矿山水文地质勘查的深部地质勘探技术研究

毛海龙

（甘肃省地质矿产开发局第四地质矿产勘查院，甘肃 酒泉 735000）

近年来，我国的矿山产业不断发展，国家对矿山水文地质勘查工作越来越重视，地质勘探技术也在不断创新和加速发展，水文地质勘探技术在一定程度上促进矿山产业的发展[1]。首先，对矿山水文地质勘查的深部地质勘探技术不仅能够让工作人员了解当地的地质状况，还能够对低洼地区的涌水情况进行预测并提前采取有效防范措施，避免不必要的意外事故发生；其次，做好地质勘查工作可以避免在矿物开采过程中突发状况的发生，并根据突发状况拟写解决方案、做出合理的防预措施；当然，深部地质勘探技术能为设计人员提供真实可靠的数据，从而设计出一套给排水方案。设计人员通过地质勘探结果能够设计出一套完美而合理的给排水方案，利用低洼处的矿坑水达到降低成本的目的。矿山水文地质勘探工作不仅能够检测矿区设施是否完善和安全，还能提高矿区产量、提升工作效率、保证开采质量、降低不必要的矿山事故发生几率。国家应该大力宣传水文地质勘探技术，让矿山企业意识到水文地质勘查工作的重要性，必须经常对地质勘探人员进行技术培训，提高技术人员的专业素质，不断改进和创新地质勘探技术，推动矿山行业在国际发展中的良好地位。

1 深部地质勘探技术设计

深部地质勘探工作在矿山开采过程中是非常重要的，但是由于社会的种种因素导致我国地质勘探技术比较落后[2]，第一，中国的地质勘探技术与发达国家相比差距较大，发展速度完全跟不上国外矿山产业的发展速度[3]。在计划经济初级阶段，针对矿山水文地质勘探工作，国家都有特定部门的高技术水平人员来负责指导，经过改革开放时期，矿山行业的发展越来越快，勘探部门出现设计人员供不应求、技术有待提高的现象，导致在开采矿山过程中为了节省开支省略了矿山水文地质勘探工作，使地质勘探工作出现了暂停的状态。另外，矿山产业的发展出现了违背时代发展的情况，这一情况的发生不仅会导致矿山开采的速度变慢、效率变低、质量变差等，还会导致矿山水文地质勘探技术得不到更好的发展。第二，矿山企业家缺乏对矿山水文地质勘探工作的认识。矿山水文地质勘探工作是作为矿山开采工作的重中之重，有利于矿山产业的开发和企业的安全生产，但是水文地质勘探工作对很多矿山企业家并没有受到重视，工作人员没有端正自己的工作态度，企业也没有为勘探工作提供人力、物力和财力上的支持，甚至减少勘探内容从而降低开采成本，这些因素都违背了矿山企业家的预期值。矿山管理人员轻视矿山勘探工作，在开采过程中只进行了简单基础的勘探工作，并没有仔细进行深入勘探，导致很多矿山出现安全问题。第三，加大矿山开采深度导致矿山水文地质勘探难度增加，导致矿山水文地质越来越复杂，在国有矿山企业中，复杂的水文地质条件占28%，简单的水文地质条件占36%（见图1），但是由于我国勘探技术比较落后，在矿山企业的发展中不断的遇到新问题，致使矿山水文地质勘探工作难上加难[4]。除此之外，一些给排水设计人员在工作中经常遇到技术方面的难题，这些问题的出现需要资历深、水平高的技术人员来解决。另外，开采深度加大导致水害事故不断发生，瓦斯事故现已成为矿山产业的“杀手”之一。有关部门的工作人员要根据不同问题采取有效措施来解决，从而推动矿山产业的继续前行，满足其发展需求。第四，矿山水环境问题严重。矿山每天的开采工作和工作人员的生活用水增加了矿山开采的成本，导致矿山附近的水文地质环境遭到污染，地下水位下降、潜水层干枯和地面塌陷等一系列问题导致水资源短缺，使得原本水资源就缺少的矿山区“雪上加霜”，因此，水环境问题制约着矿山产业的发展。

图1 我国矿产水文地质条件复杂程度图

1.1 设定RQD指数

通过RQD指数来比较深部地质勘探技术与原始地质勘探技术的区别，RQD指数是一种衡量岩体质量的指标，也是岩体分类和评价的重要指标，RQD指数是以单位钻孔长度中大于10cm岩的岩芯所占的比例，划分岩体质量的标准见表1。

表1 按RQD划分岩体质量

1.2 计算RQD指数

在矿山水文地质勘查过程中，努力做好深度勘探工作才能扩大矿山的资源存储量，为了顺利进行矿山深度地质勘探工作，需要不断扩大矿山的开采范围，同时采用先进的勘探技术，从而降低成本，提高效率，RQD指数计算公式如下:

通过上述公式可以得到岩石的RQD指数，再结合岩体的风化程度来研究深部勘探技术的优势。

1.3 确定岩体风化程度

岩体的风化程度对勘探技术也有一定影响，对于轻微风化的岩石来讲，具有鲜明的颜色，敲打声清脆透亮，很难被击碎，碎片的边缘很锋利，几乎很难用手直接拔断，用水浸泡过后形态也会保持不变；对于中度风化的岩石，敲打的声音不明显，很容易就会被击碎，碎片的边缘是圆润的，用手就会拔断，用水浸泡后变软，强度降低；重度风化的岩石，敲打声为哑音，轻轻敲打就会呈小碎块，小碎块用手一碰就会变成粉末，与水接触就会变成泥状团物。因此风化程度越低，RQD指数越高，岩体质量越好；风化程度越高，RQD指数越低。岩体质量越差，降低岩体风化程度，能为深部勘探技术提供大力帮助。

1.4 实现多因素检测

为了验证深部勘探技术的实用性和可信度，通过不同因素对RQD指数的影响进行检测[5]。

首先，岩体结构面对RQD指数有一定影响。岩体结构面强度越大，岩体的强度越大，RQD指数越高，岩体的结构面往往会出现变形，在岩体的发育过程中会出现断层、裂痕和节理等现象，这些现象都在不同程度上影响着岩体的稳定性，因此，通过增大岩体结构面强度来提高RQD指数，实现深部地质勘探技术的发展。其次，地下水特征也影响着深部勘探技术的发展。在实际水文地质勘探工作中，很容易忽略地下水特征对勘探工作的顺利进行，地下水环境好，岩体的性质就好，RQD指数越高。在矿山水文地质勘查工作中，要随时发现影响勘查工作的种种因素，并及时解决和处理不利因素对地质勘查工作的负面影响。

2 深部地质勘探技术实验

在矿区内选取同一个水文地质进行勘查，保证周围环境稳定，包括气温恒定、气候标准风向一致等，实验前测量当前矿区的地下水位，在地下水位不影响实验正常操作的情况下进行，在矿区内选取10出实验基地钻孔，分别使用原始地质勘探技术和深部地质勘探技术钻孔，钻孔的深度要一致，并且都选用大于10cm的岩心累计长度，比较两种技术的RQD指数，结果如表1所示。

表2 原始勘探技术和深部地质勘探技术RQD指数表

表2结果表明，采用不同的勘探技术检测的岩体质量有很大差别，采用深部勘探技术勘查的岩体质量明显要好于原始勘探技术勘查的岩体质量，因此，可以采用深部勘探技术来进行矿山水文地质勘查工作。

3 结语

地质勘探技术的研究对促进矿山开采技术的发展具有重要意义。随着当今信息技术的快速发展，水文地质勘探技术也在不断完善，为矿山的安全生产做出巨大贡献，尤其采用深部地质勘探技术之后，水文地质勘查的效率有了明显提高[6]。虽然我国的水文地质勘探技术已经取得一番成就，但是距离国际水文地质勘探技术的发展还存在一定差距，突破原有的水文地质勘探技术，推广采用深部地质勘探技术来促进矿山企业的发展，希望本文的矿山水文地质勘查的深部地质勘探技术研究能让我国矿山水文地质勘查工作越来越完美。