礦山水文地質(zhì)類型對(duì)礦山開采的影響

楊麗娜，張利芹

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南 鄭州 450000）

礦業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分，近幾年來我國(guó)對(duì)礦山資源的需求越來越大，有些礦山企業(yè)發(fā)展較快，一味追求利益，忽略了礦山水文地質(zhì)類型對(duì)礦山開采的影響。尤其在特殊環(huán)境作業(yè)時(shí)，沒有采用特殊的工具和科學(xué)的方法，嚴(yán)重破壞了開采地區(qū)的生態(tài)平衡。礦山水文類型主要分為以下五種，第一種，在開采礦山時(shí)容易遇到地下水，由于受到地下水的影響，地質(zhì)條件比較復(fù)雜，被稱為巖溶型礦山。第二種，開采礦山的內(nèi)部充滿空隙，出現(xiàn)空隙的主要原因是由于開采環(huán)境造成的。第三種，在開采礦山的過程中，沒有按照巖石生長(zhǎng)的規(guī)律進(jìn)行開采，形成老空水型礦山。因此，在實(shí)際工作中需要按照礦山水文地質(zhì)條件和復(fù)雜程度進(jìn)行礦山開采，無論是地質(zhì)還是水文條件，都十分復(fù)雜，如果遇到復(fù)雜型的礦山，就很容易發(fā)生塌陷現(xiàn)象。為此，研究礦山水文地質(zhì)類型對(duì)礦山開采的影響[1]。

1 地下水對(duì)礦山基礎(chǔ)的影響

在進(jìn)行礦山開采時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)水文事故，造成事故的主要原因是因?yàn)殚_采方式不當(dāng)引發(fā)的，雖然無法根除自然因素和設(shè)備因素以及制度因素造成的水文事故，但需要對(duì)礦山水文地質(zhì)類型進(jìn)行分類，研究地下水對(duì)采礦的影響。礦山開采水文地質(zhì)成因分類如下所示；

圖1 礦山開采水文地質(zhì)成因分類

圖1 是礦山開采水文地質(zhì)成因分類，水文地質(zhì)變化會(huì)影響礦山項(xiàng)目的基礎(chǔ)，因此，在開采前需要勘查開采地區(qū)的水文地質(zhì)類型，如果沒有特殊的要求，就需要考慮地下水位的位置，是否會(huì)對(duì)礦山開采造成不良的影響。同時(shí)，要采取一定的防水措施，對(duì)基礎(chǔ)鋼筋混凝土進(jìn)行防腐處理，確保礦山的穩(wěn)定性[2]。除此之外，在施工前要充分考慮施工項(xiàng)目是否會(huì)對(duì)后續(xù)工作產(chǎn)生影響，技術(shù)人員在對(duì)礦山項(xiàng)目基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要按照相關(guān)條例設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)施的位置。通常會(huì)在地下水位之下設(shè)置必要的基礎(chǔ)設(shè)施。采用合理的措施和先進(jìn)的技術(shù)降低地下水對(duì)礦山的壓力。有些礦山本身就存在一些不穩(wěn)定的因素，所以在開采前，要分析這些不穩(wěn)定因素對(duì)礦山開采的影響，是否會(huì)對(duì)礦山基礎(chǔ)造成嚴(yán)重的危害[3]。

無論是哪一種礦山水文類型，都會(huì)形成山體開裂。其結(jié)果使巖土體產(chǎn)生位移，如果超過巖土體強(qiáng)度極限就會(huì)產(chǎn)生各種礦山環(huán)境問題。礦山地面變形問題主要包括開采沉陷和地面沉降。嚴(yán)重的話會(huì)誘發(fā)崩塌，在很大程度上，與水文地質(zhì)類型有關(guān)系。礦山開采的實(shí)施需要結(jié)合所在地的地質(zhì)特征，遵守相關(guān)規(guī)定進(jìn)行開采。尤其是對(duì)地下水文地質(zhì)問題上，要詳細(xì)的考察開采地區(qū)的情況，確保工程施工順利進(jìn)行。

2 地下水壓力影響礦山土層

在比較穩(wěn)定的開采環(huán)境中，地下水一般不會(huì)出現(xiàn)動(dòng)壓力，但由于受到其他環(huán)境因素的影響，比如，人為灌溉，頻繁的進(jìn)行礦山開采。這樣的開采方式會(huì)造成地下水壓力過大等問題。當(dāng)?shù)叵滤胶馐艿狡茐?，就?huì)出現(xiàn)流沙現(xiàn)象。如果礦山內(nèi)部存在粉土層，會(huì)增加安全事故的發(fā)生。在開采礦山時(shí)，需要采用合理的技術(shù)，保證地下水平衡不被破壞，如果礦山土層一旦發(fā)生變形，就會(huì)影響礦山工作的進(jìn)度。

地下水情況是一項(xiàng)重要內(nèi)容，主要是對(duì)建筑范圍內(nèi)的有關(guān)水文地質(zhì)進(jìn)行調(diào)查和分析。同時(shí)，還要對(duì)可能存在的問題進(jìn)行科學(xué)的評(píng)估。結(jié)合實(shí)際的地質(zhì)情形，尋找最佳的建設(shè)地點(diǎn)。地下水情況的勘察是一項(xiàng)重要的內(nèi)容，開采前，要對(duì)近五年內(nèi)的水位變化情況進(jìn)行考察。并對(duì)地下水補(bǔ)給情況做一個(gè)詳細(xì)的了解。主要包括，地下水流動(dòng)方向，地下水類型等方面。同時(shí)，還要對(duì)地層滲透系數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，從而保證工程項(xiàng)目的安全性。

3 地下水變化影響礦山

地下水水位變化是大部分露天開采前需要采取的排水措施，排水貫穿著整個(gè)開采過程。排水示意圖如下所示；回升，對(duì)于具有多年開采歷史的礦山而言，是無法適應(yīng)地下水位抬升的，閉坑礦山地下水位會(huì)高于周圍地下水位，從而引發(fā)一系列問題。其中較為突出的是閉坑礦山串層污染對(duì)相鄰礦山的突水威脅。

圖2 排水示意圖

地下水水位變化強(qiáng)度指在短期內(nèi)完成較大水位降深，抽水強(qiáng)度很大。地表與地下水水力聯(lián)系指水環(huán)境改變了地下水和地表水的聯(lián)系，這種改變指的是水位抬升直接反饋到地表水，在地質(zhì)低洼處溢出地表，造成酸性廢水對(duì)地表水形成污染。

圖2是排水示意圖，主要分為三部分，第一部分，在開采的過程中，地下水水位會(huì)大幅度下降，大幅度的水位下降會(huì)降低水頭壓力，使地表產(chǎn)生固結(jié)沉降，導(dǎo)致巖溶地表塌陷。第二部分，在疏干排水時(shí)，地下水[5]位明顯低于海平面，形成海水入侵。第三部分，當(dāng)?shù)V山開采完畢，停滯礦坑排水后，地下水位就會(huì)逐漸

4 結(jié)語

由于礦山的水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜，經(jīng)常會(huì)受引發(fā)水文事故。因此，在采礦時(shí)，需要遵守相應(yīng)的防治措施，采用先進(jìn)的技術(shù)和科學(xué)的方法，確保礦山不受周圍環(huán)境因素影響。除此之外，技術(shù)人員還要根據(jù)開采地的實(shí)際情況選擇合適的防治手段，維護(hù)開采地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。