水文地質(zhì)環(huán)境對礦區(qū)安全影響探析

孫珂

（陜西地礦第六地質(zhì)隊(duì)有限公司，陜西西安 710600）

0.引言

我國礦區(qū)的開發(fā)的安全問題在當(dāng)前受到了多環(huán)節(jié)多部門的高度關(guān)注，水文地質(zhì)環(huán)境對礦區(qū)安全影響也逐漸被重視起來。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)以及現(xiàn)代化社會環(huán)境和諧發(fā)展的要求，為了能夠有效地提高礦區(qū)采礦工作過程中的安全系數(shù)問題，各相關(guān)的管理部門紛紛加強(qiáng)了水文地質(zhì)環(huán)境對礦區(qū)開發(fā)所帶來的安全問題，要求有關(guān)單位在采礦行為開始前，做好開采地區(qū)全面的水文地質(zhì)的環(huán)境重點(diǎn)勘察工作。通過全面的水文地質(zhì)勘察與問題分析以保證具體礦區(qū)采礦行為的可行性，進(jìn)而保證礦區(qū)的整體安全。筆者針對多年的采礦行業(yè)從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，對水文地質(zhì)環(huán)境對礦區(qū)安全影響提出了以及下觀點(diǎn)。

1.水文地質(zhì)環(huán)境對礦區(qū)安全生產(chǎn)必要性影響

1.1 礦區(qū)安全與水文地質(zhì)環(huán)境關(guān)系密切

我國的各類礦產(chǎn)資源較為豐富，而礦產(chǎn)資源大多都在地表之下，所以我國采礦工作的整體作業(yè)環(huán)境大多也都是在地下展開的，而采礦地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境在進(jìn)行了采礦行為以后，隨時(shí)間的推移過程會逐漸發(fā)生諸多變化。近幾年，我國諸多采礦單位在水文地質(zhì)環(huán)境問題上的有所懈怠，進(jìn)而造成了采礦過程中開采事故率有所抬升的趨勢。經(jīng)研究諸多的事故發(fā)生礦區(qū)存在資源盲目開采、過度開采的不當(dāng)行為，事故不僅造成了人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失還影響了生產(chǎn)的整體進(jìn)度[1]。所以我們應(yīng)當(dāng)高度重視起水文地質(zhì)環(huán)境問題，對于礦區(qū)安全生產(chǎn)之間的重要關(guān)系，對采礦地區(qū)進(jìn)行礦產(chǎn)資源開發(fā)前，首先展開專業(yè)技術(shù)人員對礦區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境的深入勘察研究分析，并制訂出采礦工作可行性開采相關(guān)的具體操作要求下并嚴(yán)格執(zhí)行，以保障采礦行業(yè)采礦企業(yè)的長期穩(wěn)定發(fā)展的局面。

1.2 勘察水文地質(zhì)環(huán)境的重要性分析

當(dāng)下我國的采礦開采行業(yè)在對具體的礦產(chǎn)資源開發(fā)的礦區(qū)進(jìn)行資源開采前，針對礦區(qū)地質(zhì)勘察過程中水文地質(zhì)勘察分析方面存在諸多問題與不足。在通過專業(yè)的技術(shù)人員研究后發(fā)現(xiàn)水文地質(zhì)環(huán)境亦是地下礦產(chǎn)資源開采過程中關(guān)鍵的組成部分，在諸多的開采作業(yè)環(huán)節(jié)也是經(jīng)常被忽視的環(huán)節(jié)。在資源開采的過程中水文地質(zhì)的關(guān)鍵核心在于地下水它存在于工程地質(zhì)當(dāng)中的施工環(huán)節(jié)，地下水不只是地下巖體的基礎(chǔ)，還是整個(gè)采礦工程環(huán)境的基礎(chǔ)，地下水能夠影響巖體特性及采礦工程的質(zhì)量[2]。在實(shí)地的勘測工作環(huán)節(jié)，勘測結(jié)果的主要影響要素很少直接涉及水文因素，因此在水文地質(zhì)的勘測過程中一般只進(jìn)行簡單性評價(jià)。在實(shí)際礦區(qū)開采中有諸多復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境，開采前沒有對其進(jìn)行水文地質(zhì)深入的分析勘測，在工程的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)也就存在重視程度不足的情況，進(jìn)而忽略了地下水的存在，而在礦產(chǎn)資源開采過程中地下水存在滲漏的不利影響，所以為了能夠保障資源開采的安全平穩(wěn)運(yùn)行，提高水文地質(zhì)環(huán)境勘測能力以及勘測結(jié)果對整個(gè)開采工程都有極大的影響。

2.水文地質(zhì)環(huán)境對礦區(qū)安全影響

2.1 影響采礦設(shè)備的使用

地下礦產(chǎn)資源在進(jìn)行地下挖掘開采作業(yè)的過程中，通常會采用諸多的大型超大型的采礦機(jī)械設(shè)備進(jìn)行輔助作業(yè)，通過大型的采礦機(jī)械深入地下展開地下礦產(chǎn)資源的開采工作，能夠提升地下資源開發(fā)的速度以及提升開采工程進(jìn)度。不過，采礦區(qū)域地下巖石的構(gòu)造以及水文地質(zhì)條件存在相互影響的關(guān)系，對地下礦產(chǎn)開采的過程中水文地質(zhì)環(huán)境不能達(dá)到開采要求的地下區(qū)域進(jìn)行挖掘開采作業(yè)，地下水將會影響礦區(qū)巖石的結(jié)構(gòu)性能。若是在沒有經(jīng)過詳細(xì)開采計(jì)劃設(shè)計(jì)的情況下，進(jìn)行盲目的作業(yè)開采而造成地下水以及地表水在工程施工地區(qū)滲漏的現(xiàn)象，影響施工效率和安全系數(shù)下降的問題。

在地下資源開采的過程中大型機(jī)械設(shè)備對地下礦場資源進(jìn)行挖掘開采的過程中，機(jī)械設(shè)備必然要對地下的礦產(chǎn)進(jìn)行破壁開采挖掘工作，在大型機(jī)械的運(yùn)行中機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行必然產(chǎn)生震動，若是在進(jìn)行開采地區(qū)作業(yè)前沒有考慮到地下水的滲漏問題，在施工的過程中就容易出現(xiàn)大型機(jī)械設(shè)備在礦洞中進(jìn)行高強(qiáng)度施工時(shí)產(chǎn)生礦道坍塌的嚴(yán)重后果，造成人員傷亡的事實(shí)[3]。經(jīng)過地質(zhì)專業(yè)人員的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)地下巖層在經(jīng)過地下水的滲透后其巖層的支撐強(qiáng)度將會隨著水含量的改變而發(fā)生變化，隨著礦區(qū)施工區(qū)域深挖，地下巖層中存在諸多的砂巖、泥質(zhì)巖和軟性巖石，它們與水進(jìn)行結(jié)合后能夠表現(xiàn)出不同的強(qiáng)度變化，砂巖結(jié)合地下水后每立方的地下水含量上升5%，其砂巖的強(qiáng)度將會極具下降60%，而泥質(zhì)巖含水量若是增加3.0%，其強(qiáng)度就會下降14%，在這樣的環(huán)境下大型機(jī)械設(shè)備進(jìn)入其中進(jìn)行施工難免存在震動，與此同時(shí)也將會加大施工環(huán)境的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 影響礦區(qū)礦坑

在進(jìn)行地下礦產(chǎn)資源開發(fā)后礦區(qū)周邊的地質(zhì)環(huán)境將會存在一定的變化。采礦將會造成地下水含水層穩(wěn)定性的變化，地下開采作業(yè)環(huán)節(jié)中，如果沒有進(jìn)行對應(yīng)的保護(hù)性開采，或者在開采作業(yè)中沒有對該地礦區(qū)的水文資源展開深入的勘測分析，并制訂有效的地下含水層施工防水作業(yè)，地下水的含水層穩(wěn)定遭到破壞，地下水流入滲透到礦道，將會嚴(yán)重影響礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境。在該礦區(qū)水文地質(zhì)條件不合格的情況下，進(jìn)行資源的采伐將會出現(xiàn)礦道內(nèi)突水實(shí)際問題發(fā)生[4]。礦硐內(nèi)在出現(xiàn)突水問題后，在經(jīng)過長時(shí)間的問題積累情況后，將會造成礦區(qū)地質(zhì)不穩(wěn)固，礦區(qū)地表大面積坍塌情況的發(fā)生。

2.3 影響礦區(qū)邊坡穩(wěn)定性

在對地下資源進(jìn)行開發(fā)的過程中，做好礦區(qū)全面勘測工作極其重要。礦區(qū)如果沒有較好的水文地質(zhì)條件，在地下水的滲漏作用下，采礦區(qū)域的邊坡黏膜力還有內(nèi)膜擦角會遭到損壞。黏膜力和內(nèi)膜擦角是兩項(xiàng)重要的采礦工程中的物理指標(biāo)，在進(jìn)行開采的過程中要對其進(jìn)行細(xì)致的研究與勘測，以保障開采工程的可行性。邊坡的黏膜力還有摩擦角在受到水的侵蝕下，邊坡演示的抗剪能力將會降低，進(jìn)而造成礦區(qū)的邊坡產(chǎn)生滑坡的事故。同時(shí)，在地下水侵入滲透含水量增加的基礎(chǔ)上展開開采工作，容易造成更大的滑坡事故，作業(yè)區(qū)就會被坍塌造成事故填埋，礦道內(nèi)的運(yùn)行線路被坍塌地滑落切斷運(yùn)輸線路，影響作業(yè)人員安全生命安全的同時(shí)，造成有關(guān)單位開采工作效率的下降。

2.4 影響礦區(qū)環(huán)境

在進(jìn)行地下礦區(qū)作業(yè)活動中需要進(jìn)行較長時(shí)間的排水工作，巖溶充水礦床地區(qū)中會產(chǎn)生大量的細(xì)沙顆粒的流失，在細(xì)沙顆粒隨著排水工作進(jìn)行的同時(shí)，礦區(qū)的地下巖層內(nèi)部結(jié)構(gòu)的物理力學(xué)平衡遭到破壞，地下構(gòu)造中的沖擊層的細(xì)沙損失造成其支撐力下降進(jìn)而造成坍塌，雨水以及地表水經(jīng)過坍塌地區(qū)流入坑道會造成開采礦道的淹沒。另外，礦區(qū)的水文地質(zhì)對礦區(qū)的外部生態(tài)環(huán)境也存在重要的影響作用，地下水資源也是人們?nèi)粘ｏ嬘盟闹饕獊碓捶绞?，地下水資源流失也將造成居民生活用水的問題突出，地下水水位、地下水資源的含量將直接影響礦區(qū)地表綠植的生長覆蓋率的降低，進(jìn)而影響外部的生態(tài)環(huán)境。

3.水文地質(zhì)環(huán)境對礦區(qū)安全的控制措施

3.1 增大水文地質(zhì)環(huán)境勘察力度

我們通過諸多安全開采實(shí)際工程的考察后，大量礦產(chǎn)開采安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析，得出施工開采前進(jìn)行水文地質(zhì)勘測，能夠有效地保障地下礦產(chǎn)資源開采工作的高質(zhì)量高標(biāo)準(zhǔn)完成。在進(jìn)行礦區(qū)施工前要進(jìn)行充足的勘測準(zhǔn)備，水文地質(zhì)勘測工作并不簡單，它的作用也是極為的重要，所以就需要提前配備充足的水文地質(zhì)勘探專業(yè)人才預(yù)計(jì)勘測設(shè)備的準(zhǔn)備工作，以保證勘測工作能夠有效順利的完成。在進(jìn)行礦區(qū)的勘測過程中勘測專業(yè)人員的專業(yè)能力是最為重要的前提保障，其勘測人員必須具備極高的專業(yè)勘察能力及責(zé)任心、耐心和使命感，時(shí)刻牢記自己的工作對于整個(gè)工程以及施工的重要性[5]。在進(jìn)行相關(guān)的勘探過程中，有3種（物探、鉆探、化探）較為常見的水文地質(zhì)環(huán)境的勘探方式，在進(jìn)行具體礦區(qū)勘探是需要進(jìn)行有針對性的勘探方法展開勘探工作，也可以通過組合式的形式配合勘探。

3.2 建立健全的水文地質(zhì)環(huán)境報(bào)告制度

在對礦區(qū)進(jìn)行全面的水文地質(zhì)勘測時(shí)，首先保證勘測專業(yè)人員以及勘測設(shè)備準(zhǔn)備到位的情況下，針對該礦區(qū)水文地質(zhì)條件做出一套健全的考察報(bào)告，根據(jù)專業(yè)人員素質(zhì)、能力水平以及全礦區(qū)有效水文地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)為前提制訂可行性報(bào)告，礦區(qū)的安全運(yùn)行工作需要細(xì)致考究的水文地質(zhì)環(huán)境保障為基礎(chǔ)。對于礦區(qū)資源開采的正確性和適宜性的判斷，需要通過大量的開采經(jīng)驗(yàn)所總結(jié)的規(guī)律和水文地質(zhì)環(huán)境報(bào)告制度共同決定，為礦區(qū)的作業(yè)提供全面的安全保障[6]。如專業(yè)人員對出水點(diǎn)的位置還有勘探點(diǎn)的時(shí)間、溫度展開問題研究形成具體分析的相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多次模擬實(shí)驗(yàn)，如何有效地進(jìn)行出水點(diǎn)防與治的工作。

3.3 對礦區(qū)防治水資料庫進(jìn)行完善

在進(jìn)行礦區(qū)地下水防治工作時(shí)，要充分地結(jié)合先前有效礦硐治水的成功經(jīng)驗(yàn)，借鑒有效的治水工程經(jīng)驗(yàn)找出具體出水點(diǎn)的問題共性展開對應(yīng)礦區(qū)的加強(qiáng)處理工作，勘測人員在經(jīng)過具體的勘察工作以后，建立實(shí)地實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ歪槍Ξ?dāng)下的礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造，結(jié)合具體的水文地質(zhì)環(huán)境，針對礦區(qū)地下水以及地表水的滲漏突水問題開展模型試驗(yàn)，通過電子化模型人工智能進(jìn)行科學(xué)的工程建模，并對其互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，進(jìn)而找出最合理的問題方案制訂對應(yīng)的施工策略，完善礦區(qū)防治水文資料的線上化管理功能，電子化信息防治水資料庫可以迅速對防治水的相關(guān)決策提供科學(xué)合理的數(shù)據(jù)支撐，進(jìn)而保障開采工程的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

3.4 培養(yǎng)高水平水文地質(zhì)勘測隊(duì)伍

進(jìn)行地下礦產(chǎn)資源開采的工作人員文化素質(zhì)水平都有待提高，在其參與開采工作前，要展開充分的崗前培訓(xùn)工作，培養(yǎng)具體施工人員的專業(yè)化的操作開采能力，樹立具體崗位工人的安全生產(chǎn)的意識，在工作中嚴(yán)格按照開采工作前期工程設(shè)計(jì)方案實(shí)施開采作業(yè)任務(wù)，方能進(jìn)入施工礦硐進(jìn)行施工作業(yè)。對于具體的施工位置實(shí)施定職定責(zé)的工作任務(wù)，增強(qiáng)其具體工作崗位的責(zé)任心，安全問題無小事對于問題環(huán)節(jié)要及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)上報(bào)溝通、及時(shí)針對性地處理問題，保障整體開采任務(wù)的安全順利實(shí)施，避免人員操作、人為意識方面的可控風(fēng)險(xiǎn)的有效管控。

3.5 重視可再生資源開發(fā)

礦區(qū)的生態(tài)平衡是一個(gè)內(nèi)循環(huán)的過程，礦區(qū)進(jìn)行開采作業(yè)的安全投產(chǎn)活動就是保護(hù)礦區(qū)外部生態(tài)環(huán)境的重要的保障環(huán)節(jié)，做好礦區(qū)內(nèi)的水文地質(zhì)勘探以及相應(yīng)的保護(hù)建設(shè)工作，能夠有效地使開采工作中避免地下水滲漏以及突水的情況發(fā)生，從而保障礦區(qū)的外部環(huán)境當(dāng)中綠植的覆蓋率，進(jìn)而減低水土流失造成的滑坡，從一定程度上也降低了事故發(fā)生率，人們在日常生活中的用水也能得到有效的保障。

4.結(jié)語

從水文地質(zhì)環(huán)境的分析可知，水文地質(zhì)環(huán)境對礦區(qū)安全生產(chǎn)以及外部生態(tài)環(huán)境的重要性，加強(qiáng)對水文地質(zhì)環(huán)境的管理勘探工作，通過增大水文地質(zhì)環(huán)境勘察力度，建立健全的水文地質(zhì)環(huán)境報(bào)告制度，對礦區(qū)防治水資料庫進(jìn)行完善，培養(yǎng)高水平水文地質(zhì)勘測隊(duì)伍，培養(yǎng)高水平水文地質(zhì)勘測隊(duì)伍，重視可再生資源開等措施的實(shí)施可以有效地提升礦區(qū)安全開采的施工環(huán)境，保障礦產(chǎn)資源施工安全順利的投入運(yùn)行。