復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下礦井水文地質(zhì)條件對礦山安全生產(chǎn)的影響研究

楊能上

（山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 濟(jì)南 250000）

礦區(qū)開采技術(shù)的不斷創(chuàng)新在一定程度上提升了市場對于礦產(chǎn)資源的需求量，基于當(dāng)下社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷前進(jìn)，工業(yè)需求能源量同步提升。地質(zhì)是指自然形成的地面表層下的堅(jiān)硬巖殼層，是地殼不斷變遷的產(chǎn)物，也是地球不斷演化的成品，地質(zhì)環(huán)境是大氣自熱環(huán)境的一種，主要由巖石圈、生態(tài)圈、大氣圈等構(gòu)成，在長期的發(fā)展過程中，不同層面之間不斷進(jìn)行能量之間的交換，形成了一個(gè)相對開放的系統(tǒng)[1]。水文地質(zhì)的形式與地下水之間存在之間的關(guān)系，主要指與地下水構(gòu)成、流向、變化等規(guī)律相關(guān)的總稱，包括水流的供給、質(zhì)量的檢測等。礦區(qū)的生產(chǎn)文明與該地區(qū)的生態(tài)文化、水文地質(zhì)條件息息相關(guān)，并隨著人類生產(chǎn)活動(dòng)的變化而發(fā)生變化。在水文地質(zhì)條件不斷變化的過程中，產(chǎn)生的地殼變遷作用、水質(zhì)污染現(xiàn)象等，均會(huì)對礦山安全生產(chǎn)造成一定程度的威脅，影響礦產(chǎn)資源的開發(fā)進(jìn)度，對于不同結(jié)構(gòu)的特殊水文地質(zhì)條件，會(huì)對其生產(chǎn)造成不同層面的影響，并已經(jīng)受到了有關(guān)部門的重點(diǎn)關(guān)注，礦井水文地質(zhì)條件勘探的不準(zhǔn)確，常會(huì)導(dǎo)致礦產(chǎn)資源開采、礦山生產(chǎn)中的地質(zhì)塌方，抑制整體自然環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，且已成為了礦產(chǎn)行業(yè)生產(chǎn)中面臨的最主要的問題。

1 復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下礦井水文地質(zhì)條件對礦山安全生產(chǎn)的影響研究

為了降低礦井水文地質(zhì)條件對安全生產(chǎn)的抑制作用，結(jié)合上述提出水文地質(zhì)條件分析，下述將基于復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下，從3個(gè)主要方面，開展礦井水文地質(zhì)條件對礦山安全生產(chǎn)影響的詳細(xì)研究。

1.1 規(guī)范礦山安全生產(chǎn)流程

基于復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下，設(shè)計(jì)礦山安全生產(chǎn)流程，在整體設(shè)計(jì)初期階段，礦井的水文地質(zhì)條件檢測全程貫穿，且起到了較為重要的作用，尤其在實(shí)施過程中，水文地質(zhì)條件的主要內(nèi)容有：分析安全生產(chǎn)是否符合綠色開采原則；采礦工藝是否規(guī)范；生產(chǎn)流程中是否存在污染環(huán)節(jié)等，結(jié)合礦井水文地質(zhì)條件的檢測，完善礦山安全生產(chǎn)流程[2]。如下圖1所示。

圖1 礦山安全生產(chǎn)流程

如上述圖1所示，結(jié)合水文地質(zhì)體的檢測，可清楚的掌握生產(chǎn)工程的始末階段，并完善生產(chǎn)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)過程中的數(shù)據(jù)部分，依照地下水的流向與流速，繪制礦產(chǎn)資源生產(chǎn)圖紙，并依照圖紙?jiān)O(shè)計(jì)礦區(qū)資源開采過程，實(shí)時(shí)檢測安全生產(chǎn)流程，根據(jù)水文地質(zhì)條件的變化觀察巖石層沉降數(shù)據(jù)，檢測其是否存在礦體移動(dòng)，記錄沉降數(shù)據(jù)與移動(dòng)位移，規(guī)范安全生產(chǎn)流程。

在礦山安全生產(chǎn)過程中需要對礦體內(nèi)部巷道實(shí)施全面的檢測與挖掘，礦井水文地質(zhì)條件在該部分中發(fā)揮了十分關(guān)鍵的作用，當(dāng)?shù)V區(qū)內(nèi)部巷道挖掘延展至50m～80m深處時(shí)，為了避免巷道開采偏移，可利用多棱鏡對內(nèi)部地質(zhì)條件變化實(shí)施檢測，調(diào)整巷道方向，多次測量間距，為礦區(qū)安全生產(chǎn)提供真實(shí)檢測數(shù)據(jù)支撐。若在礦山安全生產(chǎn)過程中遇到生產(chǎn)治理方面的問題，可結(jié)合開采區(qū)域的水文地質(zhì)條件，提出適應(yīng)礦區(qū)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的生產(chǎn)計(jì)劃，在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下檢測所有水文數(shù)據(jù)，完整記錄數(shù)據(jù)與統(tǒng)計(jì)值，并將挖掘生產(chǎn)后的礦產(chǎn)資源規(guī)格與檢測圖紙一并交付給有關(guān)安全生產(chǎn)部門，分析區(qū)域地下水與地質(zhì)條件發(fā)展現(xiàn)狀，實(shí)時(shí)改進(jìn)生產(chǎn)工藝。

礦山安全生產(chǎn)是礦井調(diào)研單位的主要研究方向，需要對礦區(qū)現(xiàn)場數(shù)據(jù)與礦井水文地質(zhì)等條件實(shí)施精準(zhǔn)化的監(jiān)測，才能在生產(chǎn)中按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格提出規(guī)范化的生產(chǎn)流程，以此表明了在復(fù)雜環(huán)境下，礦井水文地質(zhì)條件對礦山安全生產(chǎn)存在一定促進(jìn)作用[3]。

1.2 提高礦產(chǎn)資源合理化利用程度

基于復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下礦井水文地質(zhì)條件，在礦產(chǎn)資源安全生產(chǎn)合理化利用方面同樣發(fā)揮了重要的作用，對水文地質(zhì)的研究主要在于指導(dǎo)礦區(qū)再生資源的平衡發(fā)展，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)情況，實(shí)施資源的生產(chǎn)可高效率的降低開采中對礦石造成的損壞，避免造成資源的浪費(fèi)與土地的貧化[4]。盡管資源浪費(fèi)是由多方原因造成的，但在實(shí)際研究過程中發(fā)現(xiàn)水文地質(zhì)對其造成的影響較大，只有完善了礦經(jīng)水文地質(zhì)的監(jiān)測環(huán)境，改善水文地質(zhì)向下發(fā)展的趨勢，才能有效的提升礦區(qū)安全生產(chǎn)效率。水文地質(zhì)條件對其造成最為直接的影響是，在生產(chǎn)中由于采礦點(diǎn)選擇不精準(zhǔn)或測孔深度存在誤差，導(dǎo)致資源生產(chǎn)中礦石內(nèi)摻雜大量雜質(zhì)廢石，或?qū)嶋H所需深度的礦石未被開采。礦井水文地質(zhì)條件的檢測工作主要針對巖石層與地表層移動(dòng)數(shù)據(jù)的觀察，探索資源的細(xì)微移動(dòng)范圍與變化規(guī)律，進(jìn)而根據(jù)尋找的規(guī)律制定相對合理的安全生產(chǎn)計(jì)劃，一方面確保了資源生產(chǎn)利用的合理性，降低了資源的浪費(fèi)，減少了對礦石的損失，另一方面提升了礦區(qū)生產(chǎn)中的安全性能，避免了由于礦井內(nèi)水文地質(zhì)發(fā)生變化導(dǎo)致的生產(chǎn)或開采事故發(fā)生。

在礦區(qū)安全生產(chǎn)中，可通過對水文地質(zhì)條件的分析，設(shè)計(jì)較為合理的生產(chǎn)方案，嚴(yán)格遵循水文地質(zhì)多種數(shù)據(jù)，提出安全生產(chǎn)誤差指標(biāo)，及時(shí)向有關(guān)生產(chǎn)單位反饋生產(chǎn)數(shù)據(jù)，繪制較為準(zhǔn)確的巷內(nèi)資源位置，提供生產(chǎn)過程中精準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)，在確保礦產(chǎn)資源可持續(xù)利用的條件下，提升安全生產(chǎn)的效率[5]。

1.3 提升礦山生產(chǎn)安全性能

基于上述分析的復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下礦井水文地質(zhì)條件對礦山生產(chǎn)資源的影響，下述將從3個(gè)方面，詳細(xì)分析其對礦山生產(chǎn)安全性能的影響。如下圖2所示。

圖2 礦山安全生產(chǎn)常見事故

如上述圖1所示，為礦山生產(chǎn)過程中常見的安全事故。地表層坍塌作為礦井水文地質(zhì)條件對其造成最為直接的影響，傳統(tǒng)的礦區(qū)開采對于地下水位的檢測常使用疏導(dǎo)類方式，可溶性巖石通常分布在檢測巖石層中，在復(fù)雜地質(zhì)作用下，較為松散的土層受到其影響，土分子顆粒發(fā)生位移，逐漸形成隱性狀土洞，并逐步向周圍蔓延，導(dǎo)致礦層坍塌，若針對礦區(qū)內(nèi)的地質(zhì)情況無法實(shí)時(shí)獲取精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，會(huì)疏離對巷內(nèi)地質(zhì)條件的理解，危害礦區(qū)生產(chǎn)整體安全。

針對提出的問題，引入礦井地質(zhì)條件分析，將傳統(tǒng)地層坍塌防御方式轉(zhuǎn)換成地下水防治方式，改變“多方位疏干”為“疏堵應(yīng)用”，降低礦區(qū)生產(chǎn)中坑內(nèi)排水量，維護(hù)了地下水資源質(zhì)量的同時(shí)，降低了生產(chǎn)中安全事故的發(fā)生概率。

其二為礦坑突水安全隱患，由于礦產(chǎn)資源在開發(fā)過程中多種開采技術(shù)的應(yīng)用會(huì)導(dǎo)致地下含水層遭到破壞，地下水由地下流至地上，被引入礦坑，抑制了礦區(qū)生產(chǎn)進(jìn)度，為了降低涌水量，改善礦區(qū)生產(chǎn)現(xiàn)狀，定期實(shí)施生產(chǎn)礦區(qū)的礦井水文地質(zhì)條件檢測，在地質(zhì)條件較為良好的區(qū)域?qū)嵤┲攸c(diǎn)生產(chǎn)開挖，對于地質(zhì)條件較差的區(qū)域?qū)嵤┵Y源保護(hù)，消除安全隱患，同時(shí)結(jié)合區(qū)域環(huán)境實(shí)時(shí)條件，搭建防水柱，設(shè)計(jì)多種防水工程，在出現(xiàn)突水現(xiàn)象前排除影響，提升礦區(qū)生產(chǎn)的安全系數(shù)[6]。

地表水作為水文地質(zhì)的補(bǔ)充條件，主要由多種外界影響元素構(gòu)成，包括下水積水、地表河流水等，嚴(yán)重的影響了礦區(qū)生產(chǎn)，導(dǎo)致早期布置的礦區(qū)開采線遭到破壞。定期開展礦井水文地質(zhì)條件監(jiān)測可有效防止排水對礦產(chǎn)資源造成的影響，避免其對礦區(qū)開采及生產(chǎn)造成威脅。

2 結(jié)語

本文基于復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下，從3個(gè)方面開展了礦井水文地質(zhì)條件對礦山安全生產(chǎn)影響的研究。通過本文分析可知地質(zhì)條件與安全生產(chǎn)兩者之間存在十分密切的關(guān)系，只有加大對水文地質(zhì)條件的分析，才能為礦產(chǎn)資源安全生產(chǎn)指明正確的方向。因此在后期的發(fā)展中，應(yīng)創(chuàng)新多種水文地質(zhì)監(jiān)測技術(shù)，精準(zhǔn)獲取具有時(shí)效性的地質(zhì)數(shù)據(jù)，并將先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用到地質(zhì)條件檢測中，將其對礦區(qū)生產(chǎn)的危險(xiǎn)降至最低，為礦產(chǎn)資源的可持續(xù)發(fā)展提出正確的指導(dǎo)方向，奠定安全生產(chǎn)基礎(chǔ)。