礦區(qū)環(huán)境水文地質問題評述

崔媛媛

摘要：在礦區(qū)采礦行為后常常會發(fā)生很多地質問題，舉例來看，如溶巖地面塌陷、水質遭到污染，還有因為地下采礦導致的地面沉陷和積水，還有因為煤矸石堆積導致的環(huán)境污染和水污染等等。文章針對這些問題提出了相關解決措施，為礦區(qū)環(huán)境管理者提供借鑒。

關鍵詞：礦區(qū)；環(huán)境；水文地質

由于人類文明的不斷進步，所以人們深知保護礦區(qū)環(huán)境和水文等問題的重要性。在20世紀50年代以來，采礦事業(yè)的發(fā)展突飛猛進，其規(guī)模不斷提高，相應的出現(xiàn)了一系列環(huán)境水文地質問題，直接對工農(nóng)業(yè)發(fā)展的城市建設產(chǎn)生負面影響，更嚴重的甚至威脅人們的生命安全。特別在20世紀60年代以來，這些問題越來越嚴重，在一定程度上破壞了人類生存和居住的環(huán)境，迫切需要解決礦區(qū)環(huán)境水文地質問題，科學開采礦產(chǎn)資源，保護地質環(huán)境。下面是礦區(qū)環(huán)境水文地質主要問題分析。

1.巖溶地面塌陷

由于巖溶充水礦床的礦山排水過多，所以地面塌陷的現(xiàn)象比較普遍，礦山的地面建筑和農(nóng)田遭到一定程度的破壞，而地面的塌陷又導致地表水攜帶較多的松散物質進入到礦坑內(nèi)部，這樣一來，礦區(qū)的環(huán)境水文地質狀況被改變，不利于礦床的開發(fā)和保護。在我國的華東地區(qū)和中南地區(qū)，它們屬于強鹽融化地區(qū)，具有嚴重的巖溶地面塌陷問題。舉例來看，廣東的馬口和凡口礦地區(qū)，還有我國湘中地區(qū)的煤田，長江中下游地區(qū)的銅礦和煤礦等區(qū)域，由于巖溶發(fā)育，所以地面塌陷十分嚴重，在我國的北方僅僅有部分礦區(qū)有嚴重的巖溶地面塌陷問題。在礦區(qū)的巖溶地面塌陷中，主要分布在以下方位：（1）斷裂帶附近：對于巖溶地面來說，它的塌陷主要在斷層的兩側呈帶狀分布，特別的，在導水斷層附近常常會有串珠狀地面塌陷坑，舉例來看，湖南門口礦區(qū)一個礦井在斷裂帶上密度值最高。（2）向斜盆地附近：在南方，龍?zhí)睹合党３纬上蛐迸璧?，而煤層底板茅口灰?guī)r常常漏在向斜翼部。對于巖溶地面來說，它的陷坑分布在這些部位，例如湘中煤田巖溶地面塌陷也屬于這種類型。（3）硫化礦床接觸帶：在長江中下游的富帖基本是硫化礦床，因為酸性地下水活動和接觸帶相近，導致大型串珠狀塌陷坑。（4）古河道帶：這一分布主要體現(xiàn)在北方的巖溶塌陷坑里，舉例來看，開灤范各莊特大突水導致巖溶地面塌陷，它們都是分布在灤河古河道帶第四系天窗分布地段。（5）地下水天然排泄點附近：在天然條件下，地下水排泄點是地下水最活躍的部分，同時也是巖溶發(fā)育最快的地帶。在礦床的疏干邊界中，如果達到了地下水的排泄點，那么就會產(chǎn)生塌陷現(xiàn)象。舉例來看，湖南的煤炭壩礦地面塌陷就是這一類型。

2.礦坑廢水的污染

由于不合理的采礦行為導致天然的環(huán)境受到破壞，其中的水文條件也受到破壞，導致地下水污染嚴重。舉例來看，山西煤礦的主要采區(qū)基本上是在巖溶流域的補給區(qū)。受采煤影響的流域比較多，涉及范圍比較廣，而由于煤礦區(qū)的坑道和井下鉆孔等產(chǎn)生一定的裂隙，使廢水在地下經(jīng)過這些裂隙進入到巖溶含水層中，污染水資源。舉例來看，在娘子關泉域上游的平定-陽泉礦區(qū)中，石炭系層間的薄層灰?guī)r水進入到礦坑以后，雖然有一部門大礦井可以把其排除，但是剩下的經(jīng)過采礦坑道和裂粥掛入到含水層中，導致平定—陽泉礦區(qū)的水資源受到污染，水里的硫酸根離子含量明顯提高，同時水的硬度也大大提高。

由于煤礦開發(fā)力度不斷增強，所以煤礦區(qū)排放的廢水總量不斷增加，其中不僅有工業(yè)廢水和生活廢水，還有礦坑水和洗煤水等等。在分析山西省的煤炭工業(yè)相關數(shù)據(jù)得知，山西的陽泉、西山、汾西、軒崗、晉城、霍縣、大同、潞安這八大重要礦區(qū)每年排放的廢水總量達到2300萬立方千米，而這些廢水經(jīng)過清潔處理的部分是少之又少，通常情況下采用直接排放的方式進行處理，這樣一來，地下水和地表水受到污染，使地質水文環(huán)境遭到破壞。在經(jīng)過化學分析后，發(fā)展這些地區(qū)排放的未經(jīng)處理的廢水主要有以下化學特性：（1）這些廢水的ph值位于4.6和7.8之間，呈現(xiàn)酸性和中性。陽泉礦區(qū)的廢水ph值最低，僅為3。（2）這些區(qū)域排放的廢水硬度比較高，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)其一般在22到40德國度，其中汾西礦區(qū)最為嚴重礦井水的硬度大袋了75.8德國度。（3）水中的礦化度比較高，舉例來看，陽泉礦區(qū)的南莊礦的井水礦化度比2g/L還要高。（4）水中的毒性指標比較高，而且超出相關標準。舉例來看，西山礦區(qū)的三給洗煤廠中的洗煤水氟化物嚴重超標，其中的汞含量也嚴重超標。

綜合來看，山西的煤礦附近地下水污染嚴重，極大的破壞了地質和水文環(huán)境，并且呈現(xiàn)惡化趨勢。

3.井下開采導致環(huán)境水文地質問題

我國是世界上的產(chǎn)煤大國，但是基本上采用的都是地下開采的方式，地上開采的比重比較小。在開采有斜度的礦床時，因為采礦面積比較大，所以頂部的巖層失去支撐點，在巖石勤作用下發(fā)生傾斜和彎曲現(xiàn)象。按照采空區(qū)的上方巖層的破壞狀況，可以把它分成冒落帶、裂隙帶和巖層整體移動帶。

如果是傾斜度低于45度的煤層，在開采時要使用長壁工作面的開采方式，這樣一來會形成矩形的采空區(qū)，如果地表沉陷，會呈現(xiàn)出橢圓形。在采取的長和寬都超過深度的1.2倍時，那么地表就會下沉，在盆地中央部分下沉的最嚴重，從中央向地方，下沉的值逐漸減小，這一變化是平穩(wěn)的，同時也是連續(xù)的。如果采區(qū)的正上方塌陷比較嚴重，那么其邊緣地帶也會出現(xiàn)一些裂縫，破壞地質水文環(huán)境。事實上，在平原地區(qū)的煤礦土地塌陷問題都比較突出。在我國的所有礦區(qū)里，開灤礦區(qū)是最大的井下開采礦區(qū)，它的開采深度達到了800米。而最深處達到了905米。因為開灤礦區(qū)的地形趨于平坦，同時潛水位埋藏不慎，導致集水盆地成為其地下排泄區(qū)，另外，由于塌陷區(qū)地質受到破壞，硫酸鹽礦物質增多，導致土地難以發(fā)揮其種植的作用。

總結：為了控制礦區(qū)開采對地質和水文環(huán)境的破壞，我國已經(jīng)采取一定的措施加強管制，提高對資源的利用率的同時合理利用資源，在近些年來取得了一定的成果。不過，盡管如此，我國的礦區(qū)開采中仍然存在一些問題，而因為這些問題比較復雜，同時涉及范圍比較大，所以在解決過程里也會面臨一定的難題，還需要不斷加大研究力度。