礦山水文地質(zhì)對采礦影響及其防治措施

楊 帆

（河南中源化學(xué)股份有限公司，河南 南陽 474750）

地下水資源影響和制約著礦山開采行業(yè)的發(fā)展，在礦山開采之前必須對地下水資源進(jìn)行勘測，否則將會出現(xiàn)水層破壞使得發(fā)生水災(zāi)，導(dǎo)致礦井坍塌事故的發(fā)生，給礦山開采過程帶來不可磨滅的經(jīng)濟(jì)損失和影響。礦山開采在某種程度上對地下水資源的生態(tài)性造成破壞，進(jìn)而影響礦井區(qū)域植被資源的空間分布，使得許多自然災(zāi)害的發(fā)生，如泥石流、滑坡等，不但影響礦山開采工程的進(jìn)度，更危害著周邊居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此對礦山水文地質(zhì)的勘探和治理勢在必行。

1 礦山水文地質(zhì)重要性分析

隨著礦藏開采的不斷加深，地下空洞越來越大，這導(dǎo)致巖體原本的結(jié)構(gòu)平衡被打破，可能引起巖層從下到上的位移，因此地下采礦很可能誘發(fā)一系列的地質(zhì)問題，諸如山體崩塌、斷層、滑坡、地面沉降，雨天還可能出現(xiàn)泥石流等等突發(fā)的大面積的且危害巨大的地質(zhì)災(zāi)害。長久顯現(xiàn)出來的影響可能是，土地荒蕪，水循環(huán)破壞，致使該片圖片徹底廢棄，給人類發(fā)展帶來極大不利的影響[1]。地下采礦對于礦山的地質(zhì)環(huán)境是長期而且連續(xù)性的大范圍、重復(fù)性的破壞活動，其會引發(fā)、加劇以至直接形成地質(zhì)災(zāi)害。

地下水資源對于礦山開采有著重要的影響，地下水資源勘探不準(zhǔn)確或者地下水改道常常導(dǎo)致礦山生產(chǎn)過程中礦井滲漏、塌方等事件，嚴(yán)重影響礦山安全生產(chǎn)。而且由于礦山生產(chǎn)過程以及日常生活等對地下水資源的污染，還將導(dǎo)致礦山周邊地區(qū)綠化植被遭到破壞，造成礦山地區(qū)泥石流、山體滑坡等情況，進(jìn)而影響礦山的安全生產(chǎn)[2]。加強(qiáng)礦山水文地質(zhì)勘探與污染治理，降低礦山水文地質(zhì)對礦山安全生產(chǎn)的影響已經(jīng)成為礦山生產(chǎn)企業(yè)目前面臨的最大問題。

2 礦山水文地質(zhì)對采礦的影響

2.1 地面裂縫

礦坑排水工作導(dǎo)致地下水水位下降，同時使得土層中的水壓力降低，導(dǎo)致其有效應(yīng)力不斷增加，進(jìn)而造成因土粒間隙體積減小而帶來的土體沉降。由于不同土層之間的厚度不同，導(dǎo)致土體在沉降過程中表現(xiàn)出明顯的差異性；基巖面之上為拱起，其下沉量最小，其他地方較大，所以拱起部位土層出現(xiàn)拉張應(yīng)力，出現(xiàn)地裂縫。

2.2 地面塌陷

由于真空吸蝕和地下水潛蝕的作用，溶洞上方土層變化明顯，土粒不斷流向溶洞中，由此溶洞變成了土洞。伴隨著地下水水位的持續(xù)下降，土洞逐漸不斷向上擴(kuò)展，土層厚度逐漸變薄，達(dá)到一定程度之后，產(chǎn)生地面塌陷。由此可見，土層厚度越薄，塌陷形成的速度越快。并且，在土洞西鞥陳發(fā)展過程中，在強(qiáng)降雨的影響下，土層的抗剪強(qiáng)度逐漸降低，加劇塌陷的發(fā)生。

2.3 礦坑突水

礦坑突水同樣也是影響水文地質(zhì)勘探的又一重要因素。礦山開采中對含水層的人為破壞，使得大量地下水倒灌入礦坑，發(fā)生礦坑突水事故，在某種程度上阻礙了礦山開采的順利進(jìn)行以及危害工作人員的人身安全。隨著近年來礦山開采安全意識的不斷提高，降低礦坑突水事故的發(fā)生在實(shí)際工作中顯得尤為必要，并且也成為礦產(chǎn)開采重點(diǎn)建設(shè)的方向。在實(shí)際開采過程中，對礦山水文條件比較復(fù)雜的區(qū)域應(yīng)先停止施工，在相關(guān)技術(shù)部門勘測分析完其地質(zhì)環(huán)境和條件之后，在根據(jù)實(shí)際分析結(jié)果決定是否進(jìn)行開采和怎樣開采，確保開采工作的安全進(jìn)行。并且要制定好礦坑突水事故發(fā)生的緊急處理辦法，比如建設(shè)防水礦柱、構(gòu)筑水閘門、注漿堵水等措施降低事故帶來的危害。

2.4 地表水影響

盡管地下水對礦山開采工作具有重要的影響，但由于自然界水循環(huán)的存在，使得地下水受到地表水的影響和制約，地表降水、坑道積水等因素影響礦區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而使已經(jīng)探明的礦山水文地質(zhì)情況發(fā)生改變，影響礦區(qū)生產(chǎn)安全，并且對礦井工作人員的生命安全造成威脅。

3 礦山水文地質(zhì)災(zāi)害防治措施

不同地區(qū)的礦山因形成條件不同，有不同的水文地質(zhì)特點(diǎn)，在防治地質(zhì)災(zāi)害的措施上，也各不相同，但是針對地質(zhì)災(zāi)害的主要類型，也可以采取相應(yīng)的有效防治手段。

3.1 施工之前進(jìn)行全面的勘測

在礦山實(shí)際開采過程中，應(yīng)對礦井的位置選擇進(jìn)行科學(xué)合理的分析研究，有效估算礦井內(nèi)的地下水水位及水量分布情況，同時必須全面勘探礦井區(qū)的水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)和條件，通過設(shè)備模擬繪制其結(jié)構(gòu)圖，并根據(jù)實(shí)際開采過程不斷調(diào)整施工方案和措施，與上級主管部門多交流協(xié)商，開采過程必須由相關(guān)部門進(jìn)行檢查。

對事先勘測出的含水區(qū)域，必須全面科學(xué)的分析其位置與井巷的距離，預(yù)先制定合理的排水應(yīng)急方案。對礦山開采過程中可能出現(xiàn)自然災(zāi)害，如滑坡、泥石流等，必須及時進(jìn)行勘查分析，并做好預(yù)防與善后工作。

3.2 做好防治工程的設(shè)計(jì)

礦山開采方案的實(shí)際必須全面考慮各種自然災(zāi)害以及地質(zhì)條件，科學(xué)合理的對開采過程出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，進(jìn)而提出針對性的措施，確保礦山開采工作的順利開展。嚴(yán)格監(jiān)控礦山開采事故高發(fā)區(qū)，并提出有效地應(yīng)對和解決措施；建立危險事故預(yù)測報警系統(tǒng)，在礦區(qū)附近安裝相關(guān)監(jiān)控設(shè)備，將風(fēng)險遏制在其搖籃中，有效的降低風(fēng)險的發(fā)生。礦山開采前，必須要通過專家對其進(jìn)行安全評價，以及事故防治工程進(jìn)行驗(yàn)收，以確保礦山開采安全有效的發(fā)展。

3.3 施工中應(yīng)該采取的工程防治措施

礦山開次過程中必須要做好應(yīng)急防控機(jī)制。礦區(qū)周邊盡早建立排洪渠，以保證礦坑內(nèi)部積水能夠有效快速的排除，減少事故的發(fā)生；在對礦區(qū)開采的設(shè)計(jì)中，禁止礦區(qū)不規(guī)則的開采，比如傘形礦坑，這種礦坑開采方式加劇了事故的發(fā)生率，必須從上而下對礦體進(jìn)行臺階狀開采；在礦區(qū)內(nèi)的巷道必須通風(fēng)，要通過技術(shù)設(shè)備有效監(jiān)控巷道內(nèi)的甲烷濃度；在巷道內(nèi)進(jìn)行礦體爆破時，必須注意爆破點(diǎn)的選擇；在開采完成后，應(yīng)及時清理巷道周圍的危巖，并且在破碎面周圍設(shè)置警戒線，以避免誤傷別人。

4 結(jié)語

礦山開采是一項(xiàng)相當(dāng)復(fù)雜的工作，對技術(shù)性、安全性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性的要求都極高。礦山水文地質(zhì)設(shè)計(jì)工作貫穿整個礦山工程項(xiàng)目，不同的階段工作的主要內(nèi)容也不盡相同。

由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及人們對水文地質(zhì)工作的關(guān)注度不斷增加，同時國內(nèi)水位地質(zhì)研究理論不斷擴(kuò)大和充實(shí)，使得礦山水文地質(zhì)發(fā)展前景一片光明。