水文地质在矿山工程建设中的应用

水文地质在矿山工程建设中的应用

摘要:本文通过矿山地质条件、水文条件、工程地质条件进行分析,提出了矿山开采时可能存在的工程地质问题及防治措施,为矿山工程安全生产提供了科学依据。

关键词:工程地质问题;水文地质;矿山工程建设;工程地质分区

矿山勘查设计和施工建设面临许多安全性问题,其中最常见的是地面塌陷、地裂缝灾害、矿震等。矿山勘查工程面临的风险因素受一定环境因素影响,如果能够提前收集到准确的地质水文条件资料,就能够根据经验提前进行风险识别,然后进行预防措施的设计,能够有效降低很多矿山工程事故的发生概率。矿山勘探地理位置选择是水文地质条件工程地质分区的一个重要环节。

1地质概况

1.1地形地貌

安徽省某矿山在区域构造上位于复试向斜的西翼,属于褶皱和断裂发育,这部分区域控制着矿山水文地质分布的完整性,其地下水分布受到地质构造和矿层特性等方面的控制,在陡山沱组、灯影组矿层均分布着含水层,其厚度大于50m,富水性中等。

1.2矿层特征

研究区的矿层特征主要是上统石千峰组,地层上为二叠系上,泥浆主要是砖红色的,泥岩夹杂着砂岩,能够发现局部还夹杂着一些粗粒砂岩,岩中的砾石主要是黄绿色,底部大多是灰白色,岩质具有一定的膨胀性,不是很强,主要是因为受到湿气的影响,再经过干燥冷空气的侵染崩解现象非常明显。岩质的色系由两种不同厚度的细粒长砂岩构成,一种是淡紫色另一种是浅紫红色[1]。

1.3气象特征

勘探区地处半干旱气候区,属大陆型气候和寒冷干燥气候为主,而且笔者调查的水文地质条件工程周围的环境昼夜温差非常大,空气非常干燥而且蒸发量比较大,在春季和秋季多风,夏天非常炎热,冬天非常寒冷。最高温度和最低温度相差较大,极端气温出现的频率比较高。

1.4矿震参数

根据目前已经建造好的水文地质工程来看,发生过五级以上的地震的隧址区有两次,根据调查矿震对矿山勘探造成的影响不是很严重,矿震活动相对较弱,对于新构建成的工程板块并没有很大的影响,勘探区的矿震动峰值根据《中国地震动峰值加速度区划图》可以判断出加速度,矿震本身的烈度为六度,特征周期为0.4秒。

1.5矿山地质灾害防治措施

现阶段,矿山地质灾害发生的频率及强度呈上升趋势,对地质灾害的预防和治理已刻不容缓,大量潜伏的地质灾害的防治必须上升到监管的高度,纳入到减灾防灾的工作范畴。矿山企业要合理的利用资源,改变以往粗放的管理方式。矿山地质灾害的研究要充分依靠科技手段,采用高新技术,研究灾害的发生机制,建立灾害的监测、预报和评估信息系统。

1.6矿区水文地质概况

矿山勘探区的地形现阶段呈现出来的大多是地质灾害发生后的,勘查区的主要特征是可开采的矿层正逐渐减少,这就导致了第四系和其他矿层互相之间整合接触不良的关系,第四覆盖层主要分布于山间盆地和沟谷地段,但是由于黑虎岭和安泰山的漳河分水的影响,第四系与第一条水文地质界线还是接触非常不完整。相对水层主要位于下伏基岩和第四系覆盖层之间。山间盆地和山谷中充满了地表降水,因为地表降水最终流向一般都是山间盆地。地下水以山间径流的方式主要流入最后的河流,方向基本上是由西向东,由北向南,最后经过盆地。经过笔者的调查发现,最晚形成的泉都集中分布在该界限的附近。在勘察现场时,要根据矿区地下水基本的富集状况进行透水和隔水的分析[2]。

2工程地质分区的划定

水文地质条件的形成受不同地质构造单元和不同地貌单元的双重影响,经过笔者的多次研究也容易发现现场的工程地质勘探成果非常明显。根据地质构造特征和矿层特征可以将水文地质工程分为三个不同的地质区:山间盆地工程地质区、低山丘陵工程地质区、阶地与河漫滩工程地质区。

3各分区的工程地质特征与水文地质条件

3.1低山丘陵工程地质区

低山丘陵工程地质区的厚度基本上在5米左右,矿层的主要物质是残积粉质黏土,渗透系数相对其他土层来说比较小,而且地貌多山,也是渗水性比较差的原因之一。经过工程地质勘查能够发现,低山丘陵工程地质区的土壤持力层还是比较高的,而且富集水的功能是很强的,对于矿山水文地质勘查工程来说是比较满意的地质条件。地表受地貌的限制有很多风险存在,因为地表有太多的动水压力集中带和静水压力集中带。

3.2阶地与河漫滩工程地质区

阶地与河漫滩工程地质区的土壤主要为洪水冲击的粉质黏土,渗透系数也不是很大,厚度平均为7米,局部存在一些第四系含水层,地貌河谷的形成基本上都是在河流的作用下,因为很多含水层被隔水层切割断了,因此该地质区的储水能力比较强,地下水位差比较大。

3.3山间盆地工程地质区

山间盆地工程地质区源头位于两个单斜构造的交汇处,断层比较多,构造的破碎带也比较多,含水系统也比较多,地下水系统是“顺置式”的。断层偶尔还是会有泉水涌出,笔者分析的地质界限主要位于两条不同的水文地质界限之间。

4地质分区应用结果

4.1地形变化特点

地质发展的变化是很漫长的,地形总体特征呈现了一种两头高、中间低的特点。并且因为海进海退的地质旋回都使该地区经历了多次造山运动,山区地质的构造也是非常复杂的,因此根据这些差异要对不同地区的可操作性进行统计。

4.2不同分区的水文地质条件控制因素不同

不同的分区水文地质条件对于工程的影响是不同的,想要确切的指导水文地质条件工程的施工技巧,就要为矿山工程的建设提供可靠、科学的依据,才是最有指导意义的方法。

5结语

综上所述,矿山工程建设的会受到多方条件的制约,对复杂的地质情况进行分析、勘测就显得尤其重要。矿山地质勘查过程中一定要足够重视存在的风险,规避风险施工才能够保证矿山工程建设的安全运行。

参考文献

[1]张俊.浅析水文地质条件工程地质分区在工程中的应用[J].《地球》.2014(6):101-102.

[2]李军心.水文地质条件工程地质分区在工程中的实施要点分析[J].《科技、经济、市场》.2015(2):4-5.

作者:黄永涛 单位:安徽省地质矿产勘查局326地质队