礦產(chǎn)資源工作中水文地質(zhì)勘察的關(guān)鍵技術(shù)

摘 要：水文地質(zhì)勘察工作是現(xiàn)階段礦產(chǎn)資源工作研究的重點(diǎn)課題之一。如今，測(cè)繪技術(shù)、物探技術(shù)和鉆探技術(shù)獲得了空前發(fā)展，水文地質(zhì)勘察工作進(jìn)入新階段。本文分析了水文地質(zhì)勘察工作的意義，從水文地質(zhì)測(cè)繪、物探、鉆探三個(gè)方面分別闡釋了其關(guān)鍵技術(shù)，希望為礦產(chǎn)資源工作提供有效幫助。

關(guān)鍵詞：礦產(chǎn)資源；水文地質(zhì)勘察；關(guān)鍵技術(shù)；意義

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.15.041

礦產(chǎn)資源關(guān)系到國(guó)家發(fā)展，關(guān)系到國(guó)計(jì)民生。探測(cè)礦產(chǎn)、開采礦產(chǎn)、保護(hù)礦產(chǎn)資源環(huán)境是每個(gè)礦產(chǎn)資源行業(yè)人士的責(zé)任。幾十年來(lái)，水文地質(zhì)勘察在礦產(chǎn)資源工作中的地位不斷提升。做好水文地質(zhì)勘察工作可以縮小礦產(chǎn)資源的探測(cè)范圍、加快礦產(chǎn)資源的開采速度，保護(hù)礦產(chǎn)地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，有效避免粗放式開采帶來(lái)的一系列安全和環(huán)境問(wèn)題。因此，現(xiàn)階段在礦產(chǎn)資源工作中展開水文地質(zhì)勘察關(guān)鍵技術(shù)的研究是非常有必要的。

1 水文地質(zhì)勘察工作的意義

水文地質(zhì)勘察是指對(duì)地下水的賦存條件、補(bǔ)徑排類型等水文地質(zhì)條件以及地下水與礦體影響類型等進(jìn)行探勘，為礦產(chǎn)資源工作打好基礎(chǔ)。隨著科學(xué)的發(fā)展，專業(yè)人士能夠利用遙感影像、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電磁波以及各種設(shè)備對(duì)巖體內(nèi)部十幾里范圍內(nèi)的情況進(jìn)行準(zhǔn)確分析。對(duì)于礦產(chǎn)資源工作而言，水文地質(zhì)勘察工作有著三方面的意義：

1.1 減少投資成本，快速找到礦產(chǎn)資源

目前為止學(xué)者們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)水文地質(zhì)的形成與金屬礦產(chǎn)、能源礦產(chǎn)的形成有著莫大的關(guān)聯(lián)。礦床形態(tài)、位置以及斷裂情況都可以通過(guò)地下水的流向以及水體中礦物質(zhì)的含量分析得到。在我國(guó)山西、內(nèi)蒙古、陜西等地的礦產(chǎn)資源先后證明了水文地質(zhì)與礦產(chǎn)資源的關(guān)系。因此，進(jìn)行水文地質(zhì)勘察工作能夠減少礦產(chǎn)搜索范圍，減少投資成本，盡快找到礦產(chǎn)資源。

1.2 增強(qiáng)礦產(chǎn)開采的安全性，降低行業(yè)風(fēng)險(xiǎn)

水文地質(zhì)勘察工作是在礦產(chǎn)資源開采前完成的。在勘察過(guò)程中，勘探人員通過(guò)一系列的鉆孔、電磁波探測(cè)已經(jīng)對(duì)巖體內(nèi)部的巖層、褶皺、斷裂等情況探索清楚。在掌握這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，開采工作者的工作環(huán)境安全系數(shù)會(huì)大大提高。水文地質(zhì)勘察工作的進(jìn)行不僅僅對(duì)開采范圍內(nèi)的區(qū)域進(jìn)行勘察，還會(huì)對(duì)相鄰、數(shù)值異常的區(qū)域進(jìn)行橫縱拓寬，分析巖體內(nèi)部相互作用力，排除噴泥和噴漿的情況。因此，水文地質(zhì)勘察工作能夠增強(qiáng)礦產(chǎn)開采的安全性，降低行業(yè)承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)。

1.3 降低開采礦產(chǎn)資源對(duì)自然生態(tài)環(huán)境影響

粗放式礦產(chǎn)資源開采造成了部分地區(qū)塌陷、沉降，改變了地區(qū)的自然生態(tài)結(jié)構(gòu)，甚至部分地區(qū)的環(huán)境至今沒(méi)有恢復(fù)。水文地質(zhì)勘察工作對(duì)礦產(chǎn)資源開采后產(chǎn)生的巖體內(nèi)部受力變化、地表結(jié)構(gòu)改變以及后期的廢物處理等進(jìn)行了評(píng)估。一方面礦產(chǎn)資源的開采不能改變地下水流向，確保水源不受污染；另一方面礦產(chǎn)資源的開叉不能改變巖體的結(jié)構(gòu)，不能改變地表大氣、水資源等循環(huán)。一旦超過(guò)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，礦產(chǎn)資源必須停止開采，并采取措施減少對(duì)自然環(huán)境的影響。

2 礦產(chǎn)資源工作中水文地質(zhì)勘察的內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)

礦產(chǎn)資源工作中水文地質(zhì)勘察的內(nèi)容可以分為水文地質(zhì)測(cè)繪、水文地質(zhì)物探和水文地質(zhì)勘探三部分。每一部分都有關(guān)鍵技術(shù)作支撐。接下來(lái)，從這三個(gè)方面分析水文地質(zhì)勘察的關(guān)鍵技術(shù)。

2.1 水文地質(zhì)測(cè)繪工作以及投影法技術(shù)

水文地質(zhì)測(cè)繪工作是一項(xiàng)最基本的勘察工作。隨著衛(wèi)星遙感技術(shù)、無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，大面積山體影像資料能夠從露出地表的部分水體，預(yù)測(cè)地下水的流動(dòng)方向，分析地下水的脈絡(luò)。由于測(cè)繪技術(shù)只能夠?qū)Φ乇淼那闆r進(jìn)行觀察和分析，地下河的判斷則需要用軟件工具進(jìn)行數(shù)據(jù)內(nèi)插合成。與此同時(shí)，還需要進(jìn)行實(shí)地測(cè)量，以便進(jìn)一步完善預(yù)測(cè)工作。

投影法的作用是根據(jù)已經(jīng)得到的數(shù)據(jù)推測(cè)未知的內(nèi)容，并按照礦產(chǎn)資源工作的需求，形成多個(gè)剖面圖，為礦產(chǎn)資源的開采提供較為真實(shí)的資料。投影法利用野外測(cè)量數(shù)據(jù)和遙感影像，將導(dǎo)線方位、水平距離以及基線方位確定好。根據(jù)野外觀察的情況，將不同屬性的圖層疊加在一起，使得巖層產(chǎn)狀、地質(zhì)形成、構(gòu)造特點(diǎn)等全部集中展現(xiàn)出來(lái)，而后進(jìn)行縱向切割，得到縱向剖面圖。

2.2 水文地質(zhì)物探工作以及電法勘探技術(shù)

水文地質(zhì)物探工作能夠?qū)r體從類型、成分、結(jié)構(gòu)以及濕度、溫度等方面進(jìn)行區(qū)分。不同地質(zhì)時(shí)期形成的巖體不同，其電學(xué)性質(zhì)也存在著較大差別。這些差別成為判斷水文條件、礦床走勢(shì)以及斷裂程度的關(guān)鍵。在多處礦產(chǎn)資源中，金屬礦體、能源礦體、普通巖石以及水體在儀表設(shè)備上的反應(yīng)差別比較大。如果巖體內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，則儀表設(shè)備異常值較少；如果巖體內(nèi)部較為復(fù)雜，則需要加密觀測(cè)距離，分析各個(gè)區(qū)域的孔隙度、含水性。

電法勘探技術(shù)是目前應(yīng)用最廣、效果最佳的技術(shù)。一般采用電阻率法。這種技術(shù)需要的設(shè)備不多，對(duì)水文地質(zhì)物探的作用效果最好，能夠?qū)λw的傾角、寬度等發(fā)揮作用。當(dāng)表面風(fēng)化改變了原有地質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)，電阻率法仍不受影響，找到巖溶裂隙水、探明300m以內(nèi)的水體、沖洪積面、古河道，此外，其對(duì)熱水資源也十分敏感。這些數(shù)據(jù)能夠幫助礦產(chǎn)資源工作人員，弄清楚巖體內(nèi)部的情況，對(duì)保障開采安全發(fā)揮著積極作用。

2.3 水文地質(zhì)鉆探工作以及鉆孔技術(shù)

水文地質(zhì)鉆探工作是勘察階段的最后一道工序。鉆探工作主要是為了抽樣調(diào)查和證實(shí)巖體內(nèi)部的構(gòu)造情況以及地下河的流動(dòng)方。

鉆孔技術(shù)分為沖擊鉆進(jìn)和回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)進(jìn)以及二者相結(jié)合的應(yīng)用方式。沖擊鉆進(jìn)法使用鉆頭擊穿巖石向下沖擊，一般可以深入到地表以下300m的位置，根據(jù)鉆孔取出的巖石樣品，分析巖體的實(shí)際情況；回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)法通過(guò)使鉆頭變向，擊穿周圍的巖石，配合沖擊鉆進(jìn)共同向地下深入。取得的巖石樣品能夠?yàn)榈V產(chǎn)資源的開采提供直接參考，礦產(chǎn)資源工作也能夠根據(jù)取出的巖石樣品獲得地下情況的一手資料，對(duì)整個(gè)礦產(chǎn)資源開發(fā)有著重要意義。

3 結(jié)語(yǔ)

水文地質(zhì)工作勘探研究是減少礦產(chǎn)資源工作成本、增強(qiáng)其安全性的重要保障。本文希望礦產(chǎn)資源工作重視水文地質(zhì)勘察工作，不斷推進(jìn)其關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展，為礦產(chǎn)資源工作的發(fā)展提供便利。

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作者簡(jiǎn)介：胡光（1960-），男，重慶人，大專，地質(zhì)工程師，研究方向：水文地質(zhì)工程地質(zhì)及環(huán)境地質(zhì)。