排2p以上

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 矿区水文地质勘探存在的质量问题及措施探究

袁杰

安徽省地质矿产勘查局321地质队   安徽铜陵  244000

摘要：经济的发展离不开对矿产资源的开采，但是无序的开采工作很容易导致矿难的发生，矿区的安全生产已经成为近些年社会大众关注的焦点。很多矿难事故的是由透水事故导致的，其主要原因在于在前期矿区设置的时候并没有对采矿区进行充分的地质调查，尤其是水文条件的调研不充分，导致一些安全隐患存在。本文将针对矿区水文地质勘探所存在的问题进行讨论和分析，就不同岩层的划分进行具体的讲述，针对水文地质勘探过程中应当注意的问题以及对应的改进措施

进行阐述。

关键词：矿区；水文地质勘探；质量问题；措施

Quality problems and measures of hydrogeological exploration in mining area

Yuan Jie

Anhui Tongling 244000, 321 Geological Team of Anhui Provincial Bureau of Geology and Mineral Exploration

Abstract: The economic development cannot be separated from the mining of mineral resources, but the disordered mining work can easily lead to the occurrence of mining disasters, and the safe production of mining areas has become the focus of public attention in recent years. Many mine accidents are caused by water leakage accidents. The main reason is that the mining area was not fully surveyed when the mining area was set up in the early stage, especially the survey of hydrological conditions was not sufficient, resulting in some potential safety hazards. This paper will discuss and analyze the problems existing in the hydrogeological exploration of the mining area, specifically describe the pision of different strata, and focus on the problems that should be paid attention to in the hydrogeological exploration process and corresponding improvement measures Explain.

Key words: mining area; Hydrogeological exploration; Quality problems; measures

引言：

对矿区水文地质进行勘探工作是为了充分了解矿区开采的水文地质条件，从而为后续的矿区开采设计提供数据及技术支撑。但是不同区域的矿区所处的地质环境、水文特征、气候条件各有不同，其最终所形成的水文地质条件也有较大的差异，这种先天的因素也造成了矿区水文地质勘探工作的难度加大，为后续的水文地质条件的综合分析增加了难度。通过钻探、物探、抽水试验、压水试验等勘探手段能够有效地了解矿区地质情况，对矿区内水文地质条件进行分析了解，为后续矿山开采需制定的矿区疏干、堵水方案等提供数据技术支撑，同时提高了矿区后续开采作业的安全性。

一、矿区水文地质勘察

（一）勘察内容

为了确保矿区作业的安全性，对矿区环境进行勘察主要是了解矿区所在区域内的水文气象特征、地形结构等内容。了解水文气象特征的主要内容包括了对矿区作业范围内的气象环境的数据收集，包括了作业区域的温湿度变化、降水量等信息。而对矿区地质结构进行勘察，则主要是针对区域内水系的分布、地面高程、结构特点等数据进行收集和勘测，确保数据的翔实[1]。对矿区地质勘察包括了解区域内地下水位高度，开采作业区域内的地质结构构造，地层岩性、地基结构构造以及新生层的运动构造等内容。

矿区地下水的勘察工作涉及了地下水水位变化的具体特点，包括地下水的补给源以及排出的情况，地下水位的高位峰值、径流量以及地表水与地下水的水力联系。进行矿区作业时，地下水的水位变化将会直接影响矿区开采施工的质量和作业效率。所以做好对矿区水文地质的勘探工作其具有较大的价值意义。通过分析了解可以发现地下水的数据变化会对整个矿区作业产生巨大的影响，具体表现在，如果矿区地下水位受矿山疏干排水影响出现变化，则会对矿区地表供水井水位造成影响。同时地下水水位的变化也会对地层结构的基础持力层造成影响，如果地下水水位不足，可能会导致地质结构层发生变化，甚至会造成地面出现沉降、地裂缝及塌陷等地质灾害。

（二）勘察任务

在进行矿区勘探的过程中需要系统化、全面化地对矿区的地质条件进行了解，可以同模数据模型的方式建立结构剖面图展示不同区域的隔水层以及含水层的具体情况，对不同地质条件区域进行划分和描述。在模型设置过程中要明确区域内含水层组所处的具体层位，包括含水层的数量、含水层厚度、埋藏深度、地质构造、岩性、产状、孔隙率等情况，各含水层的透水性、富水性以及水质状况都要进行详尽的说明，同时对含水层在水平位置及垂直方向的分布进行详尽的描述，并寻找其规律。在勘察过程中随着信息的不断累积分析得到水文地质的边界形态。在勘察过程中若矿井充水含水层是强岩溶的石灰岩区域，需要测明其矿区内部径流带的具体位置、地下水径流量以及矿区外围的补给水源，这样能够为后续的地下水截流施工以及注浆技术应用提供方案设计参考[2]。为了更加精准地计算出矿井筒以及初期开采过程中的涌水量，需要结合勘测数据构建数学模型以及地质结构模型。同时结合相关勘测资料配合力学、化学、物理等不同专业的实验数据，对矿区岩层稳定性进行评测。在供水勘测以及对水源进行调研的过程中，对区域水源地、水质、水量等进行抽样检测，如果存在污染区域，则需要进行针对性取样，并对受污染水样进行分析，做好对应的预防和防护措施。

（三）含水层、隔水层的划分

对于矿区的勘探依照相关规范要求以及勘探规程，需要在勘探过程中查明水文地质条件以及矿床充水的主要因素，同时对矿坑的涌水量进行预测。当然还要了解采矿工程区域范围内的工程地质条件，岩石质量，边坡是否足够稳定[3]。勘探最重要的工作就是要预测地下水文地质条件的变化趋势以及可能发生的问题。所出具的专业报告内还应当提出矿区开采过程中可能出现的地质环境问题的预防措施。

1. 隔水层的划分

在进行地质勘探的过程中必须要充分了解隔水层的含水量，这样才能开展具体的水文计算工作。依照对应的计算公式将含水层厚度、水位值代入并进行计算，能够计算出开采过程中矿坑的涌水量。所以在进行前期勘探的过程中必须测量含水层的厚度等相关数据。

勘探过程中搞清楚含水层在剖面变化的规律，也是进行防水、治水施工作业的前提。目前在矿区进行防水、治水的主要方式就是通过“堵”“排”两种形式进行。以灰岩内部的含水性为例，很多水文地质报告内容对于灰岩内部的含水性的叙述都是依照“上强下弱”这种相对笼统的表述方式，导致在防、治水施工作业开展过程中无法确定标高，造成矿井井巷的布置相对盲目，不符合规范，导致安全风险系数增加[4]。所以进行水文地质勘探就必须要搞清楚厚层灰岩的含水性以及其在垂直方向的变化情况。只有如此，才能确保地质研究工作的全面性，为矿区的开采提供更加科学的依据。

2. 灰岩含水层厚度变化情况

之前由于认知不充分所以无法划分含水层与相对隔水层，导致概念区分不明确，在实际勘探过程中很容易造成误解。而实际上厚层灰岩是可以对含水层和隔水层进行区分的，其厚度的变化对于勘探工作具有非常重要的意义。

二、矿区勘探目前存在的问题

（一）重视度不足

一些企业在进行矿区开采的过程中将关注点更多地放在经济效益方面，而忽视了矿区生产潜在的安全隐患。缺少对水文地质勘探工作应有的重视和落实。当然水文地质勘探工作的落实需要有相应的资金、人力以及设备的支持。一些企业为了节约成本支出，不断地缩减前期勘探的投入，导致勘探数据不翔实、不完善甚至不准确。而在后续的开采工作中由于操作不规范等情况导致矿床结构受到破坏，为后续的矿区开发埋下了安全隐患。所以只有增加对水文地质勘探的重视，确保勘探数据的准确和详尽，才能够真正对矿区开采区域的实际状况进行充分的了解，才能够降低安全事故发生的概率，降低开采难度，提高矿区作业效率。

（二）野外矿区勘探工作

野外地质勘探工作相对较为简单，因而很容易存在一些疏漏，导致勘探数据存在偏差，继而对矿区情况的评价存在一定的消极作用[5]。很多企业对于野外地质勘探工作的重视度不足，因此在勘探经费的投入力度也相对不足，导致野外勘探所使用的设备比较老旧，设备得不到及时的维护。正是因为这些限制也造成了野外水文地质勘探工作常常是以商业勘探为主，而得不到系统化、全面化的勘探，也无法充分地对该矿区水文地质的状况进行全面的了解。因而导致矿区在作业过程中无法准确地进行找水并影响开采进度，甚至还会对地质矿物质的含量检测造成影响。

（三）勘探技术落后

目前我国经济的发展对于矿产资源的应用需求虽然在大幅地提升，矿产开发行业的发展速度也在不断地加快。但是对于矿区水文地质勘探技术的应用并没有得到相应的发展。一方面是因为矿产企业对于水文地质勘探的认知度不足，简单地认为水文地质勘探并不重要和必要。另一方面水文地质勘探的速度与矿区开采的应用需求不相符，造成地质勘探技术的发展相对缓慢。导致这种情况的主要原因还在于水文地质勘探技术的应用远远落后于矿产行业的发展需求，技术应用得不到相应的发展。

（四）勘探问题不断

矿产资源是一种不可再生的资源，大量的开采导致矿产资源的存量不断的降低。而要保持或提高矿产资源的开采量就必须要从难度更大、复杂度更高的矿区进行开采，无形中增加了采矿的难度。与之相对应的水文地质勘探技术的应用环境也更加严苛，矿区环境的复杂性导致勘探工作更加艰巨，工作量增大，后续的施工包括排水和给水作业的落实难度也会增加[6]。目前在技术应用领域，仍存在一定的空白，无法完全解决一些矿区开采的问题。

（五）压水试验问题

在进行矿区水文地质勘探作业时会采用分段压水试验的方式，由此来提升勘探作业的准确性。但是从实验的具体要求来说，收集岩土层某个阶段环境下的土层渗水数据是试验开展的前提。而分段压水试验的方式就是利用高压钻孔的方式，通过高压水流让水进入钻孔中，来计算渗水性，在计算过程中的主要依据为岩体的吸水性以及吸水量拉力值。通过计算就能够了解岩层土质存在的裂缝等情况。当然在具体作业时工作人员还要对一些数据参数进行确定，包括钻孔注水的具体体量、钻孔内部的分层深度、注水速度等，如下图1所示。

图1 压水试验装置图

三、矿区水文地质勘探类型的选择

（一）充水来源

对充水来源的把控是矿区水文地质勘探中非常重要的一项内容，技术人员在进行水源分析的过程中必须要有足够的经验和专业知识，同时也要对区域内的地貌特点和地形状况进行充分的了解，才能够分析出水源来源的具体情况。通常情况下，充水主要是由地下水和地表水共同构成[7]。在一些特定的地质结构下，也会有老空水的情况。所以作为技术人员必须要了解矿区水源的具体情况。另外在寻找水源的过程中，也要结合试验来验证充水的方式，从而确定充水治理的方法。

（二）明确充水位置

在进行矿床充水部位的了解过程中，作为勘察工作人员需要充分了解充水范围和充水量。通过勘察能够了解矿区内具体的充水情况，继而确定水文地质勘探的具体类型。在具体操作过程中，作业人员应当先确定充水位置，然后采用仪器进行协助，分析矿区的实际充水状况，并结合相关案例进行比对分析。通过这种方式能够得出具体的数据，确保勘察数据的准确性。

（三）结合资料进行综合分析

在对矿床进行水文地质的勘察工作之后，将所收集的数据资料进行收集和分析，制定对应工作方案，包括施工步骤等内容，做好方案类型的判断。

四、提高水文地质勘探技术应用的举措

（一）建立健全管理体系

矿区生产工作具有一定的安全风险，所以为了保证施工的安全性必须要对矿区的生产作业以及地下水进行科学的管理。所以政府部门对于矿区水文地质的勘探技术应用提出了明确的要求，同时针对性地颁布了一些关于矿产资源应用的标准，以确保矿区作业过程中能够依照法律法规合法进行开采。标准的内容包括在进行地质调查，矿区水文勘探的前提下，借助不同的勘探法（包括物理勘探、化学勘探、钻探以及测试法等）对矿区进行综合分析，并结合分析数据制定相应的给、排水方案以及处理对应的后续地质问题，落实防治工作以及治理措施。从各部门地对安全生产的要求来看，通过建立健全水文地质勘探工作的落实管理体系能够提升水文地质勘探的工作效率和工作质量。

（二）开阔水文地质勘探区域

地下水会对矿区的开采作业产生直接的影响，如果在开采之前不加以处理就很容易因地质结构稳定性不足，地下水水路变化而出现坍塌、塌陷的情况。因此，为了预防以上情况的发生，就需要从源头抓起，做好对地下水的勘探和研究，包括地下水水源、补给来源以及地下水覆盖范围。在进行勘探时不能仅停留在矿区周围，还需要结合水文地质状况来定义勘探边界及规模，并对各项工作进行评估。在进行水文地质勘探的过程中要抓住重点，对于开阔水文地质的勘探区域进行作业时也要有针对性、目的性和计划性，不能盲目地进行勘探增加投入。通过明确充水原因，得出地下水水位的变化规律，从而了解该区域环境下的地下水的具体情况并进行分析和记录，为后续的防水治水工作提供相应的参考。

（三）注意对专业化人才的培养

矿区水文地质勘探工作不仅仅是一项技术型的工作，他需要参与勘探的工作人员不仅具备良好的专业技术知识和文化水平，同时也要有一定的业务能力和职业道德。如果是勘探团队的管理者还需要具备相应的管理组织能力及决策能力，这样才能够在进行水文地质勘探的过程中更好地进行责任分工，提高人员的工作效率，确保勘探工作的质量。所以专业化的人才队伍的综合能力水平将会直接影响水文地质勘探的实际质量[8]。因而相关部门必须要在人员招聘时设置一定的入门条件，确保人才底线。对于部门已有员工则需要提供专业性的培训条件，提高工作人员的整体素质、技能水平以及专业应用能力，真正打造高水平的水文地质勘探队伍，以满足矿业战略性的发展要求。

（四）多类型勘探方式的综合性应用

在进行勘探过程中会面临不同的矿床结构，地下水状况复杂等各类问题。在面对这种情况时，应当结合现场的实际情况选择不同的勘探方式，甚至可以采取多种方式叠加的勘探法，以得到更加详尽、全面的数据。配合现代化的信息技术还能够将所收集的数据进行分析处理，得出构造层结构立体图（图2）。

图2 构造层结构立体图

通过直观的图像分析能够得出矿区范围内构造的隔水层以及导水层的厚度，从而得出更加精确的数据结果。为后续的矿区资源开采及相应的防护施工工作提供全面科学的技术数据依据，降低后续施工作业的风险。

五、结束语

近些年我国加大对矿区开采工作的管理，通过技术方式来提高项目施工的安全性有效地保障了作业人员的生命安全和财产安全。所以落实水文地质勘探工作，将对矿区进行水文地质勘探的报告作为安全管理的重要依据，已成为相关部门的硬性要求。提升技术应用水平，更新勘探设备以及提高勘探人员的业务水平，通过科学、规范地勘探作业，确保勘探数据的准确性，以得到矿区范围内全面有效的数据信息，为后续的开采、防护工作的引用落实以及施工方案的制定具有重要的价值意义。

参考文献：

[1]徐慧，牟义，李江华，姜鹏，黎灵.河流区域露－井联采矿区水文地质综合勘查技术研究[J].煤炭科学技术，2020,48(11):191-198.

[2]刘雷.矿区水文地质勘探的技术要求分析[J].山东工业技术，2018(18):73.

[3]刘清.矿区水文地质钻探存在的问题及改进措施[J].世界有色金属,2018(06):183-184.

[4]柳耀君.矿区水文地质勘探存在的问题及相关措施[J].民营科技,2016(09):23.

[5]卢雁鹏.矿区水文地质勘探存在的问题及对策剖析[J].江西建材,2016(14):227-228.

[6]周欣荣.浅谈矿区水文地质勘探的技术要求[J].黑龙江科学,2016,7(14):28-29.

[7]贺兴荣.矿区水文地质勘探方式剖析与研究[J].科技创新导报,2016,13(07):27+29.

[8]赵立国.矿区水文地质勘探存在的问题及措施[J].黑龙江科技信息,2012(36):9.