趙宇輝

（山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局八〇一水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊，山東 濟南 250014）

礦山工程隨著經(jīng)濟發(fā)展開采規(guī)模在不斷攀升，地質(zhì)勘查工作也變得越來越重要。隨著礦山工程項目規(guī)模的擴大，安全問題成為了員工關(guān)注的重點。水文地質(zhì)情況事關(guān)礦山工程的結(jié)構(gòu)安全性和穩(wěn)定性，在工程推進的過程中需要水文勘探的數(shù)據(jù)成為建設(shè)過程的依據(jù)。雖然水文探勘如此重要，但是工程前期的勘探的過程中依舊是最容易被忽略的。探勘數(shù)據(jù)的缺失會對制定礦山開采計劃產(chǎn)生影響，在施工過程中也容易產(chǎn)生隱蔽工程，最終影響礦山工程的質(zhì)量[1]。水文地質(zhì)勘查工作作為礦山地質(zhì)工程工作的前期關(guān)鍵之一，當(dāng)前工作中因為技術(shù)、資金、設(shè)備、重視程度等多方面限制因素影響，而直接導(dǎo)致了水文地質(zhì)勘查工作的一系列問題，經(jīng)常出現(xiàn)勘探工作數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、勘查不完善等問題。水文地質(zhì)勘查分析工作做的不到位，可能導(dǎo)致礦山開采工程建設(shè)一半而無法進行下去。因此，作為施工設(shè)計的基礎(chǔ)的工作，為了避免地下水等災(zāi)害的發(fā)生，做的盡善盡美是十分必要的。

工程勘查最重要的就是水文地質(zhì)的勘查，是進行施工設(shè)計前的重要任務(wù)。通過對礦山工程進行勘查了解水文地質(zhì)條件，方便后續(xù)對地質(zhì)情況進行風(fēng)險評估，評估的結(jié)果可以作為后續(xù)工程制定施工方案的數(shù)據(jù)參考。并根據(jù)風(fēng)險等級選擇相應(yīng)合適的施工工藝。水文結(jié)構(gòu)不受人為行為控制，并會實時產(chǎn)生地下水位變化[2]。引起水位變化的綜合因素有很多，如果不能及時掌握引起變化的原因，當(dāng)?shù)叵滤坏淖兓e累到容易發(fā)生事故的地步，會增大發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險。在礦山開采過程中可能對于地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖土層、地下水等產(chǎn)生一系列影響，在長期礦山工程開采和后續(xù)開發(fā)利用中水文地質(zhì)環(huán)境是最基礎(chǔ)的安全保證之一。礦山工程在施工之前都應(yīng)明白水文地質(zhì)問題引發(fā)的嚴(yán)重后果，然后積極的進行水文地質(zhì)情況勘探。避免因為水文地質(zhì)條件的變化影響施工質(zhì)量。

1 水文地質(zhì)問題對礦山工程地質(zhì)勘查影響的基本概念

1.1 礦山工程地質(zhì)勘查的主要內(nèi)容

水文地質(zhì)的勘查結(jié)果受很多因素的影響，包括礦山地區(qū)原本的地質(zhì)地貌特征和當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境。詳細(xì)來說礦山地區(qū)中任何自然因素的變化都會引發(fā)水文地質(zhì)勘查結(jié)果的變化，例如：氣候、地質(zhì)、水文、地形、環(huán)境等，地理環(huán)境條件主要研究礦山附近的水流分布特征與水文結(jié)構(gòu)。工程位置的氣候結(jié)構(gòu)則需要研究礦山附近地區(qū)的溫度、風(fēng)向、濕度、風(fēng)力等。自然環(huán)境條件的勘查則需要研究礦山地區(qū)的地形、地下水的結(jié)構(gòu)、河流的流速和流向以及該地區(qū)是否有地貌的侵蝕的情況，有無土地鹽堿化現(xiàn)象發(fā)生。

地下水的勘探內(nèi)容也很繁雜，包括地形堆積效應(yīng)對地下含水層的影響，隔水層的水位上升和下降的程度。水位變化的原因和規(guī)律，多個含水層的深度特點以及造成含水層產(chǎn)生變化的因素和產(chǎn)生變化時地質(zhì)的實時變化。地理環(huán)境中水循環(huán)在一年四季中的最低點與最高點數(shù)據(jù)，地下水的水層厚度和流速流向，礦山區(qū)域面積較大的地區(qū)可能還涉及到地下水的分類。因此，水文地質(zhì)調(diào)查工作是具有復(fù)雜性和技術(shù)性的工作，在全面分析的基礎(chǔ)上才能保證礦山工程順利進行。

1.2 水文地質(zhì)問題研究的重要性

水文地質(zhì)研究問題顧名思義就是研究礦山地下水的具體情況，對表象特征的深層次因素進行研究。地下水的分布情況和地下水的化學(xué)成分，為了避免地下水變化使礦山地質(zhì)產(chǎn)生問題，需要對地下水的未來變化進行預(yù)測。在進行水文調(diào)查的過程中可以采用多方式結(jié)合的方式，可將數(shù)據(jù)收集的更加全面。將調(diào)查區(qū)域的水文調(diào)查數(shù)據(jù)整理成勘查報告，礦山的潛水位的分布的簡易圖如圖1所示。

圖1 礦山的潛水位的分布

為保證礦山工程結(jié)構(gòu)合理，礦山所處的環(huán)境要進行水文地質(zhì)情況的勘查，工程師對水文情況了解的越多，越有利于礦山地質(zhì)的研究。水文地質(zhì)的研究情況對礦山的研究情況的影響是很大的，將水文勘探結(jié)果進行評價和研究，有利于提升地質(zhì)勘查方案制定的合理性和科學(xué)性。尤其是礦山地下的水文結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的情況，更應(yīng)該重視勘查結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.3 水文地質(zhì)調(diào)查方法

1.3.1 區(qū)域地殼穩(wěn)定性研究

區(qū)域地殼穩(wěn)定性決定著安全穩(wěn)定進行各項工程的重點，礦山工程策劃中,其穩(wěn)定性是必不可少的課題,同時其也影響著兩方面的內(nèi)容,一方面影響著礦山工程設(shè)計規(guī)劃另外一方面對使用技術(shù)的影響,特別是可行性和經(jīng)濟性?，F(xiàn)舉例說明,在某區(qū)域內(nèi),資料顯示有一道斷裂帶,針對這個具體情況,規(guī)劃出第一級和第二級緩沖區(qū),第一級緩沖區(qū)規(guī)劃在200m處,第二緩沖區(qū)是向外擴大300m,該次擴大是在第一級緩沖區(qū)的基礎(chǔ)上。依據(jù)以上情況將研究區(qū)域進行劃分,共分三個等級。按照分級區(qū)域劃分工作的具體要求等進行全方位分析與控制工作，結(jié)合不同區(qū)域等級要求進行相關(guān)工作。實際工作中也做好了因地制宜選擇礦山開采方案，深入進行地質(zhì)勘查調(diào)研工作。

1.3.2 地基穩(wěn)定性研究

礦山工程的規(guī)劃階段要面臨一個重要問題,這個問題與地基穩(wěn)定性有關(guān)。這個問題與巖土的強度變形關(guān)系密切。在礦山開采過程中地面因為工程需要進行了機械設(shè)備等相關(guān)部署工作，所以分析其地基深度,即分析這6m的切面呈現(xiàn)出的不同土層,一般情況下有4個土層,實際中只有兩個類型,根據(jù)承載力值的不同,一共劃分出三類,根據(jù)以上的條件,對該工程區(qū)域進行判定,其地基等級分為中等和較差,礦山工程規(guī)劃有局限性,地基穩(wěn)定性可以在礦山工程全面布局規(guī)劃過程中發(fā)揮重要作用，提升全方位建設(shè)和全過程工程開展的穩(wěn)定性和有效性。

1.3.3 地面穩(wěn)定性研究

地面穩(wěn)定性還有另外一種定義,即地球表面穩(wěn)定性,對地球表面產(chǎn)生作用的來自于兩方面,一方面是地球內(nèi)外動力,另外一方面人類的行為,其中人類的經(jīng)濟行為影響最大。外力和人類活動都會引起的地質(zhì)災(zāi)害,這些災(zāi)害會造成了生命和財產(chǎn)的損失,外力和人類活動引起的地質(zhì)災(zāi)害表現(xiàn)不同,前者表現(xiàn)為山崩、滑坡、泥石流等,后者表現(xiàn)為沉降、海水入侵等。這些地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,對市政工程和城市的發(fā)展影響很大。對產(chǎn)生的災(zāi)害進行總結(jié),有人認(rèn)為與地表的坡度和地面沉降有關(guān),還有人認(rèn)為與地下水的埋深程度有關(guān)。但在實際上不是這么簡單,其由多種因素共同導(dǎo)致的,類型上劃分為兩大類,既自然和人為因素。在我國的北方,還會受到地下水的凍融因素的影響,高程的變化可以通過地面沉降來表現(xiàn),這種沉降也被稱為地沉或地面下沉,該降沉是地殼表面的下降運動,其運動難以被察覺和較緩慢,其下沉是垂直下沉,很少會發(fā)生水平位移,因此對于小范圍的影響較小,即不會超過幾千平方千米,人類的活動主要會造成這種沉降,降沉多發(fā)生在特定的地質(zhì)環(huán)境下，因此會給該地區(qū)的建設(shè)和發(fā)展、環(huán)保等造成不利的影響。從數(shù)據(jù)顯示發(fā)現(xiàn),該區(qū)域的地面沉降較一致,分異程度不明顯。處理時可以統(tǒng)一進行。結(jié)合礦山開采和相關(guān)工程建設(shè)需要，在水文地質(zhì)調(diào)查過程中對于沉降程度和可能的一系列情況有效預(yù)測和全方位分析，切實提升工作有效性。

2 礦山工程水文地質(zhì)勘查的問題

現(xiàn)階段的礦山水文勘查仍然存在一些問題，礦山的勘查并沒有國家制定的標(biāo)準(zhǔn)作為參考，也沒有完善的制度體系對水文勘查工作進行指導(dǎo)。開發(fā)礦山工程的企業(yè)如果過于看重經(jīng)濟利益，就會簡化地質(zhì)勘查的步驟，或者為了趕進度干脆不進行礦山工程水文地質(zhì)勘查，使用近期的數(shù)據(jù)來制作調(diào)查報告，但水文情況是會隨著周遭環(huán)境不斷變化的，近期勘探的數(shù)據(jù)是不準(zhǔn)確的。加上勘查企業(yè)和施工企業(yè)都沒有完善的監(jiān)管體系，監(jiān)管力度也不夠，比起水文勘查更加看中施工步驟，在勘查的時候沒有按照相關(guān)的要求嚴(yán)格執(zhí)行。沒有完善的制度體系，很多勘查的措施無法落實?？辈楣ぷ鞯男Ч蟠蛘劭?，很多勘查企業(yè)以壓縮成本為最重要的目標(biāo)，在開展工作的時候不按照制度體系要求進行，前期給予勘查的預(yù)算不足以支撐勘查工作人員完成高質(zhì)量的勘查[3]。老舊版本的制度體系已經(jīng)不符合現(xiàn)代的要求，沿用該制度不再能給勘查工作帶來引導(dǎo)作用，還有很多礦山工程的開發(fā)企業(yè)根本沒有雇傭?qū)I(yè)勘查隊伍的打算，沒有專業(yè)的制度體系管理人員，沒有專業(yè)知識和科學(xué)制度作為依據(jù)，礦山工程水文地質(zhì)勘查工作難以推進下去。

3 地質(zhì)勘查中水文地質(zhì)問題的解決措施

3.1 使用現(xiàn)代化的先進勘探設(shè)備

水文地質(zhì)勘查對礦山的穩(wěn)定性具有一定的影響，在進行水文勘查的時候要詳盡的了解含水層的相關(guān)信息，包括位置的變化和特點，通過坐標(biāo)標(biāo)記的方式采集信息并將數(shù)據(jù)輸入地質(zhì)數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 水文地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

如圖2所示，數(shù)據(jù)庫分為四個部分，最后得出的數(shù)據(jù)具有施工參考價值。在進行土壤勘測的時候就應(yīng)該確定含水系土層的位置。并在數(shù)據(jù)庫中以坐標(biāo)的形式標(biāo)記出來。了解含水層的位置，在礦井開挖的時候盡量避開含水層較厚的地方，當(dāng)含水層之間的距離較遠時，但整個礦山地區(qū)的含水層分布又比較密集。采用坐標(biāo)識別的方式可以展現(xiàn)出含水層定位，結(jié)合水文地質(zhì)特征制定含水層測定方法，可以推動地質(zhì)勘查的進度。盡量選擇科學(xué)的水文地質(zhì)勘查方式，獲得地下的水源的實際情況，以保證礦山開采時候的穩(wěn)定性。隨著礦山工程的數(shù)量不斷增多，水文地質(zhì)問題的數(shù)量也在逐年上升，問題的類型也在不斷增多?？辈樵O(shè)備也應(yīng)該及時進行新舊更替，老舊的設(shè)備和技術(shù)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代化的勘探需求，越是水文環(huán)境復(fù)雜的礦山，越應(yīng)該采取先進的勘探技術(shù)。保證相關(guān)勘探數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，數(shù)據(jù)的偏差越小，后續(xù)施工的安全性越能得到保障。對設(shè)備的研發(fā)和勘查工藝的優(yōu)化應(yīng)是新時代地質(zhì)勘查的方向。加大投資力度，提升勘探設(shè)備的信息化程度提高勘查效率。

3.2 制定水文地質(zhì)勘探工作相關(guān)規(guī)范

管理制度的建立也是地質(zhì)水文勘查工作出色完成的前提，相關(guān)的管理制度的制定可以提升水文地質(zhì)勘查的相關(guān)部門安排工作的科學(xué)性，勘查工作的人員的組織架構(gòu)要安排合理，保證每個人都能各司其職。保證在進行水文地質(zhì)的勘查的時候，不會出現(xiàn)權(quán)責(zé)重疊，無人負(fù)責(zé)的情況?？茖W(xué)合理的建立相關(guān)的管理制度。規(guī)范勘探工作者操作時候的步驟，熟練的掌握探勘水文工作的技巧。管理制度在此時可以發(fā)揮自身的管理作用，在施工期間，要提升領(lǐng)導(dǎo)對水文地質(zhì)勘探工作的重視程度，才能保證對水文地質(zhì)勘查宣傳的充分性，讓每個人都注重水文地質(zhì)問題，明白該問題對后續(xù)工程的影響。權(quán)衡勘探的利弊，最終做出正確的選擇。培養(yǎng)勘探人員的專業(yè)性，提升工程地勤部門的整體素質(zhì)，培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展的思維理念，使員工自主進行專業(yè)手段和技術(shù)的學(xué)習(xí)。提高人均綜合專業(yè)技術(shù)水平，并對基礎(chǔ)的法律有一定的了解，了解因為勘探不到位造成的嚴(yán)重后果需要承擔(dān)的法律責(zé)任。為確?？辈楣ぷ鞯捻樌M行，員工對探勘的技術(shù)必需有深入的了解。提升勘查方式的專業(yè)化程度，確保礦山工程施工的安全性與穩(wěn)定性，面對不同的復(fù)雜地勢都能及時地解決水文問題。減少水文問題的出現(xiàn)對礦山地質(zhì)勘探的影響。

第一，為了使調(diào)查具有全面性,就要做好相應(yīng)工作,首先要按照規(guī)律辦事,特別是水文地質(zhì)條件特征會隨時間發(fā)生變化,其次通過整理各項指標(biāo),使調(diào)查指標(biāo)變的系列化和規(guī)范化,最后要保證調(diào)查流程標(biāo)準(zhǔn)化。

第二，在地質(zhì)調(diào)查中,可以靈活應(yīng)用不同的技術(shù)和措施,這樣使圖紙和測量報告變的更精準(zhǔn),掌握環(huán)境水文的狀況和相關(guān)數(shù)據(jù),根據(jù)掌握的這些資料對其情況進行概括和總結(jié)。如地下水流量、礦井分布和礦產(chǎn)資源賦存量等。另外要勘查水田地區(qū)內(nèi)干旱的情況,主要根據(jù)該地區(qū)的情況,如生物構(gòu)成和生態(tài)狀況等,分析這些情況對環(huán)境構(gòu)成了哪些影響。還有不能缺少對水質(zhì)量的評估,判斷其是否有受到污染的跡象,這樣可以將所有隱患找出來,以此來制訂出對應(yīng)的保護方案。

第三，根據(jù)地質(zhì)調(diào)查設(shè)計,設(shè)置出地面水平基準(zhǔn)線和調(diào)查方案,對礦井周圍和已被開發(fā)的礦井區(qū)域及其開采狀態(tài),開展全方位的調(diào)查。根據(jù)地下水源質(zhì)量和流速對地下具體情況進行判斷,另外要認(rèn)真記錄調(diào)查內(nèi)容。

4 結(jié)語

礦山的地質(zhì)開發(fā)是促進經(jīng)濟發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，在礦山的地質(zhì)勘查工作中，水文問題是不可或缺的。水文問題的勘探的對礦山工程來說是很重要的工作，對地質(zhì)勘查工作也影響很深。只有在全面水文地質(zhì)調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，才能做好一系列礦山工程技術(shù)選擇、方案部署，更好地促進礦山工程順利開展。本文強調(diào)水文勘探對地質(zhì)勘探的作用，為了礦山開采等工作的順利進行，應(yīng)更加重視水文地質(zhì)的勘查問題。提高礦山水文地質(zhì)勘查工作的效率和專業(yè)水平。