基于礦山地質(zhì)測繪中巖土工程勘查的相關(guān)措施研究

關(guān)保國

（蘭州石化職業(yè)技術(shù)大學(xué)，甘肅 蘭州 730207）

在測繪礦山地質(zhì)工作中，勘查巖土工程屬于其基礎(chǔ)性且關(guān)鍵性的一項(xiàng)工作，要求相關(guān)專業(yè)人員能夠充分利用自身所掌握的理論、技術(shù)與方法，精準(zhǔn)評(píng)估及判斷其力學(xué)性能、地質(zhì)條件，以此來為后續(xù)開發(fā)礦產(chǎn)、設(shè)計(jì)及建設(shè)工程帶來有力的參考，切實(shí)降低開采礦山時(shí)各種安全事故的發(fā)生幾率，維護(hù)作業(yè)人員個(gè)人的財(cái)產(chǎn)及生命安全，實(shí)現(xiàn)采礦事業(yè)的持續(xù)化、穩(wěn)定化發(fā)展。由此可見，探索測繪礦山地質(zhì)中勘查巖土工程的相關(guān)有效措施，是現(xiàn)下相關(guān)從業(yè)者首要處理的任務(wù)。

1 礦山地質(zhì)測繪中勘查巖土工程的必要性

通常的情況下，勘查礦山巖土工程，主要是深入且全面的勘查礦山四周環(huán)境實(shí)際情況，所在地區(qū)土質(zhì)、礦山四周建筑環(huán)境等是其勘查的主要內(nèi)容，為了能夠獲取可靠、精準(zhǔn)且真實(shí)的數(shù)據(jù)信息，必須要針對(duì)所在區(qū)域的巖土展開采樣工作，在獲取樣本以后，在利用相應(yīng)的方法予以測量，細(xì)致剖析測量所獲取的結(jié)果，并且將結(jié)果作為依據(jù)，撰寫相應(yīng)的勘查報(bào)告。礦山工程由于規(guī)模不同、地區(qū)不同，在面對(duì)的地質(zhì)條件、環(huán)境等方面同樣也會(huì)存在較大的差別[1]。在正式予以作業(yè)施工的前期，必須要對(duì)其作出細(xì)致、深入并全面的勘查，以此來保障其能夠?qū)こ痰母黜?xiàng)需求予以滿足。除此以外，相關(guān)從業(yè)者可以將勘查所獲取的結(jié)果作為依據(jù)，以“因地制宜”的形式確立工程建設(shè)方案，以此來確保后續(xù)能夠順利、正常開展工程的建設(shè)。

2 礦山地質(zhì)測繪中巖土工程勘查的方法

2.1 測繪工程地質(zhì)

勘查礦山巖土工程過程中，測繪工程地質(zhì)屬于其基礎(chǔ)性的一項(xiàng)工作，通常的情況下，普遍在初期的勘查環(huán)節(jié)中實(shí)施，此方法的根本便是通過工程地質(zhì)及地質(zhì)理論的運(yùn)用，從而細(xì)致觀察、分析并描述所在區(qū)域地質(zhì)情況，同時(shí)，充分了解其規(guī)律與性質(zhì)，為后續(xù)測試、勘探等工作中科學(xué)選取其他勘查方法起到良好的指導(dǎo)性作用。若勘查所處地區(qū)存在極其復(fù)雜的地質(zhì)、地貌與地形，則需要測繪地質(zhì)工作的積極落實(shí)；若勘查所處地區(qū)比較狹小，地形處于平坦?fàn)顟B(tài)，且地質(zhì)條件相對(duì)較為簡單，則可利用調(diào)查的方法來替代測繪工程地質(zhì)。針對(duì)于測繪工程地質(zhì)來講，是最有效、最經(jīng)濟(jì)了解所在地區(qū)地質(zhì)條件的方法，通過測繪工作的高效率進(jìn)行，能夠?qū)Φ叵碌刭|(zhì)實(shí)際狀況予以精準(zhǔn)判斷，為后續(xù)勘查方法的應(yīng)用起到良好的指導(dǎo)性作用。

2.2 勘探及取樣

針對(duì)于勘探工作而言，其中主要包含的方法為坑探、鉆探、物探等。通常主要是對(duì)地下地質(zhì)狀況予以調(diào)查，并通過勘探工程取樣來實(shí)施后續(xù)的原位測試及監(jiān)測等工作。需要將巖土的特性及勘查的目標(biāo)作為依據(jù)，對(duì)具體勘探方法予以科學(xué)選擇。所謂的物探方法，屬于間接性的一種勘探形式，同坑探及鉆探方法相比，快速、經(jīng)濟(jì)與簡便是其最顯著的優(yōu)勢，可以對(duì)測繪工程地質(zhì)中急需知曉或者是難以判斷的地下地質(zhì)狀況予以及時(shí)處理，因此，往往需要同測繪工作之間相互配合應(yīng)用。同樣，此方法也可作為先行或者是輔助坑探及鉆探的一種手段。然而，判釋物探結(jié)果普遍存在多解性，應(yīng)用方法極有可能受到地形條件的制約，導(dǎo)致該結(jié)果需要采取勘探工程來進(jìn)行驗(yàn)證。所謂的坑探及鉆探，同樣也被稱之為勘探工程，屬于直接性的一種勘探方式，能夠?qū)Φ叵碌刭|(zhì)實(shí)際狀況有可靠的了解與掌握，在勘查巖土工程中，屬于不可缺少的重要方法[2]。其中，最廣泛、普遍運(yùn)用的當(dāng)屬鉆探方法，能夠?qū)⒖辈榈囊蠹暗貙拥念悇e作為依據(jù)，選取適宜的鉆探方法。若此方法無法對(duì)地下地質(zhì)實(shí)際狀況精準(zhǔn)查明時(shí)，便可采取坑探方法。針對(duì)于坑探方法而言，存在諸多的類型，需要將勘查所提出的要求作為依據(jù)，科學(xué)選用具體技術(shù)。除此之外，勘探工程普遍需要利用到各種各樣的動(dòng)力設(shè)施與機(jī)械設(shè)施，會(huì)增加物力、人力的耗費(fèi)，部分勘探工程存在較長的施工工期，且極有可能受到諸多外部因素的影響，因此，通過此方法的運(yùn)用，可以有效提高經(jīng)濟(jì)性。在勘探工程的布置方面，必須要將物探結(jié)果以及測繪工程地質(zhì)結(jié)果作為依據(jù)，不可過于隨意、盲目。

2.3 原位測試及室內(nèi)試驗(yàn)

在評(píng)估分析礦山巖土工程問題時(shí)，為其帶來相應(yīng)的應(yīng)變及應(yīng)力時(shí)間關(guān)系、滲透性、固結(jié)變形特性、強(qiáng)度、巖土物性指標(biāo)等技術(shù)參數(shù)，是展開原位測試及室內(nèi)試驗(yàn)工作的根本目標(biāo)。針對(duì)于原位測試來講，通常主要依靠于勘探工程實(shí)施，屬于對(duì)詳細(xì)勘查時(shí)段內(nèi)應(yīng)用最為關(guān)鍵的一種勘查方法。確保試驗(yàn)樣品不離開所在位置，通過原位應(yīng)力來對(duì)巖土體大小尺寸予以試驗(yàn)，對(duì)宏觀結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的巖土性質(zhì)影響予以充分反映是該方法主要的優(yōu)勢，具備良好的代表性，且無需過長的試驗(yàn)時(shí)間，能夠有效提高效率，特別是針對(duì)采樣困難的巖土層，可以有效對(duì)其性質(zhì)做出精準(zhǔn)評(píng)定[3]。然而，此方法同樣也有一定的劣勢，即試驗(yàn)過程中，無法有效管控應(yīng)力路徑，在邊界條件方面也相對(duì)較為復(fù)雜，需要物力、人力的大量消耗，難以大規(guī)模展開試驗(yàn)。針對(duì)于室內(nèi)試驗(yàn)來講，容易管控試驗(yàn)條件，具備明確的邊界條件、可控制應(yīng)力應(yīng)變條件是其主要的優(yōu)勢，能夠在試驗(yàn)中做到大量取樣。

3 礦山地質(zhì)測繪中勘查巖土工程存在的主要問題

3.1 巖體本身存在特殊性

針對(duì)于巖體的性質(zhì)方面而言，極有可能由于土粒的影響，從而造成地質(zhì)相同的環(huán)境下，巖體發(fā)生一定的差異。在形成巖體期間，在力學(xué)、物理等性質(zhì)以及機(jī)理方面，均有所不同，致使土體在特征方面也有有著較大的區(qū)別。除此以外，巖體往往處于持續(xù)變化、運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下，部分土壤特質(zhì)，如土粒之間的含水量、空隙等，也會(huì)由于持續(xù)變化的內(nèi)部結(jié)果而產(chǎn)生一定的改變。此類型的巖體性質(zhì)，均會(huì)直接影響到巖體試驗(yàn)工作的進(jìn)行。

3.2 巖體取樣缺乏規(guī)范性

通常來講，巖體的取樣工作主要是在實(shí)施勘查的過程中，將試驗(yàn)的目標(biāo)作為依據(jù)，從而通過某一深度的礦層之處提取樣品展開相應(yīng)的試驗(yàn)工作。取樣往往會(huì)直接影響到試驗(yàn)的最終結(jié)果。

在實(shí)際展開操作的過程中，相關(guān)技術(shù)人員如果缺乏良好的技術(shù)水平，或者是缺乏責(zé)任心、認(rèn)真態(tài)度，在取樣過程中未嚴(yán)格遵守相關(guān)流程規(guī)定展開操作，將會(huì)直接影響到巖體取樣的精準(zhǔn)度，也難以提高取樣質(zhì)量[4]。除此之外，部分技術(shù)人員在展開取樣工作的過程中，往往會(huì)多次沖擊巖體，造成巖體切入取樣設(shè)施速度較慢、傾斜鉆孔或者是提拉鉆具停頓等問題的發(fā)生，致使巖體面臨擾動(dòng)現(xiàn)象，導(dǎo)致巖體代表性的完全降低。部分試驗(yàn)室內(nèi)部的工作人員對(duì)于繼續(xù)教育以及鉆研業(yè)務(wù)缺乏重視，在工作中過于散漫、過于敷衍，致使更新自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)以及提高自身試驗(yàn)工作水平方面呈現(xiàn)出滯后的局面。

3.3 試驗(yàn)儀器設(shè)備質(zhì)量不高

在試驗(yàn)巖體的質(zhì)量方面，所采取的儀器設(shè)施是否具備良好的質(zhì)量會(huì)起到直接性的影響，部分勘查企業(yè)由于只是對(duì)效益過度追求，錯(cuò)誤認(rèn)為只要試驗(yàn)室可以按照規(guī)定試驗(yàn)完成試驗(yàn)工作即可，往往忽視管理試驗(yàn)人員及試驗(yàn)室等工作。除此之外，在建設(shè)試驗(yàn)室方面過于緩慢，難以及時(shí)更新所用的設(shè)施，未使用先進(jìn)化的試驗(yàn)裝備，導(dǎo)致難以有效提高試驗(yàn)土工的質(zhì)量，通過管理試驗(yàn)室的現(xiàn)狀來講，絕大多數(shù)的勘查單位在配置試驗(yàn)室土工設(shè)備方面，或多或少存在一定的問題，例如：未及時(shí)維護(hù)檢查設(shè)施、設(shè)施陳舊老化、未購置質(zhì)量高的新型設(shè)施等。將我國相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定作為依據(jù)，室內(nèi)連續(xù)使用10年以上的巖體試驗(yàn)設(shè)施應(yīng)該及時(shí)報(bào)廢處理，然而，就實(shí)際的工作來講，部分企業(yè)由于受到各因素的制約，對(duì)于試驗(yàn)室?guī)r體試驗(yàn)設(shè)施并未及時(shí)更新，致使設(shè)施呈現(xiàn)出嚴(yán)重老化的局面，試驗(yàn)室內(nèi)應(yīng)用高效率、高精度新型試驗(yàn)設(shè)施的比重偏低[5]。同時(shí)，每使用6個(gè)月至12個(gè)月的時(shí)間，試驗(yàn)巖體設(shè)施往往會(huì)有微小偏差的產(chǎn)生，如果積累這些微小偏差，將會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度造成不利影響。由此可見，應(yīng)該及時(shí)展開檢定及維護(hù)工作。然而，實(shí)際開展此項(xiàng)工作方面，絕大多數(shù)的巖體試驗(yàn)室并未及時(shí)檢定并維護(hù)試驗(yàn)設(shè)施，在全新設(shè)施購進(jìn)期間，部分勘查企業(yè)只是注重經(jīng)濟(jì)，對(duì)于質(zhì)量問題較為忽視，致使采購的試驗(yàn)設(shè)施不合格，出現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差大、不穩(wěn)定等問題。

4 礦山地質(zhì)測繪中強(qiáng)化勘查巖土工程的相關(guān)措施

4.1 解決不同區(qū)域的土質(zhì)差異問題

實(shí)施礦山地質(zhì)測繪工作期間，在勘查巖土工程時(shí)，必須要將不同地區(qū)差異性的礦質(zhì)問題作為依據(jù)，從而做出良好處理。礦質(zhì)由于比較特殊，因此，無必要通過嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、細(xì)致的工作態(tài)度來予以取樣、運(yùn)輸樣品及試驗(yàn)樣品[6]。除此以外，需要詳細(xì)總結(jié)各個(gè)地區(qū)實(shí)際的礦質(zhì)狀況，做出認(rèn)真且細(xì)致的記錄。以此來更為合理化、科學(xué)化以及全面化的分析礦山巖土工程力學(xué)性質(zhì)等物理特性。

4.2 確立健全且完善的巖體試驗(yàn)取樣質(zhì)量管理體系

針對(duì)于勘查企業(yè)來講，必須要對(duì)確立健全且完善的巖體試驗(yàn)質(zhì)量管理體系投入高度的重視，同實(shí)際狀況密切結(jié)合，構(gòu)建起各項(xiàng)管理制度，從而實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)巖體流程的整體優(yōu)化，自巖體取樣工作起，直至使用試驗(yàn)所獲結(jié)果，均需要做出更為嚴(yán)格的規(guī)范，以此來保障所有環(huán)節(jié)均可做到“有法可依”“有章可循”，促使巖體在取樣工作、保管工作、運(yùn)輸工作至獲取試驗(yàn)結(jié)果等全過程中，均可具備良好的質(zhì)量。在樣筒開啟之后，應(yīng)該先期細(xì)致檢查樣品的質(zhì)量，隨后，將觀測施工所在區(qū)域、室內(nèi)試驗(yàn)、X射線檢測以及測定回收率等作為依據(jù)，做出相應(yīng)的等級(jí)劃分，并且分類加以運(yùn)用。在樣品予以制備的過程中，必須要對(duì)相關(guān)要求、規(guī)定嚴(yán)格遵守，首先，將凡士林均勻涂抹于環(huán)刀內(nèi)壁處，以此來避免樣品之間由于振動(dòng)或摩擦出現(xiàn)破壞問題[7]。其次，在環(huán)刀下壓的過程中，要始終堅(jiān)持“邊壓邊削”的原則。在環(huán)刀成功壓入之后，對(duì)樣品上端、下端即刻削平。若樣品的選擇為軟土性質(zhì)，需要先采取鋼絲鋸對(duì)其作出整平處理，避免樣品發(fā)生二次擾動(dòng)。除此以外，對(duì)于開樣記錄應(yīng)積極完善，從而為后續(xù)的分析帶來有力的根據(jù)，也為相關(guān)工作者充分了解試驗(yàn)情況起到良好的便利性。同時(shí)，將相應(yīng)的規(guī)范作為依據(jù)，分別開展試驗(yàn)物理性質(zhì)、試驗(yàn)力學(xué)性質(zhì)、試驗(yàn)界限含水量、試驗(yàn)土粒比重等工作。

4.3 完善試驗(yàn)室儀器設(shè)備管理

針對(duì)巖體實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證制度來講，需積極予以完善，根據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)開展檢定及維護(hù)試驗(yàn)所用設(shè)施儀器工作，并且及時(shí)淘汰不合格、老化的試驗(yàn)設(shè)施，積極引進(jìn)當(dāng)下較為先進(jìn)的試驗(yàn)設(shè)施。同時(shí)，將實(shí)際的試驗(yàn)室需求作為依據(jù)，采購數(shù)量充足的試驗(yàn)巖體設(shè)施，并對(duì)其質(zhì)量予以保障。另外，需構(gòu)建一套完善且健全的試驗(yàn)工作者準(zhǔn)入制度，對(duì)其進(jìn)行考核，確立起以“質(zhì)量”為中心的績效考核制度，并且，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)抵押制度積極落實(shí)，如發(fā)生違規(guī)操作現(xiàn)象，需及時(shí)、嚴(yán)肅處理[8]。

與此同時(shí)，對(duì)于建設(shè)試驗(yàn)室環(huán)境，同樣需投入高度的重視，合理且科學(xué)對(duì)試驗(yàn)室展開分區(qū)，并為其配置控制濕度及溫度的相關(guān)設(shè)施，以此來保障試驗(yàn)環(huán)境的可靠性與安全性。最后，必須要積極引入現(xiàn)下先進(jìn)的管理試驗(yàn)室理念，對(duì)試驗(yàn)室的有序度、整潔度予以保證，實(shí)現(xiàn)巖體試驗(yàn)工作能夠在精準(zhǔn)、高效的環(huán)境下進(jìn)行。

4.4 加強(qiáng)技術(shù)人員的教育培訓(xùn)

勘查礦山巖土工程中，主要分為兩種試驗(yàn)巖體技術(shù)人員，即操作人員以及技術(shù)人員。通常在工作前，均是接受相關(guān)專業(yè)培訓(xùn)的，且自身具備高級(jí)工程師或者是工程時(shí)資質(zhì)。然而，部分勘查企業(yè)由于缺乏規(guī)范性的管理，導(dǎo)致操作人員及技術(shù)人員在專業(yè)素質(zhì)方面較為薄弱，實(shí)施試驗(yàn)巖體工作期間，往往并未按照相應(yīng)規(guī)范展開試驗(yàn)操作。由此可見，針對(duì)于勘查企業(yè)而言，必須要對(duì)巖體試驗(yàn)工作在勘查礦山巖土工程中的必要性有正確認(rèn)識(shí)，對(duì)教育及培訓(xùn)技術(shù)人員、操作人員工作投入高度的重視，定期組織其參與培訓(xùn)活動(dòng)，傳授其理論知識(shí)、操作技能，通過業(yè)務(wù)交流，從而實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)技能的共同進(jìn)步[9]。除此以外，勘查企業(yè)也可對(duì)外聘請一些具備專業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)的人員，對(duì)企業(yè)內(nèi)部勘查工作者展開不定期技術(shù)講座，以此來強(qiáng)化其工作能力，保障試驗(yàn)結(jié)果的精準(zhǔn)度、真實(shí)度。

5 結(jié)語

總體而言，勘查礦山巖土工程不僅是基礎(chǔ)性的一項(xiàng)工作，同樣，其重要性也不言而喻，通過勘查巖體、土質(zhì)的實(shí)際情況，能夠?yàn)楹罄m(xù)開采礦山工作的順利、安全進(jìn)行做出有力的保障。因此，相關(guān)從業(yè)者必須要積極探索切實(shí)可行、科學(xué)有效的勘查措施，以此來保障勘查所獲結(jié)果的精準(zhǔn)性、可靠性，并以勘查結(jié)果為依據(jù)，對(duì)潛在的開采風(fēng)險(xiǎn)積極制定出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，實(shí)現(xiàn)開采工作的高效率實(shí)施，為礦山巖土工程謀取更為可觀的效益，推進(jìn)采礦事業(yè)朝著長遠(yuǎn)化、穩(wěn)健化的發(fā)展方向邁進(jìn)。