尾礦庫工程地質勘查中水文地質問題的危害性研究

蘇喜平

（甘肅省地質礦產勘查開發局第四地質礦產勘查院，甘肅 酒泉 735000）

甘肅省酒泉市作為甘肅省鉻礦面積最大的城市，具有礦床規模大，品位高等特點。因此，尾礦庫工程地質勘查在酒泉市的投入力度較大[1]。尾礦庫工程是筑壩用來攔截谷口或周圍礦區所構建的，是礦區開采之后進行礦石的選取的場所，同時也是篩選剩余礦物和一些開采中的工業中廢棄渣料的丟棄場所。尾礦庫工程由人工泥石流構成，一旦出現相關的安全事故，極易造成潰壩等重大事故。隨著現代化勘查技術的不斷優化，相關礦山勘察單位加大了對尾礦庫工程地質勘查的重視程度。對尾礦庫工程地質勘查每個環節均加強了監督，要求勘查線路的科學合理。首先，要在掌握尾礦庫工程的主要勘察方法，其內部排水槽上下層是否應建設相關適應工程。其次，結合尾礦庫的實地情況，對勘察點進行合理的布置。最后，通過對布置點的不斷調整，選擇一條合理的廢棄渣料導出槽，實現尾礦庫勘察線的合理運用。眾所周知，尾礦庫工程地質勘查是高風險、高回報的投資行業，而其高風險主要集中在工程地質勘察階段。在影響尾礦庫工程地質勘查的因素中，水文地質問題是決定尾礦庫工程地質勘察是否能夠取得良好效果最關鍵的因素[1]。水文地質問題主要指的就是礦床地下水的存在形式，是包括含水層的厚度、礦化度、硬度、水溫及水的流動狀態等綜合地質信息，也是尾礦庫工程地質勘察中一項十分重要的內容。基于此，本文進行尾礦庫工程地質勘查中水文地質問題的危害性研究，致力于通過研究將尾礦庫工程地質勘查對水文地質問題的危害性降至最低，進而保證甘肅省酒泉市礦產資源的可持續發展。

1 尾礦庫工程地質勘查中水文地質問題的危害性研究

考慮到甘肅省酒泉市地下水總體上是由南向北方向運移，通過裂隙以側向地下逕流的方式；另一部分則通過地表蒸發、植物蒸騰，以垂向的方式排泄，回到大氣中。針對水文地質問題進行專門觀測的研究，是提高尾礦庫工程地質勘查精度的有效手段。通過分析水文地質問題的綜合信息，進一步確定尾礦庫工程地質勘查方案的合理性。除此之外，水文地質問題對尾礦庫工程地質勘查的影響，必定會在一定程度上，影響著整個礦區工作的合理開發和未來規劃，能夠有效降低在尾礦庫工程地質勘查的過程中出現事故的風險。由于甘肅省酒泉市尾礦庫工程區域地形、地質相對復雜，工程地質勘察的方案以及深度直接決定尾礦庫工程地質勘察的效率以質量。因此，本文通過4個方面進行尾礦庫工程地質勘查中水文地質問題的危害性研究，具體研究內容如下文所述。

1.1 改變地層含水性

結合甘肅省酒泉市尾礦庫工程組合巖層的表現形態，將含水層地質特征由上至下分為：石灰巖層溶裂含水層——溶裂縫隙含水層—西組巖礫含水層——K8巖層含水層——K9巖層含水層——上組石盒子含水層——風化巖帶含水層——新生巖層巖石裂縫涌水[2]。甘肅省酒泉市尾礦庫地層含水分布，如下圖1所示。

圖1 甘肅省酒泉市尾礦庫地層含水分布

如上述圖1所示，a指的是地質河流；b指的是地質等高線；c指的是地質分界層。通過尾礦庫工程地質勘查，根據上述含水層的劃分，水文地質問題的危害性以第四系為主，裸露地層為二疊系文筆山水層，最新地層為第四系全新地質調查系統，主要分布呈現出南東方向分布，位于成礦帶東南部，與地層河流呈現出不規則的接觸方式。上段巖性水文地質主要以灰黑色為主，分布于中新生代時期的沉積巖層中，與東北部河床相沖積，主要以砂礫卵石為主，厚度約為0.7m～8.7m，該區域涌水的主要原因是由于，成礦帶地區夏季的雨水天氣導致的洪水攜帶大量的砂、礫及砂質土較多，受到地殼變遷作用的影響，逐漸涌入地下，以此形成的松散水文地質混合物。在潛水面的作用下，以水泉的方式涌出[3]。還可以根據當地礦山含水層的硬度，在下階段已回采結束的采空區采用中選擇從兩側向中間回采的尾礦庫工程地質勘察方案。從中間向兩側進行勘察主要針對含水層礦化度高的下階段未開采的礦山，跳躍式勘察的使用造成大面積采空區的出現。

1.2 地下水位升降變化

由于甘肅省酒泉市尾礦庫工程地質條件復雜，傳統的工程地質勘察方案已經無法有效解決復雜水文地質問題造成的諸多難題。本文通過對水文地質問題的細致研究，致力于確定地下水位升降變化，并選擇與之最匹配的尾礦庫工程地質勘察方案。在此基礎上，則可以結合不同的地下水情況，判斷該地區地下水水位深度，從而減少后期礦山開采過程中的干擾。可以將尾礦庫工程地質勘察方案看作一個復雜的生產過程，其中地下水位升降變化的復雜性，要求在實際勘查時必須遵循一定的規則。針對地質勘察地下水位的位置以及礦化度比較平均，一般采用從礦體的一側向另一側的勘察方案，并且要求配備完整、可靠的地下水位檢測系統。在嚴格把控地下水位升降變化的基礎上，可以看出，工程地質勘察對地下水位升降變化的確定具有消極的影響，精準的尾礦庫工程地質勘查會造成地下水位升降變化，直接誘發地裂、地面沉降的問題。

1.3 地下水壓力問題

考慮到在甘肅省酒泉市尾礦庫工程巖土下面會存在地下水，而這些地下水對于尾礦庫工程地質勘察工作的實施會造成嚴重的影響。但通過對水文地質問題勘察后，能夠對地下水情況，對地下水壓力問題形成一個清晰的認識。在尾礦庫工程地質勘查中水文地質問題的危害性研究中，要分析尾礦庫工程地質勘察中存在的風險。在尾礦庫工程地質勘察時，一般流程是由地表開始的，通過由淺入深的方法向地下勘察。由于對礦產資源需求量的不斷增加，礦山勘察向地下探采的程度越來越深，就意味著對地下水壓力問題的勘查結果也提出了越來越精準的要求。一旦沒有充分考慮地下水壓力問題，必然會影響土體結構，提高尾礦庫工程地質勘查的危險性。確定地下水壓力的最大值，在實際尾礦庫工程地質勘察過程中就會很容易出現與水文地質不匹配的危險。尤其是針對水文地質條件較差的位置進行深度尾礦庫工程地質勘察工作，由于工作人員無法掌握深層地下水壓力，對未知的地下水水壓無法得到精準的勘察。這就意味著尾礦庫工程地質勘查深度越深，地下水水壓越高，越容易出現危險，直接威脅礦山工作人員的生命安全。除此之外，由于地下水壓力問題的勘查復雜程度極高，不僅要配備先進的技術設備，對工作人員的專業素養也具有很高的要求[4]。必須做到實時精準把控地下水水壓，才能向更深的地層進行尾礦庫工程地質勘察，進而提高礦產資源的開采率，控制其危險性，實現尾礦庫工程地質勘察的預期效果。甘肅省酒泉市尾礦庫工程多處于山區、地質條件非常復雜，單純依靠地面監測和實地監測得到的地下水壓力耗時長、費用高、精度低，尤其是在有些交通不便的地區，工作難度大，不易判斷。必須結合先進的科學技術，采用遙感技術，不但可準確、直觀、全面、多角度地觀察和預測地下水壓力，還可以利用多時像的遙感資料，動態地觀察地下水壓力的變化，為降低尾礦庫工程地質勘查的危害性提供技術指導。

1.4 增加水文地質災害發生幾率

通過對尾礦庫工程地質勘查，還會影響水文地質災害發生幾率。在甘肅省酒泉市尾礦庫工程地質勘察周圍一旦發現兩個采空塌陷坑或者不穩定邊坡等水工環地質災害，可以根據采空塌陷坑的大小以及邊坡不穩定系數適當的將其危險性評估提高一級，做好預防工作，減少水文地質災害的發生。針對水文地質問題進行專門觀測的研究，是有效防止礦山大面積采空區塌陷和露天采礦場邊坡滑落等水文地質災害問題的重要手段。因此，必須提高對水文地質問題勘查的重視程度，盡量避免水工環地質災害的發生。在實施尾礦庫工程地質勘查過程中，很容易由于勘查力度過大或勘查深度過深，從而改變地下水的動力平衡狀態，形成潛在的水文地質災害。一旦增加水文地質災害發生幾率，會在極大程度上對建筑造成危害。眾所周知，尾礦庫工程的核心就是地基，由于尾礦庫工程地質勘查引發的水文地質災害導致尾礦庫穩定性被破壞，進而影響整個建筑的質量。與此同時，會大大減少尾礦庫建筑的使用年限。綜上所述，必須提高對尾礦庫工程地質勘查中水文地質問題的危害性的重視程度，致力于提高尾礦庫建筑的穩定性和耐久性。

2 結語

本文通過研究尾礦庫工程地質勘查中水文地質問題的危害性，認為現階段我國尾礦庫工程地質勘查工作仍然沒有充分結合水文地質問題。總體看來，雖然通過先進的科學技術能夠獲取水文地質情況，但由于對水文地質問題在尾礦庫工程地質勘查中的危害性認識方面還存在不足。因此，本文的研究是十分必要的，且具有現實意義。水文地質作為優化工程地質勘察方案的有效手段，在日后的研究中，有理由加大對水文地質問題的研究拓展，致力于在提高尾礦庫工程地質勘查技術的同時，選出與實際情況匹配度最高的尾礦庫工程地質勘查方案，從而在提高我國尾礦庫工程地質勘查效率的同時，最大限度上保障勘查安全。