基于礦山資源開采水文地質(zhì)問題探討

李恒猛

（山東省第六地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 威海 264209）

1 水文地質(zhì)概述

對地下水進行科學合理的應(yīng)用，能夠降低礦山開采過程中，不穩(wěn)定因素的出現(xiàn)幾率，控制好危險事件。另外，對于礦層地質(zhì)內(nèi)容的深入性研究，同樣屬于地質(zhì)工程內(nèi)容。實際礦山開采時，由于自然條件的變化，含礦特質(zhì)和地下水運動情況等，均會對后續(xù)井下開采產(chǎn)生影響，倘若無法進行全面的勘測操作，將會對后續(xù)開采工作產(chǎn)生影響。當前，從地質(zhì)勘測過程中也能了解到，人們對水文地質(zhì)問題不夠重視，只是對地下水資源進行簡單了解，很可能為后續(xù)操作留下安全隱患，無法讓人民群眾生命和財產(chǎn)安全得到保障。

2 礦山資源開采水文地質(zhì)問題研究的重要性

從礦山地質(zhì)勘察角度來說，水溫地質(zhì)勘測具體十分重要的意義，尤其是在水溫地質(zhì)勘測上，需要對地下水資源實際情況進行充分了解，降低整個開采過程地質(zhì)風險出現(xiàn)幾率，降低生態(tài)環(huán)境破壞程度，意義非常明顯。

2.1 強化采礦工程的安全性

從水文地質(zhì)問題研究過程中能夠看出，相關(guān)工作人員首先要做的就是對地下水進行全面研究，將具體情況明確，設(shè)置合理的開采計劃。在此過程中，能夠有效降低安全隱患問題的出現(xiàn)幾率。倘若地下水位處于較低狀態(tài)，土壤也會保持松軟狀態(tài)，自身承載能力大幅下滑，這對于地面建筑工程建設(shè)會造成研究影響，最終演變成無法預(yù)料的安全事故。因此，相關(guān)工作人員需要對水文地質(zhì)問題提高重視程度，讓采礦工程始終處于安全狀態(tài)，強化建筑物整體穩(wěn)定性，降低資源浪費數(shù)量。

2.2 施工質(zhì)量評價

實際水文地質(zhì)勘察工作執(zhí)行時，可以在一定程度上確保礦山施工處于有效狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)一些安全隱患所在，并采取針對性的解決措施，將問題全面解決。除此之外，工作人員還要對采礦工程質(zhì)量進行評估，生對施工人員培訓工作的重視程度，使其保持在較高的專業(yè)水準之下，這也是后續(xù)工作順利開展的前提條件。

3 礦山資源開采中常見的水文地質(zhì)問題

3.1 地表沉陷

地表沉陷屬于是礦山資源開采過程中最為常見的土地破壞問題之一，沉陷事故出現(xiàn)之前，往往也會出現(xiàn)一些征兆，例如工作人員會在地面上發(fā)現(xiàn)很多裂縫，巖層也會呈現(xiàn)出錯動現(xiàn)象，再加上開采力度的提升，地表裂縫越來越明顯。除此之外，該類問題也會對周圍地面和區(qū)域產(chǎn)生極大威脅。例如，在2012年云南省某地鉛錫礦開采時便出現(xiàn)了該問題，主要是由于過度開采所引發(fā)的，地表沉陷幅度較大，最終演變成嚴重的安全事故，導致5人失蹤，為企業(yè)帶來極大經(jīng)濟損失，以及不良的社會影響。

3.2 頂板冒落

從相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計中能夠看出，煤礦事故大約有43%左右是由頂板冒落事件引起的，該事故形式也被納入到礦山資源開采監(jiān)督管理組織重點工作內(nèi)容之中，屬于是當前礦山開采水文地質(zhì)問題中急需解決的內(nèi)容。例如，在2013年云南省某煤礦出現(xiàn)了頂板冒落問題，受下落巖石影響，導致4名礦工遇難，因此，各個煤礦企業(yè)需要對頂板冒落問題提高重視程度。

3.3 地下水災(zāi)害

隨著礦山開采工作的延續(xù)，開采深度也逐漸提升，此種作業(yè)環(huán)境之下，很容易出現(xiàn)地下水災(zāi)害問題。例如，在山東萊蕪某煤礦開采時，其中一個礦區(qū)便出現(xiàn)了嚴重的地下涌水問題，導致29名礦工當場死亡。相比之下，該種地下水災(zāi)害在礦山資源開采過程中極容易出現(xiàn)，具體表現(xiàn)為井下涌水、突水淹井以及井下泥石流等等，一旦出現(xiàn)該種災(zāi)害，很難在短時間內(nèi)采取有效的應(yīng)對措施。

3.4 其他問題

除了上述幾種常見的水文地質(zhì)情況之外，在實際礦山資源開采工作中，還會遇到深部巖爆、露天礦山排土場失穩(wěn)以及露天礦高陡邊坡失穩(wěn)等問題，同樣會對礦山安全作業(yè)產(chǎn)生影響。為此，在礦山企業(yè)生產(chǎn)時，需要對礦山資源開采工程進行深入性研究，做到將安全隱患全部消除，進而為后續(xù)工作的開展創(chuàng)造更多有利條件。

4 礦山資源開采水文地質(zhì)問題的治理措施

4.1 地面控制技術(shù)

首先，建立統(tǒng)一坐標系和高程基準。想要真正實現(xiàn)二者的有效設(shè)計，工作人員可以根據(jù)1980背景坐標系和1986黃海高程基準進行，之后還要保證地面測量控制系統(tǒng)和井下測量控制系統(tǒng)處于統(tǒng)一狀態(tài)，讓礦山測量數(shù)據(jù)控制網(wǎng)顯得更加完善。其次，進行控制網(wǎng)的有效布設(shè)。在此過程中，工作人員需要考慮好礦山自身所在的地理位置和地形條件特點，將控制網(wǎng)基本等級展示出來，在實際GPS選點時，還要保證視野開闊，周圍不存在大面積積水或者是大型建筑物等，否則會對信號形成反射干擾。另外，最好在接近井點和采區(qū)位置設(shè)置控制點，將礦內(nèi)外聯(lián)系和露天礦場特點表現(xiàn)出來。在高程控制測量上，工作人員應(yīng)提前布設(shè)好水準網(wǎng)，并使用光電測距三角高程測量手段，讓水準網(wǎng)誤差始終保持在20mm左右。如果聯(lián)測位置十分偏僻，可以應(yīng)用GPS擬合高程進行，將此作為礦山開采區(qū)高程基準點。最后，執(zhí)行導線和施測布設(shè)操作，應(yīng)用閉合差在1/4000以內(nèi)的閉合導線，對誤差和方位角閉合差進行全面控制，借助于往返進行的形式，明確井下觀測站邊長以及高程。

4.2 采場布置

首先，對礦井井口點進行合理標定，實際礦山資源儲量檢測時，工作人員需提前明確測量井口的坐標內(nèi)容，與地面控制測量所布置的控制網(wǎng)結(jié)合在一起。除此之外，在實際控制網(wǎng)經(jīng)緯儀中，引入測量井口坐標信息，此時，如果控制網(wǎng)處于不完善狀態(tài)，工作人員應(yīng)借助于GPS方式進行，實現(xiàn)對點位的全面測定。其次是對巷道和回采工作面進行定向測量，所謂定向測量，主要是通過一井或者是兩井定向方式，將控制點位定向誤差明確。對于巷道定向測量，則是借助于經(jīng)緯儀實現(xiàn)巷道內(nèi)測量操作，并將腰線標定出來，但由于巷道面積限制，工作人員也可以改用羅盤。在回采工作面測量上，主要以控制導線為基礎(chǔ)，分清定向豎直或者是傾斜巷道，分出水平逐級定向，最終將測量結(jié)果誤差呈現(xiàn)出來。最后，管理者還要根據(jù)最終測量結(jié)果，將平面圖和剖面圖繪制出來，明確工程基本規(guī)格，如開采基本量等等。隨后進行碎步導線敷設(shè)，如果周圍沒有磁性物質(zhì)影響，可以應(yīng)用羅盤記性碎步導線敷設(shè)，實際導線長度應(yīng)控制在20m以內(nèi)，磁方位角也要設(shè)置在導線兩端，之后進行分別測量，將差值控制在2°以內(nèi)。

4.3 礦山基本礦圖繪制

想要完成礦山基本礦圖繪制，相關(guān)工作人員第一步要做的就是將地下礦山基本礦圖信息呈現(xiàn)出來，這也是井上區(qū)域地形圖表現(xiàn)的一種形式，具體涉及到的內(nèi)容有煙囪、水塔、高壓輸電線、低壓輸電線和圍桿以及通訊線等等。之后對井下和井上對照圖標識出來，使其處于井田范圍內(nèi)，做到地面地形、地物和井下巷道的有效統(tǒng)一，將其呈現(xiàn)在同一張圖紙上，并標注好井下和井上之間的對應(yīng)關(guān)系。其次，在采掘工程平面圖設(shè)計上，需要繪制出開采煤層巷道以及回填工作面和發(fā)火區(qū)等，最好做到一月繪制一次。更為重要的是，在露天礦山基本礦圖繪制上，相關(guān)工作人員可以根據(jù)礦山測量精度和和頻率，將礦田區(qū)域地形圖和工業(yè)廣場平面圖等內(nèi)容呈現(xiàn)出來，讓排土場平面圖和防水系統(tǒng)圖等內(nèi)容始終處于完善狀態(tài)。

4.4 礦區(qū)范圍監(jiān)控

首先，工作人員需要設(shè)置合適的參考站，實現(xiàn)相關(guān)儀器的中和整平操作，看電源、天線等是否處于正常運行狀態(tài)，之后測量兩次參考站接收天線高度，看其是否滿足限差要求，調(diào)節(jié)參考站定向指北線偏離范圍，以及有限設(shè)計天線的標志位置，保證整體裝置與實際要求相符。其次，對流動展數(shù)據(jù)進行采集，并通過流動站明確礦區(qū)拐點位置的三維數(shù)據(jù)，采集時，工作人員需要盡可能控制接收天線流動桿穩(wěn)定狀態(tài)和垂直形態(tài)，降低誤差問題的出現(xiàn)幾率。再次是對內(nèi)業(yè)進行處理，將測量和采集數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到電腦軟件之中，然后通過成圖軟件，與地形地質(zhì)圖結(jié)合在一起，根據(jù)實際礦山規(guī)模和礦區(qū)面積，確定礦區(qū)范圍圖比例尺，讓圖名、圖框和拐點等得到有效統(tǒng)一。對于礦區(qū)范圍坐標，工作人員可以選擇3°帶國家坐標系中的坐標規(guī)則，讓拐點得到有序編號，以順時針為主，按照順序進行，之后利用阿拉伯數(shù)字標注出來。

4.5 強化整體勘察操作的重視程度

礦山企業(yè)除了保證穩(wěn)步發(fā)展之外，還要盡可能提升對水文地質(zhì)勘察工作的重視程度，這也能夠直接影響到水文地質(zhì)勘察工作的投入情況，以及最終問題的處理效率。所以說，在實際礦山開采過程中，工作人員應(yīng)積極意識到水文地質(zhì)勘察操作可能存在的問題，以及問題能夠帶來哪些危害，強化工作人員對該方面的認知。除此之外，實際礦山開采期間，管理者要在初始階段準備好相應(yīng)的勘察資金，投入更多的人力物力，這也是確保水文地質(zhì)勘察質(zhì)量的前提所在，控制好礦山開采過程中風險問題的出現(xiàn)幾率，讓企業(yè)始終處于良好發(fā)展狀態(tài)。

5 結(jié)論

綜上所述，從礦山資源開采過程中能夠看出，水文地質(zhì)問題主要涉及到的內(nèi)容有地表沉陷、地下水災(zāi)害等等。在實際開采時，管理者不僅要重視工程安全和質(zhì)量情況，同時還要明確采礦操作對周圍環(huán)境的影響，與具體地質(zhì)情況相結(jié)合，制定合理的控制措施，盡可能將礦山開采事故保持在最低狀態(tài)。