水文地质问题对矿山工程地质勘查的影响研究

赵宇辉

（山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队，山东 济南 250014）

矿山工程随着经济发展开采规模在不断攀升，地质勘查工作也变得越来越重要。随着矿山工程项目规模的扩大，安全问题成为了员工关注的重点。水文地质情况事关矿山工程的结构安全性和稳定性，在工程推进的过程中需要水文勘探的数据成为建设过程的依据。虽然水文探勘如此重要，但是工程前期的勘探的过程中依旧是最容易被忽略的。探勘数据的缺失会对制定矿山开采计划产生影响，在施工过程中也容易产生隐蔽工程，最终影响矿山工程的质量[1]。水文地质勘查工作作为矿山地质工程工作的前期关键之一，当前工作中因为技术、资金、设备、重视程度等多方面限制因素影响，而直接导致了水文地质勘查工作的一系列问题，经常出现勘探工作数据不准确、勘查不完善等问题。水文地质勘查分析工作做的不到位，可能导致矿山开采工程建设一半而无法进行下去。因此，作为施工设计的基础的工作，为了避免地下水等灾害的发生，做的尽善尽美是十分必要的。

工程勘查最重要的就是水文地质的勘查，是进行施工设计前的重要任务。通过对矿山工程进行勘查了解水文地质条件，方便后续对地质情况进行风险评估，评估的结果可以作为后续工程制定施工方案的数据参考。并根据风险等级选择相应合适的施工工艺。水文结构不受人为行为控制，并会实时产生地下水位变化[2]。引起水位变化的综合因素有很多，如果不能及时掌握引起变化的原因，当地下水位的变化积累到容易发生事故的地步，会增大发生地质灾害的风险。在矿山开采过程中可能对于地质结构、岩土层、地下水等产生一系列影响，在长期矿山工程开采和后续开发利用中水文地质环境是最基础的安全保证之一。矿山工程在施工之前都应明白水文地质问题引发的严重后果，然后积极的进行水文地质情况勘探。避免因为水文地质条件的变化影响施工质量。

1 水文地质问题对矿山工程地质勘查影响的基本概念

1.1 矿山工程地质勘查的主要内容

水文地质的勘查结果受很多因素的影响，包括矿山地区原本的地质地貌特征和当地的自然环境。详细来说矿山地区中任何自然因素的变化都会引发水文地质勘查结果的变化，例如：气候、地质、水文、地形、环境等，地理环境条件主要研究矿山附近的水流分布特征与水文结构。工程位置的气候结构则需要研究矿山附近地区的温度、风向、湿度、风力等。自然环境条件的勘查则需要研究矿山地区的地形、地下水的结构、河流的流速和流向以及该地区是否有地貌的侵蚀的情况，有无土地盐碱化现象发生。

地下水的勘探内容也很繁杂，包括地形堆积效应对地下含水层的影响，隔水层的水位上升和下降的程度。水位变化的原因和规律，多个含水层的深度特点以及造成含水层产生变化的因素和产生变化时地质的实时变化。地理环境中水循环在一年四季中的最低点与最高点数据，地下水的水层厚度和流速流向，矿山区域面积较大的地区可能还涉及到地下水的分类。因此，水文地质调查工作是具有复杂性和技术性的工作，在全面分析的基础上才能保证矿山工程顺利进行。

1.2 水文地质问题研究的重要性

水文地质研究问题顾名思义就是研究矿山地下水的具体情况，对表象特征的深层次因素进行研究。地下水的分布情况和地下水的化学成分，为了避免地下水变化使矿山地质产生问题，需要对地下水的未来变化进行预测。在进行水文调查的过程中可以采用多方式结合的方式，可将数据收集的更加全面。将调查区域的水文调查数据整理成勘查报告，矿山的潜水位的分布的简易图如图1所示。

图1 矿山的潜水位的分布

为保证矿山工程结构合理，矿山所处的环境要进行水文地质情况的勘查，工程师对水文情况了解的越多，越有利于矿山地质的研究。水文地质的研究情况对矿山的研究情况的影响是很大的，将水文勘探结果进行评价和研究，有利于提升地质勘查方案制定的合理性和科学性。尤其是矿山地下的水文结构比较复杂的情况，更应该重视勘查结果的准确性。

1.3 水文地质调查方法

1.3.1 区域地壳稳定性研究

区域地壳稳定性决定着安全稳定进行各项工程的重点，矿山工程策划中,其稳定性是必不可少的课题,同时其也影响着两方面的内容,一方面影响着矿山工程设计规划另外一方面对使用技术的影响,特别是可行性和经济性。现举例说明,在某区域内,资料显示有一道断裂带,针对这个具体情况,规划出第一级和第二级缓冲区,第一级缓冲区规划在200m处,第二缓冲区是向外扩大300m,该次扩大是在第一级缓冲区的基础上。依据以上情况将研究区域进行划分,共分三个等级。按照分级区域划分工作的具体要求等进行全方位分析与控制工作，结合不同区域等级要求进行相关工作。实际工作中也做好了因地制宜选择矿山开采方案，深入进行地质勘查调研工作。

1.3.2 地基稳定性研究

矿山工程的规划阶段要面临一个重要问题,这个问题与地基稳定性有关。这个问题与岩土的强度变形关系密切。在矿山开采过程中地面因为工程需要进行了机械设备等相关部署工作，所以分析其地基深度,即分析这6m的切面呈现出的不同土层,一般情况下有4个土层,实际中只有两个类型,根据承载力值的不同,一共划分出三类,根据以上的条件,对该工程区域进行判定,其地基等级分为中等和较差,矿山工程规划有局限性,地基稳定性可以在矿山工程全面布局规划过程中发挥重要作用，提升全方位建设和全过程工程开展的稳定性和有效性。

1.3.3 地面稳定性研究

地面稳定性还有另外一种定义,即地球表面稳定性,对地球表面产生作用的来自于两方面,一方面是地球内外动力,另外一方面人类的行为,其中人类的经济行为影响最大。外力和人类活动都会引起的地质灾害,这些灾害会造成了生命和财产的损失,外力和人类活动引起的地质灾害表现不同,前者表现为山崩、滑坡、泥石流等,后者表现为沉降、海水入侵等。这些地质灾害的发生,对市政工程和城市的发展影响很大。对产生的灾害进行总结,有人认为与地表的坡度和地面沉降有关,还有人认为与地下水的埋深程度有关。但在实际上不是这么简单,其由多种因素共同导致的,类型上划分为两大类,既自然和人为因素。在我国的北方,还会受到地下水的冻融因素的影响,高程的变化可以通过地面沉降来表现,这种沉降也被称为地沉或地面下沉,该降沉是地壳表面的下降运动,其运动难以被察觉和较缓慢,其下沉是垂直下沉,很少会发生水平位移,因此对于小范围的影响较小,即不会超过几千平方千米,人类的活动主要会造成这种沉降,降沉多发生在特定的地质环境下，因此会给该地区的建设和发展、环保等造成不利的影响。从数据显示发现,该区域的地面沉降较一致,分异程度不明显。处理时可以统一进行。结合矿山开采和相关工程建设需要，在水文地质调查过程中对于沉降程度和可能的一系列情况有效预测和全方位分析，切实提升工作有效性。

2 矿山工程水文地质勘查的问题

现阶段的矿山水文勘查仍然存在一些问题，矿山的勘查并没有国家制定的标准作为参考，也没有完善的制度体系对水文勘查工作进行指导。开发矿山工程的企业如果过于看重经济利益，就会简化地质勘查的步骤，或者为了赶进度干脆不进行矿山工程水文地质勘查，使用近期的数据来制作调查报告，但水文情况是会随着周遭环境不断变化的，近期勘探的数据是不准确的。加上勘查企业和施工企业都没有完善的监管体系，监管力度也不够，比起水文勘查更加看中施工步骤，在勘查的时候没有按照相关的要求严格执行。没有完善的制度体系，很多勘查的措施无法落实。勘查工作的效果大打折扣，很多勘查企业以压缩成本为最重要的目标，在开展工作的时候不按照制度体系要求进行，前期给予勘查的预算不足以支撑勘查工作人员完成高质量的勘查[3]。老旧版本的制度体系已经不符合现代的要求，沿用该制度不再能给勘查工作带来引导作用，还有很多矿山工程的开发企业根本没有雇佣专业勘查队伍的打算，没有专业的制度体系管理人员，没有专业知识和科学制度作为依据，矿山工程水文地质勘查工作难以推进下去。

3 地质勘查中水文地质问题的解决措施

3.1 使用现代化的先进勘探设备

水文地质勘查对矿山的稳定性具有一定的影响，在进行水文勘查的时候要详尽的了解含水层的相关信息，包括位置的变化和特点，通过坐标标记的方式采集信息并将数据输入地质数据库，数据库的结构如图2所示。

图2 水文地质勘查数据库结构

如图2所示，数据库分为四个部分，最后得出的数据具有施工参考价值。在进行土壤勘测的时候就应该确定含水系土层的位置。并在数据库中以坐标的形式标记出来。了解含水层的位置，在矿井开挖的时候尽量避开含水层较厚的地方，当含水层之间的距离较远时，但整个矿山地区的含水层分布又比较密集。采用坐标识别的方式可以展现出含水层定位，结合水文地质特征制定含水层测定方法，可以推动地质勘查的进度。尽量选择科学的水文地质勘查方式，获得地下的水源的实际情况，以保证矿山开采时候的稳定性。随着矿山工程的数量不断增多，水文地质问题的数量也在逐年上升，问题的类型也在不断增多。勘查设备也应该及时进行新旧更替，老旧的设备和技术已经无法满足现代化的勘探需求，越是水文环境复杂的矿山，越应该采取先进的勘探技术。保证相关勘探数据的准确性，数据的偏差越小，后续施工的安全性越能得到保障。对设备的研发和勘查工艺的优化应是新时代地质勘查的方向。加大投资力度，提升勘探设备的信息化程度提高勘查效率。

3.2 制定水文地质勘探工作相关规范

管理制度的建立也是地质水文勘查工作出色完成的前提，相关的管理制度的制定可以提升水文地质勘查的相关部门安排工作的科学性，勘查工作的人员的组织架构要安排合理，保证每个人都能各司其职。保证在进行水文地质的勘查的时候，不会出现权责重叠，无人负责的情况。科学合理的建立相关的管理制度。规范勘探工作者操作时候的步骤，熟练的掌握探勘水文工作的技巧。管理制度在此时可以发挥自身的管理作用，在施工期间，要提升领导对水文地质勘探工作的重视程度，才能保证对水文地质勘查宣传的充分性，让每个人都注重水文地质问题，明白该问题对后续工程的影响。权衡勘探的利弊，最终做出正确的选择。培养勘探人员的专业性，提升工程地勤部门的整体素质，培养可持续发展的思维理念，使员工自主进行专业手段和技术的学习。提高人均综合专业技术水平，并对基础的法律有一定的了解，了解因为勘探不到位造成的严重后果需要承担的法律责任。为确保勘查工作的顺利进行，员工对探勘的技术必需有深入的了解。提升勘查方式的专业化程度，确保矿山工程施工的安全性与稳定性，面对不同的复杂地势都能及时地解决水文问题。减少水文问题的出现对矿山地质勘探的影响。

第一，为了使调查具有全面性,就要做好相应工作,首先要按照规律办事,特别是水文地质条件特征会随时间发生变化,其次通过整理各项指标,使调查指标变的系列化和规范化,最后要保证调查流程标准化。

第二，在地质调查中,可以灵活应用不同的技术和措施,这样使图纸和测量报告变的更精准,掌握环境水文的状况和相关数据,根据掌握的这些资料对其情况进行概括和总结。如地下水流量、矿井分布和矿产资源赋存量等。另外要勘查水田地区内干旱的情况,主要根据该地区的情况,如生物构成和生态状况等,分析这些情况对环境构成了哪些影响。还有不能缺少对水质量的评估,判断其是否有受到污染的迹象,这样可以将所有隐患找出来,以此来制订出对应的保护方案。

第三，根据地质调查设计,设置出地面水平基准线和调查方案,对矿井周围和已被开发的矿井区域及其开采状态,开展全方位的调查。根据地下水源质量和流速对地下具体情况进行判断,另外要认真记录调查内容。

4 结语

矿山的地质开发是促进经济发展的重要环节，在矿山的地质勘查工作中，水文问题是不可或缺的。水文问题的勘探的对矿山工程来说是很重要的工作，对地质勘查工作也影响很深。只有在全面水文地质调查分析的基础上，才能做好一系列矿山工程技术选择、方案部署，更好地促进矿山工程顺利开展。本文强调水文勘探对地质勘探的作用，为了矿山开采等工作的顺利进行，应更加重视水文地质的勘查问题。提高矿山水文地质勘查工作的效率和专业水平。