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        水文地質(zhì)資源勘查對礦山地質(zhì)工程的影響及防范措施

        2022-11-21 13:36:57常利敏
        中國金屬通報 2022年3期
        關(guān)鍵詞:水文地質(zhì)水文勘查

        常利敏

        社會各領(lǐng)域?qū)τ诘V產(chǎn)資源的需求逐步提高,加快礦山工程的建設(shè),是推動社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵,因此應(yīng)該逐步提升生產(chǎn)效率及質(zhì)量,同時保障作業(yè)安全性,增強(qiáng)資源開采及利用成效。在工程建設(shè)中,需要做好全面的資源勘查工作,了解區(qū)域內(nèi)的水文地質(zhì)狀況,在此基礎(chǔ)上才能采取相應(yīng)的技術(shù)工藝,促進(jìn)工程項目的順利推進(jìn)。然而,在水文地質(zhì)資源勘查工作中也會存在諸多問題,導(dǎo)致對礦山地質(zhì)工程產(chǎn)生不良影響,嚴(yán)重時會引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害,不僅會導(dǎo)致資源開采工作受阻,也會威脅人們的生命財產(chǎn)安全。因此,應(yīng)該強(qiáng)化對勘查全過程的嚴(yán)格控制,使其達(dá)到相關(guān)操作要求及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),降低對礦山地質(zhì)的影響,維護(hù)礦山的良好生態(tài)環(huán)境,提高企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營效益。

        1 水文地質(zhì)資源勘查概述

        地質(zhì)構(gòu)造和水位狀況、未來變化趨勢及特點、規(guī)律等,都可以通過水文地質(zhì)資源勘查工作來獲取,為礦山地質(zhì)工程項目建設(shè)提供必要的支持,以便在工作中采取有效的預(yù)防及控制對策,防止對其整體性造成干擾。特別是當(dāng)前礦山地質(zhì)工程的規(guī)模逐步擴(kuò)增,在不同區(qū)域內(nèi)的水文地質(zhì)條件具有較大差異性,給勘查工作帶來了較大的難度。傳統(tǒng)勘查方式具有滯后性問題,無法適應(yīng)新時期礦山工程的建設(shè)要求,不僅效率低下,而且會對周圍的生態(tài)環(huán)境造成破壞,影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在設(shè)置地質(zhì)勘查報告時,未能明確水文地質(zhì)的重要性,導(dǎo)致相關(guān)數(shù)據(jù)缺失,影響了后續(xù)工作的規(guī)范化開展。同時,未能采取先進(jìn)的勘查方法,導(dǎo)致獲得的數(shù)據(jù)缺乏真實性和精確性。因此,必須對水文地質(zhì)資源勘查工作予以高度重視,了解勘查的流程及要點,降低意外因素的影響。

        2 水文地質(zhì)資源勘查對礦山地質(zhì)工程的影響

        2.1 評價內(nèi)容

        應(yīng)該嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范要求,明確水文地質(zhì)勘查的內(nèi)容和程序等,在提高勘查質(zhì)量的基礎(chǔ)上,推進(jìn)礦山工程的建設(shè)進(jìn)程。受到傳統(tǒng)思維理念的限制,在施工中未能考慮到整體建設(shè)要求,存在一定的盲目性問題,未能科學(xué)評估工程建設(shè)對地下水的影響狀況。在評估地下水和地表水狀況時,要提前了解建設(shè)區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造特點,分析水文變化可能對地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響及未來變化趨勢,以便在科學(xué)預(yù)測的基礎(chǔ)上實施防治。以整體性控制理念為依托,科學(xué)評價地質(zhì)結(jié)構(gòu)和水文狀況的影響程度及規(guī)律,做好重點評估工作,尤其是要對含水層的情況予以實施監(jiān)測,實現(xiàn)對開挖工藝的不斷改進(jìn)及優(yōu)化,避免在工程建設(shè)中造成嚴(yán)重的突涌問題。在做好精確計算的基礎(chǔ)上實施全方位控制,確保風(fēng)險指數(shù)在合理范圍之內(nèi),促進(jìn)工程項目的長效實施。

        2.2 危害分析

        地下水的變化,是危害礦山地質(zhì)工程的主要原因,動壓力也會隨著地下水的不斷流動而發(fā)生不同程度的改變,如果未能實時獲取其變化情況,則有可能對施工產(chǎn)生影響。尤其是地下水位的突然下降,是造成地質(zhì)危害的關(guān)鍵因素,引發(fā)地面的不均勻沉降、塌陷和崩裂等,這是威脅礦山生產(chǎn)作業(yè)的常見現(xiàn)象。隨著地下水位的變化,也會對水質(zhì)產(chǎn)生影響,無法達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,引發(fā)環(huán)境惡化的問題。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件發(fā)生改變時,容易影響工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,嚴(yán)重時引發(fā)安全事故。此外,礦山地質(zhì)工程也會受到地下水動壓力的影響,尤其是在基礎(chǔ)建設(shè)中的強(qiáng)度和承載力不足,引發(fā)嚴(yán)重的開裂和傾斜等狀況。

        2.3 影響因素

        地下水動壓力和地下水位超過限值后,會導(dǎo)致多種地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,特別是當(dāng)前人類活動逐漸加劇,在過度排水和礦床攔截地下水等因素的影響下,使得災(zāi)害發(fā)生的概率增大。隨著地下水位的不斷升高,使得礦山施工安全受到威脅,通常表現(xiàn)為礦山基礎(chǔ)的不斷軟化和地基的隆起等。此外,基礎(chǔ)中若存在較多的黏性土,則會使其含水率降低,在工程建設(shè)中容易出現(xiàn)地基破裂的問題。管涌問題也是地下水因素引發(fā)的常見問題,進(jìn)而引起砂土液化的情況。長期未能對地下水實施控制,則會對地質(zhì)造成腐蝕。

        3 礦山地質(zhì)工程中水文地質(zhì)勘察的重要性

        3.1 提升礦山地質(zhì)勘察的精準(zhǔn)度

        在進(jìn)行礦山的地質(zhì)勘查中,需要針對礦山的地質(zhì)、地形以及礦山的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)的測量,以保證后續(xù)開采工作的順利進(jìn)行。但是在進(jìn)行勘查的過程中,水文條件的復(fù)雜性就會對礦山造成很大的影響,所以就需要在事先針對礦山的水文進(jìn)行勘查。相關(guān)人員在勘查的環(huán)節(jié),需要對礦區(qū)地下水的變化、運動、分布以及形成規(guī)律進(jìn)行了解,然后分析礦區(qū)地下水的性質(zhì)以及構(gòu)成元素,了解其可能會對礦山勘查造成的影響,然后尋找最優(yōu)的地下水資源利用方案,并做好由地下水引起的地質(zhì)災(zāi)害以及安全事故的防治工作。在經(jīng)過詳細(xì)的調(diào)查之后,相關(guān)人員就需要在發(fā)展的過程中促進(jìn)相關(guān)礦山勘查和水文勘查的結(jié)合,采用對比的方式,結(jié)合相關(guān)水文的數(shù)據(jù),檢查出礦山勘查存在的不足。通過這種方式,能夠使得礦山地質(zhì)勘查精準(zhǔn)度提高到百分之八十左右,而且還能不斷的進(jìn)行完善和補(bǔ)充,進(jìn)一步提升精準(zhǔn)度。

        3.2 減少環(huán)境的污染

        在現(xiàn)代化的發(fā)展過程中,由于礦山開采會對環(huán)境造成很大的影響,就需要在事先進(jìn)行礦山的地質(zhì)勘察,制定合理的開采策略。所以說礦山地質(zhì)勘察是礦山資源開采的前提條件,而要想保證礦山地質(zhì)勘查的質(zhì)量,就需要進(jìn)行水文地質(zhì)的調(diào)查工作。這樣一來,就能針對礦山開采環(huán)節(jié)可能造成的環(huán)境污染問題進(jìn)行制約,從而保證周圍的環(huán)境?,F(xiàn)階段社會對環(huán)境的重視力度不斷加深,在礦山開采過程中進(jìn)行環(huán)境保護(hù)已經(jīng)成為基本流程。另一方面,礦山的水文條件在和礦產(chǎn)的接觸過程中就會侵蝕礦石,并且伴隨著流動將碎石帶出礦山,從而造成環(huán)境的污染。進(jìn)行水利工程的勘查,就能夠通過對水文流向和流量的信息調(diào)查,計算出可能存在的此類現(xiàn)象,從而采取相應(yīng)措施對其進(jìn)行有效控制,以減少環(huán)境污染。而且進(jìn)行水利資源的勘查,還能夠簡化礦山開采流程,降低開采難度,實現(xiàn)資源的節(jié)約,促進(jìn)環(huán)境保護(hù)。

        3.3 增加礦產(chǎn)開采收益

        地下水對礦山造成的影響主要包括侵蝕、沉降、崩塌以及地基變形等,這些因素的存在的,不僅會對礦山造成影響,還會在很大程度上影響礦產(chǎn)開采的經(jīng)濟(jì)效益。一方面,水文因素如果流經(jīng)礦山地區(qū),就會對礦山的地基產(chǎn)生沖擊,從而造成地基質(zhì)量下降,不利于開采工程的建設(shè);而且還會對礦產(chǎn)造成侵蝕,影響礦產(chǎn)的質(zhì)量;另一方面,水文通過對礦洞的侵蝕,還會影響礦山的土壤質(zhì)量,從而產(chǎn)生塌陷等問題,造成工程的停滯,對相關(guān)人員造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。通過水利工程的勘查,就能夠?qū)λ髑闆r進(jìn)行整體的了解,然后針對可能出現(xiàn)的風(fēng)險進(jìn)行及時的處理,從而降低風(fēng)險發(fā)生的概率。這樣一來,就能減少地下水對礦產(chǎn)資源的腐蝕,加強(qiáng)對地下水資源的有效利用,降低因為防治地下水而產(chǎn)生的成本支出,從而實現(xiàn)礦產(chǎn)開采收益的有效增加。

        4 水文地質(zhì)勘探對礦山地質(zhì)造成的危害

        4.1 造成礦山內(nèi)部結(jié)構(gòu)崩塌

        在影響礦山地質(zhì)的因素中,水文對其的影響十分巨大,一方面就是會造成礦山的內(nèi)部崩塌。在部分礦山的地質(zhì)條件中,含有較高的碳酸碳成分,如果礦山的土壤地質(zhì)較為疏松,礦山范圍內(nèi)的內(nèi)下水系就會對礦層造成嚴(yán)重的侵蝕,經(jīng)過長時間的沖擊,降低了礦山底部地基土壤的質(zhì)量和穩(wěn)定性,就會對礦山造成顯著的破壞,進(jìn)而引發(fā)礦山的崩塌。這種現(xiàn)象雖然是由于自然因素造成的,但是人為的勘探也有可能造成此類現(xiàn)象的發(fā)生。礦山內(nèi)部的水文條件較為復(fù)雜,在相關(guān)人員進(jìn)行水文情況勘探的過程中,需要對整體的水利流向和流量進(jìn)行了解,以方便后續(xù)礦山開采工作的進(jìn)行,但是在水系繁雜因素的影響之下,就很容易在該環(huán)節(jié)對水文的流向和河道造成一定的改變,從而引發(fā)礦山內(nèi)部塌陷的問題。

        4.2 造成礦山地區(qū)的沉降

        隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷提升,工業(yè)的發(fā)展和生活的需要就對礦山開采產(chǎn)生了很大的需求,就要求相關(guān)人員加大礦山的開采力度,以滿足現(xiàn)階段社會的發(fā)展需要。但是在礦山開采的過程中,大部分的礦產(chǎn)資源都深埋地下,需要向下進(jìn)行挖掘,而且很容易和地下水系接觸,對開采造成很大的影響。所以就需要在事先針對礦產(chǎn)周邊地區(qū)的水文條件進(jìn)行勘探,在詳細(xì)的了解水文特征之后,進(jìn)行處理?,F(xiàn)階段大部分的水利勘探會對礦山地下水造成很大的影響,需要進(jìn)行地下水的改道或者是截流,這就在一定程度上破壞了當(dāng)?shù)氐乃沫h(huán)境,地下水的缺失,就很容易引發(fā)大規(guī)模的地質(zhì)沉降情況。

        4.3 造成地基的變形

        在進(jìn)行礦山的開采環(huán)節(jié),需要進(jìn)行各種建筑的建設(shè),用來支撐或者是進(jìn)行礦產(chǎn)的開發(fā)。但是礦山內(nèi)部的地質(zhì)較為復(fù)雜,建筑就很容易受到水文條件的影響。一方面,建筑需要仰賴地基,礦山中一旦有地下水流經(jīng),就會對礦山的地下層進(jìn)行侵蝕,造成相關(guān)地基的結(jié)構(gòu)破壞,從而影響地基的質(zhì)量,造成建筑的安全隱患。另一方面,相關(guān)人員在進(jìn)行水利條件勘探的過程中,也需要借助相關(guān)設(shè)備進(jìn)行檢測,在水利條件復(fù)雜的環(huán)境中進(jìn)行設(shè)備的搭建,很容易就會造成水文條件的變遷,對礦山的地基造成影響。

        4.4 造成巖溶塌陷

        在進(jìn)行水文勘察的過程中,由于天然形成的水文礦洞或者是河道具有一定的穩(wěn)定性,一旦受到外力的印象概念股,就很容易破壞受力平衡,造成巖溶崩塌。在自然界的水文條件中,相關(guān)環(huán)境會在發(fā)展過程中逐漸趨于平衡,就造成礦山地質(zhì)和水文條件的平衡。相關(guān)人員要想進(jìn)行水文勘察,就需要深入到礦山的內(nèi)部,跟隨山水文流向進(jìn)行勘察,這一過程中人為地活動和設(shè)備的使用都會對礦山的巖層和水系造成影響,最終產(chǎn)生坍塌。

        5 水文地質(zhì)資源勘查中的防范措施

        5.1 做好調(diào)查工作

        全面而詳細(xì)的調(diào)查工作,是制定防范方案的關(guān)鍵,應(yīng)該獲得可靠的水文地質(zhì)信息,加強(qiáng)對水文地質(zhì)現(xiàn)狀的分析和未來變化狀況的預(yù)測,以便在制定預(yù)防和治理措施時更具針對性。在工作中應(yīng)該嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求,確保調(diào)查工作的規(guī)范性,防止數(shù)據(jù)精確性及真實性受到影響。尤其是在我國地質(zhì)勘探行業(yè)的發(fā)展中,制定了相應(yīng)的法律法規(guī),應(yīng)該在實踐勘查工作中落實相關(guān)要求,保障整個過程的合法性及合規(guī)性。明確水文地質(zhì)勘查的內(nèi)容、任務(wù)要求和目的等,在針對水文和地質(zhì)狀況實施評價的過程中要明確其標(biāo)準(zhǔn)細(xì)則。提高對調(diào)查工作的重視程度,增強(qiáng)工作人員的責(zé)任意識,深入閱讀相關(guān)規(guī)范和文件等,了解地下水位的變化特征和排泄條件等。如果對礦山地質(zhì)工程建設(shè)造成影響,則應(yīng)該制定相應(yīng)的水壓試驗方案,以便預(yù)防突涌和管涌等狀況,切實保障工程建設(shè)的安全。

        5.2 完善制度體系

        水文地質(zhì)資源勘查工作涉及較多的內(nèi)容,而且用到不同的技術(shù)工藝,因此應(yīng)該建立完善的制度體系,實現(xiàn)對每一個工作環(huán)節(jié)的控制,避免操作不當(dāng)而對工程建設(shè)造成威脅。由于礦區(qū)位置的差異性,也會導(dǎo)致水文地質(zhì)條件有所區(qū)別,在制度建設(shè)中應(yīng)該保持適用性的原則,實現(xiàn)對各項制度的細(xì)化,以指導(dǎo)實踐工作的推進(jìn),防止在勘查工作中造成混亂狀況。尤其是水文地質(zhì)資源勘查涉及不同的部門及人員,應(yīng)該構(gòu)建可靠的責(zé)任機(jī)制,使工作人員能夠了解自身的職責(zé)范圍,防止態(tài)度消極而影響水文地質(zhì)的數(shù)據(jù)可靠性。針對制度的執(zhí)行狀況實施評估,獲取充足的反饋信息,以便在今后工作中予以改進(jìn),避免釀成嚴(yán)重的事故問題。獎懲機(jī)制的建設(shè),是提高工作人員積極性的關(guān)鍵途徑,同時要采取量化考核的方式使工作人員分析過往工作情況,在未來水文地質(zhì)資源勘查中不斷提升工作水平。

        5.3 引入先進(jìn)技術(shù)

        勘探技術(shù)是決定數(shù)據(jù)質(zhì)量的關(guān)鍵要素,傳統(tǒng)勘探技術(shù)已經(jīng)無法滿足新時期工作要求,必須在實踐作業(yè)中予以創(chuàng)新,在保障作業(yè)安全的前提下提高勘探效率和質(zhì)量,防止出現(xiàn)較大的數(shù)據(jù)誤差。流量測井技術(shù)在實踐中的應(yīng)用效果較好,能夠掌握礦層的深度,同時對于水位狀況及其滲透性的了解更加全面,在了解隔水層基本情況的前提下開展工程建設(shè)。相較于傳統(tǒng)技術(shù)手段而言,可以大大提高各項數(shù)據(jù)的精確度,增強(qiáng)水文地質(zhì)數(shù)據(jù)的應(yīng)用成效。鉆孔透視儀在勘探工作中的作用也十分顯著,借助于電磁波的傳播作用能夠分析不同地層的特點,從巖溶發(fā)育的角度出發(fā)實施控制。此外,瞬變電磁法在水文地質(zhì)勘探中的應(yīng)用,能夠通過二次渦旋電磁場來觀測地質(zhì)結(jié)構(gòu)和水文狀況,了解不同區(qū)域的物性特點,達(dá)到定量分析的要求。此外,流量測井法能夠獲得更加全面的數(shù)據(jù),包括了含水層厚度、斷面流量和滲透性參數(shù)等等,了解水文地質(zhì)分布特點。

        5.4 加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)管

        現(xiàn)場監(jiān)督及管理工作的開展,也能提高水文地質(zhì)資源勘查的成效,以便保障工作的規(guī)范性。尤其是在現(xiàn)場作業(yè)中會用到較多的設(shè)備及儀器,應(yīng)該做好儀器的校正工作,確保其精度達(dá)到作業(yè)要求,保障勘查工作的質(zhì)量。工程建設(shè)方案應(yīng)該以勘查數(shù)據(jù)為依托進(jìn)行編制,同時要根據(jù)實時變化情況予以調(diào)整,防止對工程進(jìn)度、質(zhì)量和安全造成負(fù)面影響。注重對各類設(shè)備的更新?lián)Q代,以便在工作中減少數(shù)據(jù)的誤差,降低客觀因素的干擾。制定相應(yīng)的監(jiān)管機(jī)制,強(qiáng)化對數(shù)據(jù)的審核,及時剔除其中的異常數(shù)據(jù)。

        5.5 提高人員素養(yǎng)

        勘查工作人員的專業(yè)能力及素養(yǎng),也是決定實際工作成效的主要因素,因此應(yīng)該使勘查人員掌握豐富的專業(yè)知識及技能,在工作中保持高度責(zé)任意識,降低勘查工作對工程建設(shè)的影響。在新時期水文地質(zhì)勘查中,對于工作人員的綜合素養(yǎng)提出了更高的要求,要針對多種先進(jìn)設(shè)備的操作方法和技巧進(jìn)行學(xué)習(xí),以便降低操作中的失誤。特別是引入新設(shè)備后,應(yīng)該增進(jìn)技術(shù)人員和操作人員之間的交流,明確操作過程中的重點及難點,避免憑借經(jīng)驗操作而引發(fā)的數(shù)據(jù)錯誤和遺漏等。此外,還應(yīng)該加強(qiáng)工作人員的職業(yè)素養(yǎng)教育,使其在崗位工作中保持高度責(zé)任心,主動發(fā)現(xiàn)水文地質(zhì)勘查中的問題,構(gòu)建高水平的專業(yè)勘查隊伍。

        6 結(jié)語

        水文地質(zhì)資源勘查工作具有復(fù)雜性和綜合性的特點,會受到諸多因素的影響,如果未能采取有效的控制措施,則會對礦山地質(zhì)工程造成威脅,不利于礦山企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。尤其是由于勘查工作缺乏規(guī)范性,會導(dǎo)致地下水位的變化,引發(fā)各類地質(zhì)災(zāi)害問題,導(dǎo)致礦山的作業(yè)安全受到影響。為此,應(yīng)該通過做好調(diào)查工作、完善制度體系、引入先進(jìn)技術(shù)、加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)管和提高人員素養(yǎng)等途徑,逐步提升水文地質(zhì)資源勘查的工作水平,創(chuàng)造良好的生產(chǎn)環(huán)境及條件,降低生產(chǎn)作業(yè)中的風(fēng)險。

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