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摘要 :矿产资源是我国极其重要的生产材料,直接 关系到国民经济的稳定发展,也为保障人民群众的生活 和生产提供了良好的支持。在国民经济进入高质量发展 阶段后, 各个行业更加注重环境效益, 加大科学技术的应 用,提高生产效率和产品质量, 以满足国民经济的持续发 展。而矿产资源在这些行业中是不可或缺的资源。基于这 种情况, 我国大部分矿山企业都加大了开采力度, 导致现 有矿山开始枯竭。这些矿山多位于浅层, 无论是开采还是 勘查都较为容易,没有太大的困难。为了提供更多矿产 资源,我国的地质勘查工作开始从以往的浅层区域转向 深层区域, 其中地质环境更加复杂, 岩土勘查的难度也更 大, 因此需要科学合理地运用矿山岩土勘查技术, 才能获 得准确的勘查数据,为地质找矿和矿产资源开采等工作 提供真实可靠的信息,逐步推动我国矿山行业实现可持 续发展的目标。
关键词 :复杂地形地质条件,矿山 ,岩土勘查技术
我国国土辽阔,几乎每个地区都拥有矿产资源的分 布。除了矿产资源种类上的差异,地质环境的差异对矿山 勘查和开采活动的进行也产生了显著影响。当前矿山勘查 情况表明,正从过去简单的地质环境转向更加复杂的地质 环境,而且更多的矿山资源位于复杂地质环境中,这给勘 查工作提出了新的要求。在这种情况下,复杂地形地质条 件下的矿山岩土勘查技术成为行业研究的热点。在不同地 质环境中,尽管矿山岩土勘查技术在复杂地形地质条件下 的应用已取得一定进展,但仍有待进一步完善和深入研 究,以适应不断变化的勘查环境和技术需求。未来的工作 可以从以下几个方面展开 :①加强与国外的学术交流与 合作,引进先进的矿山岩土勘查技术,促进国内研究的快 速发展 ;②加大对复杂地形地质条件下矿山岩土勘查技 术的投入,提高技术水平和研发能力,推动技术创新和工 程实践的融合 ;③建立健全勘查技术规范和标准体系,为 矿山勘查提供统一的技术依据和操作指南 ;④加强人才 培养,培养更多专业技术人员,推动我国矿山岩土勘查技 术的发展和应用。通过持续的研究和努力,相信我国复杂 地形地质条件下的矿山岩土勘查技术将逐步成熟和完善, 为保障矿产资源的可持续开发做出更大的贡献。用的勘查技术存在差异,需要结合以往使用的勘查技术,根据当前 勘查环境的要求进行调整和优化,以更好地满足勘查工作 的需求。通过对岩土勘查技术的调整,既可以有效保护勘 查区域的环境,又可为复杂地形地质条件下的矿山资源开 发利用打下良好基础。从实际勘查工作看,国外在复杂地 形地质条件下的矿山勘查研究较早开始,结合不同岩土特 性,形成了许多力学模型,并衍生出多种适用于不同地质 环境的勘查技术。而国内的研究起步较晚,近年来对具体 地质勘查工作进行了梳理,提出了许多适用于复杂地形地 质条件的矿山岩土勘查技术,满足了当前矿山勘查工作的 需求,有助于顺利进行矿山开采活动的实施。通过持续的 研究和努力,相信我国复杂地形地质条件下的矿山岩土勘 查技术将逐步成熟和完善,为保障矿产资源的可持续开发 做出更大的贡献。
1 复杂地形地质条件背景下矿山岩土勘查技术的特点
在复杂地形地质条件下进行矿山岩土勘查工作时, 其所采用的岩土勘查技术有三个主要特点。
首先,勘查环境的复杂性。通常情况下,在这类矿山 岩土勘查环境中, 地形地质环境非常特殊, 无论是地貌还 是岩土结构层面的分析,都对后续矿山建设产生重大影 响。此外,在这种基础环境上,还形成了非常复杂的地质 构造。因此,面对不同的地形地质环境,勘查人员需要进 行全面分析, 科学合理地选择勘查技术, 并对部分勘查技 术的应用过程进行调整, 以确保勘查结果的准确性, 有利 于为后续的岩土施工单位提供真实可靠的数据资料,保 障矿山建设过程的安全性。
其次,缺乏全面的勘查资料。在进行矿山岩土勘查工 作之前,需要进行多项准备工作。例如制定科学合理的勘 查方案和计划,了解勘查区域的水文情况、人口分布和建 筑物等环境,以确保勘查工作的顺利展开。然而,由于勘 查区域位于复杂的地形地质环境中,要想全面收集所有资 料往往非常困难,特别是在断崖、河流等地质环境下,很 难获取到全面准确的数据资料,甚至部分区域的勘查人员 无法进行实地勘查。针对那些无法获得资料和开展实地勘 查的区域,只能利用周围区域的勘测位置对其地质环境进行推导。然而,这种勘查过程所得到的数据资料存在明显 误差,很大程度上会影响后续工作的展开。因此,矿山岩 土工程正式开展施工之前,需要获取相关资料,以确保岩 土工程活动的安全进行。
最后,需要科学合理的勘查技术。在复杂的地形地质 环境中,矿山岩土工程施工的困难度较大,而矿山岩石勘 查工作本身也非常具有挑战性。为了确保勘查结果的真 实可靠性,需要采用更先进合理的勘查技术。如果勘查区 域的地形地质环境更加复杂,内部岩土构造的差异也非 常大,并且呈现出明显的变化。在绘制地形图时,勘查人 员需要准确把握图纸精度,包括具体位置的结构形状、宽 度、深度等方面,要十分严谨。针对复杂地形地质环境下 的矿山岩土勘查工作, 对勘查人员的综合素质提出了很高 的要求,只有如此才能在面对复杂环境时做出正确选择, 并使用最适合的勘查技术, 以保证勘查结果的真实性和准 确性。
2 复杂地形地质条件背景下矿山岩土勘查工作实施条件
2.1 明确地质勘查间距
在复杂地形地质条件下,岩土存在于极其复杂的环境 中。在设计勘查间距时,应全面了解岩土结构情况,科学 合理地控制勘查过程产生的荷载,并明确勘查工作的路 线。通过对矿山勘查区域进行全面分析,明确勘查工作的 复杂程度,应严格按照《岩土工程勘察范围》规定,将勘查 位置间距设置在20米左右。若勘查间距小于20米,则属于 小数值孔隙,需要将其应用于地质环境分布均衡的勘查区 域。若勘查间距大于20米,则应将其应用于复杂地质环境 中。为明确勘查区域间距的差异性,应利用二维反演软件 拟合地质结构,并在确定复杂环境勘查间距时,需将地质 层出现异常的范围作为界限,以确保矿山地质勘查工作能 有效掌握地质环境,从而设置科学合理的地质勘查间距, 为计算附加应力打下良好基础。
2.2 计算附加应力
结合当前矿山岩土施工经验,复杂地形地质条件很容 易导致软弱下卧层的产生,在具体进行勘查工作时,往往 需要降低勘查深度。因此,在使用岩土勘查技术之前,应 首先明确复杂地形地质环境所带来的附加应力。一般情况 下,地质层在自身重力的影响下非常稳定,其应力分布情 况也没有太大差异。通过计算具体的应力数值,可以对矿 山岩土勘查技术进行合理调整,有利于获得更准确的勘查 结果。
2.3 制定勘查方案
从以上分析可知,在复杂地形地质条件下的矿山岩土勘查工作中,在制定具体勘查方案之前,应先明确试夯次 数,并确定每次勘查深度。勘查区域内不应出现较大的凸 起,整个勘查工作所产生的沉积量应控制在 10 厘米以内。 例如,在使用钻孔勘查技术时,常处于复杂地形地质环境 中,含水量较高。在处理地质层过程中,应先敷设约20 厘 米的碎石,以分散勘查作业中的压力。在地质勘查前,应 合理控制垫层的水分,并明确其标高数值。在钻孔作业形 成的基坑中,应采用阶梯状,以形成适合的搭接层,确保 使用岩土勘查技术的安全性。
3 复杂地形地质条件背景下矿山岩土勘查技术的应用分析
3.1 钻探勘查技术
分析岩土结构中纵向变化趋势的预测是岩土勘查工 作中最具挑战性的部分之一。钻探勘查技术是一种广泛应 用且备受勘查人员信任的岩土勘查技术,在对勘查区域进 行钻孔勘查时,勘查人员应明确排列钻孔点位,并通过科 学合理的控制,全面了解勘查区域深层岩石结构情况,并 展示各个岩层部分的变化趋势,为后续地质数据分析和地 基基础施工打下良好基础。在进行钻探工程时,勘查工作 需要采集岩土芯样以及土质和水质等样本,提高采集成功 率,并最终对所有采集的芯样进行分析和记录,以促进后 续工作的进行。
3.2 岩土实验技术
通常情况下,岩土实验技术是勘查单位在勘查区域中 获得的。通过对勘查过程中获得的各种芯样进行合理运 用,并进行一系列实验,可以获取岩土的内摩擦角、压缩 系数、压缩模量、天然密度、饱和密度、干密度、含水量、 饱和度、液限、液性指数等物理属性。这些物理属性的实 验结果既可以为后续的岩土工程施工提供良好的基础,也 可为未来的再次勘查提供重要的参考数值。此外,岩土实 验技术除了为岩土实验过程提供便利外,还可为获取勘查 区域的水文情况和工程地质条件等提供依据,并科学合理 地标记勘查区域的含水量和物理属性。
3.3 原位测试技术
原位测试技术在岩土勘查工作中被广泛使用,可有 效勘查复杂的地形和地质环境,并产生良好的勘查结果。 针对不同的地质环境和工程条件,岩土原位测试主要采 用两种方法。一种是在岩土工程建设完成且所有数据资 料完备的情况下进行原位试验,使用定量方法 ;另一种 是通过对岩土工程条件的使用,借助原位测试获得试验 结果,使用半定量方法。在许多岩土勘查工作中,常常同 时使用这两种方法,成为当前岩土勘查工作不可或缺的 一部分。
3.4 物理勘探技术
在矿产资源存储深度提升的过程中,地质结构呈现出 多样化、复杂化等趋势。尤其在复杂地形地质环境中,小 范围岩石结构的变化更加显著。为了全面了解施工区域范 围内的岩石情况,勘查人员通常采用物理勘探技术进行勘 查。例如,他们可以利用声波技术,通过分析岩石结构中 声波的传播速度或不同种类岩石层的传播时间来推断岩 石结构的变化趋势。与声波技术发挥相似作用的是高密度 电法,它的应用频率通常比声波技术更高,并且操作过程 也更简单,因而备受勘查单位的重视和信任。在矿山岩土 勘查中,需要全面关注地质环境的特点,因为不同地质地 貌往往具有不同的特征。在岩溶发育区域,溶洞越深的发 育程度对矿山岩土工程施工安全产生着重要影响,因此上 述物理技术均可用于岩溶区域的勘查。在复杂地形地质环 境中,不仅溶洞的发育程度较好,其他地质结构也较为稳 定,但是随着时间、气候等因素的作用,地表层面也会有 显著的变化, 导致地质结构在表面上没有明显特征。此外, 在一些隐伏结构中,常规的勘查技术往往无法取得效果, 因此需要采用更先进的勘查技术,并结合钻探、地质调查 等辅助手段, 以保证岩土勘查结果的精确性。
4 复杂地形地质条件背景下矿山岩土勘查质量提升的有 效策略
4.1 提升人员综合素质,保障勘查结果准确
在复杂的地形地质环境中,勘查区域的环境更加复 杂,对勘查人员的综合素质要求非常高。如果勘查人员的 素质不达标,很难得到真实可靠的结果。因此,在矿山岩 土勘查工作中,需要配备素质更高的勘查人员,以提升勘 查效率和质量。为了确保矿山岩土勘查结果的准确性,应 当提高勘查人员的综合素质,保证各项勘查工作的顺利进 行。首先, 应加强培训力度, 提升专业素质。针对现有的勘 查人员,应根据具体情况分析,结合当前勘查行业的要求 和勘查区域的环境情况,制定明确的培训内容和方案,确 保所有勘查人员都参与培训活动。然而,考虑到勘查工作 的特殊性, 线下培训无法保证所有勘查人员的参与。因此, 可以结合线上培训平台,确保所有人员都能参与培训,并 逐步提升专业素质。每次培训都应设立合理的考核流程, 既了解参与人员的学习情况,也掌握培训设计的科学合理 性,为后续培训活动提供有效依据。对于未通过培训考核 的人员,需要再次培训或调整岗位,并将考核结果纳入绩 效考核评价中,促使勘查人员更积极地参与培训活动。其 次,应加强外部人才引进,优化勘查人员结构。随着科技的发展,出现了更多先进的勘查技术和设备,然而现有的 勘查人员很多没有掌握这些技术和设备的使用方法,即使 经过培训后,在具体应用中也会出现各种问题,直接影响 勘查结果和效率。因此,根据当前勘查工作的需求,明确 现阶段对勘查人员的需求,并制定清晰的外部人才引进计 划,逐步优化现有勘查人员的结构,以满足岩土勘查工作 的需求。
4.2 重视勘查采样工作,合理应用勘查技术
在矿山岩土勘查工作中,采样工作是其重要的组成部 分,应当确保样品具有代表性,需要对其进行高度关注。 尤其是复杂地形地质环境中,需要在勘查工作中对具体情 况进行全面分析,科学合理调整勘查方案,有利于增强勘 查结果的准确性。一般情况下,矿山岩土工程区域不同, 所存在的地质环境也是不同的,岩土基础和结构也会产生 很大差异,需要对勘查深度进行调整,并且也要对勘查位 置的距离进行合理调整,也要对部分细节性问题进行高度 关注,从而确保勘查结果的精确性。在勘查工作中,如果 地质环境非常好,所勘查深度是非常浅的,在勘查中的深 度也可以降低。如果地质环境非常复杂,勘查深度需要进 行加深,才能获取更准确的勘查结果。地形地质不同,勘 查距离也会产生明显差异,往往越复杂的区域,勘查点位 距离更远,从而可以确保勘查结果的精度和科学性,也可 以对风险问题进行良好控制。当前,我国矿山岩土工程数 量和规模持续增加,岩土工程所在区域的地形地质环境更 加复杂,应当加强先进技术和设备的使用,才能获得更好 的勘查结果。
5 结语
随着我国经济的快速发展,我国的复杂地形地质条件 下涌现出了大量的建设工程,并伴随着这些工程出现了许 多先进的复杂地形地质条件下的矿山岩土勘查技术。本文 通过介绍复杂地形地质条件对岩石勘查技术的影响,以及 多种基于复杂地形地质条件下的勘查技术,旨在为国家复 杂地形下的工程建设提供一些参考。通过上述内容可以看 出,我国在复杂地形地质条件下能够应用的岩石勘查水平 有限,这就需要技术人员提高自身的专业水平和能力,进 一步学习国内外优秀的勘查技术。同时,国家也应加强对 该技术方面的重视,以确保该技术具有较高的应用水平, 为我国西部复杂地质条件下的工程建设提供支持,为国家 经济发展提供动力。
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