復雜地質環境下礦山巖土工程勘察鉆探技術分析

胡 軍

（江西省地質建設投資集團有限公司，江西 南昌 333000）

礦山巖石工程勘察鉆探工作最根本的目的便是為了熟悉掌握礦山內部巖土的各個方面特性和其它一些情況，通過可靠的數據在確保礦山開采絕對安全的基礎上盡可能的增加礦山開采效率。根據對礦山中巖土、礦石種類、分布以及礦山內部具體形狀等多方面情況來進行勘察鉆探，不僅能夠促進礦山開采計劃的順利制定，而且還能夠在礦山開采的后續工作中將礦石的開發利用率最大化，從根本上有利于推動礦山開采相關行業的快速發展。

1 礦山巖土工程勘察鉆探的意義

礦山巖土工程勘察鉆探的主要目的對礦山開采施工環境區域內的地形、地質環境復雜程度進行了解，通過勘察鉆探技術能更有效的對礦山內部不同層次的巖土情況進行具體的探析，施工人員則能夠根據礦山巖土工程勘察鉆探結果對施工計劃進行制定，合理避開礦山施工區域范圍內的危險地帶，從而以此來達到提高礦山開采效率和安全穩定性的目的。將礦山巖土工程勘察鉆探技術應用到復雜地質環境下，能夠有效的了解清楚勘察區域內的地質實際情況，同時在進行礦山開采過程中，也應當隨著礦石開采工作的不斷開展，將復雜地質環境情況進行進一步的全面勘察和分析，這樣便能夠時刻了解到礦山巖土工程不同施工區域中的地質環境情況，施工人員隨時能夠根據勘察結果對實際施工計劃進行調整，通過礦山巖土工程勘察鉆探一方面能夠大幅度提高礦山開采的整體安全系數，另一方面則能夠有效的避免礦山地質災害現象的發生，以此來達到推動礦山巖土工程的順利進行。

2 復雜地形環境下礦山巖石工程勘察鉆探要點

在復雜地形環境下進行礦山巖土工程勘察鉆探的時候最關鍵的便是需要做好技術要點的把控，一方面需要注意把控不同勘察點位之間的距離和深度，確保最終的勘測數據都是精準可靠的，另一方面則需要做好地基處理工作，只有保證地基質量滿足礦山巖土工程勘察鉆探需求，才能夠進一步確?？辈旖Y果的精準性[1]。

2.1 注意勘察點間的距離和深度

大多數礦山都具有著極其復雜的地形地勢環境，而在此環境下進行勘察鉆探的時候最重要的便是需要注意勘察點位之間的距離以及深度，勘察人員在進行勘察點位選定的時候需要嚴格按照有關標準和實際勘察鉆探需求，很多勘察人員在進行勘察過程中不能夠根據實際需求來對勘察計劃進行調整，這在一定程度上也回對最終的勘察結果造成影響。一般情況下在地質較為復雜的環境中，所需要保持的探險間距為60mm～110mm，探點深度為40m～60m，而在中等復雜的地質環境中，探險間距為80mm～160mm，探點深度為50m～110m，簡單地質環境對于這方面的要求是最低的，探險間距在160mm～320mm范圍內即可，而探點深度則在80m～220m內。

表1 不同地質環境下勘探點位間距和深度

2.2 注意地基承載力的相關指標

地基承載力對于礦山巖石工程勘察鉆探結果有著嚴重的影響，如若地基承載力較差無法滿足礦山巖石工程勘察鉆探需求的話，那么將會直接影響到地質勘察結果的精準性。在以往礦山巖石工程勘察鉆探中經常使用查表的方式來對該勘察區域地基承載力指標進行明確，甚至還會出現一些施工單位私自降低地基承載力指標的現象發生，這從根本上不利于礦山巖石工程勘察鉆探工作的開展，尤其是在較為復雜的地質環境下，對于地基承載力的相關指標要求更高一些，勘察人員需要充分結合礦山巖土工程實際情況和地基承載力指標進行勘察鉆探計劃的制定，這樣才能夠最大程度上保證礦山巖石工程勘察鉆探結果的精準性和可靠性，才能夠更加順利的為礦山開采工作提供必要的數據支撐[2-5]。

3 復雜地質環境下礦山巖土工程勘察鉆探技術應用分析

3.1 原位測試技術

原位測試技術指的是在巖土原來所處的位置上且在原位狀態和應力條件下對巖土性質進行的測試。原位測試技術也是礦山巖土工程勘察鉆探技術中的一種，根據測試形式的不同能夠將原位測試技術分為靜力觸探測試技術、十字板剪切測試技術、巖體應力測試技術等眾多的種類，不同原位測試技術所采用的測試方式方法也是不同的，同樣最終所能夠呈現出來的測試效果也具有著較大的不同之處。施工人員在進行礦山巖土工程勘察鉆探時便需要根據檢測區域內的土質情況以及勘察需求等多方面因素來決定最終的原位測試技術，通過選擇恰當合適的原位測試技術來實現為礦山巖土工程后續勘察鉆探工作提供可靠數據的目的。例如在土質較為酥軟的巖土環境中便應當使用十字板剪切測試技術，這樣便能夠通過該技術測定該施工區域軟土的抗剪強度；而在其它無特殊情況的復雜地質環境中則適合采用靜力觸探測試技術，在使用該技術時需要注意保證觸探位置的精準性，對測試數據的誤差進行把控，在測試過程中測試人員也要完全按照技術要求標準來進行，避免發生人為因素導致檢測結果不精準的現象發生。

3.2 地質測繪技術

地質測繪技術也是礦山巖土工程勘察鉆探過程中經常用到的勘測技術，通過地質測繪技術能夠對礦山巖土工程施工區域內部的地形、地勢狀況進行測繪。地質測繪技術包括GIS技術、遙感技術以及GPS技術等多種先進技術，在進行礦山開采前最關鍵的便是需要對開采區域內的地質情況勘察清楚，勘察環境極其復雜，對于勘察人員和有關技術都有著較高的要求和標準。在進行礦山巖土工程勘察鉆探的時候應用地質測繪技術便能夠在有限的時間內快速的掌握施工區域的地形、地勢情況以及該區域范圍內的巖土巖層的性質、組成成分等，測繪人員在進行巖土地質測繪的時候也需要注意保證土質測繪數據的精準性和可靠性，通過遙感技術、GPS和GIS系統等對礦山巖土勘察區域進行全方位的土質測繪，給出科學精準的土質測繪報告。礦山巖土工程勘察鉆探人員在掌握地質測繪數據之后便能夠根據實際施工需求對復雜地質環境下的礦山巖土進行勘察計劃的制定，可以說地質測繪技術能夠為礦山巖土勘察鉆探工作的開展提供可靠的土質數據，有利于大幅度提高礦山巖土勘察的工作效率。

3.3 巖層鉆探技術

巖層鉆探技術是礦山巖土工程勘察鉆探工作開展的根本所在，在熟悉掌握礦山巖土工程施工區域的表面地形地勢等各方面具體情況之后，便需要利用巖層鉆探技術對礦山巖土進行地下地質情況的鉆探勘察，工作人員使用鉆機對礦山勘察區域進行巖石的切削、破碎，使得鉆頭不斷的深入到礦山巖層深入并刻取巖芯。巖層鉆探技術對于鉆機質量要求也是比較高的，根據鉆探需求的不同能夠將鉆頭分為硬質合金、金剛石和鋼粒幾種，而鉆具則能夠分為單動雙管鉆具、繩索取芯鉆具等幾種，根據礦山巖層的特點來選擇對應的鉆頭和鉆具，便能夠最大程度上保證巖層鉆探工作的順利進行。在使用巖層鉆探技術進行巖芯刻取的時候還需要注意對巖層的變化情況進行記錄，通過對鉆進程度進行分析來將礦山巖土的大致結構判斷出來，而后在經過對提取出來的巖芯進行分析，便能夠有效促進對于礦山巖土土層深度勘察工作的開展。

3.4 勘探與取樣技術

在對礦山進行勘探與取樣作業時，需要針對其較為復雜的地質環境進行全方位的探索了解，在了解到該地基礎地質情況信息之后便需要選擇合適的勘探點位和間距，只有保證了勘探點位和間距的科學合理性，才能夠確保最終得到的勘探結果能夠滿足礦山開采需求。通過勘探和取樣技術來對礦山內部巖土的特性、分布情況以及地下水等其它參數全部進行采集，為礦山開采提供可靠的數據支持?？辈烊藛T在進行勘探和取樣的時候，要嚴格按照相關的標準去開展工作，同時也需要做好對礦山勘察區域的實地調查工作，確?？碧近c位能夠滿足勘察取樣工作的需求，同時在取樣過程中也應當注意樣品的質量，確保樣品能夠代表該取樣區域的大多數巖土，這樣才能夠最大程度上保證礦山巖土工程勘察鉆探結果的精準性。

3.5 室內測驗技術

室內測驗技術也是礦石巖土工程勘察鉆探技術中的一種，其指的是通過模擬實地勘察動作的方式來對產生的有關數據進行收集和分析，根據室內檢驗技術能夠將礦石巖土工程勘察鉆探工作進行全方位的模擬，不管是原位檢測、地質測繪還是勘察鉆探等均能夠在模擬過程中進行體現，通過室內測驗技術所產生的礦石巖土工程勘察鉆探模擬數據也是極其可靠的。在所有數據全部被收集之后，便能夠將這些有效數據全部輸入到專業軟件中進行數據分析，而數據分析結果則能夠為礦山開采計劃的制定提供參考。室內檢驗技術屬于一種較為先進的技術，其在模擬過程中便能夠將礦石巖土工程勘察鉆探所有情況全部分析模擬出來，同時其還能夠利用圖層測定的方式將礦山不同層次的巖土各個方面特點全部分析出來。

4 提高礦石巖土工程勘察鉆探技術在復雜地質環境下應用水平的具體措施

4.1 完善礦石巖土工程勘察鉆探機制

在復雜地質環境下對于礦山巖土工程勘察鉆探技術各個方面的要求和標準都是比較高的，但是現階段卻存在礦山巖土工程勘察鉆探機制不夠完善的問題，這主要是因為不同地質環境下對于礦山巖土工程勘察鉆探的需求是有所不同的，并沒有固定的勘察流程和標準，勘察人員需要根據自身的經驗水平來選擇對應的勘察鉆探技術進行礦山巖土工程的勘察鉆探，如若勘察人員技術水平不過關的話那么其所勘察鉆探出來的地質結果將沒有任何的作用，甚至還可能因為勘察數據的錯誤導致礦山巖土工程出現安全生產事故。因此需要不斷對礦山巖土工程勘察鉆探機制進行完善，建立科學合理的勘察機制，通過對不同地質環境下的礦山巖土工程勘察鉆探技術進行分析來確定科學化、系統化、專業化的勘察模式，這樣在日后進行復雜地質環境下礦山巖土工程勘察鉆探的時候便能夠直接按照對應機制來進行，從根本上有利于提高礦山巖土工程勘察鉆探的整體水平。

4.2 提高地質測繪水平

提高地質測繪水平是提高礦山巖土工程勘察鉆探技術應用水平最為有效的措施，地質測繪技術中目前最先進的技術便是RTK技術以及現代坐標基準構建技術等，這些技術能夠使得地質測繪工作的開展變得隨時隨地，不再受到工作地形等其它因素的限制，從一定程度上提高了地質測繪工作在野外開展的效率性和可靠性，而且還降低了工程后期因測繪數據不準確進行測繪圖修改的可能性。通過對地質測繪技術進行優化和提高，使得勘察人員能夠更好的利用地質測繪技術及時了解周圍環境，分析和取樣，知曉該區域地質的地形和地貌，這樣更有利于將區域內地層以及不良地質的相關情況匯總后進行勘察，為隨后進行的復雜地形和巖土勘察提供基礎。

4.3 重視勘察和取樣

提高復雜地形地質條件下的巖土工程勘察技術，需要重視勘察過程中的取樣問題，尤其是在對巖土地質環境進行調查和分析時，需要用到取樣的勘察技術，取樣測驗能最大化地增加勘察的準確度。從巖土工程勘察的實際來看，不同的結構形式和基礎樣式所對應的勘察深度和勘察點之間的距離是不同的，這是勘察過程中需要特別注意的細節，勘察人員只有注意這些細節問題才能有效地提升勘察的水平和效率。

4.4 不斷優化勘察鉆探技術

隨著各種先進技術的愈加成熟，相關行業也應當不斷的將GIS、RS等先進技術融入到礦山巖土工程勘察鉆探中，結合現階段礦山巖土工程勘察鉆探技術的實際應用情況來對其進行進一步的優化，以此來實現提高礦山巖土工程勘察鉆探效率和質量的目的。越復雜的地質環境對于礦山巖土工程勘察鉆探技術的要求也就越高，不管是技術的不成熟還是人員操作的失誤都有很大的可能性會導致礦山巖土工程勘察鉆探結果精準度無法滿足需求，而在不斷對礦山巖土工程勘察鉆探技術進行創新優化之后，便能夠通過更加先進的技術對傳統老舊技術進行代替，例如在進行地基承載力特征評估時，便能夠使用回歸分析的方法代表傳統的查表方式，既能夠保證評估結果的可靠性，又能夠提升評估效率。

4.5 重視對地下水的勘察

很多勘察人員在進行礦山巖土工程勘察鉆探的時候往往都因為過于重視巖層的勘察而忽略掉對地下水的勘察，這種情況極容易為以后礦山開采工作的開展埋下較大的安全隱患。在礦山巖土工程勘察鉆探中也應當重視地下水的勘察，在進行地下水勘察的時候，勘察人員也應當熟練掌握方式方法，在鉆孔進行到最后一個的后24小時內，勘察人員需要根據勘察需求及時對地下水進行勘察，并將勘察到的數年來地下水水位變化情況進行匯總，只有確定了地下水的范圍以及深度，才能夠進一步確定地下水是否會影響到礦山巖土工程開采項目的順利進行，從而以此來達到降低地下水影響的目的。

4.6 礦石巖土工程勘察資料的整理

在復雜地質環境下所面臨的礦山巖土工程勘察鉆探問題也是比較多的，而且還可能會發生地質出現不斷變化的現象，因此勘察人員需要及時做好礦山巖土工程勘察鉆探資料的整理工作，勘察人員需要及時將礦山巖土工程勘察鉆探過程中產生的所有數據全部上傳到數據庫當中，而后在經過專業軟件對所上傳的各類信息數據進行全面的分析，最終數據分析結果將會直接影響到礦山巖土工程下一步工作的開展。而不管是任何一個階段內產生的礦山巖土工程勘察鉆探相關數據都應當存儲到數據庫內進行備份，這一方面是為了防止發生數據丟失的問題，另一方面則是為了在日后如若發生問題的時候能夠做到有據可依，通過數據查詢來確定問題出現的原因，從而以此來達到推動礦山巖土工程勘察鉆探工作順利開展的目的。

5 結語

總而言之，復雜地質環境下進行礦山巖土工程勘察鉆探是極其困難的，這主要是因為復雜地質環境下的地質、水文等條件變化較大，勘察人員在勘察鉆探過程中可能會遇到各種各樣的困難，而且如若礦山巖土工程勘察鉆探結果不精準的話還會造成極其嚴重的影響。在礦山開采施工環節，地質、水文等因素的影響都有可能會導致發生安全生產事故，所以在對礦山巖土工程進行勘察鉆探的時候，勘察人員需要熟悉掌握各種勘察鉆探技術，同時在勘察鉆探過程中也應當根據實際情況及時做出計劃調整，嚴格控制勘察鉆探各個環節工作的開展，盡可能的提升勘察鉆探效率和精確度，這樣才能夠更好的推動礦山巖土工程項目的順利開展。