地下水对有色金属矿山地质勘察的影响及防范措施

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M anagement and other 地下水对有色金属矿山地质勘察的影响及防范措施
刘晓琳
摘要：地下水在有色金属矿山地质勘察中扮演着重要而复杂的角色。

其对地质勘察的影响涉及到矿产资源的开发、矿区环境的稳定以及工程施工的可行性。

随着矿业活动的不断拓展，地下水问题逐渐凸显，成为矿山工程面临的一项重要挑战。

本文旨在深入探讨地下水对有色金属矿山地质勘察的影响，并提出相应的防范措施，以确保矿山活动的可持续发展。

关键词：地下水；有色金属；地质勘察
1 有色金属矿山地质勘察及地下水勘察的重要意义中国有色金属工业的蓬勃发展，是建立在以矿山为基础的组成结构上的，矿山在其中的地位至关重要。

我国国民经济与生活水平的不断提高，使得各行各业对有色金属工业的需求持续增长，随之而来的是对其质量与安全性的要求也愈加严格。

在这样的背景下，矿山地质勘察工作的重要性逐渐凸显出来。

有色金属矿产的勘察工作既要能够有效探查指定矿区的地质情况，更要关注地下水状况。

长期以来，我国的矿山开采与工程建设工作都与地下水状况关系紧密。

在开采过程中，地下水能够通过多个渗透通道进入工作空间，淹井、涌水、透水等情况的发生对矿山开发以及矿山周围环境来说是致命的打击。

为战胜这一系列挑战，矿山开采相关工作者要能够总结经验教训，完善矿山地质勘察工作。

在进行地下水勘察工作时，必须要深入矿山地区，了解当地真实的地下水情况，做好相应的研究与准备工作。

同时，还要了解岩土的特征与质量，并结合地下水情况判断其对矿山开采工作的影响程度。

结合以上两方面信息，制定完善可行的防范措施，为矿山开采建设工程保驾护航。

为了更进一步提高工程的安全性和稳定性，可以引入先进的地下水监测技术。

通过实时监控地下水的流动状况，及时发现潜在问题并采取相应措施，可以有效地防范事故的发生。

在矿山工程规划和设计阶段，必须充分考虑地下水对工程的潜在影响，制定全面的防范策略，以确保工程在任何条件下都能够安全稳定地进行。

2 地下水对有色金属矿山地质勘察工程建设的影响
2.1 地下水位变化影响岩土工程
地下水位的高低以及地下岩土层的结构和性质对于工程建设和勘探工程都有着深远的影响。

首先，不同的地质环境对地下水位的变化表现出不同的敏感性。

一些常见的地质环境，如黏性土和软质岩石，更容易受到地下水位的波动影响。

这种敏感性使得在这些地区进行矿山勘探和工程建设时需要更加谨慎地处理地下水的影响。

在实际的勘探工程中，用于勘探和建设的施工建筑也常常受到地下水变化的直接影响。

由于地下水的波动可能导致岩土层物理性质的变化，这对人工建筑的稳定性提出了严峻挑战。

建筑的稳定性直接关系到工程人员的安全，因此，在勘探和建设过程中必须认真考虑并采取相应的措施来应对地下水的变化。

工程场地的地基很大程度上受到地下水位升降的影响。

水位的上升会导致地下水的溢出，加快其对地基岩土腐蚀进度。

岩土的物理性质因这种长期腐蚀作用会发生明显的变化，严重者会出现地基坍塌或倾斜。

如果地下水位下降，岩土层将要承受原本由地基承受的所有压力，此时的地基稳定性将会大幅降低。

因此，对于水位上升与下降的情况，需要采取相应的工程设计与维护手段，确保地基稳定性，防范不良后果的发生。

2.2 地下水位影响岩土物理力学性质
地下水位与岩土的物理性质关系紧密，水位的高低与岩土物理力学性质之间相互关联，相互影响，直接决定着工程地的地基与建筑物的稳定性。

在探讨这一关系时，我们需要关注不同地质环境下地下水位的变化对岩土物理力学性质的影响，以及这种影响可能导致的工程问题。

首先，讨论不同成因的地质环境，特别是黏性土、软质岩石和风化残积土等地质类型，它们更容易受到地下水位的影响。

这些地质环境在地下水位变化方面表现出敏感性。

黏性土通常富含水分，而软质岩石具有较低的抗剪强度，因
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此它们在受到地下水位的影响时，可能会发生明显的物理力学性质变化。

这些地质条件下的土壤和岩石可能会因地下水位的升降而引发一系列问题。

地下水位对矿山工程地基的影响较大，在基础底面以下的压缩层范围内，地下水位的变动直接影响建筑物的稳定程度。

当地下水位下降时，岩土的自重应力增加，可能对工程的地基造成不利影响，引发额外的沉降现象。

这种变化会影响矿山工程的整体结构和安全性，因此必须在设计和施工阶段考虑并采取相应的措施来应对地下水位的波动。

相反，如果地下水位上升，会对地基土产生明显的软化作用。

这会导致土壤的抗剪强度显著下降，同时压缩性显著增加，这意味着土壤更容易发生沉降和变形。

这对建筑物的稳定性构成了潜在威胁，增加了建筑物沉降和变形的风险。

如果不采取适当的工程措施，建筑物可能会失去稳定性，导致结构破坏。

此外，当土层位于地下水位以下时，受到地下水的交替缓慢影响，土层的水解作用和氧化作用都会削弱。

这可能导致土壤的物理性质发生变化，包括：土壤的压缩模和承载力。

在这种情况下，土壤的强度可能显著增加，但土壤的稳定性也受到影响，因为土壤的压缩性增加。

这对工程地的地基和建筑物的设计和施工都提出了挑战。

2.3 地下水动水压力作用危害岩土工程
地下水动水压力是指地下水体在受到外界作用或由于自身的变化而引起的水流动力。

在岩土工程中，地下水动水压力的变化可能对工程产生一系列危害。

在自然状态下，地下水的动水压力相对较弱，不足以对矿山工程造成显著的影响。

然而，随着矿山工程的进行，一系列活动可能导致地下水动力平衡条件的改变，使地下水动水压力显著增强。

首先，矿山工程的开挖和挖掘活动可能改变地下水流动的路径和速度。

这种改变可能导致地下水在岩土体中产生更大的动水压力。

特别是在深层矿山工程中，地下水动水压力的增加可能引发基坑突涌和管涌等现象，对工程的稳定性和安全性构成威胁。

基坑突涌是指在工程基坑中，由于地下水动水压力的突然增大，导致地下水瞬间涌入基坑，给工程施工和周边环境带来极大的风险。

管涌则是指地下水在地质层中沿着管道、裂隙等通道突然涌动，同样会对工程结构造成破坏。

其次，矿山开采过程中可能引起地下水位的变化。

随着矿山深度的增加，地下水位的降低或升高都可能影响地下水动水压力。

地下水位的升高可能导致地下水动水压力的增加，增加基坑突涌和管涌的风险。

而地下水位的降低可能导致地下水动水压力减小，但却会引起地下水资源的枯竭，对周边生态环境和可持续发展构成威胁。

3 地下水对有色金属矿山地质勘察的防范措施
3.1 加强对地下水性质的综合研究与处理
加强对地下水性质的综合研究与处理是确保有色金属矿山地质勘察顺利进行的关键措施。

这一步骤的目标在于有效防范地下水对矿山工程的不利影响，最大限度地减少对工程的干扰。

为了实现这一目标，必须通过全面的勘察，深入了解矿区地下水的各方面情况，并采取相应的技术手段进行处理。

首先，全面的地下水勘察是确保矿山工程成功进行的基础。

这包括对地下水的水质、水位、水流方向等各项性质进行详细调查。

通过系统的数据收集和分析，可以建立起对矿区地下水系统的全面认识。

这一步骤的重要性在于，只有准确了解地下水的性质，才能有针对性地制定后续的处理方案。

针对不同的地下水问题要能够采用有效的技术手段进行解决。

①防治技术是解决问题的关键。

预防措施的使用能够减小地面径流进入矿山工程的作业范围，使地下水问题的发生概率降低。

这方面的措施包括构建合适的排水系统和设置防渗墙，以确保地下水不会对矿山工程产生负面影响。

排水系统的设计应考虑矿区地质特征，确保其能够高效排除地表水，防止其渗入地下。

②固结技术在地下水问题的处理中扮演着重要角色。

这项技术根据岩土的具体结构情况，通过固化处理提高土壤的稳定性，减缓水的渗透速度。

这有助于防止地下水对矿山工程的侵蚀和破坏，从而保障工程的安全性和稳定性。

固结技术的选择和实施需要综合考虑地质条件、工程规模以及可行性等因素，以达到最佳效果。

③堵截技术也是一项重要的措施，通过控制和阻断地下水的补给来源来解决问题。

这包括设置截水墙、注浆加固等工程措施，有效减少地下水的流入，保持矿区地下水平衡。

在实施堵截技术时，需要深入了解地下水的流动路径和补给途径，有针对性地采取措施，以达到精准的防治效果。

④进行地下水勘察时，必须采用专门的降水和排水技术。

为了达到控制地下水位的目的，降水的手段是通过特定方式促使地下水位下降，确保地下水位保持在工程作业面以下，以避免对实际作业过程造成不必要的干扰。

与此同时，排水技术用于及时将作业范围内的地下水排出，从而有效减少岩土结构中的液态成分。

⑤在实施了排水与降水技术后，如果在工程作业范围
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内的地下水问题仍然无法得到有效解决，就需要考虑采用保留技术。

保留技术指的不是对地下水进行处理，而是结合矿山工程的实际情况，采用合适的新技术或工艺。

举例而言，水下土方开挖技术或借助机械化顶管替代传统的人工顶管等都是行之有效的创新技术方式。

保留技术的灵活性更好地适应了矿山工程的特殊情况，确保工程能够顺利进行。

3.2 加强对地下水的勘察工作
在矿区地质勘探工程中，加强对地下水的勘察工作是确保工程稳定性和安全性的关键步骤。

这一前期准备的重要性在于，通过对地下水的充分了解和实时监测，能够有效地降低甚至消除地下水对矿区地质工程的潜在影响。

为此，需要从多个方面深入开展地下水的勘察工作，以确保对地下水体系的全面理解和有效管控。

首先，应密切关注并实时监控地下水的水位与水流方向。

地下水位的变化会直接影响勘测工作的进行，且是地下水系统中影响作用最大的因素之一。

通过密切关注地下水的分布、水位高低以及水流向，能够捕捉到地下水系统的动态变化，为后续的工程设计和实施提供准确的数据支持。

实时监测有助于及时发现水位异常波动，防止突发情况对工程造成不可挽回的损害。

其次，影响勘测工作进行的地下水因素往往由多个因素共同组成。

在对山体进行勘测时，必须关注山体的含水层和隔水层的特性。

含水层的特性将直接影响地下水在山体内的运移和分布，而隔水层则对地下水的流向和压力分布产生重要影响。

深入研究这些因素，对山体结构的勘测能够提供更为全面的地下水情况，从而为矿区地质工程的规划和设计提供科学依据。

最后，地下水的作用会改变矿石工程地区的岩土物理状态例如，部分固态的岩土因长期受地下水侵蚀而变成固液混合状态，这种变化可能导致地质条件的突变，对工程建设带来不可预见的挑战。

由此看来，深入探究岩土物理性质对矿山工程的开发建设至关重要。

通过分析岩土的抗剪强度、渗透性等参数，可以更好地了解岩土在不同水位条件下的行为，为工程施工和稳定性分析提供准确的参考。

3.3 提高有色金属矿山地质勘察中对地下水勘察的重视程度
以往进行的矿山地质勘察工作常常会忽视对水文地质的勘察。

要想更大程度的降低地下水对有色金属矿山开发的制约，就要充分认识到地下水勘察对矿山开发的重要性并积极响应采取措施。

地下水勘测的工作较为复杂且内容繁琐，但就整体勘察工作而言，它对矿山工程的成功与否起着至关重要的作用。

因此，需要通过全面分析矿区的自然条件和外界环境，结合实际情况，以确保对地下水系统进行深入、细致的勘察。

首先，地下水勘察的重要性在于它有助于降低地下水对矿山工程的不利影响。

矿山工程在进行过程中，由于地下水的变化可能导致地基沉降、滑坡、坍塌等问题，因此对地下水进行全面勘察能够帮助我们更好地了解地下水的分布、水位变化以及水流方向。

这样的信息可以为工程设计提供准确的数据支持，有效预防因地下水问题而导致的工程事故。

其次，地下水勘察需要根据具体矿区的实际情况展开。

每个矿区都有其独特的地质和水文气象特征，因此，勘察工作必须结合当地的地形地貌、气象状况、降水量等方面的具体信息。

通过广泛搜集资料，可以更全面地了解矿区的地质环境，为地下水勘察提供更有针对性的方案。

这包括了解地下水的水源、水质、水位等关键信息，从而制定更加有效的防范和治理措施。

最后，综合分析气候、季风等多方面情况也是地下水勘察中不可忽视的一环。

这些因素直接影响着地下水的循环和分布情况。

例如，在气候干燥的地区，地下水的补给可能较为有限，而在潮湿多雨的地区，地下水的储量和流动性可能更大。

因此，了解这些气象条件对地下水的影响，有助于我们更好地预测地下水的行为，采取相应的措施来防范潜在的问题。

4 结语
总的来说，地下水对有色金属矿山地质勘察具有不可忽视的重要性。

通过科学研究和实践经验的总结，可以更好地保护矿产资源，维护矿区环境的稳定，促进矿山工程的可持续发展。

在未来的研究和实践中，期望能够进一步完善地下水防范体系，为矿山勘察工程提供更加可靠的技术支持。

这将有助于推动有色金属矿山行业迈向更加可持续的发展轨道。

（作者单位：河北省地质矿产勘察开发局第三水文工程地质大队（河北省地热资源开发研究所））
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