礦產(chǎn)資源勘查中水文地質(zhì)勘查的研究

馬玉鋒

摘要：在礦產(chǎn)資源勘查中為查明礦山的水文地質(zhì)條件，水文地質(zhì)勘查工作顯得至關(guān)重要。對(duì)此，本文首先對(duì)水文地質(zhì)勘查的內(nèi)容進(jìn)行了介紹，然后對(duì)礦產(chǎn)資源工作中水文地質(zhì)勘查的內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析，并以某礦山礦產(chǎn)資源勘查作為研究對(duì)象，對(duì)勘查工作中水文地質(zhì)勘查方法進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：礦產(chǎn)資源；水文地質(zhì)；勘查

引言

在工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中，礦產(chǎn)資源是十分重要的能源保障?，F(xiàn)如今，我國(guó)處于發(fā)展階段，礦產(chǎn)資源需求量較大，通過(guò)合理勘查和開(kāi)發(fā)礦產(chǎn)資源，能夠有效促進(jìn)礦產(chǎn)資源發(fā)展。在礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)中，通過(guò)水文地質(zhì)勘查，查明礦山水文地質(zhì)條件，有利于礦產(chǎn)開(kāi)采及安全生產(chǎn)。因此，礦產(chǎn)資源勘查中對(duì)水文地質(zhì)的勘查方法進(jìn)行詳細(xì)探究十分必要。

1.水文地質(zhì)勘查的內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)

1.1水文地質(zhì)測(cè)繪工作

在礦產(chǎn)資源勘查中，水文地質(zhì)測(cè)繪是最為基礎(chǔ)的勘查內(nèi)容。主要內(nèi)容包括：地質(zhì)調(diào)查，地貌調(diào)查，水文地質(zhì)調(diào)查。通過(guò)水文地質(zhì)測(cè)繪工作，能夠初步了解水文地質(zhì)條件。需要注意的是，水文地質(zhì)測(cè)繪工作需要注意測(cè)繪精度的要求，一般需采用比例尺較提交的成果圖大一級(jí)的地形圖為填圖的地圖。在得到完善的勘查數(shù)據(jù)后，根據(jù)勘察工作實(shí)際需要，形成水文地質(zhì)圖（含代表性地段的水文地質(zhì)剖面圖）。

1.2水文地質(zhì)鉆探工作以及鉆孔技術(shù)

在水文地質(zhì)勘查中，鉆探勘查的主要作用是對(duì)巖體內(nèi)部構(gòu)造以及地下河流流動(dòng)情況進(jìn)行抽樣調(diào)查分析。鉆孔技術(shù)有兩種：其一為沖擊鉆進(jìn)技術(shù)，其二為回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)，在鉆孔技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，可以單獨(dú)應(yīng)用其中一種鉆進(jìn)技術(shù)，或者將兩種鉆進(jìn)技術(shù)進(jìn)行組合應(yīng)用。在沖擊鉆進(jìn)過(guò)程中，使用鉆頭擊穿巖石，并向下沖擊，通過(guò)鉆孔獲得巖石樣品，對(duì)巖體實(shí)際情況進(jìn)行分析。另外，回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)施工中，通過(guò)鉆頭旋轉(zhuǎn)研磨巖石，能夠擊穿巖石，在獲得巖石樣品后，可以直接應(yīng)用于資源開(kāi)發(fā)中。

1.3水文地質(zhì)物探工作以及電法勘探技術(shù)

通過(guò)水文地質(zhì)物探工作，有利于區(qū)分巖體結(jié)構(gòu)類型、成分、溫度等。由于不同時(shí)期所形成的巖體結(jié)構(gòu)，其電學(xué)性質(zhì)有一定的區(qū)別，因此，可以將這些區(qū)別作為判斷水文地質(zhì)條件的關(guān)鍵。在礦產(chǎn)資源勘查中，不同勘查區(qū)域在儀表設(shè)備上的反應(yīng)具有較大差別，如果巖體內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，則儀表設(shè)備上的異常值就會(huì)比較少，如果巖體內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度比較高，則需要對(duì)觀測(cè)距離進(jìn)行加密處理，并對(duì)不同區(qū)域的孔隙度、含水性進(jìn)行勘測(cè)分析。

2.實(shí)例分析礦區(qū)水文地質(zhì)研究的重要性

2.1工程概況

某煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)量為40萬(wàn)噸/年，在礦井生產(chǎn)過(guò)程中，需要對(duì)7-2煤層進(jìn)行開(kāi)采。根據(jù)地質(zhì)勘查資料，該煤層為太原組煤層，為了對(duì)該煤層進(jìn)行安全開(kāi)采，需要對(duì)煤礦床做水文地質(zhì)勘察查評(píng)價(jià)，然后在此基礎(chǔ)上合理編制開(kāi)拓方按，為礦井資源安全開(kāi)采奠定基礎(chǔ)。

2.2水文地質(zhì)問(wèn)題

（1）7-2煤頂?shù)装逯饕畬拥母凰砸?guī)律、水力聯(lián)系、補(bǔ)徑排條件等并不明確；（2）礦井采區(qū)北部邊界DF1斷層和內(nèi)部一采區(qū)與二、三采區(qū)的邊界DF24和DF27斷層的導(dǎo)水性并不明確；（3）各含水層的水文地質(zhì)參數(shù)不明確；（4）7-2煤層的開(kāi)采屬帶壓開(kāi)采，煤層底板主要受到十灰、十一灰和奧灰的影響，承壓條件下防治水技術(shù)研究不夠深入；（5）在礦井開(kāi)發(fā)中，水防治方案并不完善。

2.3鉆探工程設(shè)計(jì)

（1）在本次勘查中，勘查重點(diǎn)為礦區(qū)第四系、五灰含水層、7-2煤頂板四灰以及第四系。（2）根據(jù)開(kāi)采工作成果，對(duì)地質(zhì)資料進(jìn)行分析，判斷采區(qū)邊界斷層的導(dǎo)水性，同時(shí)，獲得含水層水文地質(zhì)參數(shù)。（3）對(duì)7-2煤底板十灰和十一灰的水壓及富水性進(jìn)行勘查，同時(shí)，對(duì)奧灰含水層水壓進(jìn)行測(cè)量和監(jiān)測(cè)，并將結(jié)果與二、三采區(qū)進(jìn)行比較分析。（4）如果DF27斷層和DF24斷層為導(dǎo)水?dāng)鄬?，則可以將其與二、三采區(qū)形成礦區(qū)建立地下水觀測(cè)網(wǎng)。（5）在水文地質(zhì)試驗(yàn)鉆孔勘查過(guò)程中，應(yīng)該遵循—孔多用的原則進(jìn)行鉆孔設(shè)計(jì)，對(duì)物探探查的7-2煤頂?shù)装搴畬痈凰畢^(qū)域進(jìn)行驗(yàn)證，與此同時(shí)，還需要查明7-2煤頂?shù)装鍘r層結(jié)構(gòu)特征，并進(jìn)行物理力學(xué)參數(shù)測(cè)試，明確掌握煤層頂?shù)装鍘r層的抗破壞能力，從而為水文地質(zhì)評(píng)價(jià)提供依據(jù)。除此以外，還應(yīng)該根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)中對(duì)于邊界斷層的揭露情況，對(duì)邊界斷層的導(dǎo)水性進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)勘查資料進(jìn)行分析，掌握詳細(xì)的水文地質(zhì)參數(shù)資料。在本次水文地質(zhì)勘查中，在在7-2煤層的一、二、三采區(qū)共設(shè)計(jì)8個(gè)鉆孔，分別為一采區(qū)的T9，T11-鉆孔及二、三采區(qū)的T2、T3、T4、T5、T7、T8鉆孔。

2.4水文勘查分析

（1）在本次水文地質(zhì)勘查中，首先對(duì)以往的勘查資料進(jìn)行分析，如表1所示。通過(guò)對(duì)表1數(shù)據(jù)資料進(jìn)行分析可見(jiàn)，該煤礦一、二、三采區(qū)的四灰含水層、十灰含水層、十一灰含水層和奧灰含水層均屬于弱富水性含水層，并且地下水補(bǔ)給徑流的速度比較慢。

（2）通過(guò)對(duì)各個(gè)含水層進(jìn)行水樣分析，其中，T₄-四灰含水層、T₁₀-十灰含水層、T₁₁-十一灰含水層以及奧灰含水層的水力聯(lián)系比較差，在T₁₀-十灰含水層與T₁₁-十一灰含水層之間，存在局部水力聯(lián)系。

（3）在本次水文地質(zhì)勘查中，通過(guò)對(duì)二采區(qū)軌道石門(mén)、二采區(qū)皮帶下山施工資料進(jìn)行分析，邊界斷層破碎帶主要為黑色泥巖膠結(jié)，并且膠結(jié)程度比較高，因此斷層為隔水?dāng)鄬印?/p>

（4）通過(guò)本次水文地質(zhì)勘查發(fā)現(xiàn)，奧灰含水層具有可疏降特性，但是，由于不同含水層的富水性不同，因此，在后期水文地質(zhì)勘查中，還需要綜合應(yīng)用物探技術(shù)和鉆探技術(shù)，確定含水層的富水異常區(qū)，保證礦產(chǎn)資源開(kāi)采的安全性。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在礦產(chǎn)資源勘查開(kāi)發(fā)中，水文地質(zhì)勘查至關(guān)重要。水文地質(zhì)勘查技術(shù)種類比較多，勘查內(nèi)容復(fù)雜，對(duì)此，需要結(jié)合礦山實(shí)際情況選擇水文地質(zhì)勘查技術(shù)，并對(duì)勘查結(jié)果進(jìn)行匯總分析，然后再將其應(yīng)用于礦產(chǎn)資源開(kāi)采中，促進(jìn)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用。