礦山地下水災(zāi)害及其防治

王春紅

（河北工程大學(xué)，河北 邯鄲 056038）

顯而易見的是，對礦山的地下開采，對地下水資源將會造成重大的浪費(fèi)，同時也會改變地下水循環(huán)系統(tǒng)。不僅影響了礦區(qū)水資源的供應(yīng)，而且還影響了水資源的可持續(xù)利用，對當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境也造成了影響[1-3]。除此之外，地下開采還可能會造成地表坍塌，產(chǎn)生縫隙，從而加快了地表水和地下水之間的轉(zhuǎn)換，使地表水逐漸減少，更加破壞了地下室和地表水之間的平衡[4]。

1 地下水對采礦的影響

1.1 地下水影響礦山

受到自然和人為因素的雙重影響，地下水的水位在逐年發(fā)生變化，這種情況可能會危害地下層，從而甚至危害到整個礦山的項(xiàng)目[2]。除此之外，人工灌溉、氣溫的變化以及降水量的增加，這些都有可能會使地下水位升高，使土壤的酸堿性發(fā)生變化，對礦山建筑造成腐蝕[6]。地下水位的上升，還有可能會造成滑坡等嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重威脅礦山項(xiàng)目。加之人為因素，也有可能導(dǎo)致地下水位的下降，從而導(dǎo)致礦山土層變硬，出現(xiàn)地面開裂，破壞地質(zhì)條件。不可否認(rèn)的是，地下水位的大幅變化，使礦山土層強(qiáng)度降低，十分不利于項(xiàng)目施工[7,8]。

1.2 地下水對礦山基礎(chǔ)的影響

地下水位的變化會影響礦山的基礎(chǔ)，因此需要穩(wěn)固礦山項(xiàng)目的基礎(chǔ)，就要考慮地下水對其基礎(chǔ)的影響，需要在設(shè)計(jì)之初就在地下水位置上，建立基礎(chǔ)設(shè)施。如果必須要求在地下水位以下建設(shè)基礎(chǔ)，就要提前做好防水措施，對鋼筋混凝土做好防范處理，才能保證礦山基礎(chǔ)的穩(wěn)定[9,10]。如果要在承壓水層中建設(shè)基礎(chǔ)，那么則要對地下水位進(jìn)行控制，防止地下水噴，從而破壞項(xiàng)目的施工。

1.3 地下水壓力對礦山土層的影響

由于人為因素可能會對地下水造成影響，破壞地下水的壓力平衡，從而使得局部的壓力過大，如果地下水碰到了粉土層就會出現(xiàn)流砂等現(xiàn)象，造成邊坡失穩(wěn)，基礎(chǔ)變形等，甚至造成安全事故[11]。

2 礦山地下水災(zāi)害措施

2.1 礦井突水防治措施

2.1.1 井下防治水

井下防治水又可以分為以下幾種措施一是查清水源以及水通道。二是做好水文觀測工作，要提前收集好當(dāng)?shù)氐臍庀蟆⒔邓康荣Y料，查明當(dāng)?shù)氐牡乇硭植记闆r、水量以及水排泄通道情況。除此之外，通過探水鉆孔，以及觀察地下水源的位置、水量、水壓等變化情況，從而查明水的來源以及量，并觀測礦井涌水量以及變化規(guī)律[12]。三是疏放水，所謂的疏放水，就是根據(jù)水源的不同類型而采用不同的疏放水方法，將有威脅的礦井安全水源提前放干，從而防止礦井水災(zāi)的發(fā)生，四是進(jìn)行井下探水。五是截水，遇到水源后，如果發(fā)現(xiàn)無法放水，或者說放水無法正常進(jìn)行時，可以采用防水閘門等設(shè)備，從而將水源永久的截住，將采礦區(qū)和水源分開，使其不能威脅到采礦區(qū)。六是注漿堵水，通過將專門的注漿注入到地層的裂隙中，從而使?jié){液擴(kuò)散硬化，從而填充水通道隔離水源。

2.1.2 地面防治水

為了防止地表水通過滲透或者礦井進(jìn)入到井下，必須提前做好防治水工作。地面防治水是防治礦井水災(zāi)的第一步，對于來自大氣降水以及地表水作為主要源泉的礦井來說，該項(xiàng)措施十分重要[13]。要做好地面防治水工作，必須要提前掌握地表水的性質(zhì)、分布及變化規(guī)律，其次還要掌握該礦區(qū)的地形地貌特征、當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，從而研究防治水措施，設(shè)立排水工程。地表防治水有以下幾種措施，如填充駐地、排泄山洪積水及建立水庫。在雨季前降低水位，從而達(dá)到最大的蓄洪量，減少大氣降水對礦區(qū)的威脅，加強(qiáng)地面防水工程的檢查維護(hù)。

在每年雨季來之前，對地面防水工程進(jìn)行全面的檢查，發(fā)現(xiàn)問題必須及時糾正，還需要做好宣傳工作。

2.2 地面塌陷防治措施

地面塌陷是由于疏干排水巖溶礦山之后出現(xiàn)的現(xiàn)象?？梢酝ㄟ^使用帷幕注漿截留的方案，從而有效控制地面塌陷的范圍，降低地面塌陷事故的發(fā)生。

如果沒法進(jìn)行帷幕注漿截留，則可以對地面塌陷區(qū)進(jìn)行防治措施。而這項(xiàng)防治措施一直是一個重大難以突破的課題，往往只是治標(biāo)不治本，不能從根本上解決地表塌陷的復(fù)發(fā)問題。然而，近幾年來，已摸索出了一套地表塌陷防治措施。如下，一是可以通過控制水位下降、水田改為旱地、河床改道等預(yù)防塌陷。二是通過對暴露的洞口采用封閉洞口的措施，從根本上防止地表塌陷的復(fù)發(fā)。三是通過回填注漿結(jié)合的方式從根本上根治塌洞。四是注漿封堵洞口，其中的孔內(nèi)造漿注法可以通過高噴技術(shù)直接封堵洞口，具有多快好省的特點(diǎn)。五是將潛在的塌陷土洞直接限制在初期，可以有效避免塌陷的發(fā)生。

2.3 井下泥石流的防止防治措施

井下泥石流是由于泥沙突然從一個狹窄的礦坑中涌出，其危害程度難以想象。其防治措施一般從兩個方面考慮，一是在泥石流發(fā)生之后，我們可以通過工程來治理其危害。二是如果估計(jì)到泥石流可能會發(fā)生時，提前做好防范工作，比如提前高壓注漿加固松散破碎泥沙。

3 結(jié)語

眾所周知，地下開采對地下水資源的破壞程度是十分巨大的，而且是不可逆轉(zhuǎn)的，一旦地下水資源遭到破壞或者是污染，其恢復(fù)時間周期特別長，而且要耗費(fèi)昂貴的資金，所以應(yīng)該受到所有人的重視。

我們必須分析地下開采對其影響的程度以及范圍，從而采用相應(yīng)的預(yù)防措施和補(bǔ)救方法，總而言之，礦山開采對水資源的量總量以及水資源的循環(huán)，包括地下水水位的變化，地下水質(zhì)的污染的影響都要經(jīng)過統(tǒng)一的管理防范措施，加大對地下水資源的保護(hù)。