复杂地质环境下矿山岩土工程勘察钻探技术分析

胡 军

（江西省地质建设投资集团有限公司，江西 南昌 333000）

矿山岩石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，不仅能够促进矿山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。

矿山岩土工程勘察钻探的主要目的对矿山开采施工环境区域内的地形、地质环境复杂程度进行了解，通过勘察钻探技术能更有效的对矿山内部不同层次的岩土情况进行具体的探析，施工人员则能够根据矿山岩土工程勘察钻探结果对施工计划进行制定，合理避开矿山施工区域范围内的危险地带，从而以此来达到提高矿山开采效率和安全稳定性的目的。将矿山岩土工程勘察钻探技术应用到复杂地质环境下，能够有效的了解清楚勘察区域内的地质实际情况，同时在进行矿山开采过程中，也应当随着矿石开采工作的不断开展，将复杂地质环境情况进行进一步的全面勘察和分析，这样便能够时刻了解到矿山岩土工程不同施工区域中的地质环境情况，施工人员随时能够根据勘察结果对实际施工计划进行调整，通过矿山岩土工程勘察钻探一方面能够大幅度提高矿山开采的整体安全系数，另一方面则能够有效的避免矿山地质灾害现象的发生，以此来达到推动矿山岩土工程的顺利进行。

在复杂地形环境下进行矿山岩土工程勘察钻探的时候最关键的便是需要做好技术要点的把控，一方面需要注意把控不同勘察点位之间的距离和深度，确保最终的勘测数据都是精准可靠的，另一方面则需要做好地基处理工作，只有保证地基质量满足矿山岩土工程勘察钻探需求，才能够进一步确保勘察结果的精准性[1]。

2.1 注意勘察点间的距离和深度

大多数矿山都具有着极其复杂的地形地势环境，而在此环境下进行勘察钻探的时候最重要的便是需要注意勘察点位之间的距离以及深度，勘察人员在进行勘察点位选定的时候需要严格按照有关标准和实际勘察钻探需求，很多勘察人员在进行勘察过程中不能够根据实际需求来对勘察计划进行调整，这在一定程度上也回对最终的勘察结果造成影响。一般情况下在地质较为复杂的环境中，所需要保持的探险间距为60mm～110mm，探点深度为40m～60m，而在中等复杂的地质环境中，探险间距为80mm～160mm，探点深度为50m～110m，简单地质环境对于这方面的要求是最低的，探险间距在160mm～320mm范围内即可，而探点深度则在80m～220m内。

表1 不同地质环境下勘探点位间距和深度

2.2 注意地基承载力的相关指标

地基承载力对于矿山岩石工程勘察钻探结果有着严重的影响，如若地基承载力较差无法满足矿山岩石工程勘察钻探需求的话，那么将会直接影响到地质勘察结果的精准性。在以往矿山岩石工程勘察钻探中经常使用查表的方式来对该勘察区域地基承载力指标进行明确，甚至还会出现一些施工单位私自降低地基承载力指标的现象发生，这从根本上不利于矿山岩石工程勘察钻探工作的开展，尤其是在较为复杂的地质环境下，对于地基承载力的相关指标要求更高一些，勘察人员需要充分结合矿山岩土工程实际情况和地基承载力指标进行勘察钻探计划的制定，这样才能够最大程度上保证矿山岩石工程勘察钻探结果的精准性和可靠性，才能够更加顺利的为矿山开采工作提供必要的数据支撑[2-5]。

3.1 原位测试技术

原位测试技术指的是在岩土原来所处的位置上且在原位状态和应力条件下对岩土性质进行的测试。原位测试技术也是矿山岩土工程勘察钻探技术中的一种，根据测试形式的不同能够将原位测试技术分为静力触探测试技术、十字板剪切测试技术、岩体应力测试技术等众多的种类，不同原位测试技术所采用的测试方式方法也是不同的，同样最终所能够呈现出来的测试效果也具有着较大的不同之处。施工人员在进行矿山岩土工程勘察钻探时便需要根据检测区域内的土质情况以及勘察需求等多方面因素来决定最终的原位测试技术，通过选择恰当合适的原位测试技术来实现为矿山岩土工程后续勘察钻探工作提供可靠数据的目的。例如在土质较为酥软的岩土环境中便应当使用十字板剪切测试技术，这样便能够通过该技术测定该施工区域软土的抗剪强度；
而在其它无特殊情况的复杂地质环境中则适合采用静力触探测试技术，在使用该技术时需要注意保证触探位置的精准性，对测试数据的误差进行把控，在测试过程中测试人员也要完全按照技术要求标准来进行，避免发生人为因素导致检测结果不精准的现象发生。

3.2 地质测绘技术

地质测绘技术也是矿山岩土工程勘察钻探过程中经常用到的勘测技术，通过地质测绘技术能够对矿山岩土工程施工区域内部的地形、地势状况进行测绘。地质测绘技术包括GIS技术、遥感技术以及GPS技术等多种先进技术，在进行矿山开采前最关键的便是需要对开采区域内的地质情况勘察清楚，勘察环境极其复杂，对于勘察人员和有关技术都有着较高的要求和标准。在进行矿山岩土工程勘察钻探的时候应用地质测绘技术便能够在有限的时间内快速的掌握施工区域的地形、地势情况以及该区域范围内的岩土岩层的性质、组成成分等，测绘人员在进行岩土地质测绘的时候也需要注意保证土质测绘数据的精准性和可靠性，通过遥感技术、GPS和GIS系统等对矿山岩土勘察区域进行全方位的土质测绘，给出科学精准的土质测绘报告。矿山岩土工程勘察钻探人员在掌握地质测绘数据之后便能够根据实际施工需求对复杂地质环境下的矿山岩土进行勘察计划的制定，可以说地质测绘技术能够为矿山岩土勘察钻探工作的开展提供可靠的土质数据，有利于大幅度提高矿山岩土勘察的工作效率。

3.3 岩层钻探技术

岩层钻探技术是矿山岩土工程勘察钻探工作开展的根本所在，在熟悉掌握矿山岩土工程施工区域的表面地形地势等各方面具体情况之后，便需要利用岩层钻探技术对矿山岩土进行地下地质情况的钻探勘察，工作人员使用钻机对矿山勘察区域进行岩石的切削、破碎，使得钻头不断的深入到矿山岩层深入并刻取岩芯。岩层钻探技术对于钻机质量要求也是比较高的，根据钻探需求的不同能够将钻头分为硬质合金、金刚石和钢粒几种，而钻具则能够分为单动双管钻具、绳索取芯钻具等几种，根据矿山岩层的特点来选择对应的钻头和钻具，便能够最大程度上保证岩层钻探工作的顺利进行。在使用岩层钻探技术进行岩芯刻取的时候还需要注意对岩层的变化情况进行记录，通过对钻进程度进行分析来将矿山岩土的大致结构判断出来，而后在经过对提取出来的岩芯进行分析，便能够有效促进对于矿山岩土土层深度勘察工作的开展。

3.4 勘探与取样技术

在对矿山进行勘探与取样作业时，需要针对其较为复杂的地质环境进行全方位的探索了解，在了解到该地基础地质情况信息之后便需要选择合适的勘探点位和间距，只有保证了勘探点位和间距的科学合理性，才能够确保最终得到的勘探结果能够满足矿山开采需求。通过勘探和取样技术来对矿山内部岩土的特性、分布情况以及地下水等其它参数全部进行采集，为矿山开采提供可靠的数据支持。勘察人员在进行勘探和取样的时候，要严格按照相关的标准去开展工作，同时也需要做好对矿山勘察区域的实地调查工作，确保勘探点位能够满足勘察取样工作的需求，同时在取样过程中也应当注意样品的质量，确保样品能够代表该取样区域的大多数岩土，这样才能够最大程度上保证矿山岩土工程勘察钻探结果的精准性。

3.5 室内测验技术

室内测验技术也是矿石岩土工程勘察钻探技术中的一种，其指的是通过模拟实地勘察动作的方式来对产生的有关数据进行收集和分析，根据室内检验技术能够将矿石岩土工程勘察钻探工作进行全方位的模拟，不管是原位检测、地质测绘还是勘察钻探等均能够在模拟过程中进行体现，通过室内测验技术所产生的矿石岩土工程勘察钻探模拟数据也是极其可靠的。在所有数据全部被收集之后，便能够将这些有效数据全部输入到专业软件中进行数据分析，而数据分析结果则能够为矿山开采计划的制定提供参考。室内检验技术属于一种较为先进的技术，其在模拟过程中便能够将矿石岩土工程勘察钻探所有情况全部分析模拟出来，同时其还能够利用图层测定的方式将矿山不同层次的岩土各个方面特点全部分析出来。

4.1 完善矿石岩土工程勘察钻探机制

在复杂地质环境下对于矿山岩土工程勘察钻探技术各个方面的要求和标准都是比较高的，但是现阶段却存在矿山岩土工程勘察钻探机制不够完善的问题，这主要是因为不同地质环境下对于矿山岩土工程勘察钻探的需求是有所不同的，并没有固定的勘察流程和标准，勘察人员需要根据自身的经验水平来选择对应的勘察钻探技术进行矿山岩土工程的勘察钻探，如若勘察人员技术水平不过关的话那么其所勘察钻探出来的地质结果将没有任何的作用，甚至还可能因为勘察数据的错误导致矿山岩土工程出现安全生产事故。因此需要不断对矿山岩土工程勘察钻探机制进行完善，建立科学合理的勘察机制，通过对不同地质环境下的矿山岩土工程勘察钻探技术进行分析来确定科学化、系统化、专业化的勘察模式，这样在日后进行复杂地质环境下矿山岩土工程勘察钻探的时候便能够直接按照对应机制来进行，从根本上有利于提高矿山岩土工程勘察钻探的整体水平。

4.2 提高地质测绘水平

提高地质测绘水平是提高矿山岩土工程勘察钻探技术应用水平最为有效的措施，地质测绘技术中目前最先进的技术便是RTK技术以及现代坐标基准构建技术等，这些技术能够使得地质测绘工作的开展变得随时随地，不再受到工作地形等其它因素的限制，从一定程度上提高了地质测绘工作在野外开展的效率性和可靠性，而且还降低了工程后期因测绘数据不准确进行测绘图修改的可能性。通过对地质测绘技术进行优化和提高，使得勘察人员能够更好的利用地质测绘技术及时了解周围环境，分析和取样，知晓该区域地质的地形和地貌，这样更有利于将区域内地层以及不良地质的相关情况汇总后进行勘察，为随后进行的复杂地形和岩土勘察提供基础。

4.3 重视勘察和取样

提高复杂地形地质条件下的岩土工程勘察技术，需要重视勘察过程中的取样问题，尤其是在对岩土地质环境进行调查和分析时，需要用到取样的勘察技术，取样测验能最大化地增加勘察的准确度。从岩土工程勘察的实际来看，不同的结构形式和基础样式所对应的勘察深度和勘察点之间的距离是不同的，这是勘察过程中需要特别注意的细节，勘察人员只有注意这些细节问题才能有效地提升勘察的水平和效率。

4.4 不断优化勘察钻探技术

随着各种先进技术的愈加成熟，相关行业也应当不断的将GIS、RS等先进技术融入到矿山岩土工程勘察钻探中，结合现阶段矿山岩土工程勘察钻探技术的实际应用情况来对其进行进一步的优化，以此来实现提高矿山岩土工程勘察钻探效率和质量的目的。越复杂的地质环境对于矿山岩土工程勘察钻探技术的要求也就越高，不管是技术的不成熟还是人员操作的失误都有很大的可能性会导致矿山岩土工程勘察钻探结果精准度无法满足需求，而在不断对矿山岩土工程勘察钻探技术进行创新优化之后，便能够通过更加先进的技术对传统老旧技术进行代替，例如在进行地基承载力特征评估时，便能够使用回归分析的方法代表传统的查表方式，既能够保证评估结果的可靠性，又能够提升评估效率。

4.5 重视对地下水的勘察

很多勘察人员在进行矿山岩土工程勘察钻探的时候往往都因为过于重视岩层的勘察而忽略掉对地下水的勘察，这种情况极容易为以后矿山开采工作的开展埋下较大的安全隐患。在矿山岩土工程勘察钻探中也应当重视地下水的勘察，在进行地下水勘察的时候，勘察人员也应当熟练掌握方式方法，在钻孔进行到最后一个的后24小时内，勘察人员需要根据勘察需求及时对地下水进行勘察，并将勘察到的数年来地下水水位变化情况进行汇总，只有确定了地下水的范围以及深度，才能够进一步确定地下水是否会影响到矿山岩土工程开采项目的顺利进行，从而以此来达到降低地下水影响的目的。

4.6 矿石岩土工程勘察资料的整理

在复杂地质环境下所面临的矿山岩土工程勘察钻探问题也是比较多的，而且还可能会发生地质出现不断变化的现象，因此勘察人员需要及时做好矿山岩土工程勘察钻探资料的整理工作，勘察人员需要及时将矿山岩土工程勘察钻探过程中产生的所有数据全部上传到数据库当中，而后在经过专业软件对所上传的各类信息数据进行全面的分析，最终数据分析结果将会直接影响到矿山岩土工程下一步工作的开展。而不管是任何一个阶段内产生的矿山岩土工程勘察钻探相关数据都应当存储到数据库内进行备份，这一方面是为了防止发生数据丢失的问题，另一方面则是为了在日后如若发生问题的时候能够做到有据可依，通过数据查询来确定问题出现的原因，从而以此来达到推动矿山岩土工程勘察钻探工作顺利开展的目的。

总而言之，复杂地质环境下进行矿山岩土工程勘察钻探是极其困难的，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，勘察人员在勘察钻探过程中可能会遇到各种各样的困难，而且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。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，勘察人员需要熟悉掌握各种勘察钻探技术，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，严格控制勘察钻探各个环节工作的开展，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。