矿产资源勘查中水文地质勘查的研究论文_孙振东

中国建筑材料工业地质勘查中心黑龙江总队 黑龙江省哈尔滨市 150040

摘要:在矿产资源勘查开发中,水文地质勘查至关重要。水文地质勘查技术种类比较多,勘查内容复杂,对此,需要结合矿山实际情况选择水文地质勘查技术,并对勘查结果进行汇总分析,然后再将其应用于矿产资源开采中,促进矿产资源开发利用。

关键词:矿产资源勘查;水文地质勘查;研究

引言

在矿产资源勘查中为查明矿山的水文地质条件,水文地质勘查工作显得至关重要。对此,本文首先对水文地质勘查的内容进行了介绍,然后对矿产资源工作中水文地质勘查的内容及关键技术进行了分析,并以某矿山矿产资源勘查作为研究对象,对勘查工作中水文地质勘查方法进行了探究。

1水文地质工作对矿产资源勘查的重要性

1.1是后期探矿工作的基础

大陆四季分明,降雨量大,再加上海岸线绵长,受到海洋影响,降雨量更大,再加上地下水资源的丰富,还有一些特殊的地质地貌,让许多工程受到水位升降的影响。另外还存在一些因为人造工程,例如引水渠、水坝、灌溉设施的影响,也会造成水位升降问题。这些都可能造成盐渍化,过量的水分会增加自然侵蚀的效应,另外也可能对周边的环境产生影响,例如出现泥石流以及滑坡等现象,或者是由于地下水升降引发的涌喷和塌陷等,造成岩土的张力、强度以及结构受到破坏,这会对后期的矿产开发产生极大的影响。因此,做好水文地质工作能够为后期的矿产开发提供数据,减少风险和隐患,是矿产勘查的基础。

1.2是寻矿探矿的工具

受到一些来自矿物的微量元素的影响,以及磁场的影响,在矿床分布的区域往往会出现一些较为明显的植被集群分布。这些来自矿石内部的轻微金属元素会在自然的作用下,通过雨水淋失作用、风化作用等来对周围的土壤以及水源进行改变,在长久的发展中,这些改变就会变得格外明显,逐渐改变土层结构。

矿床与地质构造分布是相同的,他们的形成是伴随关系,矿石的形成离不开地质构造,这种伴随现象在内生矿床中体现的格外明显。而地下水的流动方向也与矿产的形成有着极大的关联性,这就让水文地质成为了探矿找矿的依据,为其提供了极大的支持。

2水文地质勘查的内容及关键技术

2.1水文地质测绘工作

在矿产资源勘查中,水文地质测绘是最为基础的勘查内容。主要内容包括:地质调查,地貌调查,水文地质调查。通过水文地质测绘工作,能够初步了解水文地质条件。需要注意的是,水文地质测绘工作需要注意测绘精度的要求,一般需采用比例尺较提交的成果图大一级的地形图为填图的地图。在得到完善的勘查数据后,根据勘察工作实际需要,形成水文地质图(含代表性地段的水文地质剖面图)。

2.2水文地质钻探工作以及钻孔技术

在水文地质勘查中,钻探勘查的主要作用是对岩体内部构造以及地下河流流动情况进行抽样调查分析。钻孔技术有两种:其一为冲击钻进技术,其二为回转钻进技术,在钻孔技术的实际应用中,可以单独应用其中一种钻进技术,或者将两种钻进技术进行组合应用。在冲击钻进过程中,使用钻头击穿岩石,并向下冲击,通过钻孔获得岩石样品,对岩体实际情况进行分析。另外,回转钻进施工中,通过钻头旋转研磨岩石,能够击穿岩石,在获得岩石样品后,可以直接应用于资源开发中。

2.3水文地质物探工作以及电法勘探技术

通过水文地质物探工作,有利于区分岩体结构类型、成分、温度等。由于不同时期所形成的岩体结构,其电学性质有一定的区别,因此,可以将这些区别作为判断水文地质条件的关键。在矿产资源勘查中,不同勘查区域在仪表设备上的反应具有较大差别,如果岩体内部结构比较简单,则仪表设备上的异常值就会比较少,如果岩体内部结构复杂程度比较高,则需要对观测距离进行加密处理,并对不同区域的孔隙度、含水性进行勘测分析。

3实例分析矿区水文地质研究的重要性

3.1工程概况

某煤矿设计生产量为40万吨/年,在矿井生产过程中,需要对7-2煤层进行开采。根据地质勘查资料,该煤层为太原组煤层,为了对该煤层进行安全开采,需要对煤矿床做水文地质勘察查评价,然后在此基础上合理编制开拓方按,为矿井资源安全开采奠定基础。

3.2水文地质问题

(1)7-2煤顶底板主要含水层的富水性规律、水力联系、补径排条件等并不明确;(2)矿井采区北部边界DF1断层和内部一采区与二、三采区的边界DF24和DF27断层的导水性并不明确;(3)各含水层的水文地质参数不明确;(4)7-2煤层的开采属带压开采,煤层底板主要受到十灰、十一灰和奥灰的影响,承压条件下防治水技术研究不够深入;(5)在矿井开发中,水防治方案并不完善。

3.3钻探工程设计

(1)在本次勘查中,勘查重点为矿区第四系、五灰含水层、7-2煤顶板四灰以及第四系。(2)根据开采工作成果,对地质资料进行分析,判断采区边界断层的导水性,同时,获得含水层水文地质参数。(3)对7-2煤底板十灰和十一灰的水压及富水性进行勘查,同时,对奥灰含水层水压进行测量和监测,并将结果与二、三采区进行比较分析。(4)如果DF27断层和DF24断层为导水断层,则可以将其与二、三采区形成矿区建立地下水观测网。(5)在水文地质试验钻孔勘查过程中,应该遵循一孔多用的原则进行钻孔设计,对物探探查的7-2煤顶底板含水层富水区域进行验证,与此同时,还需要查明7-2煤顶底板岩层结构特征,并进行物理力学参数测试,明确掌握煤层顶底板岩层的抗破坏能力,从而为水文地质评价提供依据。除此以外,还应该根据以往施工经验中对于边界断层的揭露情况,对边界断层的导水性进行分析,通过对勘查资料进行分析,掌握详细的水文地质参数资料。在本次水文地质勘查中,在在7-2煤层的一、二、三采区共设计8个钻孔,分别为一采区的T9,T11-钻孔及二、三采区的T2、T3、T4、T5、T7、T8钻孔。

3.4水文勘查分析

(1)在本次水文地质勘查中,首先对以往的勘查资料进行分析,如表1所示。通过对表1数据资料进行分析可见,该煤矿一、二、三采区的四灰含水层、十灰含水层、十一灰含水层和奥灰含水层均属于弱富水性含水层,并且地下水补给径流的速度比较慢。

表1主要含水层的相关参数统计

(2)通过对各个含水层进行水样分析,其中,T4-四灰含水层、T10-十灰含水层、T11-十一灰含水层以及奥灰含水层的水力联系比较差,在T10-十灰含水层与T11-十一灰含水层之间,存在局部水力联系。

(3)在本次水文地质勘查中,通过对二采区轨道石门、二采区皮带下山施工资料进行分析,边界断层破碎带主要为黑色泥岩胶结,并且胶结程度比较高,因此断层为隔水断层。

(4)通过本次水文地质勘查发现,奥灰含水层具有可疏降特性,但是,由于不同含水层的富水性不同,因此,在后期水文地质勘查中,还需要综合应用物探技术和钻探技术,确定含水层的富水异常区,保证矿产资源开采的安全性。

结束语

在工业生产发展中,矿产资源是十分重要的能源保障。现如今,我国处于发展阶段,矿产资源需求量较大,通过合理勘查和开发矿产资源,能够有效促进矿产资源发展。在矿产开发中,通过水文地质勘查,查明矿山水文地质条件,有利于矿产开采及安全生产。因此,矿产资源勘查中对水文地质的勘查方法进行详细探究十分必要。

参考文献:

[1]姚伟.水文地质勘查在金属矿产勘查中的应用[J].世界有色金属,2017(24):209-210.

[2]蒋峰.水文地质工作在矿产资源勘查中的重要性[J].世界有色金属,2017(14):242-243.

[3]胡光.关于在矿产资源中做好水文地质勘察的相关思考[J].世界有色金属,2017(12):225-226.

[4]王博雅.地质矿产勘查的技术应用分析[J].世界有色金属,2017(08):180-181.

论文作者:孙振东

论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期

论文发表时间:2018/9/17

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