楊麗娜,張利芹
(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院,河南 鄭州 450000)
礦業(yè)是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分,近幾年來我國對(duì)礦山資源的需求越來越大,有些礦山企業(yè)發(fā)展較快,一味追求利益,忽略了礦山水文地質(zhì)類型對(duì)礦山開采的影響。尤其在特殊環(huán)境作業(yè)時(shí),沒有采用特殊的工具和科學(xué)的方法,嚴(yán)重破壞了開采地區(qū)的生態(tài)平衡。礦山水文類型主要分為以下五種,第一種,在開采礦山時(shí)容易遇到地下水,由于受到地下水的影響,地質(zhì)條件比較復(fù)雜,被稱為巖溶型礦山。第二種,開采礦山的內(nèi)部充滿空隙,出現(xiàn)空隙的主要原因是由于開采環(huán)境造成的。第三種,在開采礦山的過程中,沒有按照巖石生長的規(guī)律進(jìn)行開采,形成老空水型礦山。因此,在實(shí)際工作中需要按照礦山水文地質(zhì)條件和復(fù)雜程度進(jìn)行礦山開采,無論是地質(zhì)還是水文條件,都十分復(fù)雜,如果遇到復(fù)雜型的礦山,就很容易發(fā)生塌陷現(xiàn)象。為此,研究礦山水文地質(zhì)類型對(duì)礦山開采的影響[1]。
在進(jìn)行礦山開采時(shí),經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)水文事故,造成事故的主要原因是因?yàn)殚_采方式不當(dāng)引發(fā)的,雖然無法根除自然因素和設(shè)備因素以及制度因素造成的水文事故,但需要對(duì)礦山水文地質(zhì)類型進(jìn)行分類,研究地下水對(duì)采礦的影響。礦山開采水文地質(zhì)成因分類如下所示;
圖1 礦山開采水文地質(zhì)成因分類
圖1 是礦山開采水文地質(zhì)成因分類,水文地質(zhì)變化會(huì)影響礦山項(xiàng)目的基礎(chǔ),因此,在開采前需要勘查開采地區(qū)的水文地質(zhì)類型,如果沒有特殊的要求,就需要考慮地下水位的位置,是否會(huì)對(duì)礦山開采造成不良的影響。同時(shí),要采取一定的防水措施,對(duì)基礎(chǔ)鋼筋混凝土進(jìn)行防腐處理,確保礦山的穩(wěn)定性[2]。除此之外,在施工前要充分考慮施工項(xiàng)目是否會(huì)對(duì)后續(xù)工作產(chǎn)生影響,技術(shù)人員在對(duì)礦山項(xiàng)目基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),要按照相關(guān)條例設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)施的位置。通常會(huì)在地下水位之下設(shè)置必要的基礎(chǔ)設(shè)施。采用合理的措施和先進(jìn)的技術(shù)降低地下水對(duì)礦山的壓力。有些礦山本身就存在一些不穩(wěn)定的因素,所以在開采前,要分析這些不穩(wěn)定因素對(duì)礦山開采的影響,是否會(huì)對(duì)礦山基礎(chǔ)造成嚴(yán)重的危害[3]。
無論是哪一種礦山水文類型,都會(huì)形成山體開裂。其結(jié)果使巖土體產(chǎn)生位移,如果超過巖土體強(qiáng)度極限就會(huì)產(chǎn)生各種礦山環(huán)境問題。礦山地面變形問題主要包括開采沉陷和地面沉降。嚴(yán)重的話會(huì)誘發(fā)崩塌,在很大程度上,與水文地質(zhì)類型有關(guān)系。礦山開采的實(shí)施需要結(jié)合所在地的地質(zhì)特征,遵守相關(guān)規(guī)定進(jìn)行開采。尤其是對(duì)地下水文地質(zhì)問題上,要詳細(xì)的考察開采地區(qū)的情況,確保工程施工順利進(jìn)行。
在比較穩(wěn)定的開采環(huán)境中,地下水一般不會(huì)出現(xiàn)動(dòng)壓力,但由于受到其他環(huán)境因素的影響,比如,人為灌溉,頻繁的進(jìn)行礦山開采。這樣的開采方式會(huì)造成地下水壓力過大等問題。當(dāng)?shù)叵滤胶馐艿狡茐?,就?huì)出現(xiàn)流沙現(xiàn)象。如果礦山內(nèi)部存在粉土層,會(huì)增加安全事故的發(fā)生。在開采礦山時(shí),需要采用合理的技術(shù),保證地下水平衡不被破壞,如果礦山土層一旦發(fā)生變形,就會(huì)影響礦山工作的進(jìn)度。
地下水情況是一項(xiàng)重要內(nèi)容,主要是對(duì)建筑范圍內(nèi)的有關(guān)水文地質(zhì)進(jìn)行調(diào)查和分析。同時(shí),還要對(duì)可能存在的問題進(jìn)行科學(xué)的評(píng)估。結(jié)合實(shí)際的地質(zhì)情形,尋找最佳的建設(shè)地點(diǎn)。地下水情況的勘察是一項(xiàng)重要的內(nèi)容,開采前,要對(duì)近五年內(nèi)的水位變化情況進(jìn)行考察。并對(duì)地下水補(bǔ)給情況做一個(gè)詳細(xì)的了解。主要包括,地下水流動(dòng)方向,地下水類型等方面。同時(shí),還要對(duì)地層滲透系數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),從而保證工程項(xiàng)目的安全性。
地下水水位變化是大部分露天開采前需要采取的排水措施,排水貫穿著整個(gè)開采過程。排水示意圖如下所示;回升,對(duì)于具有多年開采歷史的礦山而言,是無法適應(yīng)地下水位抬升的,閉坑礦山地下水位會(huì)高于周圍地下水位,從而引發(fā)一系列問題。其中較為突出的是閉坑礦山串層污染對(duì)相鄰礦山的突水威脅。
圖2 排水示意圖
地下水水位變化強(qiáng)度指在短期內(nèi)完成較大水位降深,抽水強(qiáng)度很大。地表與地下水水力聯(lián)系指水環(huán)境改變了地下水和地表水的聯(lián)系,這種改變指的是水位抬升直接反饋到地表水,在地質(zhì)低洼處溢出地表,造成酸性廢水對(duì)地表水形成污染。
圖2是排水示意圖,主要分為三部分,第一部分,在開采的過程中,地下水水位會(huì)大幅度下降,大幅度的水位下降會(huì)降低水頭壓力,使地表產(chǎn)生固結(jié)沉降,導(dǎo)致巖溶地表塌陷。第二部分,在疏干排水時(shí),地下水[5]位明顯低于海平面,形成海水入侵。第三部分,當(dāng)?shù)V山開采完畢,停滯礦坑排水后,地下水位就會(huì)逐漸
由于礦山的水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜,經(jīng)常會(huì)受引發(fā)水文事故。因此,在采礦時(shí),需要遵守相應(yīng)的防治措施,采用先進(jìn)的技術(shù)和科學(xué)的方法,確保礦山不受周圍環(huán)境因素影響。除此之外,技術(shù)人員還要根據(jù)開采地的實(shí)際情況選擇合適的防治手段,維護(hù)開采地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。