矿山地质勘查中水文地质对钻探设计影响

引言

随着社会经济的不断发展，对于矿产资源的需求量越来越大，对矿山开采工作也提出了更加严格的要求。而矿山开发离不开地质勘查工作的支持，要明确地质勘查的必要性，掌握地质勘查的技术要点，提高勘查效率与质量，才能为矿山开发提供可靠的资料支持。

一、矿山地质勘查的重要性

首先，有效落实矿山地质勘查工作可以更好的提高矿山资源开采的效率和质量，矿产资源开采企业作为市场运营主体，在其运营发展的过程中关注企业运营效益是无可厚非的，而想要拓宽企业的利润空间、促进企业的可持续发展，进而为企业的资本积累和规模扩张提供更多的助力，就必须提高矿山资源开采效率，矿山地质勘查工作的有效落实，可以更好地明确矿产资源的储存位置、赋存情况以及周边地区的地势地形等等，确保在矿产资源开采方案确定的过程中有足够的参考和借鉴，这样矿产资源开采人员则可以更好的结合实际情况科学选择开采技术和开采方法，用更短的时间开采更多的资源。其次，矿山地质勘查工作的有效落实可以更好的保障矿产资源开采安全，矿产资源开采作业的环境是相对而言较为复杂的，很容易会出现各种各样的安全事故，进而带来较大的人员伤亡和财产损失，矿山地质勘查工作的落实不仅可以更好的明确矿产资源开采方案，提高矿产资源开采效率和质量，同时也可以通过数据收集整合更好的明确该地区的气候特点、地势地形特点、地质结构特点，分析存在的安全隐患。在此基础之上，对开采技术和开采方案做出针对性的调节，保障矿产资源开采方案与客观实际条件相吻合，最大化的消弭矿产资源开采过程中存在的安全隐患，保障矿产资源开采安全，践行安全第一的生产原则。随着时间的推移，浅表层矿产资源已经开采殆尽，这就意味着在矿产资源开采的过程中大多数作业内容为深部作业内容，其存在的安全隐患更多，一旦爆发安全事故所产生的影响也更大，而矿山地质勘查工作的有效落实则可以最大程度的规避地质灾害，降低影响和损失。

二、水文地质对钻探工程的影响

（一）数据融合和协调问题

由于不同勘查技术原理各异，获取的数据格式、精度和分辨率往往不一致，导致数据融合和协调成为一大挑战。目前，这一领域研究

和实践尚不充分，需要建立深入的技术探索和标准化流程，确保数据有效整合和准确解读。

（二）矿床与矿体地质

基于该情况下，矿山矿床形成原因与岩浆活动有着密切的关系，属于矽卡岩 - 斑岩型钼钨矿床，其矿体是由多个部分组成，如矽卡岩、大理岩等。在成矿过程中，岩体外部受到了较为显著的岩浆侵入，促使其开始出现矿化。在这种过程中，从地质勘查采集到的矿体形态分析，其呈现出层状。但是，钼矿体更多分布在接触带区域，而钨矿体受到了较为显著的岩性限制，仅仅出现在新元古界范围内。从地质勘查结果可知，钼矿体在整个矿层的上部，而钨矿体只存在于下部，二者是共生矿产资源。从矿化面积而言，钼矿体有着较大的矿化面积，然而二者矿化强度呈现正相关关系。

三、矿山地质勘查中水文地质对钻探设计优化策略

（一）钻孔偏斜与控制

钻孔偏斜的产生，通常与矿山的地质结构特点密切相关。矿区地质结构较为复杂，然而倾向并不显著，上覆岩层有诸多小褶皱，因此，钻进过程中的偏斜风险较大。此外，矿区内强烈的天然造斜性使得钻头在钻进过程中容易受到不均匀岩层的影响，从而偏离预定路径，使得钻孔在钻进过程中常常出现较大的弯曲和倾斜。为了有效控制钻孔偏斜，必须在钻进过程中的多个阶段进行精确测量和及时调整。根据工程设计要求，每当钻进深度达到 40m 时，要求检测弯曲度，并及时调整，每次钻进 80m ，要求将钻孔倾斜度控制在 1^∘ 以内，及时发现偏斜问题，并采取纠正措施。在实际施工中，一旦发现钻孔发生较大偏斜，而没有及时采取有效的应对处理措施，则会造实际钻孔与目标值之间的偏差过大，因此，需暂停钻进，对偏移角度进行检测，并采取调整策略。例如，针对钻进过程中出现的大幅度弯曲，能够调整钻进参数，改变钻进角度，或采用更长的钻具进行修正。随着钻孔深度的增加，需应用长度较大的钻杆，能够避免钻杆连接环节偏差，有利于对钻杆同心度以及引导度进行有效控制。在矿山勘查中，部分区域地层硬度较大，在钻孔过程中，如果倾斜角发生变化，采取以往的纠斜措施，治理效果较好。此时，采用先进的灌注法可以更好地控制偏斜。如果部分孔段偏斜量过大，则可灌注水泥浆，对钻孔壁进行加固处理，当混合料固化后，再应用导向钻具钻孔，修复偏斜，并确保钻孔按预定轨迹继续钻进。

（二）提高数据采集质量

在矿山地质勘查工作中，应用数字化测绘技术能够大大提高勘查水平，但这对于测绘部门的工作质量也有一定要求，需要建立完善的地质测绘运行机制和质量控制体系，最大程度上提高矿山地质测绘的精确性与完整性，借助先进的测绘手段获取准确的测绘信息。在数据处理方面也要增强质量控制意识，首先要确保数字化测绘技术在基础数据处理上的效率性与准确性，统筹分析矿山地质测绘的目的与方法，提高数据分析的准确性。其次要利用数字测绘点的模式建设，通过三维扫描仪技术提高测区中的地质测绘质量，为后续的测区综合分析打下良好基础，也为矿山地质地形的可视化建模提供依据。

（三）环境影响评估

环境地质调查包括对矿区及其周边地区的土壤、水体、空气和环境辐射的全面评估。通过采集和分析土壤样本，能够了解土壤的物理和化学特性，识别潜在的污染源，并评估开采活动对土壤质量的可能影响。在水体方面，环境地质调查涵盖对地表水和地下水的水质监测，包括检测污染物浓度和水体生态状态，确定开采对水资源的影响以及制定水质保护措施。空气质量的监测则涉及对矿区及周边空气中的颗粒物和有害气体的检测，评估开采过程中产生的粉尘和废气对空气质量的潜在影响。辐射的评估包括辐射监测相关内容，通过辐射源调查、环境本地调查、辐射影响评估等，以确保辐射对环境和公众的影响在可接受范围以内；遥感技术和环境监测设备在这一过程中提供了高效的数据支持，通过获取矿区的大范围图像和实时数据，能够准确评估环境变化及其对生态系统的影响，综合分析这些数据，有助于制定科学的环境管理和恢复措施，减少矿山开采对环境的负面影响。

（四）优化勘查方案

传统矿山地质调查的工作内容一般局限于矿山矿体分布和地质构造的简单勘查，容易忽视地下水系统、地表水分布、土壤特性等方面的勘查工作，这种不全面的调查方式容易忽视可能存在的地质灾害隐患，也难以精准掌握矿区各类自然资源的特征和环境敏感区域。因此现代矿山开发时需要更加重视基础地质调查，不仅要详细分析断层、褶皱等地质构造特征，了解水文地质条件下的含水层分布及含水性，还要结合矿区生态环境特点开展详细的环境地质调查，特别要做好涉及地下水污染迁移路径和敏感性评估的专项研究。过去，地质调查阶段的数据往往停留在纸质记录或简单图表分析层面，总体上信息碎片化，不利于综合研判矿区风险，而现代地质调查通过构建三维地质模型和水工环信息数据库实现地质数据的动态分析和多维信息整合，能更加清晰直观地展示地址情况，某复杂矿山开发项目的研究团队就结合钻探数据、地质测绘结果以及遥感影像信息构建了涵盖地下地质构造、裂隙带分布及含水层系统的三维数值模型，实现了矿区水文地质条件的直观可视化展现，相关信息为后续勘查方案制定提供了重要依据。此外，站在单一的视角无法解决复杂地质问题，只有将地质学、水文科学、岩石力学和环境科学等学科的知识体系结合起来，借助多学科协作模式才能完成复杂地质问题的解读，完成深度数据分析与模型预测之后，还必须通过现场观测与验证手段确保调查结果的可靠性。

（五）防渗堵漏技术在钻探工程中的应用

特殊水文地质条件下，防渗技术侧重于维持钻孔内外压力动态平衡，而堵漏措施则着力于修复已形成的流体通道。现代防渗堵漏体系已从简单物理封堵发展为物理化学协同作用机制，实践证明，科学的防渗堵漏方案可减少钻进液损失达 30% 以上，同时显著提高钻进效率与资料可靠性，为复杂地质条件下矿山勘查提供技术保障。防渗堵漏材料体系呈现多元化发展趋势。传统膨润土基材料与纤维堵漏剂相结合仍为基础配方，岩溶区宜选用颗粒级配型复合材料，其多级粒径分布特性能有效封堵不同规模裂隙。断裂破碎带区域钻探防漏首选高强度交联凝胶体系，该体系流动状态下易于注入，凝固后形成坚韧封堵体。微裂隙段适宜微球类弹性材料，利用其可变形特性充填细微通道。危急漏失情况下，快凝水泥浆注入法效果立竿见影，但需精确控制注入压力与浆液黏度，避免二次破坏地层完整性。

四、结语

综合勘查技术在矿山开采领域展现广阔的应用前景和显著价值。该技术融合地质、地球物理、遥感等手段，能全面、深入分析矿山地质条件，准确预测矿体的分布、规模，优化矿山的开采方案，为矿山开采决策提供科学依据，提高资源利用率。

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