水文地質(zhì)資源勘查對(duì)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(bǔ)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(duì)簡單的礦山中地面環(huán)境也相對(duì)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(huì)對(duì)地下水進(jìn)行補(bǔ)給，導(dǎo)致地下水的邊界十分清晰。此時(shí)，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(huì)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(huì)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(huì)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(duì)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(duì)發(fā)達(dá)，在降水后，大量的河流、湖泊會(huì)基于壓力對(duì)地下水進(jìn)行補(bǔ)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(duì)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(huì)引起各類安全隱患，首先會(huì)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(qiáng)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(huì)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(huì)對(duì)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(huì)增加或者減小，地下水位形成的空隙會(huì)造成巖土層的下沉、塌陷來填補(bǔ)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(yán)重后果，甚至是地面出現(xiàn)的塌陷或者裂縫，對(duì)建筑物和人員存在安全隱患；其次是地下水位的下降，對(duì)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(huì)導(dǎo)致腐爛變形，強(qiáng)度變低，導(dǎo)致地基的損壞，而且地下水位的下降，會(huì)使得土壤中的含鹽層發(fā)生改變，而鹽類溶液很容易對(duì)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(yán)重的，而且土壤中的水突然增加，會(huì)造成巖土的膨脹，甚至有的時(shí)候造成地裂等嚴(yán)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(yán)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(duì)地下的煤層進(jìn)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(huì)造成地面塌陷；另外，坑內(nèi)巖爆的問題也屬于較為嚴(yán)重的災(zāi)害，首先是采礦造成地下結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)異動(dòng)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(qiáng)烈擠壓而碎裂成碎塊，并噴射進(jìn)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(duì)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(duì)礦山地區(qū)水文地質(zhì)的破壞。加強(qiáng)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(hù)水源，這是保護(hù)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(duì)礦山造成嚴(yán)重?fù)p害的施工會(huì)嚴(yán)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(xì)科學(xué)的施工圖，依據(jù)施工圖對(duì)礦山進(jìn)行挖掘，避免對(duì)礦山周邊地區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境造成破壞。

（二）實(shí)時(shí)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(shí)加強(qiáng)對(duì)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(cái)產(chǎn)的傷亡。在進(jìn)行檢測工作時(shí)，工作人員應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，如果是水文地質(zhì)勘察工作相對(duì)較難的礦山，要時(shí)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(duì)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(jī)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?shí)際情況相符的監(jiān)測制度，并在施工時(shí)嚴(yán)格實(shí)施。