固體礦產勘查中地質結構及水文地質特征的探討

梅昌龍

（貴州省地質礦產勘查開發局一一二地質大隊，貴州 安順 561000）

固體礦產作為工業生產中的重要能源，是推動工業可持續發展的基礎保障。通過采用合理的固體礦產勘查技術，能夠對目標區域的礦產儲備量、分布規律進行科學分析，可以有效提升礦產開采質量，減少不必要的資源浪費。

1 固體礦產勘查的意義

1.1 研究地質結構特征的意義

通過固體礦產勘查，可以了解目標區域礦體的各種參數變化，根據礦體參數變化規律預測目標區域礦體存儲量、礦體質量、礦體變化情況和礦體存在形態[1]。結合此類數據分析結果選擇對應的開采技術，需要注意的是，在選擇對應開采技術之后，應該分析該開采技術對目標區域造成的影響，根據影響權重確定開采技術的可行性。在對礦床進行勘查時，可以明確目標區域地層、巖層與巖漿巖的特征，判斷各結構之間是否存在較大的斷層或破碎帶，標注此類結構在礦床中的地理位置，在開采至該位置前，采取對應控制措施，降低安全事故發生概率。另外，通過勘查目標區域的地質特征，能夠了解目標區域內的自然災害分布情況，如洪水、山體滑坡、泥石流等，結合目前開采情況，可以制定相應安全保護措施，降低自然災害的負面影響。

1.2 研究水文地質特征的意義

研究目標區域水文特征是設計開采給水排水系統的重要參考依據[2]。水文地質特征的勘查內容主要包括礦區的沖水因素、礦區地下水層位置、地下水來源、地層滲水情況、礦區含水層范圍、礦區隔水層分布位置、礦區各含水層之間的相關性、礦區地層的滲透系數等。尤其在對斷層和破碎帶進行水文地質特征勘查時，需要重點關注巖層的含水性和充水性，避免巖層含水量過高，引發開采事故。

2 固體礦產勘查地質結構特征

2.1 地形地貌

在對地形地貌進行勘查時，主要分為以下幾方面內容：首先，分析勘查區域的地質結構。例如，勘察人員利用定點采樣的方法對目標區域巖層樣本進行采集，借助地質分析儀器對地質結構進行分析，根據儀器顯示結果找尋礦體變化規律，預測可能出現地質斷層或破碎帶的位置，收集該位置的反射波長，驗證推測結果。其次，考察巖相的古地理環境。目前大多數固體礦產主要聚集在第四紀地層當中，因為該巖層厚度相對較大，巖層質地相對松軟，有助于地下水滲透，所以在礦場區域一般都會存在儲水巖層。在勘察過程中，需要明確地下水的流動方向和所處巖層位置，便于后續礦產開采過程中的排水工作。最后，目標區域的地貌。很多固體礦產主要分布在丘陵地區，礦產會隨著丘陵地帶的起伏呈現不規則分布。對此，在勘察過程中，需要明確礦產邊界，避免出現漏采的情況。

2.2 地質情況

通過研究目標區域的地質情況，能夠確定礦產的分布規律，為選擇開采技術提供數據支持。地質情況除了勘查巖層屬性外，還需要考慮區域的地質構造情況，地質構造可以水平構造、單斜構造和褶皺構造。水平構造是沒有經過地層結構變動的地質構造。該類型區域的礦產分布非常均勻，主要集中在某一水平巖層中，開采難度相對較低。單斜構造是水平巖層受到地殼運動擠壓發生變動，整體巖層向同一方向傾斜的地質構造。在進行礦產開采時，遵循傾斜情況，也可以達到開采目的，屬于中等開采難度。褶皺構造是巖層受到強烈地殼運動擠壓后形成波狀彎曲的地質結構。相較于前兩種地質結構，該類型結構開采難度最大，需要考慮不同的巖層屬性和結構硬度，對開采技術要求較高。

2.3 工程地質特征

隨著開采的推進，整體地質結構受力情況將發生改變，如果不能及時采取應對措施，容易造成坑道坍塌。對此，在正式開采前，需要對開采區域進行巖石取樣，確定各巖層受力情況，根據分析結果，可以在開采過程中選擇安放支架、調整機器頻率等方式來穩定上層巖層，借此提升開采過程的安全性。例如，技術人員可以在礦區不同位置選取若干取樣點進行采樣，將所有樣本送往實驗室，利用加壓設備測定巖層硬度、強度、受力情況和巖體質量。根據結果選擇合適開采方案，提升開采方案的適用性。另外，在開采過程中需要及時檢查巖體情況，根據巖體的完整性和延續性調整開采方案，借此提升礦產開采的可靠性。

2.4 礦床特征

礦產特征主要包括礦產規模、礦產存儲量、礦產分布情況、礦產深度、礦產形狀、礦產類型等。礦采規模和礦產存儲量直接影響開采的延續時間和企業經濟效益；礦產分布情況和礦產深度直接影響礦產開采進度，如果地層結構復雜度較高并且所處位置較深，將增加企業的開采成本，降低企業經濟利潤空間；礦產形狀和礦產類型是決定企業經濟利潤的重要影響因素。如果礦產形狀相對規則，可以有效降低開采難度，加快開采進度；反之則會限制開采進度。礦產類型的經濟價值將直接影響企業的經濟效益。

3 固體礦產勘查水文地質特征

3.1 水文氣象

水文氣象主要是對目標區域氣候情況、降水情況、地表水組成情況進行勘察。氣候類型可以分為溫帶大陸性氣候、亞熱帶季風氣候、溫帶季風性氣候、亞熱帶濕潤氣候等。

不同氣候類型對應不同特征對應不同氣候情況，如溫帶大陸性氣候所處地區的冬季非常寒冷，夏季溫度較高，全年溫差超過40℃，并且地區全年干旱少雨，所有降水主要集中在夏季。

根據氣候情況可以對目標區域地下水總量進行初步預估。降水情況是對目標區域以往降水情況進行統計，計算年平均降水量，降水是補充地下水層的主要來源之一，計算地表蒸發量與平均降水量之間差值，確定每年地下水的補充情況。地表水滲透也是地下水的主要補充來源，分析地表水潛流情況，結合前兩組數據確定目標區域地下水分布情況和總儲水量。

3.2 基巖裂隙潛水

通常情況下，地下含水層是由細小砂石、礫石和卵石組成，含水厚度在20毫米以內。因為巖層縫隙較大，具有較高的透水性，所以地表水會沿著含水層縫隙進入固水層。

在勘察過程中，需要確定含水層分布位置、厚度和相互間聯系情況。對于含水層分布密集的區域，潛水活動比較活躍，不利于固體礦產的形成，但水質較高，處于優良水平。含水層根據巖性特點可以分為流紋巖、凝灰質礫等。

3.3 涌水量預測

受到含水層、固水層的影響，在礦產開采過程中，會出現滲水情況。對此，在開采前，需要對礦區涌水量進行計算，根據計算結果確定開采技術、開采方案的可行性。目前涌水量計算方法由積水廊道法、解析法和曲線外推法。以積水廊道法為例進行涌水量計算。

假定補給情況均滿足開采所需，此時礦區涌水量計算公式如下：Q=BK（2H-S）S/2R。其中Q表示礦區涌水量（單位m3/d）；B表示礦區內部坑道的水平長度（單位m）；K表示含水層的滲透系數（單位m/d）；H表示含水層的總厚度（單位m）；S表示水位升降情況（單位m）；R表示涌水量的影響半徑（單位m）。將測量數據代入公式計算礦區涌水量，針對計算數值制定相關的控制方案，確保開采工作的順利進行。

4 結論

綜上所述，對固體礦產進行勘查，可以直觀了解礦產類型、生長情況和生產情況。通過研究固體礦產的地質結構和水文地質特征，能夠為礦產開采提供科學性的數據支持，有效提升礦產資源的利用率。