水文地質(zhì)勘查類型對綠色礦山開采的影響研究

段杜娟 鄭建 王學(xué)斌

摘要：科技的進步，促進人們對資源需求的增多。資源的開發(fā)與利用是促進社會經(jīng)濟平穩(wěn)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進步的基礎(chǔ)，也是社會基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善的原材料之一。礦產(chǎn)資源的開發(fā)與利用是推動社會進步的先決條件之一。礦山水文地質(zhì)條件是影響礦山安全生產(chǎn)和生產(chǎn)效率提高的制約因素，而礦山水文地質(zhì)類型的復(fù)雜程度是影響礦山安全生產(chǎn)的主要誘因。因此，加強礦山水文地質(zhì)類型對地下礦產(chǎn)資源的開發(fā)影響方面的研究，有助于提高礦山安全生產(chǎn)等級，加快資源利用效率。本文就水文地質(zhì)勘查類型對綠色礦山開采的影響展開探討。

關(guān)鍵詞：水文地質(zhì);勘查類型;綠色礦山

引言

水文地質(zhì)勘查對礦山開采有一定影響，為此筆者通過水文地質(zhì)勘查類型的分類情況，分析了其類型中地下水水壓會引發(fā)綠色礦山巖層危害;地下水的水位變化會誘發(fā)坍塌，嚴重威脅綠色礦山開采安全;并且在礦山開采過程中還會影響到基礎(chǔ)設(shè)施的安全性能。

1礦山水文地質(zhì)類型

1.1礦山充水類型劃分

按照地址勘察的結(jié)果，根據(jù)地下水的含量條件進行水文地質(zhì)類型劃分主要有以下幾種類型：（1）孔隙型的地下水，也是最常見的一種類型，這種情況的地下水都存在密集的巖層孔隙中;（2）巖溶型的地下水，這種類型主要是在碳酸鹽巖層分布較廣的區(qū)域，地下水主要存在于溶洞和溶蝕裂隙中;（3）裂隙型的地下水，這種地下水與礦區(qū)的導(dǎo)水結(jié)構(gòu)關(guān)系較為密切，主要存在于構(gòu)造帶的破碎帶和裂隙中;（4）地表型，這種實在開采的過程中容易下滲，可能會引發(fā)大量水體的類型，主要指的是地表的湖泊等水體;（5）老空水型地下水，通常由于開采過程中沒有嚴格按照規(guī)范開采所致;（6）混合型，是上述幾種地下水類型的組合，條件比較復(fù)雜，對開采的影響較大。

1.2按照水文地質(zhì)條件復(fù)雜程度劃分

根據(jù)礦山水文地質(zhì)條件的復(fù)雜程度劃分礦山水文地質(zhì)類型是常用的方法，在水文地質(zhì)條件勘查過程中，根據(jù)充水因素等綜合分析，可劃分4種類型：（1）簡單型，指的是地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件均較為簡單，充水因素單一，對礦山開采影響較小或者容易消除影響的地下水類型;（2）中等型，一般指的是礦山充水因素存在一定的復(fù)雜性，礦床的充水因素可能存在多方面的來源，在確定的范圍內(nèi)容易勘查的地下水類型;（3）復(fù)雜型，指的是地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件都較復(fù)雜，局昂山充水因素多，勘查難度較大，無法對深部進行準確了解的地下水類型;（4）極復(fù)雜型，礦山地下水含水量大，來源補給途徑多，礦山開采存在一定的危險性，極易造成突水、坍塌等現(xiàn)象。

2水文地質(zhì)勘查類型對綠色礦山開采的影響

2.1引發(fā)綠色礦山巖層危害

通常情況下，地下水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)都具有一定的承壓特征，如果不受到外界因素的影響，地下水會在兩個隔水層之間保持一定的穩(wěn)定狀態(tài)，上覆巖層會對地下水產(chǎn)生一個靜壓力，其與地下水的承壓力使相互抗衡的。隨著綠色礦山開采活動的開展，改變了礦山水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)，上覆巖層會逐漸剝落，此時地下水的承壓力大于上覆巖層給予的靜壓力，水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，地下水承載壓力失衡，容易引發(fā)綠色礦山巖層危害，在綠色礦山開采過程中出現(xiàn)冒水事故。如果在礦山巖層分布中存在較多的粉土層，由于水文地質(zhì)勘查類型的不同，在綠色礦山開采過程中將會改變礦山巖層結(jié)構(gòu)，會造成不同程度的流沙現(xiàn)象，從而引發(fā)巖層危害，如上文提到的冒水、突水事故。所以在礦山水文地質(zhì)勘查時，需要嚴格核實在綠色礦山開采過程中出現(xiàn)的礦區(qū)充水是否是承壓水引起的，如果是還需要勘查出礦山承壓水存在的具體位置，并且制定出相應(yīng)的應(yīng)對措施。減小水文地質(zhì)勘查類型對綠色礦山巖層危害，從而避免在礦山開采過程中突水、冒水等事故的發(fā)生，推動礦山的綠色開采。

2.2地下水變化影響礦山

在人為因素和自然因素的雙重影響下，地下水的水位會發(fā)生變化，這種變化達到一定程度就會危害礦山土層，甚至危害整個礦山項目。施工破壞、人工灌溉、氣溫變化、降水量增加都可能導(dǎo)致地下水位的上升，使土壤中鹽堿化的現(xiàn)象加劇，對礦山建筑物進行腐蝕。一旦地下水位上升，河岸和斜坡地段就可能發(fā)生嚴重的地質(zhì)災(zāi)害，例如斜坡會發(fā)生滑移或崩塌，威脅礦山項目的安全。人為因素也可能造成地下水位的下降，例如地下水排除或者河流改道。如果地下水位下降，會造成礦山土土層的變硬，從而造成地面的沉降和開裂，破壞當?shù)氐牡刭|(zhì)條件，造成基礎(chǔ)變形。地下水位的過大變化會帶走礦山土層中的膠結(jié)物，使礦山土層體的強度降低，不利于礦山施工。

2.3地下水變動頻繁降低地面承重能力

在礦山開采工作展開的過程中，如果地下水位出現(xiàn)頻繁變動的情況，可能會導(dǎo)致地面出現(xiàn)形變，如果無法有效的對其進行改善，可能會導(dǎo)致變動的面積加大，損害地面的建筑物，對人民生命財產(chǎn)安全產(chǎn)生影響，對礦企的能源開采是非常不利的。與此同時，如果地下水出現(xiàn)滲透等情況會導(dǎo)致一些地質(zhì)的成分流失，無法保證地面的承載能力，長此以往會惡性循環(huán)，對開采工作造成影響。

2.4地下水對礦山開礦基礎(chǔ)設(shè)施的影響

地下資源的開發(fā)過程是復(fù)雜的，在開采過程中必須考慮地下水的影響作用，因此，在設(shè)計礦山基礎(chǔ)設(shè)施時必須將其設(shè)置于當?shù)氐叵滤骄恢?，對于某些礦山開采需要，在地下水水位之下也可設(shè)置相應(yīng)的基礎(chǔ)，但必須進行相應(yīng)的防護處理。礦山基礎(chǔ)設(shè)施的穩(wěn)定、安全性能直接關(guān)系著礦山開采的安全性能，需對礦山基礎(chǔ)設(shè)施進行保護。但是，隨著地下水水位等的變化，使得原來位于地下水水位上部的基礎(chǔ)設(shè)施位于地下水中，使得基礎(chǔ)設(shè)施的損耗速率明顯增強，甚至嚴重影響著設(shè)施的正常使用，嚴重者造成井下安全事故的發(fā)生。因此，地下水對礦山基礎(chǔ)設(shè)施的影響較大，間接的影響了礦山的安全生產(chǎn)。

3防治礦山地質(zhì)水文事故的相關(guān)措施

3.1加強對水理性質(zhì)的研究和測試

礦山的水理性質(zhì)關(guān)系到巖土的氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)特征。每年的豐水期和枯水期都要對水質(zhì)進行一次采樣，如果有需要還可以提高采樣頻率。如果已經(jīng)對該地區(qū)的地下水水質(zhì)變化規(guī)律進行了掌握，可以每年或者每兩年進行一次采樣。礦山體的地下水種類繁多，不同形式的地下水會對水理性質(zhì)造成不同的影響，因此測試和分析水理性質(zhì)數(shù)據(jù)能夠為地下水的水量和水位的變化預(yù)測提供幫助。礦山強度會受到水理性質(zhì)的影響，其甚至?xí)鸬V山的變形，并影響建筑物的穩(wěn)定性。

3.2積極運用現(xiàn)代科技技術(shù)提高勘查技術(shù)

科技是推動社會進步的重要動力，也是促進礦山水文地質(zhì)勘查技術(shù)改進的關(guān)鍵，積極運用現(xiàn)代科技技術(shù)提高水文勘查技術(shù)，能夠讓水文勘查工作更加便捷、準確、科學(xué)。但是，我國部分勘查單位當前具備的水文勘查技術(shù)還較為落后，勢必需要對其進行改革創(chuàng)新。在進行技術(shù)改革和創(chuàng)新時，一方面需要加強先進科技技術(shù)的研究與開發(fā)，另一方面則需要引進一些先進的現(xiàn)代科技技術(shù)，再結(jié)合自身的實際勘查技術(shù)水平，對相關(guān)的勘查工作進行機械化與電子化轉(zhuǎn)變。此外，對勘查工作的管理也應(yīng)該進行改革創(chuàng)新，使得工程管理更加專業(yè)、精確。同時，勘查工作人員還需要加強工作規(guī)范性的重視，不斷提高勘查操作的規(guī)范性，積極提出創(chuàng)新勘查技術(shù)的想法與建議。

結(jié)語

綠色礦山開采是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，與傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源開采不同，綠色礦山開采注重的安全、環(huán)保、節(jié)能等綠色開采行為，水文地質(zhì)勘查類型代表著實現(xiàn)綠色礦山開采的難度、復(fù)雜程度。若要實現(xiàn)綠色礦山開采，就必須以礦山水文地質(zhì)特征勘查為前提，最大精準度的了解到礦山開采區(qū)域的水文地質(zhì)特征，以此來幫助到綠色礦區(qū)開采的順利實施。

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