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矿产资源中水文地质勘察的技术

摘要:水文地质勘察工作是现阶段矿产资源工作研究的重点课题之一。如今,测绘技术、物探技术和钻探技术获得了空前发展,水文地质勘察工作进入新阶段。本文分析了水文地质勘察工作的意义,从水文地质测绘、物探、钻探三个方面分别阐释了其关键技术,希望为矿产资源工作提供有效帮助。

关键词:矿产资源;水文地质勘察;关键技术;意义

矿产资源关系到国家发展,关系到国计民生。探测矿产、开采矿产、保护矿产资源环境是每个矿产资源行业人士的责任。几十年来,水文地质勘察在矿产资源工作中的地位不断提升。做好水文地质勘察工作可以缩小矿产资源的探测范围、加快矿产资源的开采速度,保护矿产地区的生态环境,有效避免粗放式开采带来的一系列安全和环境问题。因此,现阶段在矿产资源工作中展开水文地质勘察关键技术的研究是非常有必要的。

1水文地质勘察工作的意义

水文地质勘察是指对地下水的赋存条件、补径排类型等水文地质条件以及地下水与矿体影响类型等进行探勘,为矿产资源工作打好基础。随着科学的发展,专业人士能够利用遥感影像、计算机技术、电磁波以及各种设备对岩体内部十几里范围内的情况进行准确分析。对于矿产资源工作而言,水文地质勘察工作有着三方面的意义:

1.1减少投资成本,快速找到矿产资源

目前为止学者们已经发现水文地质的形成与金属矿产、能源矿产的形成有着莫大的关联。矿床形态、位置以及断裂情况都可以通过地下水的流向以及水体中矿物质的含量分析得到。在我国山西、内蒙古、陕西等地的矿产资源先后证明了水文地质与矿产资源的关系。因此,进行水文地质勘察工作能够减少矿产搜索范围,减少投资成本,尽快找到矿产资源。

1.2增强矿产开采的安全性,降低行业风险

水文地质勘察工作是在矿产资源开采前完成的。在勘察过程中,勘探人员通过一系列的钻孔、电磁波探测已经对岩体内部的岩层、褶皱、断裂等情况探索清楚。在掌握这些数据的基础上,开采工作者的工作环境安全系数会大大提高。水文地质勘察工作的进行不仅仅对开采范围内的区域进行勘察,还会对相邻、数值异常的区域进行横纵拓宽,分析岩体内部相互作用力,排除喷泥和喷浆的情况。因此,水文地质勘察工作能够增强矿产开采的安全性,降低行业承担的风险。

1.3降低开采矿产资源对自然生态环境影响

粗放式矿产资源开采造成了部分地区塌陷、沉降,改变了地区的自然生态结构,甚至部分地区的环境至今没有恢复。水文地质勘察工作对矿产资源开采后产生的岩体内部受力变化、地表结构改变以及后期的废物处理等进行了评估。一方面矿产资源的开采不能改变地下水流向,确保水源不受污染;另一方面矿产资源的开叉不能改变岩体的结构,不能改变地表大气、水资源等循环。一旦超过监测标准,矿产资源必须停止开采,并采取措施减少对自然环境的影响。

2矿产资源工作中水文地质勘察的内容及关键技术

矿产资源工作中水文地质勘察的内容可以分为水文地质测绘、水文地质物探和水文地质勘探三部分。每一部分都有关键技术作支撑。接下来,从这三个方面分析水文地质勘察的关键技术。

2.1水文地质测绘工作以及投影法技术

水文地质测绘工作是一项最基本的勘察工作。随着卫星遥感技术、无人机技术的发展,大面积山体影像资料能够从露出地表的部分水体,预测地下水的流动方向,分析地下水的脉络。由于测绘技术只能够对地表的情况进行观察和分析,地下河的判断则需要用软件工具进行数据内插合成。与此同时,还需要进行实地测量,以便进一步完善预测工作。投影法的作用是根据已经得到的数据推测未知的内容,并按照矿产资源工作的需求,形成多个剖面图,为矿产资源的开采提供较为真实的资料。投影法利用野外测量数据和遥感影像,将导线方位、水平距离以及基线方位确定好。根据野外观察的情况,将不同属性的图层叠加在一起,使得岩层产状、地质形成、构造特点等全部集中展现出来,而后进行纵向切割,得到纵向剖面图。

2.2水文地质物探工作以及电法勘探技术

水文地质物探工作能够将岩体从类型、成分、结构以及湿度、温度等方面进行区分。不同地质时期形成的岩体不同,其电学性质也存在着较大差别。这些差别成为判断水文条件、矿床走势以及断裂程度的关键。在多处矿产资源中,金属矿体、能源矿体、普通岩石以及水体在仪表设备上的反应差别比较大。如果岩体内部结构简单,则仪表设备异常值较少;如果岩体内部较为复杂,则需要加密观测距离,分析各个区域的孔隙度、含水性。电法勘探技术是目前应用最广、效果最佳的技术。一般采用电阻率法。这种技术需要的设备不多,对水文地质物探的作用效果最好,能够对水体的倾角、宽度等发挥作用。当表面风化改变了原有地质结构时,电阻率法仍不受影响,找到岩溶裂隙水、探明300m以内的水体、冲洪积面、古河道,此外,其对热水资源也十分敏感。这些数据能够帮助矿产资源工作人员,弄清楚岩体内部的情况,对保障开采安全发挥着积极作用。

2.3水文地质钻探工作以及钻孔技术

水文地质钻探工作是勘察阶段的最后一道工序。钻探工作主要是为了抽样调查和证实岩体内部的构造情况以及地下河的流动方。钻孔技术分为冲击钻进和回转转进以及二者相结合的应用方式。冲击钻进法使用钻头击穿岩石向下冲击,一般可以深入到地表以下300m的位置,根据钻孔取出的岩石样品,分析岩体的实际情况;回转钻进法通过使钻头变向,击穿周围的岩石,配合冲击钻进共同向地下深入。取得的岩石样品能够为矿产资源的开采提供直接参考,矿产资源工作也能够根据取出的岩石样品获得地下情况的一手资料,对整个矿产资源开发有着重要意义。

3结语

水文地质工作勘探研究是减少矿产资源工作成本、增强其安全性的重要保障。本文希望矿产资源工作重视水文地质勘察工作,不断推进其关键技术的发展,为矿产资源工作的发展提供便利。

参考文献:

[1]姜兴武.水文地质工作在矿产资源勘察中的作用[J].中国科技纵横,2016(16).

[2]郑博.关于对矿产资源勘查中水文地质的研究分析[J].中国科技投资,2014(A04).

作者:胡光 单位:河北省煤田地质局水文地质队

 

  发布时间:2017/8/9 15:48:51  阅读人次