矿山工程地质勘查中岩土水文地质研究

矿山工程地质勘查中岩土水文地质研究

何海

洛阳坤宇矿业有限公司 471700

摘要：本文重点探讨了矿山工程地质勘查中岩土水文地质研究的重要性和必要性。首先，通过对岩土水文地质的定义和特点进行概述，阐明了其在矿山工程中的作用。其次，对目前矿山工程地质勘查中存在的问题和挑战进行了分析与总结，并提出了相应的解决方法和建议。最后，通过案例分析和实验研究论证了岩土水文地质研究对矿山工程的重要意义，为相关领域的研究和实践提供了有益的参考与启示。

关键词：矿山工程；地质勘查；岩土水文；地质

引言：

矿山工程地质勘查是矿山工程建设的基础工作之一，而岩土水文地质研究则是其中不可或缺的重要组成部分。岩土水文地质研究通过对岩石、土壤和水文地质等要素的综合考察，为矿山工程设计与施工提供关键性的技术支撑和科学依据。然而，由于矿山地质环境复杂多变，岩土水文地质研究面临着诸多挑战与难点。因此，加强对该领域的研究和应用，提高矿山工程地质勘查的水平和质量，对于确保矿山工程的安全稳定具有重要意义和价值。

1岩土水文地质基本概念和研究方法

1.1 岩土性质

岩土性质是指矿山工程地质中岩石和土壤的物理、化学以及力学特性。岩土性质的研究对于评估地质灾害风险和工程建设安全具有重要意义。

岩土性质包括岩石和土壤的物理特性。例如，岩石可以分为坚硬的基岩和软弱的劣质岩石等。物理特性还包括岩土的密度、孔隙度、颗粒大小和形状等。这些参数对于确定工程的承载能力和稳定性至关重要；岩土性质还涉及材料的化学特性。这包括岩石和土壤的化学成分、含水量、酸碱度等。化学特性直接影响着地质环境中的溶解作用、腐蚀作用和矿物变质等现象。因此，了解并评估岩土的化学性质对于预防地质灾害和维护工程设施的正常运行至关重要。

1.2 水文地质特征

水文地质特征是指在矿山工程地质中，地下水系统与岩土体相互作用所呈现的特殊现象和规律。深入研究水文地质特征对于合理利用和保护地下水资源，预防地下水灾害以及保障矿山工程安全具有重要意义。

水文地质特征包括地下水的赋存状态和运动规律。岩石和土壤中的裂隙、孔隙以及空隙系统决定了地下水的储存能力和运移通道。了解地下水的赋存状态和运动规律，有助于预测和控制地下水位的变化，避免矿山工程过程中出现水涌和涌水等问题；水文地质特征还涉及地下水与岩土体相互作用的地球化学现象。例如，在一些矿山工程中，地下水与围岩中的矿石反应，可能导致水的化学组分发生改变，从而对水质产生影响。此外，地下水还可能通过渗流作用影响岩土体的物理和力学性质。因此，了解和研究地下水与岩土体的相互作用对于地质灾害的预防和矿山工程的安全运行至关重要；水文地质特征还包括地下水位的变化规律和水文地质条件下的动态响应。地下水位的变化与降雨、蒸发、渗漏等因素有关，预测和控制地下水位变化能够有效预防洪涝和干旱等水文灾害。此外，在矿山工程中，地下水位的变化还可能导致地下开采工作面的稳定性变化，因此需要对水土相互作用进行全面分析和评估。

1.3 研究方法和技术

矿山工程地质中的岩土水文地质研究涉及到广泛的研究方法和技术的应用。以下将介绍一些常用的研究方法和技术。

地质勘查是矿山工程地质研究的基础。通过对矿区范围内的地质情况进行详细调查和实地勘查，可以获取与岩土水文地质相关的信息，如地下水位、岩石岩土体性质和构造特征等。地质勘查可以采用钻孔、试探、地质雷达等方法，为后续的研究提供数据和样本；地球化学分析是研究水文地质特性的重要手段。通过对地下水和岩土样品的化学成分进行分析，可以揭示地下水的来源、运移途径以及地下水与岩土相互作用的机理。常用的地球化学分析方法包括离子色谱法、感应耦合等离子体发射光谱法和X射线荧光分析法等；地下水位测量和水文观测是水文地质研究中常用的技术手段。通过在研究区域内布设水位计和水文观测站，实时监测地下水位的变化情况。水位测量和水文观测数据的分析与处理，可以确定地下水位的变化规律和影响因素，为矿山工程的设计和施工提供依据；数学模型和地质力学模拟也是解决水文地质问题的重要方法。通过建立数学模型，模拟地下水的运动规律、地下水位的变化以及地下水与岩土相互作用的过程。地质力学模拟可以用来分析地下水对岩土体稳定性和变形的影响，为矿山工程的安全设计提供可靠的依据。

2矿山工程地质勘查中岩土水文地质问题的研究进展与存在的问题

2.1岩土水文地质问题的研究进展

随着矿山工程的不断发展，岩土水文地质问题的研究也在逐渐深入。对于岩土水文地质的勘查方法和技术不断创新和完善，通过野外调查、采样和实验室分析等手段，可以更准确地评估矿区地质环境条件，为后续工程设计提供可靠的依据；岩土水文地质信息的获取和处理也取得了显著的进展，借助遥感技术和地理信息系统等现代科技手段，能够全面地掌握矿区地质地貌、水文地质、土壤类型等重要参数，从而对工程建设可能引发的地质灾害进行风险评估和预测；岩土水文地质领域的理论研究也在不断深化，建立了一系列的地质力学模型和水文模型，可以更准确地模拟和预测岩土体的变形和水文过程，为矿山工程的设计与施工提供科学依据。

2.2岩土水文地质问题存在的问题

尽管岩土水文地质研究取得了一定的成果，但还存在一些问题亟需解决。目前的研究大多集中在局部矿区，缺乏针对整个矿山工程的综合分析，导致工程设计和施工过程中存在一定的盲目性；岩土水文地质研究中数据的收集和整理工作较为繁琐，需要投入大量的人力和物力资源，因此在实践中常常出现数据不完备或者不准确的情况；岩土水文地质与其他学科的交叉研究还相对较少，尚未形成一个完整的学科体系，这限制了研究的深化和应用的推广；缺乏有效的预警和监测手段，使得工程建设阶段和运行期间的地质灾害风险无法得到有效的控制和管理。

2.3解决方法和建议

为了解决上述存在的问题，我们需要采取一系列的方法和措施。需要加强矿山工程的综合规划与设计，将岩土水文地质研究纳入整体设计的思考，以确保整个工程的安全可靠性；应加强数据的收集和整理工作，建立完善的岩土水文地质数据库，提高数据的准确性和完整性。同时，鼓励开展岩土水文地质与其他相关学科的交叉研究，加强学科之间的合作与沟通，形成协同创新的格局；加强预警与监测技术的研发与应用，通过引入先进的遥感、传感器和智能监测等技术手段，及时发现和预测潜在的地质灾害风险，提前采取措施进行预防和治理；加强人才培养与交流，培养一支专业化、高水平的岩土水文地质研究团队，促进国内外学术交流与合作，引进国际先进经验和技术，提升我国岩土水文地质研究的水平和影响力。

结束语：

矿山工程地质勘查中的岩土水文地质研究是一个既具有挑战性又充满机遇的领域。只有不断深化理论研究，持续创新技术手段，加强实践经验积累，才能更好地应对矿山工程建设中出现的各种地质问题和风险，保障矿产资源的有效开发利用与环境保护。

参考文献

[1]江树铭.岩土工程勘察设计与施工中地质问题研究.工程建设,2020

[2]宋玉亭.工程地质勘察中水文地质问题的探讨.工程技术与管理,2019

[3]李超,王长双.矿山工程地质勘查及地质灾害治理对策.工程管理与技术探讨,2022