矿区水文地质概况及断裂构造地质特征研究_吕澜清.pdf

144管理及其他Management and other矿区水文地质概况及断裂构造地质特征研究吕澜清摘要：矿区水文地质和断裂构造地质与其内部的生产和发展息息相关。在我国当前部分矿区中，地势有着明显升高的趋势。通过对矿区地质条件以及地质构造予以分析，并通过对水文地质的勘察和钻探进行探索，进而为矿区未来发展奠定良好基础。因此，本文根据矿区水文地质概况及断裂构造地质特征进行探讨分析。关键词：矿区；水文地质；断裂构造；策略矿区水文地质最为常见的是地下水补给、径流补给、地下水裂隙流等现象。其中大气降水以及地表溪流水是主要的地下水补给，地表裸露基岩风化裂隙、构造溶隙会形成深入地下的通道。矿脉地质条件构成相对复杂，其地质内部存在比较明显的地质发育型断裂层，使得地形结构不平整。1 矿区以及矿区水文地质的概述矿区主要是指过去已经被开采过或者计划即将进行开采的区域，此区域存在可以使用的金属元素，比如锌、铁、锂等元素。矿区的开挖主要是向地下水进行，因此，矿区水文地质情况便成为开发矿区所要面临的关键问题，要求最新的研究资料和相关人员的专业技能为矿区各项工作提供保证。在矿区开发时，需要大量的水文地质研究人员对矿区以及周围的水文地质现状进行测量与研究，采用先进的测量仪器对收集的资料加以分析评判，矿区工作必须在相关工作人员的帮助下，准备必要的设施，对地下水文地质条件进行全面了解，通过各种合理的方式，从预防控制、资源浪费、外泄以及资源供给等方面加以科学有效地管理与调控。矿区工作条件更为严酷、劳动强度也要更高。近些年，矿区由于频频出现安全事故，事故的发生与水文地质分析和勘探工作有着密切联系。另外，由于矿山的开采过程十分复杂，作业也必须在井下进行，如若在不了解水文地质情况的前提下，盲目进行生产施工，有可能引发坍塌事故等，给施工人员人身安全以及经济利益造成严重威胁。所以，在水文地质的勘探与研究工作中，做好前期准备工作是矿区生产安全的前提与根本，对企业自身的社会效益和经济效益具有重要意义。2 矿区水文地质特征2.1地下水贮存特征根据对矿井地下水的研究结果中得出，从矿山地下水的水理特性、水介质种类及其基底岩性结构等因素进行分析的结论可以确定，在矿山地下水中主要包括碳酸盐岩类岩溶裂隙地下水、火山作用碎屑类基岩裂隙地下水，此外还有松散岩类孔隙地下水。碎屑岩类基岩的裂隙水又包括构造裂隙水、断层构造含水带和风化坝基岩性裂隙水三个主要组成部分，其中风化基岩性裂隙水的含水量相对是最大的。2.2地下水补给、排泄及径流特征地下水的补给方式有很多种，主要包括在南部山区中经常出现的，以雨水、风雪为主要源泉的大气降水补充；在雨季中，对水量增加、水位升高的江河湖海进行补充的地表径流补充。地下水的排放方法主要分为两类，包括径流排放和蒸发排放，这两类排放方法最大的不同点就在于区分是否因为排放而流失。因为这些区域的地下水供应，大部分是依靠大气降雨和地表径流来完成的，并且由于地下水分布会根据该区域的地形呈现出由高向低倾斜趋势，通常情况下地下水会以散流或成泉的形式在此区域的断裂处或者低洼的地方排泄于地表。3 矿区断裂构造水文地质特征矿区断裂层一般都是由张扭的断面组成，但由于北盘地质环境的明显降低，地表面走势偏向于南北走向，总体呈现为底层朝北推进的态势，由此构成矿井破碎的总体特点。矿区地质构造复杂，构造变形强烈，断裂发育，构造形迹以近南北向为主，其次为东北向和西北向，底层的整体走向为南北方向局部呈现为倒转的情况。断裂或破碎带一般都是由相互张扭的断裂所组成，断裂带地质的导水性很强，可以同时通过矿层和顶板隔水层，从而产生良好的水体循环效果。4 水文地质的主要影响4.1对巷道和设备的影响水文地质环境对使用仪器的效率有着直接影响，一旦水文145管理及其他Management and other地质环境较差，仪器无法发挥全部作用。矿区地下水分布和岩层构造形状，与矿区构造有紧密联系，一旦在施工时发生失误，会导致地表积水，并存在因机械设备所造成的事故风险。当岩层遇洪水时，质量将会发生很大改变，通常矿区内充满大量泥质岩、软岩以及砂石等，在遇水时，表面硬度和物理结构也将改变，在矿区的施工过程中，所引起的巨大震动会造成巷道的冒顶。4.2对矿区的影响如果水文地质环境比较恶劣，在水流的影响下，可能会对矿区边坡岩石的黏膜力和内摩擦角带来破坏，影响边坡的稳定性，将会大大提高滑坡等安全事故出现的风险。另外，一旦滑坡面积过大，则会导致矿区被填埋，阻塞交通通道，严重的情况将会造成人员伤亡等。水文地质条件较差易引起地面塌陷，其原因在于矿区施工中采用疏通的方法解决地下水，在疏通的过程中，极容易造成地基土层转移、疏松，从而促使岩层内部不平衡，不能得到有效解决，造成地面塌陷情况的发生。4.3地下水位升降的危害地下水上升会造成岩土层沼泽化、盐渍化等现象，并腐蚀相关设备，致使河岸、斜坡等被破坏。地下水位上升促使岩层失衡，地基受到严重影响，通过长时间的浸泡，进而极大程度降低岩土的耐久性，而且地下水位的持续上升，让矿区周围的土质含水量也会不断增加。影响地下水位上升的因素有许多种，比如气象原因、地质原因以及人为原因等。气象原因包括降水以及气温等；地质原因包括地下含水层与岩体的变化等因素；还有人为因素包括施工、挖掘等行为，从而促使其水位大幅度上升。在矿区挖掘中，地基对土壤的要求十分严格，但在经过浸泡后，使土壤质量不能符合挖掘条件，并且还会使地表出现坍塌现象。另外，随着地下水位的上升还会使沙土饱和，从而提升地震液化的几率，同时发生涌水或流沙等情况。随着地下水位不断上升，导致滑坡、崩塌等情况发生概率急速增加，使矿山开采中出现严重损失，对水文地质的发展十分不利。长期挖掘对地下水文地质造成严重影响，促使地下含水层不稳定，致使因受力不均而发生塌方现象，从而殃及矿山周围区域。而且地下水位下降会促使地下岩层逐渐分解，进而使相关设备出现倾斜。还有地下水位下降对岩体的内部有着关键影响，随着水位的变化而变化，若是岩体密度过大，会让周围矿区出现坍塌险情，从而对施工人员的生命安全造成威胁。4.4地下水压力变化的危害地下水压力变化也会对矿区工程地质勘察产生影响。在平时正常情况下，地下水位波动幅度较小，因此没有很大危险，只需要时刻注意就可以，如若地下水是受到外界因素的影响，如人们挖掘过度、季节变化等原因，会促使地下水位波动程度增大，致使矿山工作危险性直线上升。地下水位波动幅度不稳定主要体现在水位频繁变化、地基土壤的密度以及地下水位不稳等情况。地下水位反复变化会使地下岩土层结构发生改变，致使其中金属物质被稀释，其地质被弱化，进而对地上建筑造成严重影响。在矿区的地质勘察作业中，对水文地质问题的分析应该以地下水的水位与水压等方面问题作为切入点，提高对实际情况的全面掌握，以此能够更好的从根本上提出有效的解决措施。地基土壤的密度会因地下水的变化而变化，使地基稳定性受到影响，继而减少建筑材料的使用寿命，促使岩土层发生地裂、变形等现象，为水文地质勘察工作提升难度，阻碍建筑工程的发展。4.5构造对不同矿层发育的影响通过对矿区溶洞以及地形较低洼区域的地貌环境进行调查，从中可发现断裂带主要分布于矿区的东北区域，其中在断裂东侧与断层西侧相互之间呈现一种珠状的分布情况。而在矿区溶蚀和地形较低洼的地区当中，存在大量的溶蚀漏斗，不过这种溶蚀漏斗整体的形成程度并没有那么充分，其外在形态也大致上是沿着珠形方向依次排列，中产生断裂的地方低洼部分利用泥沙加以充填。这里除大气的降雨量外，对地下水的径流与补给要求还相当多，而其他的途径也几乎不产生水资源供应，所以，在矿区很难建立大范围的稳定水流排泄面。5 矿区水文地质勘察以及钻探的有效措施5.1组织开展勘察工作在矿区组织施工之前，相关人员需要对现场水文地质实际情况进行详细勘察，由于这项任务费时费力，相关人员必须充分认识到此工作的重要性和必要性，同时对矿区开采挖掘倾注巨大的物资、人力和资金予以保障，相关工作人员一定要具有良好的责任感和耐心，任何微小的疏忽都可以对工程安全造成直接危害，并严重影响企业经济效益和相关人员的生命安全。当前，我国水文地质勘察技术主要分为化探、钻孔和物探，在水文地质勘察工作中，勘察人员应当根据水文地质条件展开勘察，包括各段带的出水地质条件、出流方法、含水性材料、填充物料、组分、体积以及产状等；坑道内的出流温度、标高、位置、时间以及出流点等；巷道的隔水层和含水层的地质构造产状、组成以及岩性状态构造特征等；已废弃的坑道内停采条件以及时间等。此外，相关技术人员也需要针对现实情况做出具体研究和具体分析；并且相关单位还需要经常对周围环境和地下水资源的情况进行勘察，主要是通过对矿区的深度和区域情况及其疏通情况进行勘测，并经过合理的勘探，达到对地下水资源合理利用的目146管理及其他Management and other的。有效的勘探可以防止出现严重水害情况，以及经过长期的勘测和统计分析，能够了解地下水温度和水压变化的规律。5.2建立完善报告制度全面合理的水文地质情况报告能够为矿区挖掘和发展奠定详细的数据基础，所以，在矿区工作开始前，施工团队一定要具有详细的水文地质报告。此外，矿区研究也需要以相应的水位地质情况为基础，并为论证矿井研究的适宜性、正确性以及合理性，就必须通过对研究结果进行充分参考、总结、归纳等详细分析，要求水文地质工作不得存在任何错误或者遗漏，采取严密而合理的措施，提高研究的精度和科学性，为矿井安全工作提供保证。5.3提升相关人员素质水文地质勘察与矿区的安全有着紧密联系，唯有保证水文地质勘察工作的质量，才能够保证矿区工程的安全，所以，施工团队应着重提高专业技术人员的整体素养，切实提高勘察项目的品质。水文地质企业需要对施工技术人员进行专业技术培训，提高其技术素质和管理水平。同时，企业需要对相关人员职业素养实行培训，保证在勘察工作中做到认真、耐心、细致，防止任何偏差与遗漏的出现。5.4改造环境改造环境首先需要从管理出发，需要从水文地质相关信息上进一步加深管理人员对水文勘察项目重要性的理解，同时要提高管理者的职业素养，主要着重增强管理者的技能操作能力。通过使用合理措施不仅仅可以提高管理人员技术操作能力，还能提高管理人员的社会责任意识以及技术能力，也能够更好地促进相关人员在日常工作过程中水文地质勘测钻探工作的进步。5.5简化施工流程从施工流程起到的基本作用来看，水文地质勘测钻孔钻探中钻井作业过程的基本目的是要对地下水文地质各种信息参数有一个正确的了解，并对相关技术加以完善。掌握地下水分布规律后，就可以在发展进程中有效避开这些水源地，进行资源利用，还实现自然环境的协调一致这重要目标。5.6更新技术在矿区挖掘过程中，需要引用基层基岩地层潜孔锤大口径钻探技术来代替传统的钻孔方法。这一新型技术的应用能够在很大程度上扩大钻探成井的直径和深度，并且这项工作相对应的抽水实验工作流程完整，操作规范。其次，不同地域的矿区在水文地质条件上存在着很大差异，因此为进一步了解其深度以及不同含水层的水文地质信息，需要根据实际情况进行合理操作。一般情况下，对于含水层的水文地质环境条件往往会采用一种新型的技术，名为管内管外分层止水技术。这一技术能够有效地进行分层抽水实验，运用这一技术时能够进行分层同时冲水，因此在钻探效果和钻探的效率上更为理想。5.7重视水文地质问题在矿山地质勘察工作的作用和影响通常情况下，矿区地质勘察工作人员都会更加注重对矿山地质构造和矿山类型的勘察，从而有意无意忽略水文地质信息参数对矿山工作的影响，这对矿区工程开展极为不利。只有在矿区地质勘察中对水文地质问题高度重视，彻底了解水文地质中的地下水实际情况，才能及时发现不同的水文环境对矿区工作的影响，并根据地下水的实际情况、危险区域，采取相应的解决措施，以此提高矿区相关热源的安全意识。因此，相关人员需要重视地下水中存在的问题，开展矿区地质勘察工作，重视水文数据的获取，严格管理各项工作内容，增强相关人员的安全意识。5.8明确水文地质勘察的评价内容水文地质勘察中对矿区工程产生影响因素有很多，其中，不仅仅是含水层和隔