露天金屬礦開(kāi)采過(guò)程中地下水的防治策略探究

林思學(xué)

（中國(guó)水利水電第十工程局有限公司，四川 成都 610000）

露天金屬礦物質(zhì)的開(kāi)采速度和技術(shù)快速提升，但是礦物質(zhì)的露天開(kāi)采工作對(duì)周邊的環(huán)境產(chǎn)生的影響，甚至破壞周邊的生態(tài)環(huán)境，導(dǎo)致動(dòng)植物的生長(zhǎng)和發(fā)展出現(xiàn)問(wèn)題。礦產(chǎn)企業(yè)在進(jìn)行礦物質(zhì)開(kāi)采期間，其開(kāi)采的范圍逐步擴(kuò)大，但是防護(hù)措施未做到位，造成地下水環(huán)境受到嚴(yán)重的威脅。因此，強(qiáng)化對(duì)地下水環(huán)境保護(hù)工作落實(shí)力度是當(dāng)前礦產(chǎn)開(kāi)采行業(yè)管理的重點(diǎn)。

1 露天金屬礦物質(zhì)開(kāi)采對(duì)地下水的影響

1.1 影響地下水流場(chǎng)

金屬礦物質(zhì)層的表面覆蓋物質(zhì)和覆巖層成分離狀態(tài)，該現(xiàn)象的出現(xiàn)導(dǎo)致礦區(qū)內(nèi)部及其周圍地區(qū)的含水情況和地下水含水層發(fā)生變動(dòng)，并且對(duì)地下水的水文地質(zhì)環(huán)境造成不良影響，最終沖擊地下水水動(dòng)力場(chǎng)。甚至隨著金屬礦物質(zhì)開(kāi)采力度的加大，露天金屬礦物質(zhì)礦廠的規(guī)模日漸擴(kuò)大，導(dǎo)致礦區(qū)地下水被大量地抽干，造成水位下降，礦區(qū)表現(xiàn)出區(qū)域性降落性漏斗問(wèn)題[1]。在受到影響的區(qū)域范圍內(nèi)，地下水的流動(dòng)速度和流動(dòng)方向均出現(xiàn)變動(dòng)，影響地下水流場(chǎng)，呈現(xiàn)出全新的地下水流動(dòng)系統(tǒng)。此時(shí)，原有的地下水流場(chǎng)分布影響因素將會(huì)失去其意義，原始地貌發(fā)展特征也將會(huì)隨著破壞。

1.2 影響地下水補(bǔ)給與地表水排流

露天金屬礦物質(zhì)開(kāi)采工作的推行，在很大程度上影響到地表結(jié)構(gòu)，造成地表水徑流受到阻礙，或者是變更地表水徑流方向和路徑。由于開(kāi)采工作剝離了金屬礦物質(zhì)上覆蓋的巖層，淺位置的儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)和隔水層等，將受到嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致地下水系統(tǒng)當(dāng)中的孔隙水、裂隙水、載壓水等相互連通，形成一個(gè)整體的水系。疏干區(qū)域逐漸被拓展，原有的下游水分補(bǔ)給路徑發(fā)生改變，當(dāng)大氣降水和地下水補(bǔ)給的時(shí)候，造成水分被補(bǔ)充到礦坑，截?cái)嘣械难a(bǔ)給途徑，造成地表水水源補(bǔ)給不充足，地下水的補(bǔ)給功能達(dá)不到地表徑流的需求。

1.3 地下水位下降

受到地下水流場(chǎng)變化影響與地表水和地表水補(bǔ)給排水關(guān)系影響，長(zhǎng)時(shí)間的將地下水、地表水和大氣降水疏干排出，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致礦區(qū)的地下水水位下降，這種現(xiàn)象最突出的表現(xiàn)是礦區(qū)周圍的泉水和地表水徑流水源不足，甚至斷流。

1.4 地下水源儲(chǔ)備量下降

大規(guī)模的組織金屬礦物質(zhì)的露天開(kāi)采，需要徹底排干開(kāi)采區(qū)域的水分，因此，地下水系統(tǒng)受到嚴(yán)重影響。倘若是疏干的水量超出地下水的可供開(kāi)采水量，其將大幅度削減地下水凈儲(chǔ)量。由于大氣降水和地表水不能在最短時(shí)間內(nèi)完成地下水補(bǔ)給，使得礦區(qū)及周圍地區(qū)的地下水儲(chǔ)備量下降。

1.5 污染地下水水質(zhì)

露天開(kāi)采金屬礦物質(zhì)，巖層中的硫化物等物質(zhì)與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，造成地下水水質(zhì)呈酸性，并且未經(jīng)處理的地下水含有鉛元素、汞元素等有毒有害物質(zhì)，這些受到污染的水源與其他水系發(fā)生交融，造成周圍水系質(zhì)量的下降。露天開(kāi)采金屬礦物質(zhì)污染地下水的源頭，歸根結(jié)底是廢油、廢棄物、以及沙塵和金屬礦物質(zhì)。在露天環(huán)境下，開(kāi)采金屬礦物質(zhì)，礦物質(zhì)直接暴露在大氣環(huán)境下，與空氣中的氧氣等物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和物理反應(yīng)，生成的重金屬物質(zhì)或者可溶性物質(zhì)會(huì)融合到水體內(nèi)，污染地下水[2]。

2 地下水防治面臨的問(wèn)題

2.1 污染水下滲，影響地下水安全

立足中層和淺層位置的地下水角度，其意義是為動(dòng)植物生活和成長(zhǎng)提供水源支撐，也是工業(yè)發(fā)展的重要物質(zhì)保證。但是隨著露天礦物質(zhì)的開(kāi)采規(guī)模日漸擴(kuò)大，金屬礦物質(zhì)地層當(dāng)中的水分以及松散類型的地層中水分將會(huì)在短時(shí)間內(nèi)滲透到更深地層，造成礦區(qū)出現(xiàn)區(qū)域性地下水位降落漏斗現(xiàn)象，淺層地下水和中層地下水受到這種情況的影響，水源枯竭現(xiàn)象日漸加劇。另外，礦井因?yàn)槿鄙俦匾乃Y源補(bǔ)給，造成礦區(qū)周圍的水井發(fā)生干涸，對(duì)附近居民的生活用水造成影響。

2.2 深層地下水恢復(fù)困難

分析礦區(qū)的深層地下水，部分礦產(chǎn)開(kāi)采單位在金屬礦物質(zhì)開(kāi)采期間，為了能夠正常的展開(kāi)礦產(chǎn)開(kāi)采工作，在金屬礦物質(zhì)正式開(kāi)采之前，徹底排除干凈開(kāi)采區(qū)域的水分。隨著開(kāi)采規(guī)模擴(kuò)大，深度加深，不同巖層位置的水分將會(huì)被截?cái)?，被視為礦坑水，并且排放干凈，礦井大量的排放水分，使得地下水儲(chǔ)備量下降，假以時(shí)日，造成地下水水位下降，且難以在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)。急劇增加排水量，使得原本自然狀態(tài)下的排水變成人為干預(yù)，自然規(guī)律遭受破壞，為地表水徑流補(bǔ)給和淺層地下水補(bǔ)給造成困擾，影響周圍動(dòng)植物生存。

2.3 地下水水質(zhì)下降

開(kāi)采過(guò)程經(jīng)常采取爆破的方式拓展巖層，爆破殘留的各種炸藥殘留物、礦坑內(nèi)部的巖石碎屑、礦石中的石油類物質(zhì)等等，均受到大氣降水的影響而發(fā)生分解，或者與地表水徑流融合，而滲透到地表深處。受到該原因的影響，地表水當(dāng)中的礦物質(zhì)含量嚴(yán)重超出規(guī)定的指標(biāo)，導(dǎo)致地表水不能達(dá)到飲用的標(biāo)準(zhǔn)。另外，在露天開(kāi)采的過(guò)程，大多數(shù)排土場(chǎng)的排土來(lái)自于礦藏表面位置的植被土，該位置將會(huì)大量的集中堆積植被土，完成區(qū)域范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)被打亂。由于植被土的性質(zhì)沒(méi)有發(fā)生根本性的改變，當(dāng)大氣降水時(shí)，通過(guò)淋溶液滲入地下水體，造成地下水的質(zhì)量下降。

3 露天煤礦開(kāi)采過(guò)程當(dāng)中的地下水防治措施

3.1 落實(shí)地下水環(huán)境保護(hù)與監(jiān)督措施

我國(guó)針對(duì)金屬礦物質(zhì)開(kāi)采工作，相繼出臺(tái)多項(xiàng)規(guī)章制度和指示文件，不同的金屬礦物質(zhì)開(kāi)采企業(yè)在開(kāi)采期間，需要嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)定和行業(yè)條例。礦物質(zhì)開(kāi)采企業(yè)要從自身的發(fā)展特點(diǎn)為出發(fā)點(diǎn)，根據(jù)國(guó)家法律和礦產(chǎn)資源開(kāi)采活動(dòng)的地下水保護(hù)條例，建立健全符合行業(yè)的規(guī)定，科學(xué)化評(píng)估本區(qū)域范圍內(nèi)的礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)對(duì)地下水源產(chǎn)生的不良影響，制定出臺(tái)管理地下水資源的規(guī)章制度[3]。在露天環(huán)境下開(kāi)采金屬礦物質(zhì)資源的同時(shí)，保障地下水體不遭受破壞，開(kāi)采工作有序?qū)嵤?/p>

3.2 建立健全礦區(qū)環(huán)境監(jiān)督檢測(cè)制度

金屬礦物質(zhì)開(kāi)采區(qū)域需要制定地下水檢測(cè)計(jì)劃，并且根據(jù)檢測(cè)計(jì)劃制定針對(duì)性應(yīng)對(duì)措施，對(duì)地下水水位和水質(zhì)等展開(kāi)全面監(jiān)測(cè)，詳細(xì)記錄地下水位的高度和檢測(cè)參數(shù)，建立健全露天金屬礦區(qū)地下水環(huán)境檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，從而達(dá)到礦區(qū)開(kāi)采企業(yè)的健康發(fā)展，提升環(huán)境保護(hù)力度提供重要的數(shù)據(jù)支持。

3.3 落實(shí)地表水防治措施

不同礦區(qū)在進(jìn)行水環(huán)境治理的時(shí)候，管理人員結(jié)合礦產(chǎn)開(kāi)采區(qū)域的實(shí)際情況，對(duì)金屬礦物質(zhì)開(kāi)采區(qū)域的最大洪水位以及年降水量等自然因素做出宏觀把控，通過(guò)調(diào)查與閱讀歷史資料，構(gòu)建完成具有科學(xué)性和合理性的防水排水處理系統(tǒng)，特別是在比較容易發(fā)生積水的位置，加大工程設(shè)施建設(shè)的力度，修筑溝渠確保排水暢通，避免出現(xiàn)積水問(wèn)題。此外，對(duì)于地面可能出現(xiàn)塌陷和裂縫的位置，提前做好回填工作，避免在施工期間出現(xiàn)積水下滲導(dǎo)致坑內(nèi)積水。妥善處理排到地面的采坑水，并且采取合理措施防止采坑水回流。

3.4 完善礦區(qū)水處理工藝

露天金屬礦區(qū)在進(jìn)行開(kāi)采時(shí)，需要高度重視地下水環(huán)境的保護(hù)工作，不斷地增加資金投入，優(yōu)化污水處理工藝。在必要的情況下，污水徹底處理完成后，再進(jìn)行排放，實(shí)現(xiàn)污染物零排放的目標(biāo)。除此以外，不同的礦區(qū)還要以自身的礦產(chǎn)資源開(kāi)采情況為依據(jù)，合理的使用疏干水對(duì)地下水資源合理利用。

3.5 環(huán)境管理部門監(jiān)控能力提升

負(fù)責(zé)環(huán)境管理的相關(guān)部門綜合運(yùn)用廢棄的礦坑，強(qiáng)化監(jiān)控地下水的質(zhì)量。當(dāng)?shù)丨h(huán)境監(jiān)管部門加快構(gòu)建地下水網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控與管理系統(tǒng)，強(qiáng)化監(jiān)督礦區(qū)內(nèi)地下水環(huán)境的力度。同時(shí)，根據(jù)露天金屬礦開(kāi)采區(qū)域的實(shí)際情況進(jìn)行地下水補(bǔ)償制度制定，加強(qiáng)監(jiān)督礦區(qū)法人，保證礦區(qū)管理者能夠切實(shí)履行自身義務(wù)，不僅要充分做好礦坑地下水環(huán)境的恢復(fù)工作，還要保證在開(kāi)采過(guò)程當(dāng)中，科學(xué)化保護(hù)地下水環(huán)境。在發(fā)展礦區(qū)經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，有效保證礦區(qū)周圍環(huán)境[4]。就廢棄的礦坑而言，通過(guò)學(xué)習(xí)先進(jìn)的廢氣礦坑綜合治理經(jīng)驗(yàn)和方法改建成為水庫(kù)和觀光景區(qū)等等。綜合生態(tài)恢復(fù)各項(xiàng)措施，展開(kāi)廢氣礦坑的再利用工作，避免露天金屬礦開(kāi)采破壞地下水環(huán)境。

設(shè)立應(yīng)急組織機(jī)構(gòu)，由應(yīng)急組織機(jī)構(gòu)的小組成員全面負(fù)責(zé)礦區(qū)范圍內(nèi)的地下水環(huán)境污染防治工作，及時(shí)將礦區(qū)產(chǎn)生的問(wèn)題上報(bào)相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)，并且展開(kāi)事故調(diào)查。由應(yīng)急救援小組人員全面承擔(dān)地下水環(huán)境的防治，特別是對(duì)于事故發(fā)生地點(diǎn)、危險(xiǎn)。化學(xué)品泄漏等情況，要及時(shí)采取應(yīng)急處置措施。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在露天金屬礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)的過(guò)程當(dāng)中，不可避免的對(duì)地下水環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響。采取合理化措施防止地下水環(huán)境遭到破壞是當(dāng)前露天金屬礦開(kāi)采期間極待解決的問(wèn)題。本文基于地下水環(huán)境的影響因素和露天金屬礦開(kāi)采的過(guò)程展開(kāi)分析，了解影響地下水環(huán)境污染防治的問(wèn)題，并且從中尋找出問(wèn)題的解決方案，旨在實(shí)現(xiàn)我國(guó)露天金屬礦資源開(kāi)發(fā)水平的提升，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)地下水環(huán)境的目的。