大型金屬礦山巖土工程水文地質(zhì)問題及環(huán)境評(píng)價(jià)體系分析

楊東旭

（遼寧有色勘察研究院有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110000）

在大型金屬礦山開采過(guò)程中會(huì)帶來(lái)大量的負(fù)面影響，這不僅會(huì)造成一定程度上的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)會(huì)造成土地資源、水資源以及巖土工程環(huán)境惡化等不可挽回的環(huán)境損失。隨著我國(guó)工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)大型金屬礦山生產(chǎn)需求也不斷提高，但金屬礦山開采過(guò)程中的環(huán)境問題已經(jīng)嚴(yán)重影響到礦山的發(fā)展，因此，對(duì)金屬礦山巖土工程水文地質(zhì)于環(huán)境問題成為礦山發(fā)展研究中的重點(diǎn)問題[1]。在大型金屬礦山巖土工程中主要以地下水位主要觀察對(duì)象，通過(guò)對(duì)地下水位的情況變動(dòng)、水文地質(zhì)條件以及地下水腐蝕性等因素進(jìn)行綜合記錄分析，從而判斷出水文地質(zhì)問題對(duì)整體大型金屬礦山的影響。而目前大多數(shù)施工單位只注重大型金屬礦山巖土工程地質(zhì)方面的研究，忽略其水文地質(zhì)問題的重要性，導(dǎo)致在大型金屬礦山巖土工程中出現(xiàn)諸多由于水文地質(zhì)方面引起的問題[2]。因此，對(duì)大型金屬礦山巖土工程水文地質(zhì)問題及環(huán)境評(píng)價(jià)體系分析進(jìn)行研究。

1 大型金屬礦山巖土工程水文地質(zhì)問題分析

1.1 地下水位升降對(duì)大型金屬礦巖體工程的影響

大型金屬礦山中的地下水在天然環(huán)境下處于基本平衡狀態(tài)。但由于大型金屬礦巖體工程對(duì)其原有地形地貌及巖土體結(jié)構(gòu)的改變，打破了原有地下水的平衡狀態(tài)，讓地下水出現(xiàn)了局部失衡的情況。當(dāng)這種情況如果持續(xù)增加到一定程度后，將會(huì)對(duì)巖土工程產(chǎn)生破壞性影響，出現(xiàn)工程地質(zhì)危害[3]。在對(duì)地下水為升降對(duì)大型金屬礦巖體工程的影響過(guò)程中，可以看出地下水的升降對(duì)整體巖體工程的影響分為多個(gè)方面。由于地下水的升降，首先會(huì)影響其中巖層中孔隙率與含水量，從而改變?cè)袔r土力學(xué)性質(zhì)，使原有巖層結(jié)構(gòu)遭到破壞。而對(duì)于地基與下部之間具有稱重含水層的巖體工程來(lái)說(shuō)，地下水位的上升與下降會(huì)導(dǎo)致基坑突水以及底板隆起等一系列問題出現(xiàn)。

1.2 地下水對(duì)大型金屬礦巖體基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)腐蝕性影響

大型金屬礦巖體中的地下水中含有不同程度的腐蝕成分，且不同地質(zhì)環(huán)境下的地下水含量也不同。而在大型金屬礦山巖土工程中建設(shè)的排水，會(huì)對(duì)地下水進(jìn)行補(bǔ)給，造成局部地下水中腐蝕性因子富集程較高。想要針對(duì)地下水對(duì)大型金屬礦巖體基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)腐蝕性影響進(jìn)行研究，需要對(duì)地下水成分與實(shí)際地質(zhì)情況進(jìn)行實(shí)際勘查。在大型金屬礦巖體中地下水主要會(huì)對(duì)鋼筋混泥土進(jìn)行腐蝕，對(duì)地下的鋼筋進(jìn)行銹蝕，使鋼筋強(qiáng)度降低，造成整體失穩(wěn)?；炷嗤恋某煞州^為復(fù)雜，一部分混泥土遭到侵蝕，出現(xiàn)斷層、脫落、開裂等情況。在綜合作用下，直接對(duì)大型金屬礦巖體基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)造成整體影響。

1.3 地下水壓力對(duì)大型金屬礦巖體工程的影響

在天然狀態(tài)下，地下水與地質(zhì)應(yīng)力之間維持在一個(gè)相對(duì)平衡的狀態(tài)，地下水與含水系統(tǒng)形成一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的賦存條件。在施工過(guò)程中，會(huì)對(duì)已有地下水層蓋層卸荷，打破原有應(yīng)力平衡[4]?；蛘哂捎谕诰?、鉆探等挖掘手段影響到整體地下水壓。如果地下水壓力突然出現(xiàn)激增的情況，在達(dá)到一定程度下，會(huì)對(duì)整體工程產(chǎn)生極大的影響。

2 建立大型金屬礦山巖土工程環(huán)境評(píng)價(jià)體系

由于在大型金屬礦山巖土工程中會(huì)對(duì)水文地質(zhì)與環(huán)境造成極大的影響，因此，為將這一影響降到最低，通常使用大型金屬礦山巖土工程環(huán)境評(píng)價(jià)體系對(duì)礦山環(huán)境進(jìn)行評(píng)價(jià)，為后續(xù)工程提供有效數(shù)據(jù)。因此，對(duì)大型金屬礦山巖土工程環(huán)境評(píng)價(jià)體系分析，為大型金屬礦山巖土工程提供可靠數(shù)據(jù)基礎(chǔ)[5]。在這一評(píng)價(jià)系統(tǒng)中，主要針對(duì)礦山地質(zhì)災(zāi)害環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，從而針對(duì)其中環(huán)境發(fā)展規(guī)律研究及檢測(cè)預(yù)報(bào)、礦山災(zāi)害成因動(dòng)力學(xué)分析兩方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)通過(guò)巖土工程技術(shù)等手段控制及預(yù)防礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害。

2.1 評(píng)價(jià)環(huán)境污染范圍

大型金屬礦山巖土工程環(huán)境評(píng)價(jià)體系中明確規(guī)定環(huán)境污染范圍，通過(guò)對(duì)實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，通過(guò)系統(tǒng)分析環(huán)境縱向污染規(guī)律曲線與橫向?qū)Ρ惹€圖，將其與實(shí)際礦山環(huán)境相結(jié)合，將巖土工程環(huán)境劃分為四個(gè)等級(jí)，如表1所示。

表1 巖土工程環(huán)境評(píng)價(jià)體系污染等級(jí)劃分

2.2 確立評(píng)價(jià)指標(biāo)

圖1 巖土工程環(huán)境評(píng)價(jià)系統(tǒng)

根據(jù)巖土工程環(huán)境評(píng)價(jià)體系污染等級(jí)，對(duì)山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估以及地質(zhì)問題評(píng)價(jià)兩個(gè)方面進(jìn)行綜合分析。根據(jù)其對(duì)大型金屬礦山的整體影響，可以分為環(huán)境污染、地質(zhì)災(zāi)害以及生態(tài)破壞等三個(gè)部分，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

2.3 實(shí)現(xiàn)模糊多層次綜合環(huán)境評(píng)價(jià)

由于巖土工程環(huán)境影響因素較多，在對(duì)其因素與環(huán)境等級(jí)間的評(píng)價(jià)準(zhǔn)確率較低，因此系統(tǒng)主要采用模糊綜合評(píng)價(jià)方法，對(duì)單環(huán)境因素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，對(duì)環(huán)境影響進(jìn)行模糊多層次綜合評(píng)價(jià)，從而得出環(huán)境整體影響程度。評(píng)價(jià)過(guò)程主要以《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)中各因子隸屬函數(shù)為主，根據(jù)這一標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)環(huán)境平均污染指數(shù)進(jìn)行計(jì)算：

根據(jù)上述公式計(jì)算，通過(guò)對(duì)環(huán)境污染范圍進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而確立評(píng)價(jià)指標(biāo)，并完成對(duì)模糊多層次綜合環(huán)境的評(píng)價(jià)，從而實(shí)現(xiàn)大型金屬礦山巖土工程環(huán)境評(píng)價(jià)體系的建立。

3 實(shí)驗(yàn)論證分析

為了保證大型金屬礦山巖土工程環(huán)境評(píng)價(jià)體系的有效性，設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，以某地區(qū)巖土工程環(huán)境為研究對(duì)象，確保實(shí)驗(yàn)有效進(jìn)行，利用傳統(tǒng)系統(tǒng)評(píng)價(jià)方式與大型金屬礦山巖土工程環(huán)境評(píng)價(jià)體系進(jìn)行相比較，從而判斷兩種方法間存在的差異性。為保證實(shí)驗(yàn)過(guò)程的準(zhǔn)確性，首先對(duì)實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，并通過(guò)兩種不同方式對(duì)巖土工程環(huán)境進(jìn)行測(cè)試，其結(jié)果如圖2所示。

根據(jù)圖2可以看出，在同一環(huán)境下，大型金屬礦山巖土工程環(huán)境評(píng)價(jià)體系評(píng)價(jià)結(jié)果更準(zhǔn)確。

圖2 大型金屬礦山巖土工程環(huán)境評(píng)價(jià)準(zhǔn)確率對(duì)比

4 結(jié)語(yǔ)

在大型金屬礦山巖土工程中需要采取科學(xué)的方法對(duì)水文地質(zhì)問題進(jìn)行判別。對(duì)著工程建設(shè)的不符按發(fā)展，地下水對(duì)工程影響日益突出，因此，加強(qiáng)巖土工程中水文地質(zhì)與情況分析，能夠更好提高工程質(zhì)量。