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矿山水文地质调查的难点及解决途径分析

2020-12-09李和欣

世界有色金属 2020年6期
关键词:水文地质水位矿山

李和欣

(山西省第二地质工程勘察院,山西 侯马 043011)

自新中国成立以来,我国工业化大生产日益发展,给全体居民带来巨大经济利益的同时,也使作为工业原料的矿产资源因为过度开采而出现了日渐短缺的不良现象[1]。山西省自新中国成立以来始终是我国公认的矿产资源最丰富的地带,一直以来被高度的开采与利用,在不知不觉中也成为了矿山地质环境破坏最为严重的地区[2]。

由于过度的开采,如今的山西省很多矿山地带己经出现塌陷、滑坡、崩塌和泥石流等恶劣的地质环境问题,且全省所有矿山地带的采空面积已超过了8000km2,造成了许多不可挽回的环境污染问题,并且严重威胁到山西人民在日常生活中的生命以及财产安全[3]。因此,如何合理开采山西省的矿产资源,是当下的研究重点。在研究过程中,地质环境评价体系对山西省矿山地质环境保护与恢复治理有着极为重要的现实意义。

从矿山地质勘查角度来看,水文地质勘测工作发挥着重要作用,水文地质勘查工作中需要调查与了解地下水资源情况,降低矿山开采过程中出现地质风险的可能,同时有效控制对生态环境的破坏。可见矿山开采过程中水文地质勘查工作的重要性。最后应注意的是在研究矿山水文地质情况时,需要研究地下水情况与具体分布,保证开采过程的合理科学。

1 矿山水文地质调查的难点

1.1 地下水水位调查难点

根据长期矿山水文地质调查的实践经验,地下水水位的调查是一大难点[4]。准确的估计地下水的水位是保证矿山施工项目的开展乃至保证施工人员生命财产安全的重要因素[5]。主要原因是地下水的水位是随着降水或温度等水文气象条件的变化,而时常发生变化的。以往的调查工作大多是采用多次测量地下水位情况取得平均值的方法,来最终确定其地下水水位情况[6]。

但由于地下水位受环境因素影响巨大,估计出地下水水位的平均值并不能完全有效的反映出其地下水水位的全部地理信息。在夏季降雨量大的时候,由于岩层性产状或是矿山含水层结构被破坏严重,进而造成了地下水水位迅速上涨的现象;在冬季降雨量小的时候或者人类进行大面积农田灌溉等大量引入地下水事件时,就会加剧地下中层土壤盐渍化程度,随着时间的推移将直接影响整体岩土层质量,进而造成地下水水位急剧下降的现象;如果地下水层截堵或是外部温度变化过大,将导致地下水水位骤降,严重时容易引发地面坍塌等自然灾害的发生。

1.2 地下水压力调查难点

矿山的地下水环境因为本身压力,而具有极强的流动性。在一般情况下,地下水的动力水压虽不会对矿山环境造成破坏性质的影响,但过于频繁的进行矿产资源开采工作,就有可能对地下水本身的流动环境造成改变,进而导致地下水的动力水压逐渐加大,改变了原本的水压平衡,从而加大洪水或泥石流等自然灾害的发生概率[5]。由于在调查地下水压力对矿山开采施工的影响程度是,在其的压力达到一定预定最高值时,开采工程中就会出现包括管涌和流沙等在内的各种困难情况,进而直接影响着整体工程项目的顺利进行,造成了后续水文地质勘察工作的无法有序进行,因此将地下水压力调查看作当前矿山水文地质调查中的难点之一。

2 解决途径分析

2.1 落实前期准备

想要解决山西矿山水文地质调查工作中地下水水位和压力两个调查难点,在矿山水文地质调查工作开始之前,相关项目的负责人员必须严格按照国家相关标准要求,认真落实好所有的调查前期准备工作。

首先要做的就是落实调查工作的前期准备环节。前期准备的主要内容分为两个步骤:第一步为广泛收集调查地带的地理环境、气候环境以及历年的月平均降雨量等基本资料,从而有效的明确具体水文地质勘察的工作标准和技术规程、实地调查了解岩土工程所在地区的地形地貌情况以及含水层的分布情况;第二步为深入研究这些资料,将各类资料中关于矿产施工过程中当地气象、地表水的类型与方位等方面的资料结合所学知识进行研究与探讨,从而预测出施工中大体该矿山地带的降水值范围,以此应对地下水位频繁变化的自然现象。落实好前期的准备阶段,可使得勘察人员能够全方面掌握水文地质勘察的基本内容,为后续各项水文地质勘察实际工作的开展与落实奠定坚实良好的基础。

2.2 建立水文地质调查评价体系

在落实了矿山水文地质调查的前期准备之后,就到了建立水文地质调查评价体系阶段。在建立体系的过程中重点是将地下水及其对矿产开采资源的过程中产生的影响代入到水文地质勘察评价范畴中,在运用事前防范的理念下主动结合以往水文地质勘察经验和相关工程案例,提前预测、评估可能出现的岩土危害等,并在此基础上制定出相应的解决方案。

此外,调查人员还需要有意识地将岩土体类型、建筑物特点等融入水文地质勘察评价中。在完善水文地质调查评价体系的过程中,调查人员必须做到以下几点:首先通过相关地质环境的要求,确定矿产资源的开采时限,通常来说,矿产资源的开采时限需要控制在1年之内;其次整理与分析所调查区域的各项水文地质资料,做好统一明确调查人员在该工程中的全部工作内容;然后在确定调查区域内的富水地段,评估当地的地下水源,并积极运用水文地质调查构建评估系统;最后调查人员需要模拟矿山开采中的形变过程,为工程选址提供了重要参考帮助,使得调查结果的误差值能够控制在标准范围。

2.3 应用合理的调查技术

在建立了完整的水文地质调查评价体系之后,为保障水文地质调查的工作效率,负责人员必须根据矿山的水文地质条件为参考,选择适应的调查措施。例如,在需要测定含水层中的关键参数的调查项目中,需要寻找如水质和水量参数等参考资料,更需要先进的钻探技术,以及符合要求的设置钻孔设备,才能顺利开展施工。在应用各种现代化设备仪器进行合理的调查工作中,用于调查的矿石资源必须使用清水对其进行冲洗和浸泡,才能作用调查样品实用。此外,调查项目的负责人还应当着手于对矿山地质特征、矿山地下水循环规律等进行深入思索,以此有效矿山开采过程的安全合理性。如果在调查过程中发现地下水位出现超出预测范围的波动时,项目安全员必须结合矿山的地质情况以及之前的调查结果迅速、准确判断该情况下矿产施工的安全性,如果不安全,则尽快通过修复或更换渗漏管道的方式,针对该矿区进行处理。

3 结束语

目前国内矿山开采依旧是我国矿产资源的主要来源,对于制造业有着重要作用。而矿山水文地质调查是进行矿山开采的必要前期准备工作,其重要性不容小觑。

本文在矿山水文地质的相关调查实践中,发现了矿山水文地质调查在实际调查过程中有着很多难点和困难,本文对难点进行了分类归纳和分析研究,分为水位调查难点和水压调查难点两方面。并根据自身实践经验和查阅大量相关学术论文对如何解决这些难点进行了深入探讨,总结出了前期准备、评价体系、调查技术三方面具有普遍性的解决途径,形成了关于矿山水文地质的全面化的针对性的理论体系,期待对矿山水文地质调查相关的学术研究有促进作用,并且能对现实社会中开展的矿山水文地质调查工作具有一定的帮助。

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