礦山水文地質勘查的深部地質勘探技術研究

毛海龍

（甘肅省地質礦產開發局第四地質礦產勘查院，甘肅 酒泉 735000）

近年來，我國的礦山產業不斷發展，國家對礦山水文地質勘查工作越來越重視，地質勘探技術也在不斷創新和加速發展，水文地質勘探技術在一定程度上促進礦山產業的發展[1]。首先，對礦山水文地質勘查的深部地質勘探技術不僅能夠讓工作人員了解當地的地質狀況，還能夠對低洼地區的涌水情況進行預測并提前采取有效防范措施，避免不必要的意外事故發生；其次，做好地質勘查工作可以避免在礦物開采過程中突發狀況的發生，并根據突發狀況擬寫解決方案、做出合理的防預措施；當然，深部地質勘探技術能為設計人員提供真實可靠的數據，從而設計出一套給排水方案。設計人員通過地質勘探結果能夠設計出一套完美而合理的給排水方案，利用低洼處的礦坑水達到降低成本的目的。礦山水文地質勘探工作不僅能夠檢測礦區設施是否完善和安全，還能提高礦區產量、提升工作效率、保證開采質量、降低不必要的礦山事故發生幾率。國家應該大力宣傳水文地質勘探技術，讓礦山企業意識到水文地質勘查工作的重要性，必須經常對地質勘探人員進行技術培訓，提高技術人員的專業素質，不斷改進和創新地質勘探技術，推動礦山行業在國際發展中的良好地位。

1 深部地質勘探技術設計

深部地質勘探工作在礦山開采過程中是非常重要的，但是由于社會的種種因素導致我國地質勘探技術比較落后[2]，第一，中國的地質勘探技術與發達國家相比差距較大，發展速度完全跟不上國外礦山產業的發展速度[3]。在計劃經濟初級階段，針對礦山水文地質勘探工作，國家都有特定部門的高技術水平人員來負責指導，經過改革開放時期，礦山行業的發展越來越快，勘探部門出現設計人員供不應求、技術有待提高的現象，導致在開采礦山過程中為了節省開支省略了礦山水文地質勘探工作，使地質勘探工作出現了暫停的狀態。另外，礦山產業的發展出現了違背時代發展的情況，這一情況的發生不僅會導致礦山開采的速度變慢、效率變低、質量變差等，還會導致礦山水文地質勘探技術得不到更好的發展。第二，礦山企業家缺乏對礦山水文地質勘探工作的認識。礦山水文地質勘探工作是作為礦山開采工作的重中之重，有利于礦山產業的開發和企業的安全生產，但是水文地質勘探工作對很多礦山企業家并沒有受到重視，工作人員沒有端正自己的工作態度，企業也沒有為勘探工作提供人力、物力和財力上的支持，甚至減少勘探內容從而降低開采成本，這些因素都違背了礦山企業家的預期值。礦山管理人員輕視礦山勘探工作，在開采過程中只進行了簡單基礎的勘探工作，并沒有仔細進行深入勘探，導致很多礦山出現安全問題。第三，加大礦山開采深度導致礦山水文地質勘探難度增加，導致礦山水文地質越來越復雜，在國有礦山企業中，復雜的水文地質條件占28%，簡單的水文地質條件占36%（見圖1），但是由于我國勘探技術比較落后，在礦山企業的發展中不斷的遇到新問題，致使礦山水文地質勘探工作難上加難[4]。除此之外，一些給排水設計人員在工作中經常遇到技術方面的難題，這些問題的出現需要資歷深、水平高的技術人員來解決。另外，開采深度加大導致水害事故不斷發生，瓦斯事故現已成為礦山產業的“殺手”之一。有關部門的工作人員要根據不同問題采取有效措施來解決，從而推動礦山產業的繼續前行，滿足其發展需求。第四，礦山水環境問題嚴重。礦山每天的開采工作和工作人員的生活用水增加了礦山開采的成本，導致礦山附近的水文地質環境遭到污染，地下水位下降、潛水層干枯和地面塌陷等一系列問題導致水資源短缺，使得原本水資源就缺少的礦山區“雪上加霜”，因此，水環境問題制約著礦山產業的發展。

圖1 我國礦產水文地質條件復雜程度圖

1.1 設定RQD指數

通過RQD指數來比較深部地質勘探技術與原始地質勘探技術的區別，RQD指數是一種衡量巖體質量的指標，也是巖體分類和評價的重要指標，RQD指數是以單位鉆孔長度中大于10cm巖的巖芯所占的比例，劃分巖體質量的標準見表1。

表1 按RQD劃分巖體質量

1.2 計算RQD指數

在礦山水文地質勘查過程中，努力做好深度勘探工作才能擴大礦山的資源存儲量，為了順利進行礦山深度地質勘探工作，需要不斷擴大礦山的開采范圍，同時采用先進的勘探技術，從而降低成本，提高效率，RQD指數計算公式如下:

通過上述公式可以得到巖石的RQD指數，再結合巖體的風化程度來研究深部勘探技術的優勢。

1.3 確定巖體風化程度

巖體的風化程度對勘探技術也有一定影響，對于輕微風化的巖石來講，具有鮮明的顏色，敲打聲清脆透亮，很難被擊碎，碎片的邊緣很鋒利，幾乎很難用手直接拔斷，用水浸泡過后形態也會保持不變；對于中度風化的巖石，敲打的聲音不明顯，很容易就會被擊碎，碎片的邊緣是圓潤的，用手就會拔斷，用水浸泡后變軟，強度降低；重度風化的巖石，敲打聲為啞音，輕輕敲打就會呈小碎塊，小碎塊用手一碰就會變成粉末，與水接觸就會變成泥狀團物。因此風化程度越低，RQD指數越高，巖體質量越好；風化程度越高，RQD指數越低。巖體質量越差，降低巖體風化程度，能為深部勘探技術提供大力幫助。

1.4 實現多因素檢測

為了驗證深部勘探技術的實用性和可信度，通過不同因素對RQD指數的影響進行檢測[5]。

首先，巖體結構面對RQD指數有一定影響。巖體結構面強度越大，巖體的強度越大，RQD指數越高，巖體的結構面往往會出現變形，在巖體的發育過程中會出現斷層、裂痕和節理等現象，這些現象都在不同程度上影響著巖體的穩定性，因此，通過增大巖體結構面強度來提高RQD指數，實現深部地質勘探技術的發展。其次，地下水特征也影響著深部勘探技術的發展。在實際水文地質勘探工作中，很容易忽略地下水特征對勘探工作的順利進行，地下水環境好，巖體的性質就好，RQD指數越高。在礦山水文地質勘查工作中，要隨時發現影響勘查工作的種種因素，并及時解決和處理不利因素對地質勘查工作的負面影響。

2 深部地質勘探技術實驗

在礦區內選取同一個水文地質進行勘查，保證周圍環境穩定，包括氣溫恒定、氣候標準風向一致等，實驗前測量當前礦區的地下水位，在地下水位不影響實驗正常操作的情況下進行，在礦區內選取10出實驗基地鉆孔，分別使用原始地質勘探技術和深部地質勘探技術鉆孔，鉆孔的深度要一致，并且都選用大于10cm的巖心累計長度，比較兩種技術的RQD指數，結果如表1所示。

表2 原始勘探技術和深部地質勘探技術RQD指數表

表2結果表明，采用不同的勘探技術檢測的巖體質量有很大差別，采用深部勘探技術勘查的巖體質量明顯要好于原始勘探技術勘查的巖體質量，因此，可以采用深部勘探技術來進行礦山水文地質勘查工作。

3 結語

地質勘探技術的研究對促進礦山開采技術的發展具有重要意義。隨著當今信息技術的快速發展，水文地質勘探技術也在不斷完善，為礦山的安全生產做出巨大貢獻，尤其采用深部地質勘探技術之后，水文地質勘查的效率有了明顯提高[6]。雖然我國的水文地質勘探技術已經取得一番成就，但是距離國際水文地質勘探技術的發展還存在一定差距，突破原有的水文地質勘探技術，推廣采用深部地質勘探技術來促進礦山企業的發展，希望本文的礦山水文地質勘查的深部地質勘探技術研究能讓我國礦山水文地質勘查工作越來越完美。