水文地質(zhì)資源勘查對礦山地質(zhì)工程的影響分析

李婷

（云南地質(zhì)工程第二勘察院，云南 昆明 650218）

一、水文地質(zhì)問題劃分

根據(jù)礦山中主要礦體與地下水水位及補給條件的關(guān)系，結(jié)合地表水的水層結(jié)構(gòu)，以及地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜程度，可以將礦山地質(zhì)勘查中水文地質(zhì)問題的復(fù)雜程度分為簡單、中等、復(fù)雜三類。1.水文地質(zhì)問題相對簡單的礦山中地面環(huán)境也相對簡單，基本沒有其他不可控因素的影響。一般情況下，該礦山的主要礦體位置高于侵蝕面，或者礦體少部分位于侵蝕面以下，但礦區(qū)周邊沒有河流或湖泊等地上水系，因此不會對地下水進行補給，導(dǎo)致地下水的邊界十分清晰。此時，地下水的主要含水層水量較少，因此在沒有礦體堵塞水流通路的情況下，該類地形十分利于排水，不會因自然原因?qū)е碌叵滤簧蠞q或下降。這種類型的水文環(huán)境的地下水結(jié)構(gòu)不會隨意改變，所以地質(zhì)勘察工作最為簡單。2.第二種是水文地質(zhì)問題的難度處于中等地位的礦山。該類礦山的主要礦體依然高于侵蝕面，地表的自然排水條件較為豐富，基本不會出現(xiàn)堵塞等情況。地下水的主要含水層水量中等，或者礦物主體部分位于侵蝕面以下，但是礦區(qū)周邊的地表河流、湖泊等水資源較少，不能大范圍倒灌入地下水，導(dǎo)致地下水位猛漲。其周邊地形利于排水，水文環(huán)境復(fù)雜程度適中，能夠?qū)е碌叵滤Y(jié)構(gòu)發(fā)生根本性變化的因素相對較少，這種水文環(huán)境問題及其勘察工作被稱為中等難度。3.最后一類是水文地質(zhì)問題最為復(fù)雜的一類礦山，這類礦山的地下水的主要含水層中水量十分豐富，主要礦體位于侵蝕面以下，因此極易造成礦山堵塞排水道的情況，自然排水條件很差。且附近地表的水系相對發(fā)達，在降水后，大量的河流、湖泊會基于壓力對地下水進行補給，導(dǎo)致地下水壓升高，其水文地質(zhì)邊界很難畫出清晰度輪廓。因此該地礦山的地下水在復(fù)雜的水文變化下極易發(fā)生大面積的坍塌現(xiàn)象，導(dǎo)致礦山災(zāi)害的發(fā)生。這類礦山的水文地質(zhì)情況是最復(fù)雜的一類，也是最易發(fā)生自然災(zāi)害一類。

二、水文地質(zhì)資源勘查對礦山地質(zhì)工程的影響

1.地下水位上升到潛水層，那么就會引起各類安全隱患，首先會造成潛水層各巖土層及地基巖土層軟化，造成各巖土層的含水吸水量增加，巖土層的結(jié)構(gòu)在長期吸水的情況下不斷軟化，導(dǎo)致巖土層力學(xué)強度降低，地基在這樣的環(huán)境中日積月累地受到不利影響，會造成地面建筑主體的差異沉降甚至有壓縮變形的危害，危及建筑物的穩(wěn)定性，甚至?xí)斐山ㄖ锊痪鶆虺两?、出現(xiàn)裂縫、塌陷等事故。2.地下水位的下降，也會對建筑工程施工造成很大的影響，首先是地下水位的下降，導(dǎo)致巖土層荷載發(fā)生改變，所承受的應(yīng)力就會增加或者減小，地下水位形成的空隙會造成巖土層的下沉、塌陷來填補孔隙，如果土質(zhì)不均勻或者地下水位的下降不均勻，那么很有可能造成建筑物差異沉降、壓縮變形的嚴重后果，甚至是地面出現(xiàn)的塌陷或者裂縫，對建筑物和人員存在安全隱患；其次是地下水位的下降，對采用木樁加固處理的建筑地基中木樁的影響也是很大的，木樁在長期的水泡環(huán)境中，會導(dǎo)致腐爛變形，強度變低，導(dǎo)致地基的損壞，而且地下水位的下降，會使得土壤中的含鹽層發(fā)生改變，而鹽類溶液很容易對土壤造成侵蝕，造成鹽堿化，改變土壤層的性質(zhì)，造成的危害與污染是很嚴重的，而且土壤中的水突然增加，會造成巖土的膨脹，甚至有的時候造成地裂等嚴重后果。3.地下水文環(huán)境很容易受到采礦行為的影響，造成的后果還有巖土層變形、滑坡、采空區(qū)塌陷、坑內(nèi)巖爆等問題。其中礦山地面的塌陷屬于嚴重的安全責(zé)任事故，在煤礦的采空區(qū)，由于開采作業(yè)對地下的煤層進行了采掘，造成地下結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了空隙層，如果在礦井內(nèi)保留的礦柱不夠或者地下環(huán)境突發(fā)變化，或者礦柱由于種種原因受到地下水害的影響支撐力下降，就會造成地面塌陷；另外，坑內(nèi)巖爆的問題也屬于較為嚴重的災(zāi)害，首先是采礦造成地下結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)異動的空隙層與自由區(qū)，此類空隙層造成地下結(jié)構(gòu)中礦坑的周邊與圍巖所承受的巖石的應(yīng)力被突然釋放，這種突然的地下結(jié)構(gòu)變化，造成巖石被強烈擠壓而碎裂成碎塊，并噴射進入礦坑內(nèi)，造成礦坑內(nèi)的安全事故甚至人員傷亡；其次不當(dāng)?shù)拈_采行為可能造成的危害還有滑坡、采礦誘發(fā)的地震、巖石坍塌等。

三、礦山工程勘查中水文地質(zhì)問題的應(yīng)對措施

（一）避免人為因素改變水文地質(zhì)

由自然因素導(dǎo)致的水文地質(zhì)災(zāi)害是無法逆轉(zhuǎn)的，我們能夠改變的只有由人為原因?qū)е碌乃牡刭|(zhì)災(zāi)害，因此應(yīng)盡可能避免人為因素對礦山地區(qū)水文地質(zhì)的破壞。加強礦山環(huán)境綠化，提升綠色植被的覆蓋率，能夠擋風(fēng)固沙，保護水源，這是保護水文環(huán)境最根本的做法。其次，需要繪制科學(xué)合理的礦洞施工圖。地上建筑尤其是對礦山造成嚴重損害的施工會嚴重影響地下水壓與大氣壓的平衡，因此在施工前應(yīng)繪制詳細科學(xué)的施工圖，依據(jù)施工圖對礦山進行挖掘，避免對礦山周邊地區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境造成破壞。

（二）實時監(jiān)測水文地質(zhì)情況

為了避免水文地質(zhì)災(zāi)害在不知不覺中發(fā)生，在礦山地質(zhì)勘察中，相關(guān)部門就要提前勘測當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)情況，并且在礦山開采時加強對當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)的監(jiān)測，確保水文變化處于監(jiān)管和預(yù)測范圍之內(nèi)，避免人員和財產(chǎn)的傷亡。在進行檢測工作時，工作人員應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，如果是水文地質(zhì)勘察工作相對較難的礦山，要時刻注意降雨量的多少，若超過預(yù)警線，則需避免礦洞中出現(xiàn)大面積的坍塌現(xiàn)象。如果是水文地質(zhì)勘察工作相對簡單的礦山，應(yīng)避免山體滑坡等現(xiàn)象的出現(xiàn)。相關(guān)單位應(yīng)建立如上所述的科學(xué)合理的監(jiān)測機構(gòu)，確保在每一次礦山地質(zhì)勘查中都能制定出與當(dāng)?shù)貙嶋H情況相符的監(jiān)測制度，并在施工時嚴格實施。