技術(shù)時(shí)需要注意保證觸探位置的精準(zhǔn)性,對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的誤差進(jìn)行把控,在測(cè)試過(guò)程中測(cè)試人員也要完全按照技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行,避免發(fā)生人為因素導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果不精準(zhǔn)的現(xiàn)象發(fā)生。
地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)也是礦山巖土工程勘察鉆探過(guò)程中經(jīng)常用到的勘測(cè)技術(shù),通過(guò)地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)能夠?qū)ΦV山巖土工程施工區(qū)域內(nèi)部的地形、地勢(shì)狀況進(jìn)行測(cè)繪。地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)包括GIS技術(shù)、遙感技術(shù)以及GPS技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù),在進(jìn)行礦山開(kāi)采前最關(guān)鍵的便是需要對(duì)開(kāi)采區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況勘察清楚,勘察環(huán)境極其復(fù)雜,對(duì)于勘察人員和有關(guān)技術(shù)都有著較高的要求和標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)行礦山巖土工程勘察鉆探的時(shí)候應(yīng)用地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)便能夠在有限的時(shí)間內(nèi)快速的掌握施工區(qū)域的地形、地勢(shì)情況以及該區(qū)域范圍內(nèi)的巖土巖層的性質(zhì)、組成成分等,測(cè)繪人員在進(jìn)行巖土地質(zhì)測(cè)繪的時(shí)候也需要注意保證土質(zhì)測(cè)繪數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性和可靠性,通過(guò)遙感技術(shù)、GPS和GIS系統(tǒng)等對(duì)礦山巖土勘察區(qū)域進(jìn)行全方位的土質(zhì)測(cè)繪,給出科學(xué)精準(zhǔn)的土質(zhì)測(cè)繪報(bào)告。礦山巖土工程勘察鉆探人員在掌握地質(zhì)測(cè)繪數(shù)據(jù)之后便能夠根據(jù)實(shí)際施工需求對(duì)復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的礦山巖土進(jìn)行勘察計(jì)劃的制定,可以說(shuō)地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)能夠?yàn)榈V山巖土勘察鉆探工作的開(kāi)展提供可靠的土質(zhì)數(shù)據(jù),有利于大幅度提高礦山巖土勘察的工作效率。
巖層鉆探技術(shù)是礦山巖土工程勘察鉆探工作開(kāi)展的根本所在,在熟悉掌握礦山巖土工程施工區(qū)域的表面地形地勢(shì)等各方面具體情況之后,便需要利用巖層鉆探技術(shù)對(duì)礦山巖土進(jìn)行地下地質(zhì)情況的鉆探勘察,工作人員使用鉆機(jī)對(duì)礦山勘察區(qū)域進(jìn)行巖石的切削、破碎,使得鉆頭不斷的深入到礦山巖層深入并刻取巖芯。巖層鉆探技術(shù)對(duì)于鉆機(jī)質(zhì)量要求也是比較高的,根據(jù)鉆探需求的不同能夠?qū)@頭分為硬質(zhì)合金、金剛石和鋼粒幾種,而鉆具則能夠分為單動(dòng)雙管鉆具、繩索取芯鉆具等幾種,根據(jù)礦山巖層的特點(diǎn)來(lái)選擇對(duì)應(yīng)的鉆頭和鉆具,便能夠最大程度上保證巖層鉆探工作的順利進(jìn)行。在使用巖層鉆探技術(shù)進(jìn)行巖芯刻取的時(shí)候還需要注意對(duì)巖層的變化情況進(jìn)行記錄,通過(guò)對(duì)鉆進(jìn)程度進(jìn)行分析來(lái)將礦山巖土的大致結(jié)構(gòu)判斷出來(lái),而后在經(jīng)過(guò)對(duì)提取出來(lái)的巖芯進(jìn)行分析,便能夠有效促進(jìn)對(duì)于礦山巖土土層深度勘察工作的開(kāi)展。
在對(duì)礦山進(jìn)行勘探與取樣作業(yè)時(shí),需要針對(duì)其較為復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行全方位的探索了解,在了解到該地基礎(chǔ)地質(zhì)情況信息之后便需要選擇合適的勘探點(diǎn)位和間距,只有保證了勘探點(diǎn)位和間距的科學(xué)合理性,才能夠確保最終得到的勘探結(jié)果能夠滿足礦山開(kāi)采需求。通過(guò)勘探和取樣技術(shù)來(lái)對(duì)礦山內(nèi)部巖土的特性、分布情況以及地下水等其它參數(shù)全部進(jìn)行采集,為礦山開(kāi)采提供可靠的數(shù)據(jù)支持??辈烊藛T在進(jìn)行勘探和取樣的時(shí)候,要嚴(yán)格按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)去開(kāi)展工作,同時(shí)也需要做好對(duì)礦山勘察區(qū)域的實(shí)地調(diào)查工作,確??碧近c(diǎn)位能夠滿足勘察取樣工作的需求,同時(shí)在取樣過(guò)程中也應(yīng)當(dāng)注意樣品的質(zhì)量,確保樣品能夠代表該取樣區(qū)域的大多數(shù)巖土,這樣才能夠最大程度上保證礦山巖土工程勘察鉆探結(jié)果的精準(zhǔn)性。
室內(nèi)測(cè)驗(yàn)技術(shù)也是礦石巖土工程勘察鉆探技術(shù)中的一種,其指的是通過(guò)模擬實(shí)地勘察動(dòng)作的方式來(lái)對(duì)產(chǎn)生的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析,根據(jù)室內(nèi)檢驗(yàn)技術(shù)能夠?qū)⒌V石巖土工程勘察鉆探工作進(jìn)行全方位的模擬,不管是原位檢測(cè)、地質(zhì)測(cè)繪還是勘察鉆探等均能夠在模擬過(guò)程中進(jìn)行體現(xiàn),通過(guò)室內(nèi)測(cè)驗(yàn)技術(shù)所產(chǎn)生的礦石巖土工程勘察鉆探模擬數(shù)據(jù)也是極其可靠的。在所有數(shù)據(jù)全部被收集之后,便能夠?qū)⑦@些有效數(shù)據(jù)全部輸入到專業(yè)軟件中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,而數(shù)據(jù)分析結(jié)果則能夠?yàn)榈V山開(kāi)采計(jì)劃的制定提供參考。室內(nèi)檢驗(yàn)技術(shù)屬于一種較為先進(jìn)的技術(shù),其在模擬過(guò)程中便能夠?qū)⒌V石巖土工程勘察鉆探所有情況全部分析模擬出來(lái),同時(shí)其還能夠利用圖層測(cè)定的方式將礦山不同層次的巖土各個(gè)方面特點(diǎn)全部分析出來(lái)。
在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下對(duì)于礦山巖土工程勘察鉆探技術(shù)各個(gè)方面的要求和標(biāo)準(zhǔn)都是比較高的,但是現(xiàn)階段卻存在礦山巖土工程勘察鉆探機(jī)制不夠完善的問(wèn)題,這主要是因?yàn)椴煌刭|(zhì)環(huán)境下對(duì)于礦山巖土工程勘察鉆探的需求是有所不同的,并沒(méi)有固定的勘察流程和標(biāo)準(zhǔn),勘察人員需要根據(jù)自身的經(jīng)驗(yàn)水平來(lái)選擇對(duì)應(yīng)的勘察鉆探技術(shù)進(jìn)行礦山巖土工程的勘察鉆探,如若勘察人員技術(shù)水平不過(guò)關(guān)的話那么其所勘察鉆探出來(lái)的地質(zhì)結(jié)果將沒(méi)有任何的作用,甚至還可能因?yàn)榭辈鞌?shù)據(jù)的錯(cuò)誤導(dǎo)致礦山巖土工程出現(xiàn)安全生產(chǎn)事故。因此需要不斷對(duì)礦山巖土工程勘察鉆探機(jī)制進(jìn)行完善,建立科學(xué)合理的勘察機(jī)制,通過(guò)對(duì)不同地質(zhì)環(huán)境下的礦山巖土工程勘察鉆探技術(shù)進(jìn)行分析來(lái)確定科學(xué)化、系統(tǒng)化、專業(yè)化的勘察模式,這樣在日后進(jìn)行復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下礦山巖土工程勘察鉆探的時(shí)候便能夠直接按照對(duì)應(yīng)機(jī)制來(lái)進(jìn)行,從根本上有利于提高礦山巖土工程勘察鉆探的整體水平。
提高地質(zhì)測(cè)繪水平是提高礦山巖土工程勘察鉆探技術(shù)應(yīng)用水平最為有效的措施,地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)中目前最先進(jìn)的技術(shù)便是RTK技術(shù)以及現(xiàn)代坐標(biāo)基準(zhǔn)構(gòu)建技術(shù)等,這些技術(shù)能夠使得地質(zhì)測(cè)繪工作的開(kāi)展變得隨時(shí)隨地,不再受到工作地形等其它因素的限制,從一定程度上提高了地質(zhì)測(cè)繪工作在野外開(kāi)展的效率性和可靠性,而且還降低了工程后期因測(cè)繪數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確進(jìn)行測(cè)繪圖修改的可能性。通過(guò)對(duì)地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和提高,使得勘察人員能夠更好的利用地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)及時(shí)了解周?chē)h(huán)境,分析和取樣,知曉該區(qū)域地質(zhì)的地形和地貌,這樣更有利于將區(qū)域內(nèi)地層以及不良地質(zhì)的相關(guān)情況匯總后進(jìn)行勘察,為隨后進(jìn)行的復(fù)雜地形和巖土勘察提供基礎(chǔ)。
提高復(fù)雜地形地質(zhì)條件下的巖土工程勘察技術(shù),需要重視勘察過(guò)程中的取樣問(wèn)題,尤其是在對(duì)巖土地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行調(diào)查和分析時(shí),需要用到取樣的勘察技術(shù),取樣測(cè)驗(yàn)?zāi)茏畲蠡卦黾涌辈斓臏?zhǔn)確度。從巖土工程勘察的實(shí)際來(lái)看,不同的結(jié)構(gòu)形式和基礎(chǔ)樣式所對(duì)應(yīng)的勘察深度和勘察點(diǎn)之間的距離是不同的,這是勘察過(guò)程中需要特別注意的細(xì)節(jié),勘察人員只有注意這些細(xì)節(jié)問(wèn)題才能有效地提升勘察的水平和效率。
隨著各種先進(jìn)技術(shù)的愈加成熟,相關(guān)行業(yè)也應(yīng)當(dāng)不斷的將GIS、RS等先進(jìn)技術(shù)融入到礦山巖土工程勘察鉆探中,結(jié)合現(xiàn)階段礦山巖土工程勘察鉆探技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化,以此來(lái)實(shí)現(xiàn)提高礦山巖土工程勘察鉆探效率和質(zhì)量的目的。越復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境對(duì)于礦山巖土工程勘察鉆探技術(shù)的要求也就越高,不管是技術(shù)的不成熟還是人員操作的失誤都有很大的可能性會(huì)導(dǎo)致礦山巖土工程勘察鉆探結(jié)果精準(zhǔn)度無(wú)法滿足需求,而在不斷對(duì)礦山巖土工程勘察鉆探技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化之后,便能夠通過(guò)更加先進(jìn)的技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)老舊技術(shù)進(jìn)行代替,例如在進(jìn)行地基承載力特征評(píng)估時(shí),便能夠使用回歸分析的方法代表傳統(tǒng)的查表方式,既能夠保證評(píng)估結(jié)果的可靠性,又能夠提升評(píng)估效率。
很多勘察人員在進(jìn)行礦山巖土工程勘察鉆探的時(shí)候往往都因?yàn)檫^(guò)于重視巖層的勘察而忽略掉對(duì)地下水的勘察,這種情況極容易為以后礦山開(kāi)采工作的開(kāi)展埋下較大的安全隱患。在礦山巖土工程勘察鉆探中也應(yīng)當(dāng)重視地下水的勘察,在進(jìn)行地下水勘察的時(shí)候,勘察人員也應(yīng)當(dāng)熟練掌握方式方法,在鉆孔進(jìn)行到最后一個(gè)的后24小時(shí)內(nèi),勘察人員需要根據(jù)勘察需求及時(shí)對(duì)地下水進(jìn)行勘察,并將勘察到的數(shù)年來(lái)地下水水位變化情況進(jìn)行匯總,只有確定了地下水的范圍以及深度,才能夠進(jìn)一步確定地下水是否會(huì)影響到礦山巖土工程開(kāi)采項(xiàng)目的順利進(jìn)行,從而以此來(lái)達(dá)到降低地下水影響的目的。
在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下所面臨的礦山巖土工程勘察鉆探問(wèn)題也是比較多的,而且還可能會(huì)發(fā)生地質(zhì)出現(xiàn)不斷變化的現(xiàn)象,因此勘察人員需要及時(shí)做好礦山巖土工程勘察鉆探資料的整理工作,勘察人員需要及時(shí)將礦山巖土工程勘察鉆探過(guò)程中產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)全部上傳到數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中,而后在經(jīng)過(guò)專業(yè)軟件對(duì)所上傳的各類信息數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的分析,最終數(shù)據(jù)分析結(jié)果將會(huì)直接影響到礦山巖土工程下一步工作的開(kāi)展。而不管是任何一個(gè)階段內(nèi)產(chǎn)生的礦山巖土工程勘察鉆探相關(guān)數(shù)據(jù)都應(yīng)當(dāng)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)進(jìn)行備份,這一方面是為了防止發(fā)生數(shù)據(jù)丟失的問(wèn)題,另一方面則是為了在日后如若發(fā)生問(wèn)題的時(shí)候能夠做到有據(jù)可依,通過(guò)數(shù)據(jù)查詢來(lái)確定問(wèn)題出現(xiàn)的原因,從而以此來(lái)達(dá)到推動(dòng)礦山巖土工程勘察鉆探工作順利開(kāi)展的目的。
總而言之,復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下進(jìn)行礦山巖土工程勘察鉆探是極其困難的,這主要是因?yàn)閺?fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的地質(zhì)、水文等條件變化較大,勘察人員在勘察鉆探過(guò)程中可能會(huì)遇到各種各樣的困難,而且如若礦山巖土工程勘察鉆探結(jié)果不精準(zhǔn)的話還會(huì)造成極其嚴(yán)重的影響。在礦山開(kāi)采施工環(huán)節(jié),地質(zhì)、水文等因素的影響都有可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)生安全生產(chǎn)事故,所以在對(duì)礦山巖土工程進(jìn)行勘察鉆探的時(shí)候,勘察人員需要熟悉掌握各種勘察鉆探技術(shù),同時(shí)在勘察鉆探過(guò)程中也應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)做出計(jì)劃調(diào)整,嚴(yán)格控制勘察鉆探各個(gè)環(huán)節(jié)工作的開(kāi)展,盡可能的提升勘察鉆探效率和精確度,這樣才能夠更好的推動(dòng)礦山巖土工程項(xiàng)目的順利開(kāi)展。