靜網PWA視頻評論

礦山地質勘查中水文地質相關問題及解決對策

2023年11月14日

- txt下載

摘要 :水文地質的相關探查在礦山地質勘查工作中是至關 重要的一個環節, 其分布情況會直接影響到礦山開採的方案。如 若礦山水文勘查資料不夠詳盡,而施工人員並沒注意到附近的 地下水層結構,對其進行了破壞,則礦山極有可能發生地質災 害,例如,採礦井的淹沒、崩塌等,這不僅會造成巨大的經濟損 失,甚至還會威脅到工作人員的生命安全。如今,採礦事故已經 屢見不鮮, 已然成為一種必然事件, 而傷亡損失的狀況嚴重與否 完全依靠運氣,故而,我們應該積極運用科學的手段,探索礦山 地質勘查中水文地質相關問題, 尋找其中的科學規律, 研發出一 套有效的針對性措施,將“必然事件”變為“低機率事件”,甚至 是“不可能事件”。基於此,本文首先簡要介紹了水文地質勘查 工作、水害類別以及水文勘查的重要意義, 然後結合筆者多年的 工作經驗, 分析了由水文地質而引發的礦山危害, 最後探討了一 些在礦山地質勘查中水文地質問題,並提出了一些自己的解決 策略。
水文地質的變化對礦山開採有著非常大的影響,而一般情 況下, 水文地質會通過長時間的演化而達到一個平衡狀態, 在沒 有受到外界的作用下, 水文地質並不會發生劇烈的變化, 礦山也 不會爆發地質災害。但是,由於人類採礦活動的日益增加,再加 上自然界氣候變化的影響,就會在無意中打破水文地質的平衡, 從而引發礦山災害。因此,我們重視礦山水文地質的勘查,不斷 完善礦山勘查體系,並積極引進新的科學技術,如電磁透視設 備、遙感設備、流量設備等先進的勘測儀器,確保水文地質勘查 數據的完整性和真實性,然後才能研究出具有針對性的礦山開 采方案, 從而避免破壞礦山水文地質結構平衡, 進而降低了礦山 災害發生的機率。
  1 水文地質勘查工作概述
水文勘查工作能在礦山開採中發揮出積極的作用,可以科 學避免礦山災害, 不僅能提升礦山開採的經濟效益, 還能確保工 作人員的安全。水文地質勘查工作一般都是以地下水徑流情況、 地質結構、地形地貌、氣象水文等為研究對象,通過儀器探測和 數學推演,尋找出它們的規律特性,再通過綜合性分析,掌握該 地區的地下水資源性質,從而為礦山開採方案和基礎建設設計 提供相應的理論數據參考。一般情況下, 地質勘查單位開展水文
地質勘查工作都有以下幾點目標 :其一,獲取該地區的水文地 質參數, 為礦資源的開採方案提供數據支持, 從而實現礦山開採 效益的最大化 ;其二, 預測礦山開採對周圍環境的影響, 並提前 做好相應的防治措施, 從而實現生態效益最大化 ;其三, 科學采 礦,減少地面沉降機率 ;其四, 以便安全管理人員制定員工的生 命安全保障措施。實際上, 礦山水文地質勘查工作是為給其他關 於開採工作內容提供理論數據的指導, 因此, 勘查數據的完整性 和準確性將會直接影響到後續的開礦作業。具體而言, 水文地質 勘查的主要內容有三點 :第一,測量水文參數,明確隔水層、含 水層以及地下水相關的水文參數信息,同時也要測定地下水流 向和特點 ;第二, 根據相關參數, 分析水文特點, 尋找水文規律, 並要分析探明造成礦山災害的水文因素權重 ;第三,根據水文 特性做好相應的預防措施, 並實時監測水文地質參數, 一旦脫離 正常範圍, 就要立即採取緊急避險方案。這樣才能將礦山危險扼 殺在搖籃之中, 從而實現礦山經濟效益和安全效益的最大化。
2 礦山水文地質結構的分類及其在勘查中的重要意義
2.1 水文地質結構的水害分類
在勘查礦山水文地質結構的過程之中,首先就要查閱相關 的資料, 了解清楚水文地質水害的類型, 不同的水害其性質特點 都會有所不同, 造成的災害影響大小也會有差別, 其處理方式也 不盡相同。根據筆者多年的工作經驗和查閱相關資料, 下面將對 水文地質結構的水害進行分類,一般可分為以下四類 :第一類, 大氣降水水害。一般是指礦井的水源補給依靠著自然降水, 其水 害等級與降水強度有著密切的關係, 當出現特大強降雨時, 在礦 山表面必然會匯聚大量的雨水,然後沿著地面裂縫和導水裂縫 流入到礦井中, 或是匯聚入礦山的含水層, 從而導致採礦礦井被 淹沒,造成採礦作業停滯不前。應對此種水害,一般都會在地面 裂縫、導水縫隙和坡面徑流等都要採取隔絕措施。第二類,地表 水害。一般由附近的水庫、湖泊、河流等地表大型水體匯聚,形 成大流量的水體, 從而造成礦山水害, 此種水害一般發生在附近 擁有豐富的地表水的礦山中, 而且在採礦過程中, 破壞了礦山地 質結構的隔水層,連通了地表水,致使礦山發生了水害。應對此 種水害, 一般都是採用填充方式加固導水裂縫帶, 確保隔水層的 完整性。第三類,頂板水害。一般情況下,導水裂縫帶波、頂板 含水層和采動垮落帶等都與采動之間關係密切,並且采動出了
問題,必然會導致頂板水害事故的發生。由於礦井的水源主要 來自基層裂隙水和鬆散層孔隙水,在開採過程中,一旦影響到 了富水沙層,就會造成突水潰沙事故,因此,只要在開礦的過程 中確保隔水層的完好,就能防止頂板水害的發生。第四類,底板 水害。其主要是由於底板岩溶含水層被破壞而引發, 灰岩層極易 引發岩溶,在水壓過大的情況下,會影響到下方岩溶含水層,進 而引發突水事故。應對此種水害, 可以採用注漿或疏水來降低水 壓,從而確保底板隔水層的防水性。
2.2 水文測定可以提高礦山地質勘查的精準度
礦山地下水的分布、運動和其變化規律等都會對礦山開採 造成巨大的影響, 我們可以運用科學的對比實驗等方法, 提升對 礦山地質結構的勘查。由於地下水能緩慢溶解礦山岩壁的物質, 故而可以通過分析礦山地下水中礦物質的含量來推測出其流動 的方向, 反之, 也可以由地下水的分布情況來推測出礦資源的種 類和分布情況, 此外, 也能利用水文地質勘查數據來驗證推測出 來的礦區環境狀況。因此, 礦山開採單位需要加強對礦山水文勘 查的投入,充分了解地下水水質狀況、分布情況、水位和水壓變 化、隔水層的分布和厚度、徑流、侵蝕性、排水條件等真實準確 數據, 然後通過地下水勘測數據分析出礦山地質情況。地下水是 時刻變化的,其流動情況會對開礦作業產生一定的影響,例如, 有些隔水層比較薄, 一旦遭到破壞, 就會導致礦井水害 ;有些地 下水富有較強的腐蝕性,會使得礦山結構發生一定的變化 ;這 些情況就需要水文地質勘測提前探測, 分析其規律, 做好相應的 防治工作。
2.3 提升經濟效益
俗話說“磨刀不負砍柴工”,礦山水文地質勘查就是在為開 礦工作做準備。對於礦產企業來說, 都會將經濟效益最大化作為 礦山開採的最大目標, 而礦山開採工程卻擁有著極大的風險, 有 些礦山水文地質條件複雜不適合目前開採,有些礦石適合開採, 但是總會發生礦山災害, 讓開採成本不斷增加, 甚至進入虧損狀 態。水文地質勘查工作恰好能幫助礦山企業評估礦山開採工程 的投資風險係數,同時也能為防範礦山地質災害提供理論指導, 從而減少開礦事故的發生機率, 進而降低企業採礦的成本, 實現 經濟效益最大化。因此,礦產企業要重視水文勘查工作,結合勘 查和開採情況, 對企業發展戰略進行及時地調整, 以此強化企業 發展戰略的科學性, 從而推進企業可持續化健康發展。
  3 礦山水文地質所帶來的危害
3.1 岩土水理性質
一般情況下,岩土的水理性質對於礦山的開採有著重要的 影響, 其會對岩土的強度帶來一定程度的影響, 讓礦山的根基結 構處於不穩定狀態, 一旦受到水文因素的影響, 就極有可能發生 礦山崩塌。岩土的水理性質一般包括以下幾種特點 :其一, 膨脹 性,是指岩土遭受地下水的浸潤後,體積就會緩慢膨脹,使礦山
的結構不穩定 ;其二,給水性,岩土層在受到重力作用後,水體 將會從飽水岩土中的孔隙中流出,勘查人員就可以測量其給水 度,從而估測出礦山岩土的穩定性 ;其三,透水性,岩土的透水 能力取決於其孔隙的大小,孔隙越大,其透水能力也就越強,而 岩土強度就會越弱,礦山結構也會不穩定,易於出現崩塌事故 ; 其四,軟化性,有些岩土在接觸地下水之後,其內部結構就會發 生變化, 使得岩層的土體承重強度變低。
3.2 地下水水質帶來的危害
由於礦山地下水基本上是可以和地表水連通的,而人類的 生產活動, 會造成周圍的水域造成一定的污染, 進而由地表水源 流入到地下水中, 地下水的化學性質也會發生一定的變化, 對礦 山的內部結構造成一定的腐蝕性。例如, 如若礦山附近有眾多的 金屬冶煉廠, 地表水域也會富含大量的硫化物等強酸物質, 其空 氣也會被污染,形成酸雨,最終匯聚流入到地下水道,讓礦山內 部結構遭到侵蝕,影響其穩定性,容易造成礦山的崩塌。故而, 在勘查過程中, 不僅要對地下水的水質進行測定, 還需要對連通 的地表水域進行檢測, 並對污染的水域進行凈化處理, 避免污染 地下水。
3.3 水位變化的影響
在礦山開採過程中,一般都會遇到水漫礦井的問題,而開礦 人員都會採用抽排的方式,導出地下水,然後繼續作業,這會嚴 重破壞該區域地下水的平衡,致使地下水的水位不斷下降,從 而導致附近地下水的枯竭,進而影響該地區的工業用水和農業 用水。當閉礦停止排水後,地下水仍在發生著變換,開始會向含 水層的介質回灌, 讓斷層的導水性能發生改變, 同時含水層的排 水、徑流、補給都會發生相應的變化。地下水都是經過長期的發 展變化而達到平衡穩定, 一旦人為破壞水文地質條件, 其平衡將 會被打破, 地下水的流場形態也會被改變, 平衡的水流將會變得 湍急,向著排泄口垂直流動,致使礦區被地下水衝擊和淹沒,從 而影響礦區的安全生產。水位變化一般分為兩種, 水位上升和水 位下降, 前者會改變地表土壤的酸鹼性, 對植被作物的生長極為 不利, 同時也會侵蝕礦山的建築物, 後者會導致地下水對土體的 承載能力大大下降, 致使山體滑坡或是崩塌。
3.4 地下水壓力帶來的危害
一般情況下,地下水處於天然的狀態,其所產生的水壓力比 較小, 並不會對礦山結構產生較大的影響。但是由於施工人員不 科學的開礦作業, 就會破壞礦山原本的水層結構, 致使地下水平 衡被打破,水壓力突然增大,造成涌沙、基坑突涌等問題,甚至 直接造成礦山採礦井的崩塌, 阻礙施工進度。
  4 礦山地質勘查中水文地質問題分析
4.1 抽水試驗存在局限性
在傳統的水文地質勘查中,一般都是採用抽水試驗法或是 電測井等技術, 但是其測定數據並不是非常的精確, 存在著較大
的誤差,由於水文勘查技術有限,在勘查過程中,獲取的數據資 料也不全面。在礦山水文測定過程中, 鑽孔水位僅僅能代表混合 水位, 沖洗液也只是混合水的消耗量, 故而測定結果都比較綜合 性,非常的籠統,嚴重缺乏單一性的詳細數據信息,這些測定數 據也無法反映出岩層鑽孔內含水量和其變化情況。鑽孔抽水試 驗方式不僅會增加大量的成本, 消耗大量的資源, 並且其鑽孔抽 水數量非常有限,而且都是混合抽水,無法對隔水層和含水層 進行精準的劃分。此外,點測井勘查技術也僅限於對隔水層和 含水層的流向規律進行大概的估測,且不能對底板情況進行科 學解析。
4.2 水文勘查技術落後
在筆者工作的過程發現,大多數礦山開採單位對水文地質 勘測的認識不足, 把工作重心都放在了開礦施工中, 而忽略了水 文勘測工作,致使對勘查隊伍的相關投入不足,例如,勘測儀器 老舊, 具有較大的勘測誤差, 或是勘測技術已經跟不上行業技術 發展的趨勢,對於複雜的水文地質,缺乏有效的數據信息,阻礙 了勘查工作的順利開展。由於勘查資金不足, 其勘查設備也存在 著諸多的缺陷, 其工作效率達不到要求, 工作質量也難以得到保 障,致使勘探工作處於落後地位, 礦產企業就會越發不重視水文 地質的勘查工作, 從而陷入到了惡性循環之中, 導致水文勘查技 術越來越落後。當水文地質資料存在錯誤或是不完整時, 就無法 給出有效的礦山災害防治措施,從而致使礦山地質災害不斷發 生,增加礦業開採成本。
4.3 地質勘探人員素質不足
勘測人員的綜合素質也會影響到礦山水文地質勘測的效率 和測定結果。由於礦山的勘查周期比較短, 其相應的投入也比較 少,為了節約人力成本, 有部分企業就會降低勘查人員的招聘標 准,缺乏對其的考核和培訓,導致勘測人員的專業技能不高,其 職業素養也會存在問題,從而致使水文地質勘探數據缺乏準確 性。由於勘測員工的水文地質知識不足,其職業素養也不高,這 會給礦山的開採埋下很大的隱患,其水文勘查數據支撐著採礦 方案的設計,一旦數據有誤,礦山開採的風險就會增加,制約著 礦產資源的開採。
5 礦山地質勘查中針對水文地質問題應採取的措施
5.1 採用分段壓水試驗
當前,礦山水文地質勘測主要是為了詳細了解礦山含水層 的分布情況、水質化學成分、地下水變化規律等,故而可以採用 分段壓水試驗勘測方法來掌握含水層的特性以及變化規律。在 勘查過程中,壓水段上端為止水塞,下端一般為孔底,然後依據
裂隙發育情況和岩溶結構狀況來設計此間測試地段的長度。同 徑止水一般都會利用“三爪止水器”來採集某一段位的壓水試驗 資料, 再將各段採集的水文數據進行分析, 就能準確推測出含水 層的分布和變化規律。如若在此勘查方法搭配井下流速儀, 就能 測定孔內水流速度, 從而科學推測出含水層的厚度。
5.2 積極引進先進的勘查技術
礦產企業應該重視水文地質的勘查工作,積極引進先進的 勘查技術, 提升礦山水文資料的精準性, 從而減少礦山地質災害 和採礦事故。在水文地質勘查行業應有比較廣泛的技術有鑽孔 電磁波透視儀法、量測井法、引入 γ 射線找水法等一些勘查技術。 其中,鑽孔電磁波透視儀是比較先進的勘查儀器,其可以由設 備發送探測信號, 對深層岩溶結構進行探查, 其探測深度可達到 500m ;量測井法則是負責探測礦山的地下水層的實際情況,在 結合其他設備和技術,可以探測不同截面內的含水量 ;引入 γ 射 線找水法的運用效率比較高,其可以利用 γ 射線探測徑流位置, 從而提升對地下水徑流的了解程度。這幾種技術都可以探測含 水層的分布情況、水量情況、徑流情況以及對岩溶內部的勘測。
5.3 提高勘查專業性
為了確保水文勘查數據的準確性,礦產企業不僅要提升勘 查隊伍的綜合素質,還要加強對勘查操作的規範性。具體而言, 礦產企業可以從以下幾個方面提升勘查作業的效率和質量 :其 一,增加聘用門檻,必須選用專業能力強且職業素養高的人才, 企業可以通過與高校合作, 補充企業的後備軍, 培養出自己的專 業人才 ;其二,建立完善的培訓制度,結合現有的勘查技術,對 員工進行專業技能的培訓, 以提升他們的水文勘查能力, 同時邀 請業界資歷豐富的專家舉辦講座,傳授水文勘測相關的實踐經 驗,以豐富勘查人員的作業經驗 ;其三,建立科學的考評制度, 對勘查人員施行季度考察、年度考察、團隊考察等,對於考察評 分較高的人員或隊伍給予豐富的獎勵,而對於考核不合格人員 應給予處罰, 從而提升勘查人員的專業素養, 避免員工懈怠工作 職責。
  6 結語
總之,水文地質因素對於礦山開採的影響極大,在施工過程 中,如若破壞了水文結構,就會引發礦山地質結構的改變,從而 造成相應的地質災害。因此,水文地質勘查人員必須要與時俱 進,創新勘查方式,提升勘測數據的精準度,為礦山災害防治措 施的制定提供數據支持, 從而降低災害的發生機率, 確保安全開 礦。

收藏

相關推薦

清純唯美圖片大全

字典網 - 試題庫 - 元問答 - 简体 - 頂部

Copyright © cnj8 All Rights Reserved.