云南地区矿山水文地质条件分类及勘探方法研究

秦龙华

（云南省有色地质局三〇六队，云南 昆明 650217）

在矿山生产和建设的过程中，为了能够减少水害的发生，避免更加严重的安全事故，需要对覆盖区域范围内的水文地质进行勘探，在充分了解地下水水位、水压和水量的条件下，才能够开展后续生产和建设工作。其次，针对矿山水文地质的勘探，得出的勘探结果对于矿山治理和生态防治都有着十分重要的现实意义[1]。因此，相关领域的研究人员，针对矿山地区的水文地质勘探方法进行了深入的研究，并逐步找出了符合矿山建设和发展的勘探手段。但当前由于大部分简单构造区域内的矿产资源已经开发殆尽，并逐渐转向地质结构更加复杂的矿山区域，仍然采用传统勘探手段，不仅会出现得出的勘探结果不准确，无法实现对水害威胁区域的准确预测问题，还会出现错误的勘探行为引发安全事故的发生。因此，针对上述问题，本文以云南地区矿山为例，针对其当前存在的水文地质条件进行分类分析，并针对其勘探方法进行设计研究。

1 云南地区矿山水文地质勘探方法设计

1.1 云南地区矿山水文地质条件分类

本文选择以云南地区具有典型特征的矿山作为研究对象，对其水文地质条件进行分类分析。通过研究得出云南地区的矿山水文地质主要包括：在滇中砂岩类型金属矿当中形成的砂岩裂隙水水文地质条件；在东川和易门铜矿当中形成的白云岩裂隙水水分地质条件；在中统个旧组锡矿当中形成的石灰岩岩溶裂隙水地质条件。分别对上述三种不同水文地质条件类型进行分析，第一种水文地质条件整体呈现出水量小、水压大的特点，通常情况下，地下水会从各个砂岩含水层当中产出，并呈现出带状分布结构，含水层的厚度在45m～80m范围内不等。由于这一部分含水层区域接收大气降水渗入的面积相对较小，因此表现在地表上的流量通常小于0.45L/s。但由于部分地下水是复存在砂岩当中，而岩层整体呈现出单斜产状，因此形成了承压水结构，具备初期水量大，静水压力大，但延续时间较短的特点。

第二种水文地质条件呈现出水量大，地势高，条件简单的特点。在白云岩层当中，其富水性会随着埋藏深度的增加而呈现出逐渐减弱的趋势，这一特征从不同标高的坑道裂隙率调查得以验证。在落雪组的白云岩是该区域范围内主要的含水层，并且以裂隙水为主。同时，在部分板岩当中存在大量断层涌水现象，并且分布与上一类型相比更加广泛，并且厚度更大，具有丰富的地下水静储量，断层多为导水。

第三种水文地质条件主要受到地下花岗岩的起伏形态影响，以此对地下水的活动方向、存储以及运移条件等都会产生一定的影响。地下水位深度在老厂区为150m～660m，在卡房区为25m～450m，部分地方地下水位深度可达1000m。在地表下距离350m～550m范围内的石灰岩上进行掘进，除雨季降水天气有少量的裂隙水产生以外，在干季基本没有地下水流动。同时，在该区域范围内，厚度较大的个旧含水岩层由于含水介质的岩性、结构都是非均质性，因此造成了岩溶发育程度存在较大差异。

1.2 水文地质测绘

矿山水文地质勘探的主要目的是为地下水的开发和利用提供依据，预测地下水在其运动的过程中可能引发的不良影响，从而避免安全事故的发生。在对云南地区矿山水文地质进行勘探时，首先需要对其水文地质进行测绘。针对矿山区域内的水文地质测绘范围应当选择一个完整的地质单元，采用1：2000的测绘比例尺，可在地质勘探的基础上完成对水文地质的测绘，针对勘探区域内的航片解释、区域水文地质普查等相关资料进行收集[2]。图1为水文地质测绘流程示意图。

图1 水文地质测绘流程示意图

根据图1中流程完成对水文地质的测绘，并在实际勘探过程中，可结合GIS技术，对被勘探区域的水文地质进行初步预判，并将地面、地下测量得到的数据以数字信号的形式发送到矿山文本编辑上位机当中，再将转换后的数字信号传输到数据库中进行存储，最后通过可视化处理对获取到的各类文字资料、计算成果信息进行展现，以此完成对矿山水文地质的测绘。

1.3 勘探区域钻探

将水文地质测绘结果作为依据，针对部分结构复杂，无法实现测绘的需要还需要进行钻探。采用清水钻进的方式，当地层破碎不能通过清水钻进时，则需要在主要含水层上进行清水钻进。在通过钻孔对多个含水层进行揭露时，应当对其水层稳定水位进行测定。在对钻探区域进行采样时，可通过对岩心采取率测量的方式，对地质结构类型进行判断。不同地质结构类型的岩心采取率不同，根据测量得出的结果实现对水文地质结构类型的判断，表1为不同地质结构类型岩心采取率对照表。

表1 不同地质结构类型岩心采取率对照表

结合表1当中的内容，根据测定得出的岩心采取率对水文地质的结构类型进行确定，在实际勘探过程中可根据实际矿山情况，对取芯数量进行调整。

1.4 地下水动态观测

除上述勘探内容以外，还需要通过对地下水动态观测的方式，实现对水文地质变化的实时记录。在进入详细勘探阶段时，应当选择具有代表性的井、泉、钻孔等进行动态观测，以此实现对勘探的进一步完善。在观测过程中，设置观测周期为6d～10d以此，在雨季或地下水运动剧烈时期可增加观测密度。由于云南地区大部分矿山中地下水位的日变幅度较大，因此应当针对这一区域进行微动态观测。同时，针对规模较小，勘探周期不足1年的矿山，则可根据矿区实际条件，对观测时间进行调整。

2 对比实验

通过本文上述论述，在明确云南地区矿山水文地质条件类型的基础上，从理论论述角度实现了对水文地质勘探方法的设计。为进一步验证上述勘探方法在实际应用中是否能够满足云南地区矿山水文地质勘探需要，选择将传统勘探方法作为对照。将两种勘探方法同时应用于云南地区某一矿山中，针对其实际水文地质情况进行调查。已知该矿山区域内包含了五个面积不等的采空区，采空区的形成在一定程度上是受到地下水运行的影响。通过两种勘探方法对五个不同采空区的面积进行勘探，并将结果与实际采空区面积进行对比，以此验证两种勘探方法的勘探精度。分别对五个采空区进行编号，分为区域I、区域II、区域III、区域IV和区域V，将两种勘探方法得出的结果记录如表2所示，并将其分别与实际采空区浴场区域面积进行对比。

表2 两种勘探方法实验结果对比表

根据表2中得出的数据可以看出，本文方法得出的勘探结果与实际采空区异常区域面积之间相差范围为0.1m2～0.3m2，勘探结果精度满足勘探标准要求。而传统方法得出的勘探结果与实际采空区异常区域面积之间相差最小为19.51m2，勘探结果的精度严重不符合勘探标准要求。因此，通过对比实验证明，本文提出的云南地区矿山水文地质勘探方法在实际应用中，更适合云南地区矿山勘探精度要求，得到更加准确的勘探结果，为矿山生产和建设的安全提供保障。

3 结语

矿山水位地质勘探对于矿山生产和建设而言具有十分重要的意义，本文在理清云南地区矿山水文地质条件类型的基础上，提出了一种根据针对性的勘探方法，并通过实验验证了该方法的在云南地区矿山勘探中的有效性。在后续的研究当中，还将针对本文勘探方法进行优化和创新，从而使其能够适应更多地区的水文地质勘探，进一步提高该方法的适应性。