矿区水工环地质工作方法与技术要求研究

王冬青

（安徽省地质矿产勘查局326地质队，安徽 安庆 246003）

当前我国社会经济的飞速发展和人们日益丰富的物质生活需求加大了对能源的消耗，因此矿产勘测开采工作力度不断加大。在矿区，为了进一步提高矿区地质勘查数据的精确性，降低在矿床开发利用过程中发生突发性地质灾害或者其他安全事故的风险率，做好水工环地质工作十分重要[1]。水工环地质工作是一门涉及多门学科，范围较广，专业性很强的工作，主要包含了水文地质、工程地质和环境地质等三方面的内容。

为做好矿区水文环地质工作，应采取科学合理的工作方法和技术，只有科学合理的水工环地质工作方法和技术要点才能保证水工环地质资料的精准性，从而为矿床开采提供有效参考数据，为矿区安全生产提供有力保障。

1 矿区水工环地质工作的具体内容

水工环地质工作包括水文地质、工程地质和环境地质，是一项针对地下水资源、工程建设和自然环境的地质条件进行调查评价的地质工作。

1.1 水文地质

水文地质主要是研究地下水的一门学科，它通过研究地下水发生、运动、分布规律以及所包含的化学成分、物理性质等，并通过研究地下水与岩石圈、水圈、生物圈、大气圈和人类活动之间相互作用下产生的地下水质与量的时空变化规律，从而更好的服务于人类[2]。它主要服务于工程建设、矿山开采等人类生产领域，又延伸出区域水文地质学、矿床水文地质学、水文地球化学、地下水动力学、供水水文地质学、土壤改良水文地质学等分支。

1.2 工程地质

工程地质主要是以研究岩石稳定性、岩石沉积物构造、地质地形变化、地质构造等地质学内容，为工程规划、勘察、设计和施工维护提供有关地质勘查数据。

1.3 环境地质

环境地质最早起源于20世纪六七十年代的西方工业发达国家，主要是研究泥石流、滑坡、地面沉降、城市地质问题等内容，主要目的是处于环境保护，通过应用地质数据和原理，解决人类占有或活动如矿物的采取、腐败物容器的建造等所造成的环境问题，如地表侵蚀、地下水污染、大气圈污染等，并做出系列的地质评价。

2 矿区水工环地质工作方法与技术要求的重要性分析

矿区水工环地质工作方法，主要是通过运用合理的地质矿产勘查技术对地质矿产进行勘查，从而帮助地质勘查人员更加明确矿区类型，并根据矿区结构特点和相关矿区工作规范，详细分析矿区地质矿产勘查数据，确定矿产资源的分布范围，并使地质矿产勘查流程更加优化科学，使地质矿产勘查数据更加精准，从而提高地质矿产勘查工作效率和水平，提高地质矿产资源的开采率[3]。当前我国矿区水环工地质工作越来越频繁和复杂化，也一定程度上增加了地质矿产勘查难度，同时在生态文明建设和可持续发展理念的深刻影响下，地质矿产勘查人员在运用合理的水工环工作方法与技术的同时是为了根据矿区生态环境特点，而制定出符合该矿区可持续发展的环境保护措施，从而达到在提高矿产资源开采效率的同时促进矿山企业的可持续健康发展的双赢目的。

3 矿区水工环地质工作的具体方法与技术要求分析

3.1 矿区水工环地质测绘工作

矿区水工环地质测绘需要全面细致的了解当地的自然环境特点、社会地理条件、气象状况、地质灾害情况等，并充分考察当地的岩石和地下水，及时做好全面的地质不良现象情况的记录[4]。测绘人员通过对矿区已知的水文资料以及工作区域内的地形、地貌、河流、山丘、湖泊、海洋等等地表现象的分布情况的收集掌握，并对现有矿区的地貌、地质状况进行精确勘探，按照测绘观测路线中穿越法和追索法相结合的方式开展观测工作，并采用一股直接垂直与岩石层和构造走向的工作方向来进行观测，这样可以充分的把重要的矿质带、接触带以及断层带进行鲜明表现。测绘技术一般按照1：50000-1：10000比例来控制测绘，相关测绘数据要求如表1所示。

表1 相关测绘数据要求

3.2 钻孔工作之后的测量工作

3.2.1 钻孔抽水试验

地下水是影响基坑工程安全的重要因素，对于场地地下水条件复杂、安全等级为一级，对施工和环境有较严重影响的深基坑必须要进行抽水试验，主要是为了满足降水设计和环境影响评估的需要，也是为了确保矿区安全生产的需要。钻孔抽水试验一般用稳定流抽水试验法，在抽水实验前必须要确定静止水位。

抽水试验过程中应连续准确观测和记录水位下降、流量、水温和恢复水位的情况，水位下降、流量的观测时间间隔为抽水开始后的第5、10、15、20、25、30min各观测记录一次，以后每30或60min观测记录一次；水温、气温的观测时间间隔为每2～4h同步观测记录一次；抽水试验达到稳定标准停抽后，恢复水位观测时间间隔为停抽开始后第5、10、15、20、25、30min各观测记录一次，以后每30或60min观测记录一次直至稳定，稳定标准为8h内水位波动范围不超过10 cm。

3.2.2 钻孔静止水位及水温测量

在钻孔工作停工后需要马上对被勘查矿区的孔内水位进行观测，观测时间应在第一次之后的5、10、15、20、30、45、60min内以此进行，观测时要对相关信息数据做好详细全面的记录，以60min为一个周期，每一个周期都要记录一次。同时要保持水位稳定，稳定标准为4h内水位波动范围不超过5cm，则该测定的水位为静止水位。温泉孔停工后24h内可进行水文测量，以距离为单位进行观测，从初始水面开始到10m、20m……到孔底以等距离的比例进行水温测试，并做好孔内水温升降曲线图的绘制，从而确定在多少深度存在漏水点，为封孔堵漏工作提供有效的数据依据，从而提高成井率。

3.2.3 水工环地质物探

（1）瞬变电磁法。瞬变电磁法又被称为时间域电磁法，简称为TEM，它主要利用电磁感应原理和地下岩矿石的导电性和导磁性的性质不同，研究分析矿区的电磁场变化，从而判断目标体的具体位置。它对于勘测矿区岩石含水量高、围岩和目标体之间的典型差异很大的勘测判断是最为方便准确的。其使用方法充分利用了时域电磁感应，首先在矿区地表或者空中设施发射回线圈并使其能够通以阶跃电流，发射圈与接收线圈不得超过10m距离，同时用不接地回线路或者接地电源向地底发送一次脉冲场，在一次脉冲的发送期间，利用回线或者电偶极接受由一次脉冲电波激励产生涡流的非稳定电场，然后再感应二次场。但当发射源被切断后，磁场会发生剧烈的变化，地下导体就会形成感应电动势，也就是感应电流，其勘测深度可到100m。

（2）探地雷达法。探底雷达技术简称GPR，其工作原理与GPS技术较为相似，主要是运用高频无线电磁波在不同介质中所产生的电性差异，如不同介质的介电常数及电阻率，通过脉冲形式产生电磁波，并通过矿井对地下介质能量吸收的多少进行必要分析，从而探测出水文地质灾害的相关因素。主要操作方法是选用设置在一定范围内频率的地质雷达仪对测量区域进行反射剖面法数据采集。GPR技术能将地下图像清楚、细致、快捷的展现出来，通过GPR技术以及计算机技术的结合，所勘探的信息资源不仅便于保存，同时应用也更加方便，因此地质雷达技术也具有十分广泛的应用。

4 结论

综上所述，矿区水工环地质工作具有很强的复杂性和专业性，需要相关人员加强对相关工作流程有全面的了解和掌握，并对相关工作方法和技术要求做到熟练运用操作，从而才能使矿区水工环地质勘查工作质量得到切实的保障。