矿山开采区水文地质综合勘查技术分析

矿山开采区水文地质综合勘查技术分析

迟凤明,胡新红,李桂林

湖北省地质局第一地质大队 

【摘要】：地质勘探尤其是矿区的水文地质的勘探，是对矿区进行开采前的重要准备环节，通过对于底层含水量、开采区涌水量等因素进行探究，可以更安全的保证开采工具的设立，也可以更合理的保证开采工作的进行，从而促进对于矿山资源的开采，并且防止意外事故的发生。

【关键词】：矿山；开采区；水位地质；综合勘察技术

资源与能源是社会发展和人类进步的依赖因素，而随着时代的进步，对于矿产资源的开采，尤其是对于矿山的开采要求也日渐增加。在矿山开采的过程总，矿山开采区的水文地质勘察是对矿区资源勘察的重中之重，其包含了矿区水质、矿区含水量、矿区含水层特点、矿区水质发育情况、矿山试产疏干排水量等多个要素。对于矿区资源的开采常常受其水文条件所限制，因此由GPS技术、原位测试技术、数字化技术等多种水位地质综合勘查技术的开发与应用，是现代矿山开采区水文地质综合勘查技术中所必不可少的。

1. 水文地质勘察的意义

在矿山开采过程中，水文地质因素是矿山地质灾害的主要原因之一，起主要表现为：砂土液化、地面沉降、由水文引起的矿体构造崩坍等，这些都会对矿山开采的安全和效率产生重大的影响。因此，在对矿山的开采进行勘探时，需要仔细研究矿区的水文状况，充分考虑水位地质对于矿山开采的影响。

2. 水文地质勘察的内容

2.1 区域地质概况

水文地质勘察的基础工作，是对区域水文地质的概况进行了解，并结合矿山等矿区在区域中所处的位置，从而保证开采工作的顺利进行，其包括对于矿山所在区域的的地形地貌、地表水、气象，尤其是降水状况、含、隔水层(体)、地下水的补给、径流与排泄等要素进行勘察。通过区域勘察，可以初步形成对于矿区水文条件的了解和具体详细研究的基础，从而更好的掌握矿区的水文条件

2.2 矿区水文地质

矿区的水文地质条件，是限制和决定矿区开采的重要条件，因此对于矿区的水文地质条件，需详细了解矿区的含水层(体)、隔水层、各含水层(体)间水力联系、断层(破碎带)导、富水性等，同时需对矿床的水文地质勘察类型进行确定，从而确保能够按照国标规范的勘察类型所需的勘察内容，进行详细的合理化的勘察。以湖北省鄂州市黄土咀矿为例，结合其水文地质条件与地下采矿活动造成影响的可能性，其属于水文地质条件复杂程度中等矿床，应按国标GB/T13908—2002之规定，采用中等的矿床(Ⅱ)中的复合问题的矿床(Ⅱ-4）的矿区开采技术条件勘查类型方案，进行水文地质勘察。

2.3 矿坑充水条件

矿坑的冲水条件是导致其它含水层地下水补给岩溶裂隙地下水而进入矿坑的重要原因，因此，需考虑矿坑充水水源、矿井充水通道、边界条件等因素，对于矿区进行合理化的施工方案制定，从而规避或引导水体对于矿坑的充水，从而防止因水体不利引发的矿坑充水对于矿区开采的负面影响和安全威胁。

2.4 矿坑涌水量

矿坑涌水量不仅决定着矿山的生产安全和成本，其对于矿床的经济技术评价有着非常大的影响的，而且也是设计与开采部门选择开采方案、制订防止疏干措施，设计水仓、排水系统的主要依据，因此，能否正确的预估矿区矿坑的涌水量，决定着矿区的开采是否安全、合理且符合规范。

2.5疏干排水

疏干排水，即将有危险或者可能有危险的水体中的水，以一定形式进行疏干并且排放出去的过程，其目的是将水头压力降至开采水平之下，以防止突水事故的发生，主要有地面钻孔预先疏干、井下钻孔疏干和利用巷道疏干等方法。再以湖北省鄂州市黄土咀矿为例，其矿坑疏干排水量如表1，其考虑疏干深度上差异，详查阶段预估-345m中段矿坑涌水量(16004m3/d)与矿山疏降-310m中段年均日排水量(14878 m3/d)基本吻合。

表1 黄土咀矿坑排水量统计表    (m3/d)

3.矿山开采区水文地质综合勘查技术

3.1 钻探设计与设备选择

钻探设计与设备选择是水文地质勘察工作的基础，起决定着水文地质勘察工作的效率与安全。合理的钻探设计与设备选择，须考虑钻孔的位置、钻具的选择、钻孔的间距等，这些是保证钻探既安全有有效的重要因素。对于水文地质， 其影响因素有：矿物成分、地质构造、地质风华、矿山底层结构、地下水、含水层岩石特性、岩体构造、岩石力学等，因此，如何按照这些条件，合理的进行钻探设计与设备选择，是非常重要的。

3.2预测矿区地层压力

针对矿山开采区的环境的复杂性的不同，对于复杂矿区地层压力的预测一般使用密度调整法和超声探测法两种方法，而对于简单矿区地层压力的预测一般使用仪器探测法。通过不同的方法预测到矿区地层的压力，从而可以有效且合理的对于矿区的水文地质条件有所初步判断提供足够的数据支撑。因此，更加矿区的复杂程度，合理的选择预测矿区地层压力的方法，也是非常重要的。

3.3 多样化的勘查技术

现代的水文地质综合勘查技术，是由多种各具特色的勘察技术融合而成，其包括但不限于遥感勘查技术、GPS勘查技术、钻孔透视勘查技术、电磁波顺变勘查技术、流量井勘查技术、γ射线水探勘探技术、高密度电阻率勘查技术、原位测试技术以及数字化勘查技术。不同的勘查技术各有个的特征和适用性，合理的对其进行选择，对水文地质进行科学的探查，这是矿山开采工作的重要前提。

【总结】：水文地质综合勘查技术，应当结合相应的水文地质条件，在保证科学性和规范行的技术选择前提下，不断的进行技术的创新和方法的革命，从而为矿区的开采的科学高效进行提供足够的保证，也为之后的开采工作，提供相应的数据和内容依据。

【参考文献】：

[1]刘现川.浅析矿山开采区水文地质综合勘查技术研究[J].世界有色金属,2021(19):123-124.

[2]宋庆昌.安徽芜湖市矿山开采区水文地质综合勘查技术研究[J].世界有色金属,2021(06):107-108.

[3]李镇.矿山地质工程勘查施工现场技术研究[J].世界有色金属,2020(19):95-96.