前言
在矿产勘查和开采的过程中，为了能够在前期的准备阶段就了解开采区域的地质水文条件，并根据实际的地质状况选择合适的开采技术，要进一步推动矿产水文地质勘查工作的开展和前行。矿区水文地质条件根据所处地理位置的不同所体现出的特征也具有较大的差异性，特别是对于一些金属矿藏资源较为丰富的区域来说，这些区域通常地质结构较为复杂，且周边的地下水条件波动性较大。很多地下水体系之间的相互衔接和流通都会受到断裂构造以及岩石裂隙生长和发育的影响，而在矿产水文地质勘查工作中，勘查人员往往会由于缺乏全局性的视角无法对该地区的水文地质状况进行全面性的认知，在历史资料收集和分析的过程中，没有注意到地下水条件和岩石构造之间的衔接性，这也是当前我国矿山水文地质勘查工作中的常见痛点和遗漏点。
1矿山工程地质勘察中的水文地质危害
1.1地下水位升降变化带来的危害
地下水位的波动很容易导致地质结构的变化，从而给矿山建设带来巨大的风险。例如，地下水位频繁上升和下降会引起岩土结构膨胀，导致岩土环境发生重大变化，严重影响项目的整体施工质量。一般来说，地下水位并不总是保持恒定。如果水位的变化较小，则造成的影响也较小。但如果水位上升或下降次数过多，就必须引起勘察人员的重视。环境因素影响地下水频繁上升和下降，导致矿山建筑物损坏，岩石和土壤膨胀和收缩变形。这种情况由于变化是渐进的、区域性的，通常不会大规模发生，因此具有极大的隐蔽性。而地下水位的人为变化往往超过自然因素所造成的变化，这会严重威胁采矿工程建设的安全。在地下水位不断上升和下降的过程中，很容易造成粉细砂饱、液化、粉土等不良状况，导致流砂、管涌等问题出现。还可能出现土壤盐渍化和内涝，导致矿山被腐蚀，破坏岩土结构，造成不同程度的强度下降，引起建筑物不稳定、地裂、沉降或坍塌等。地下水位上升的原因比较复杂，主要受气候影响，例如天气持续降水、冰雪融化等，地下水位就会上升，从而使土层的承载力下降，软土也会受到严重影响。而地下水位下降主要是人为的过度使用地下水，导致一些地区的地下建筑出现空洞现象。
1.2地下水动水压力作用引起的岩土工程危害
地下水在自然状态下产生的水压相对较弱，但在矿山工程中，由于地下水的自然动态平衡发生了巨大变化，动水压力系数增加，对矿山工程施工的安全造成危害，特别是流砂、爆管和开挖时突然水位上升等问题造成的破坏非常严重，从而降低了矿山工程的整体质量。
1.3地下水位对岩土物理力学性质的影响
地下水位的不断升降变化会导致地质的膨胀与变形，当变化更为严重时，会引发土壤的断裂，进而破坏建筑物。当地下水位频繁升降且变化规模较大时，不仅会引发地质的膨胀和收缩，还会进一步加大变化规模。因此，在矿山工程的地质勘察工作中，需要加强水文地质勘察研究，了解和掌握地下水的变化程度和规律，以确定地基深度。从上往下观察，土壤中存在自然含水量和空隙率呈小-大-小的规律，承载力和压力模量变化呈大-小-大的特点。这是因为地下水位以上，由于长期浸泡的影响，大量的铁、铝物质胶结并填充土粒，使土粒之间具有较强的附着力，形成了硬壳层。因此，空隙率和含水量都相对较低，而承载力和抗压模量则相对较高。如果土壤处于地下水变化区域，当地下水不断变化时，土层中的许多铁、铝成分被浸出，使土壤变得松软，空隙率和含水量都会有不同程度的增加，而承载力和抗压模量则会明显下降。如果土壤处于地下水位以下，由于地下水交换速度相对较慢，氧化和水解作用减弱，受到上层土的固有重力作用，土壤会变得更加密实，导致空隙率和含水量显著下降，而承载力和压缩模量则会增加。地下水与岩土的性质密切相关，特别是一些属于软土或风化残积土的岩土，以及由于各种原因而形成的粘性土，其物理力学性质更容易受到地下水位的影响。因此，在水文地质勘察中应加强对此类情况的研究，并采取有效措施进行处理，以有效地避免地质问题的发生。
2煤矿地质勘察中的水文地质问题处理对策
2.1做好勘察前期准备工作
第一,施工人员要合理使用钻探技术,特别是对低含水量的地质,选用反循环钻井技术、泡沫钻井技术,以便了解地质环境。按照区域实际情况,准备好后续勘察工具与设备,减少勘察问题。第二,在勘察操作前,遵循地区实际情况,引入3S技术、流量测井设施等,充分发挥使用性能,确保勘察作业有效。
2.2合理应用
3S技术在勘察煤矿地质时,3S技术包括全球定位技术、地理信息技术、遥感技术,可以高效完成地质勘察任务。3S技术的使用能够整合计算机设备、基础设施,自动收集水文地质数据,掌握水文地质的运行状态,发现水文地质问题,提出科学的处理对策。3S技术成像能力、数据处理能力强,特别是地理信息技术,能利用遥感探测法对水文地质进行实地调研,确保数据信息的准确,可以在整合数据内容后完成勘察任务。
2.3注重补勘作业
在勘察水文地质问题时,为保证勘察作业的合理性,必须做好相关的补勘工作。在特殊情况下,水文地质条件特殊,不仅要开展初次勘察作业,还要做好后期的补勘作业,应用遥感探测技术,保证二次勘察结果的准确性。在检验勘察结果时,可以应用地面电法完成验证工作,对初次勘察结果进行检验,发现问题后,对数据进行修正。在补勘作业中,为了获得准确的水文地质勘察结果,需要应用国外先进技术。同时,注重水文地质问题分析,实现预期的工作目标。
2.4动态监测水患
为了确保煤矿地质勘察作业的全面性,深入掌握水文地质问题,要实行动态监测工作,从而掌握安全隐患。准确判断水患状态,全方位开展预测、处理工作。在具体的监测工作中,注重水患概率预测,实时掌握矿井水文状态,一旦发现问题,要及时采取有效措施,预防水患。
2.5应用流量测井技术
我国在开展煤矿地质勘察作业时,引入了流量测井技术,获取矿区水文地质信息。流量测井技术要求操作人员做好开孔作业,全方位开展水流测量工作,保证勘察作业的有效性。通常情况下,钻孔施工会形成竖向水流,因此在应用流量测井技术时,应当划分隔水区、含水区。全面研究分析岩石数据,确保勘察、测量工作的有效性。流量测井技术能够发挥出自身稳定性、便利性的优势,全面提升勘察水平,使其不受到传统工作模式限制。通过现代测井技术,获取水文地质数据信息。
结束语
综上所述,水文地质问题会直接影响煤矿地质承载力、安全性,要对水文地质问题进行深入研究,以便提升地质稳固性。在勘察作业中,首先要做好前期准备工作,引入先进的地质勘察技术,动态监测水患,做好二次补勘工作。同时,为了提升煤矿地质勘察质量,还要加强对防治水工作的管理,提升对水文地质勘察的重视程度。
参考文献:
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