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浅谈岩土工程在矿山复杂地质环境的应用

2025-05-07 27 上传者：管理员

摘要：本文通过对某矿区岩土工程勘察与勘探技术的研究、复杂地形环境下对岩土工程勘察要点、以地质勘探技术做详查，从而提高矿山工程地质工作效率，希望能够为矿山岩土工程勘察钻探技术在复杂地质环境下更好的进行应用贡献自己的一份力量。

关键词：
地层分析
地质勘探
岩土工程勘察
矿山
矿山开采
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矿山岩土工程勘察钻探工作最根本的目的便是为了熟悉掌握矿山内部岩土的各个方面特性和其它一些情况,通过可靠的数据在确保矿山开采绝对安全的基础上尽可能的增加矿山开采效率｡根据对矿山中岩土､矿石种类､分布以及矿山内部具体形状等多方面情况来进行勘察钻探,对地质构造､岩层赋存情况､矿体规模等进行综合分析,本文通过实例阐述利用岩土工程勘察及钻探技术对某矿区的水文､工程､环境地址请进行分析,不仅能够促进该矿区开采计划的顺利制定,而且还能够在矿山开采的后续工作中将矿石的开发利用率最大化,从根本上有利于推动矿山开采相关行业的快速发展｡

1、该项目工程概况

该矿区位置所处气候为典型高原大陆型气候,季节变化明显,冬季长,常有大风雪;夏季短,昼夜温差大;春､秋两季短促｡该地区年平均气温为0.7°C,年温差高达42°C(冬季-21.3°C,夏季20.7°C)｡年地温3.4°C｡该区多年平均降水量为256.5mm,最大日降雨量为63.4mm,年蒸发量为1,850.7mm｡主导风向以西北风为主,风速3~5m/s,春秋季节有时达15~25m/s｡

根据图1所示该矿区为丘陵平原,山丘连绵起伏｡从地质构造上来说,项矿区属于海西期褶皱带,区域上表现为复背斜构造｡复背斜沿北东向延伸,以泥盆纪地层为核部,以石炭纪地层为两翼｡主要由侏罗纪､白垩纪和第三纪地层所覆盖｡矿区内出露的侵入岩相当于区内中-晚侏罗纪花岗岩(rJ2-3),按结构及构造特征进一步划分为3种岩石类型:似斑状二长花岗岩(rPt)､粗粒二长花岗岩(rCt)和细粒二长花岗岩(rFt)｡

图1地质构造图

2、勘探工程施工

本次地质勘探钻孔1个,设计孔深510.33m(如表1所示),勘探设备投入KY600型全液压钻机壹台康明斯FFDL-150GF型号发电机组壹台,开孔孔径130mm,0~7.90m取芯采用硬质合金钻头进行钻进,钻进至7.9m后下入套管,换为孔径孔径110mm并且换为金刚石钻进继续钻进至13m,该段换为绳索取芯继续钻进至204.08m,110作为套管,改变孔径95mm继续钻进,此时岩芯开始较为完整,换为清水作为冲洗液至204.08m,204.08m以下继续变孔径75mm,并且提高钻机转速,直至终孔｡采用钻孔弯曲测量采用BZE-SR型电子测斜仪进行测斜｡抽水试验采用稳定流抽水,抽水设备为潜水泵,型号4SP3-33A｡全孔分两段进行｡第一段孔深211.15m,做了一次降深;第二段为终孔后(510.33m)进行,采用三次降深｡岩芯由那拿回室内实验室进行岩土工程岩石力学试验｡

表1勘探工作量一览表

3、岩土工程勘察对该矿区分析评价

3.1地层

矿区内出露的侵入岩相当于区内中-晚侏罗纪花岗岩,按结构及构造特征进一步划分为3种岩石类型:似斑状二长花岗岩､粗粒二长花岗岩和细粒二长花岗岩｡勘探孔地层岩性以似斑状二长花岗岩为主(如图2所示),具有粗粒和似斑状结构,斑晶矿物为钾长石,基质由条纹长石､斜长石､石英和少量黑云母组成｡深度0~160m,前期,以粉土､砂粒为主,碎石土,黄色,稍密,碎石为似斑状二长花岗岩｡裂面较平整,裂隙由钙质薄膜充填,有水锈｡岩芯以柱状为主,岩芯较完整｡深度160.40~322.8m,此段前期青灰色夹肉红色,似斑状结构,块状构造,黄铁矿化｡深度322.80~510.33m,前期似斑状二长花岗岩:灰色夹肉红色,似斑状结构,块状构造,黄铁矿化｡

图2施工现场岩芯图

3.2含水岩组划分与地下水类型

竖井勘探孔顶部发育有大量风化裂隙,接受大气降水补给,勘探期间不含水｡基岩裂隙的富水性及透水性均较弱,局部赋存构造裂隙脉状水｡由于各裂隙之间仍然有渗水联通,所以,地下水类型属基岩裂隙潜水｡

3.3地下水动态评价

地下水主要接受大气降水的垂直补给和构造裂隙的侧向渗透越流补给,并以蒸发和侧向渗透方式排泄｡根据勘探孔两段抽水试验采取的水样进行分析,基岩裂隙水水质为HCO3-+Cl--Na++Ca2++Mg2+型,pH=7.12~7.14,属中性水,总矿化度430.66~433.29mg/L,属淡水｡

3.4水文地质参数

孔深211.15m,过滤器内径98mm,水泵下置深度135m｡静止水位埋深:102.51m,静止水位标高1029.75m｡孔深510.83m,孔径75mm,静止水位埋深:100.94m,静止水位标高1031.323m｡根据抽水试验结果,渗透系数最大值为0.0155m/d,属弱透水层｡

3.5岩土力学指标

矿区通过勘探后的勘探取芯评价对其数据不良地质作用简述,矿区所处地貌单元为丘陵平原,地形连绵起伏,不存在陡坎及人工堑坡｡所以,矿区不存在滑坡､岸边冲刷和地下水潜蚀等｡

矿区通过勘探后的勘探取芯评价对其数据不良地质作用简述,结论如下矿区所处地貌单元为丘陵平原,地形连绵起伏,不存在陡坎及人工堑坡.所以,矿区不存在滑坡､岸边冲刷和地下水潜蚀等不良地质作用｡通过表2岩土力学各项数据标明该勘探孔范围内无地下采空区和地面沉降,且在勘探实践过程中,未见异常｡电子测斜仪显示地温一直保持在11.5℃｡故本竖井勘探孔地层不存在有害气体及热源｡按岩石质量指标(RQD)对岩体进行分类,稳定围岩段占五分之四以上,竖井围岩工程地质条件中等｡通过地质钻孔的简易水文观测工作,冲洗液消耗量一般在0~4.92L/min,未发生坍塌､掉块､涌水､漏水及掉钻现象,全孔钻进正常｡开矿区基岩裂隙的富水性及透水性均较弱,局部赋存构造裂隙脉状水,水力学性质属潜水｡地下水对混凝土结构有微腐蚀性｡竖井勘探孔地层中不存在有害气体及热源｡通过以上数据及结论可以说明,复杂地质条件下,通过岩土工程勘察全面准确对复杂地质环境的分析,有利于岩土工程施工流程井然有序地推进｡同时通过勘探工程绳索取芯及岩土工程勘察对岩芯的分析,不仅可以更直观了解不同地层的地质环境,更能提高岩土工程勘察结果的准确性,为岩土工程施工设计及施工方案提供有效性的数据信息支持｡

表2岩土力学指标一览表

表3岩石波速指标及模量参数一览表

4、结束语

复杂地质条件下岩土工程勘察过程中,全面准确分析复杂地质环境,有利于岩土工程施工流程井然有序地推进｡岩土工程勘察技术不仅仅适用于建筑工程､更适用于矿山建设,工程地质建设,但矿山岩土工程勘是极其困难的,这主要是因为复杂地质环境下的地质､水文等条件变化较大,如若矿山岩土工程勘察钻探结果不精准的话还会造成极其严重的影响｡甚至在矿山开采施工环节,地质､水文等因素的影响都有可能会导致发生安全生产事故,所以在对矿山岩土工程进行勘察钻探的时候,勘察人员必须掌握准确的勘察数据,同时在勘察钻探过程中也应当根据实际情况及时做出计划调整,尽可能的提升勘察钻探效率和精确度,这样才能够更好的推动矿山岩土工程项目的顺利开展｡

参考文献:

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文章来源:唐昆.浅谈岩土工程在矿山复杂地质环境的应用[J].石材,2025,(05):46-48.