水文工程地质勘查论文

2022-04-18

水文工程地质勘查论文 篇1:

矿井地质勘查的特点及技术手段

摘?要 矿井地质勘查的目的在于获得准确、足够的地质资料,查明影响采掘生产的地质因素,提高勘查程度,增加可采储量,以满足矿井各种设计的需要,保证生产正常接续、安全生产和煤炭资源的合理开采和利用。本文结合工作实践,分析煤矿矿井地质勘查的特点及技术手段。

关键词 煤矿;矿井;地质勘查

随着矿井建设和生产的进行,不断表明煤炭地质勘查提供的资料常常与实际情况之间存在某些差异;矿井生产若干年后,先期开采地段的探明的和控制的资源/储量将不断减少;随着采掘工程不断向深度和广度发展,可采煤层的面积也不断减少,矿井服务年限也将随之不断地缩短。这就要求在生产期间除进行经常性的矿井地质调查、分析、研究之外,还要运用各种技术手段进行必要的地质勘探工作,以便解决上述问题。

1 煤矿矿井地质勘查的任务及特点

1.1 煤矿矿井地质勘查的主要任务

1)在新井开凿之前,查明井筒、井底车场、主要大巷所在位置的地质情况及水文工程地质情况。

2)在新水平或新开拓区设计之前,查明地质构造、煤层赋存状况及其他地质和水文地质情况,提高勘探程度和储量级别。

3)在开采过程中,解决经常出现的局部地质问题。

4)在残采区进行找煤勘查工作。组织实施一些专门性的钻孔施工。

1.2 煤矿矿井地质勘查的特点

与煤炭地质勘查相比,煤矿矿井地质勘查具有如下特点。

1)具有继承性和补充性煤矿矿井地质勘查是在煤炭地质勘查的基础上进行的,有丰富的第一手资料可供煤矿地质勘查设计利用,其勘查方案的选择原则上应与资源勘查尽量保持一致。但重点应放在补充勘查以前工作不足的工程上。

2)直接为采掘生产服务在确定勘查时间和布置勘查工程时,必须考虑生产接续计划和采掘工程设计与施工的需要。

3)具有针对性和局部性煤矿矿井地质勘查多是针对某一专门问题而进行的,任务比较单一,范围比较小,一般不要求提交完整的地质勘查报告,但要求报告简明、精炼。

4)具有一系列优越条件进行煤矿矿井地质勘查时,既有资源勘查和丰富的井巷资料作为依据;又有条件采用井下钻探、巷探和井下物探等手段,并能把井上、井下工程布置结合起来。

2 煤矿矿井地质勘查的技术手段

煤矿地质勘查的技术手段主要有:遥感地质调查、地质填图、坑探工程、巷探工程、地球物理勘探等。

2.1 遥感地质调查

遥感地质调查是综合应用遥感技术进行地质调查和资源勘探的方法。遥感地质调查的理论建立在物理学的电磁辐射与地质体相互作用的机理基础之上,而其技术方法则建立在“多”技术基础上,是通过多波(光)谱、多时相、多向成像、多向极化、多级增强处理等技术手段,来采集和分析遥感数据资料。遥感地质调查不需要直接接触目标物,而是从远距离、高空以至外空间的平台上,利用可见光、红外、微波等探测仪器,通过摄影或扫描方式,对电磁波辐射能量的感应、传输和处理,来识别地表目

标物。

2.2 地质填图

地质填图又称地质测量,是勘探中的基础工作,也是最基本的技术手段。它是应用地质学的理论和方法,有目的地在含煤地区进行全面的地表地质研究,即对天然露头(没有被浮土掩盖的岩层、煤层、断层等)和人工露头(用人工揭露出来的岩层、煤层、断层等)进行测量和描述,并把获得的所有地质信息按一定的比例及统一的技术要求填绘在地形图上,编制成地形地质图、地质剖面图,地层综合柱状图等图件,作为今后地质工作的重要依据。它是采用航天、航空遥感技术和方法,结合常规地质手段,对填图区进行系统地质解译和观测,采集并编辑各种地质信息,着重研究岩石、地层、构造、煤层赋存特征及地表地质规律,为相应阶段的煤田地质勘查提供基础资料。

2.3 坑探工程

坑探工程简称坑探,是为揭露岩层、煤层及地质构造等地质现象,或为了采集煤样在地表或地下挖掘不同类型的坑道所进行的工程。

2.4 巷探工程

运用矿井中的巷道来探测地质现象,称之为巷探。它是矿井地质工作中常用的勘探技术手段。通常无钻探条件,或钻探达不到预期效果,而且生产又需要时,采用巷探。巷探工程有专门布置的巷道,专门延长运输巷和布置几个短探巷,其目的是为了探测即将开采煤层的赋存情况,以便设计开拓巷道对煤层进行开采;也有采用一巷多用的方法,每隔一定距离布置阶段石门,这些石门的挖掘既提前获得了所需的地质资料,又是以后生产上必需的巷道。巷探工程最大的优点是可以直接观测地质现象、量取地质数据、采集样品,而且可以“一巷多用”。施工专门的探巷,一般都采取小断面简易支护的方式,以减少费用。

3 煤矿矿井地质勘查的实例应用——以小型煤矿为例

小型煤矿主要是指在煤炭资源贫缺地区,或者资源虽丰富,但开采技术条件不好,地质构造复杂、煤层不稳定,资源条件仅能建年产30万t/a及以下的矿井。

3.1 小型煤矿的勘查方法

小煤矿勘查不分勘查阶段,一次勘查完毕。

1)勘查手段的选择及其运用。小型煤矿一般开采深度比较浅,主要要求对浅部煤层进行评价。因此,在手段的选择上要根据勘查区表土的覆盖情况,充分发挥地质填图、山地工程、老窑调查和生产巷道的作用,岩心钻探只作为辅助手段,主要用以控制深部。①地质填图是小煤矿勘查的基础工作。在基岩裸露或覆盖层不厚的地区,应配合槽井探、浅钻以及老窑和生产井调查等,充分地进行地面地质研究。地质填图的比例尺一般为1:5000。在没有对地面地质进行充分研究之前。不应开展钻探和坑探等工作。②凡地形和地质条件适宜的地区,应以坑探作为小煤矿勘查的主要手段。坑探的布置应考虑以后能为小煤矿开发所利用。③钻探工程的布置,应根据小煤矿勘查的特点,有针对性地布置在煤层浅部的先期开采地段或井口位置附近,以提高对煤层和构造的控制。④对于拟建年产3万t以下小煤矿的井田,一般只进行地面地质工作。确有必要时,可以布置少量控制性钻孔。

2)勘查工程布置与密度。勘查工程的布置方式主要决定于煤层的形状和产状。一般地质构造比较复杂时,应以勘查线的布置系统为主,可布置一至数条主导勘查线,以揭露完整的地层剖面和控制构造为目的。钻孔的终孔深度以能获得完整的煤系剖面、不漏掉可采煤层为原则。有时为了对比煤层,确定煤层层位,部分钻孔必须穿过整个煤系,打到煤系下伏地层为止。勘查线基本线距最密为250 m。确有必要时,可以在煤层浅部的先期开采地段或井筒位置附近布置少量加密钻孔,以提高对煤层和构造的控制程度。

3)勘查阶段与施工顺序。小型煤矿勘查,可在大比例尺地质填图或普查的基础上,按一次勘查完毕的原则进行。在施工中,可结合勘查区的地质情况,选择有代表性的地段,先布置一至数条主导勘查线,以较密的勘查工程,系统揭露煤系、煤层和控制构造,经过分析研究,初步了解勘查区的含煤情况和构造特点后,再布置全区的勘查工作。

3.2 小型煤矿勘查中的一些要求

对小型煤矿的勘查,根据煤层变化大、地质构造比较复杂的特点,有如下要求。

3.2.1 加强综合研究

在小型煤矿的勘查工作中,不能因为资源/储量少、煤矿小而忽视勘查质量,相反更应重视勘查质量和加强综合地质研究,充分利用地表观测、山地工程、老窑调查及钻探所揭露的资料,对矿区地质构造、煤系、煤层、煤质和水文地质条件作必要的了解和研究。对煤层发育不好和不富集的地段,主要通过地面地质研究、老窑调查和恢复一些老窑进行边探边采,在边探边采过程中,利用巷道资料,配合少量钻孔估算资源/储量。

3.2.2 勘查程度要求

①对一个地区的勘查,首先应找出它的构造规律和主要含煤层段,然后通过勘查工作要求初步查明或控制勘查区的主要构造,详细了解或初步查明可采煤层的层数、层位、厚度、结构和煤层的分布范围。②所有勘查钻孔中的可采煤层均应采取煤心煤样,并应从探井或已有小煤矿中采取煤层煤样。③小煤矿勘查的水文地质工作,应根据勘查区的具体情况确定。一般应进行水文地质测绘(比例尺为1:5000)。勘查钻孔应进行简易水文地质观测,必要时可选择有代表性的井泉和小煤矿进行长期观测。一般不做抽水试验,确有必要时,可对直接充水含水层进行一至两次抽水试验。④对其他开采技术条件的研究,应充分利用邻近老窑和已有小煤矿的资料。确有必要时,可在先期开采地段钻孔中采取顶底板岩石物理力学试验样、煤层瓦斯样及其他样品。⑤小煤矿勘查的工作程度,应根据探矿权人的实际需要,参照普查最终的工作程度研究确定。计算推断的和预测的资源量,其中推断的资源量的比例一般可为20%~50%,推断的资源量应分布在浅部和首先开采的地段。

参考文献

[1]李增学主编.煤矿地质学[M].煤炭工业出版社,2009,03.

[2]毛惠隆,杨光辉.煤矿床工程地质勘查中岩石质量指标(RQD)存在问题的探讨[J].中国煤炭地质,2010,12.

[3]吴光亮.煤矿井下定向钻孔在地质探测分析中的应用[J].中国科技信息,

2011,06.

作者:吴玉章

水文工程地质勘查论文 篇2:

矿井地质勘查特征及技术方法

摘 要:矿井地质勘查的进行主要是为了能够获取充分的精准度高的地质资料信息,找到对矿井采掘中对生产有着影响的一系列地质要素,以促使勘查程度得到较为显著的提升,同时可使可采储量得到一定程度的增加,达到矿井各方面的基本设计准求,确保能够在安全的状态下使得煤炭资源达到科学的最大限度的开采,接下来,文章针对矿井地质勘查特征及技术方法进行相关论述,望能够对同行业有一定的参考价值。

关键词:矿井;地质勘查;特征;技术

随着我国矿井建设及生产技术的不断进步与发展,矿井地质勘查过程中所提供的资料与实际状况有些并不相吻合,一些矿井在历经几年的采掘作业之后,前期开采的地段探明及资源掌控会逐渐的缩减。伴随着采掘工程的快速扩增,可采区域面积及储量会减少,矿井服务年限也会不断地缩短,为此,除了需要定期地进行矿井地质勘查及深入的探究基础上,需采用科学合理的技术方法实施地质勘查。

1 矿井地质勘查基本任务及特征

1.1 矿井地质勘查基本任务

第一,建井初期,需要针对井筒、井底停车场、石门、联络巷等每一个位置的地质状况与水文工程地质状况进行全面的了解;第二,在设计新水平、新开拓区域前期,需要将具体的地质构造、资源储存的地质状况与水文工程地质进行全面的了解和把握,以使得勘查质量得到有效的保证;第三,矿井开采的过程当中需要保证能够第一时间将局部地质出现的问题加以解决;第四,当矿井地质勘查位于残采区的情况下,主要组织专门的钻孔进行施工作业。

1.2 矿井地质勘查的特征

(1)具备继承性与补充性

矿井地质勘查指的是在地质勘查的基本前提下开展的生产勘探活动,能够有着非常充分的资料为采矿工程地质勘查进行有效的利用,在选用勘查方案的时候要尽量与资源勘查相统一的准则,可是,工作的重点是在补充勘查的工作方面;

(2)直接为采掘生产服务

当具体的勘查时间与勘查工程做好具体布置的情况下,需要兼顾到生产连续规划与采掘工程的设计与施工实际需求;

(3)具备针对性与局部性

矿井地质勘查一般是针对某一个专门的问题开展的一种作业,任务简单、范围较小,通常对于地质勘查报告的要求是比较低的,可是报告一定要保证简洁精炼;

(4)具备显著的优越性条件

矿井地质勘查过程当中,需要有丰富的勘查资源及井巷资源资料来参考,同时需要采用井下钻探、巷探等各种先进的探查方式,同时做到井下井上工程的密切配合。

2 矿井地质勘查技术方法

矿井地质勘查技术方法中,较为常见的包含:地质填图、巷深工程、钻探等等。

2.1 地质填图

地质填图是地质测量的另一从中称谓,是在进行勘探的基本前提下形成的一种根本性的技术方式,其运用的是地质学基本理论与方法,具有目的性的针对矿产区域实施的全方位的地表地质探究,是对天然露头与人工露头实施的实地性测量与相关描述,同时将得到的全部地质信号在遵循特定比例与统一技术准求的基础上进行的地形图的描绘,制定出地形地质图、地质剖面图、岩层综合柱状图等等,为以后地质工作的开展供应非常重要的资料信息。

2.2 巷探工程

巷探工程采用的是矿井当中的巷道针对地质现象实施的一种探测,其在矿井地质工作中属于一种非常多见的勘查技术方法,一般在没有钻探的状况下,或者是钻探未达到之前预期效果的情况下,但是由于生产的实际需求,我们可以选择巷探这种技术方法。巷探工程具备专门的巷道、专门的延长运输巷及布置的短探巷,主要是为矿井开采相关状况实施的一种探测,对开拓巷道的具体设计及矿井的开采是非常方便的。此外,一巷多用的技术方法也是较为多见的,在间隔一定距离后进行阶段石门的布置,经过挖掘的石门可以提前得到所需要的地质资料,同时也是今后生产中可以使用的巷道。

2.3 钻探工程

钻探是煤矿矿井生产勘探的重要手段,在不明断裂或煤层尖灭等情况下,为查明煤层产状而采用的勘探方法,钻探探矿的特点是效率高费用低,较巷探工程更节省人力物力,并且对瓦斯、水也可探查。

3 矿井地质勘查技术在小型煤矿中的具体运用

通常,小型煤矿是没有勘查阶段之分的,可进行一次性勘查便可结束。

3.1 勘测方法的选用

小型煤矿一般情况下开采的深度非常浅的,其是对浅层的煤矿实施的具体评价,所以,可以从勘查区域外表的土质状况来进行选择,最大限度上显现出地质填图、山地工程、生产巷道的实质性作用,将岩心钻探作为辅助方式,对煤矿深部进行有效的掌控。

3.2 勘查工程分布情况与密度

通常是由每层的具体形态及产状来决定勘查工程所选择的布置方式,一般情况下,地质构造复杂的情况下,会将勘察线布置方式作为最主要的一种,需要布置一条或者几条的主导勘查线,将展现出地表剖面完整、不漏掉可采煤层作为基本的准则,有的情况下,为了对每层进行具体的比较,确定每层的具体层位,有的钻孔是需要通过整体勘查区域的直至达到煤层的最底部。勘查线路大体上距离最密为250m,在需要的情况下,可以将每层与地质构造掌控程度做出相应的提升。

3.3 勘查阶段与施工工序

针对小型煤矿的勘查,是创建在大比例尺地质填图及普查的基本前提下的,以一次性完成为基本原则,工程施工作业当中,需要综合勘查范围内的地质状况,挑选具备代表性的地域,对主导勘查线实施布置,以较密的勘查工程,来展现出煤层的具体地质构造状况,通过系统性的分析探究之后,对整个勘查区域的煤层构造特征有一个全面的了解,从而开展接下来的区域性地质勘查作业。

参考文献

[1]李增学主编.煤矿地质学[M].煤炭工业出版社,2009.

[2]毛惠隆,杨光辉.煤矿床工程地质勘查中岩石质量指标(RQD)存在问题的探讨[J].中国煤炭地质,2010,(12):51-53.

[3]吴光亮.煤矿井下定向钻孔在地质探测分析中的应用[J].中国科技信息,2011,(11):75.

作者:马玉章

水文工程地质勘查论文 篇3:

工程地质与水文地质勘查中的要点问题探析

【摘要】本文首先就工程地质勘查和水文地质勘查进行了概述,然后对工程地质和水文地质勘查中相关问题进行了详细阐述,以供同行参考。目前工程地质与水文地质勘查的实际情况而言,其中还存在着一些较为严峻的问题。这些问题不仅影响到水文地质勘查的科学性和效率,同时还制约了地勘行业的发展。本文以下就此进行了详细的阐述。

【关键词】地质; 水文地质; 勘查; 问题

一、前言

新时代社会不断进步,科学高速发展,促使地勘行业发展有了空前的趋势。各种勘查技术都在科学技术的基础上得到了突飞猛进的发展,技术也在不断地改进创新,大批先进的勘查技术和勘查设备也应运而生。勘查过程中新的技术和设备的引进大幅度的提高了我国地勘行业的发展。提高地质工程与水文勘查有着重大的意义,因此地质勘探技术的提高迫在眉睫。目前地勘工作想要得到进一步的提高就必须严格按照相关的要求和规定,促使勘查科学合理的进行。

二、工程地质的简要概述

工程地质就是在人类活动范围内对工程施工中的相关问题进行调查、研究并解决的一门科学。人们对工程地质进行研究的重要原因是为了能够在详细考察施工区以及四周环境的地质条件后,在某个地质条件下,根据实际状况对施工过程中可能出现的问题进行分析与预测,并依据出现的问题提出相应的解决方案。同时根据这些依据选出最合适的工程地质施工的地点,对有可能会出现的有害的地质问题找到合适的解决办法,以确保在设计方面地质工程的合理性、科学性和在施工进行中的稳定性、可行性。

能够提出对岩土改良的建设性措施;能够准确的鉴定岩土的成分;能够分析并确认岩土组织的自然属性对地质工程稳定性的影响。上述三点是地质工程主要的研究内容。但是,地质工程勘察的基本任务是有针对性的,可以专业的回答在工程施工方面遇到的地质问题,并能够给予相应的解答,其主要的目的是通过对地质的实地勘察来了解工程地质间题,以及通过相应的措施和解决办法来确保地质工程施工安全、有序的进行。

三、工程地质勘查工作存在的问题

1、勘查周期不合理

工程地质勘查的最终结果是要提交地质报告,这一过程需要一定的工作周期,缺乏足够的勘查周期会带来严重的后果,没有能够对地质条件进行足够的清楚认识,最终会导致施工单位控制不住资金的投入,以及施工后发现问题再次修改设计等情况的发生,造成了资源的浪费和经济损失。

2、监管问题

工程地质勘查是先设计和施工之前而进行,是整个工程建设的重要内容,因此,在这一步时,选择合适的勘查单位显得尤为重要,然而,在实际情况下,有些建设单位对于这方面的认识不到位,不能够正确了解到工程地质勘查的重要性以及所处的位置,这就造成了,建设单位在选择勘查单位时,对勘查单位没有较高的要求限制,随意性比较大。

3、工程质量问题,以斜坡稳定性分析为例

在工程地质勘查过程中,施工人员对地质勘查概念不明确,会导致没有明确的勘探侧重点,方法和手段不规范等会带来严重的工程质量问题,同时在工程地质分析工作中,方法理论及计算公式等错误的选择,都会对地质构成的揭示和土体力学指标的提供带来一定困难。

地壳表面所有拥有侧向临空的地质体叫斜坡,斜坡分为人工斜坡与自然斜坡。在内、外地质营力作用下,斜坡的坡角、坡高会发生相应的改变,当该作用力分布超越了坡体的岩土体强度时,斜坡就会发生破坏、变形。破坏的形式主要有滑坡和崩塌。

斜坡的变形破坏对于地质工程、经济效益和生命财产而言,其具有较大的危害性,当然,盲目对斜坡或边坡采取加固支挡措施也会带来巨大的浪费,因此,应对岩土体的斜坡或边坡的稳定性进行可靠性分析研究以及给予正确的定性评价,预防地质灾害的发生。

四、水文地质勘查中存在的问题

1、岩土水理性质

(1)地下水的赋存形式:地下水由于在岩石中的賦存形式不同可分为三种水:重力水、结合水以及毛细管水,另外结合水又可以分为两种:若结合水和强结合水。

(2)岩土的主要的水理性质和测试的三种方法:①软化性,是指岩土在与水接触后力学强度降低的一种性质,可以用软化系数来表示,可以通过系数的大小来判断岩石耐水浸、耐风化的能力。②透水性,是指水在重力作用下透过岩土的一种性能。对于松散岩上的岩粒,若其愈不均匀、愈细,它的透水性便愈弱。对于坚硬岩石来说,它的裂隙或岩溶愈发育,其透水性也就愈强。③崩解性,是指岩土在浸水湿化后,因为土粒之间的连接作用被削弱,破坏,使土体崩裂、解体的一种性质。

不同的岩土水理性质对岩土地质效果具有非常大的影响,直接决定着地质施工质量。通过对不同水文地质状况进行全而研究,可以在最人限度控制危害因素,减少岩土工程存在的风险隐患。水文地质勘查状况已经成为人们关注的焦点,因此在进行水文地质勘查的过程中,相关人员要对存在的水文问题进行全而勘查,确保从本质上降低水文地质对地质工程的影响,提高工程质量。

2、地下水引起的岩土工程危害

地下水对岩土工程危害主要体现在以下两点:一是地下水位升降变化的影响,二是地下水水动水压力作用的影响。

(1)地下水升降变化引起的岩土工程危害

不管地下水位变化是由于天然因素还是人为因素,地下水位的变化达一定程度都会造成一定的危害危害,尤其是对岩土工程。地下水位的变化主要产生以下三种方式的危害:

(2)水位上升引起的岩土工程危害

很多原因造成潜水位的上升,其中主要包括水层结构、总体岩性产状;另外水文气象因素(降雨量、气温等)和人为因素(灌溉、施工等)也会造成潜水位的上升。各种因素的综合作用会产生更严重的影响。潜水位的上升可能会造成以下影响:①土壤的盐渍化、沼泽化、建筑物被地下水腐蚀,②斜坡、河岸等岩土体的滑动,③特殊的岩土体结构和强度都受到破坏,④促使流沙和管涌现象,⑤地下洞室冲水,基础上浮,导致建筑物失去稳定性。

(3)地下水位下降引起的岩土工程危害

人为因素在很大程度上造成了地下水位的大幅降低,例如,地下水的大量抽取,大量的采矿活动,上游筑坝,大量的修建水库等等。地下水水位的大幅下降往往会造成一定程度的危害:诱发地裂、地面沉降、塌陷以及地下水枯竭甚至水质恶化等。不仅如此,人类的居住环境、建筑物的稳定性也会受到威胁。

(4)地下水动压力作用引起岩土工程危害。地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变地下水天然动力平衡条件,在移动的动水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。

五、结语

要提高工程地质与水文地质勘察水平,严格按照相关要求和规定来进行是必要条件。只有遵循规定才能确保勘查结果的合理性和科学性。上文着重分析了工程地质和水文地质勘察过程中的相关问题,读者可通过此文来进一步了解工程地质和水文工程。总之,工程地质和水文工程有利于推动社会的发展。所以,全面提高工程地质和水文勘查的水平将促进社会进步和经济的发展。

参考文献

[1] 胡建斌:《刍议岩土工程勘察中的水文地质问题》,《广东科技》,2011年16期

[2] 王飞 金龙:《浅析水文地质问题在工程勘察中的重要性》,《科技信息》,2010年36期

[3] 张彩云:《工程地质勘察中水文地质分析》,《科技致富向导》,2011年18期

[4] 桑国聪:《浅论工程地质勘察中相关问题的研究分析》,《中小企业管理与科技(下旬刊) 》,2013年06期

作者:李阁

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