朱彥容

眾所周知，我國地域遼闊，礦產(chǎn)資源十分豐富，在礦山資源的開采和利用上有很大的優(yōu)勢。礦山是區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要資源，與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展緊密相關(guān)，但是由于礦山所處的地形區(qū)較為復(fù)雜，而且水工環(huán)地質(zhì)條件也有很大的差異，不同的水工環(huán)地質(zhì)條件對礦產(chǎn)資源的開發(fā)有很大的影響，再加上地下水分布以及形成規(guī)律十分復(fù)雜，給礦山資源的開采也帶來了很大的影響，不僅會影響礦產(chǎn)資源開采的效率，甚至還會威脅到礦工的人身安全，所以圍繞礦山水工環(huán)地質(zhì)特征對資源開采的影響進(jìn)行深入分析十分重要，能夠?yàn)槲覈V產(chǎn)資源的開采與利用提供良好的保障。

1 礦山資源開采中的水工環(huán)地質(zhì)條件地勘概述

1.1 水工環(huán)地質(zhì)勘察的重要性

1.1.1 提高礦山開采效率

如今隨著科技水平的提升，礦山水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)也有了很大的進(jìn)步和發(fā)展，越來越多新的勘查技術(shù)得到了推廣和普及，保證了勘查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，也為礦山開采中的水源探查、礦物搜尋等提供了重要的支持。在水工環(huán)地質(zhì)勘察中加強(qiáng)現(xiàn)代勘察技術(shù)的應(yīng)用，如RS技術(shù)、GIS技術(shù)等，不僅能夠減少人員傷亡率，而且也能提高礦山的開采效率。

但是由于部分礦山分布在地形地貌較為復(fù)雜的區(qū)域，而且容易出現(xiàn)山體滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，再加上礦山開采的復(fù)雜性很高，在開采期間容易出現(xiàn)誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的可能性。對此做好周邊環(huán)境的勘察十分重要，水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)，能夠準(zhǔn)確加強(qiáng)礦石土質(zhì)剝離強(qiáng)度的判別，進(jìn)而進(jìn)一步的判斷礦山開采所需用到的設(shè)備，能夠減少大規(guī)模爆破對環(huán)境帶來的不良影響。一般來說，礦山的開采類型與被剝離的土質(zhì)強(qiáng)度有直接關(guān)系，土質(zhì)的強(qiáng)度是影響勘察效果的重要因素，所以在勘察水工環(huán)條件時，可以選擇質(zhì)地特殊的礦石，并對其土質(zhì)的強(qiáng)度進(jìn)行細(xì)致分析和研究，以便對礦山礦石的類型進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。

此外，還需要對礦山的礦性因素進(jìn)行勘查和分析。通常來講，在勘察礦山水工環(huán)條件的過程中，多根據(jù)沉積層來對礦石粒度的大小進(jìn)行判斷，并對礦石的礦性進(jìn)行合理劃分。礦性能夠分析出礦石的實(shí)際抗壓能力，如果礦石質(zhì)地比較軟，這種情況就不適合進(jìn)行開采；若礦石中有很多的膠土成分，就容易出現(xiàn)沉積層斷裂的情況，也不宜進(jìn)行開采?？梢娂訌?qiáng)水工環(huán)勘測，能夠及時發(fā)現(xiàn)隱患并進(jìn)行規(guī)避，進(jìn)而可以促進(jìn)開采效率的提升。

眾所周知，采礦屬于高危行業(yè)，近年來因沒有及時處理開采隱患而誘發(fā)的安全事故頻繁發(fā)生，給采礦工作人員的生命安全帶來了很大的危害，同時采礦工作的安全性也引起了高度重視與關(guān)注。而加強(qiáng)水工環(huán)勘察技術(shù)的有效運(yùn)用，可以為礦產(chǎn)資源的開采做好準(zhǔn)備，能夠及時發(fā)現(xiàn)開采中可能出現(xiàn)的隱患，從而降低采礦人員的工作風(fēng)險，為采礦人員的安全提供重要保障。在礦產(chǎn)資源開采的過程中，會破壞礦山的巖石平衡狀態(tài)，導(dǎo)致礦山山體的穩(wěn)定性受到影響，比如近年來頻繁出現(xiàn)的山體巖石滑落情況，就帶來了很大的損失。而出現(xiàn)這種情況的原因主要就是沒有做好水工環(huán)的勘察工作，對此必須要重視水工環(huán)勘察工作，借此來降低礦產(chǎn)資源的開采風(fēng)險。

1.1.3 提高資源合理利用率

由于在礦山開采過程中，會導(dǎo)致礦區(qū)的生態(tài)平衡被打破，進(jìn)而誘發(fā)地質(zhì)或者生態(tài)問題。而開展水工環(huán)地質(zhì)勘察，不僅可以保證改善這些情況，而且能夠最大限度的減少開采隱患的發(fā)生，還能有效的控制破壞程度。此外，選擇合理的水工環(huán)勘察技術(shù)，還能保證可以開采出有價值的資源，避免出現(xiàn)資源浪費(fèi)情況，能夠大大的提升礦產(chǎn)資源的利用效率。在進(jìn)行水工環(huán)勘察的過程中，大多將開采設(shè)備放置在水下，以便充分的發(fā)揮出其自身的全方位勘察作用，規(guī)避礦區(qū)隱患，還能保證開采資源的可利用性，進(jìn)而促進(jìn)了資源利用率的提高。

1.2 常用的礦山水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)

1.2.1 數(shù)據(jù)技術(shù)

應(yīng)用數(shù)據(jù)技術(shù)的主要目的就是對礦區(qū)的相關(guān)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行收集、整理，并在此基礎(chǔ)上對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的處理，同時模擬數(shù)據(jù)，構(gòu)建模擬地形圖，對礦區(qū)的電子構(gòu)圖進(jìn)行模擬，并繪制電子地質(zhì)勘察的目標(biāo)，接下來利用GIS平臺定位數(shù)據(jù)模擬對應(yīng)的地點(diǎn)，以便可以更全面的了解和掌握礦區(qū)的實(shí)際情況。

1.2.2 安全技術(shù)

安全技術(shù)是水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)的基礎(chǔ)和前提，安全是水工環(huán)勘察中的核心內(nèi)容。安全技術(shù)能夠?qū)ΦV產(chǎn)開采中的隱患進(jìn)行模擬，以便對事故進(jìn)行提前預(yù)測，從而減少風(fēng)險的發(fā)生率，來保證開采工作的安全性。

1.2.3 定位技術(shù)

定位技術(shù)的核心是GPS，同時發(fā)揮出遙感技術(shù)以及GIS的輔助作用。在開展水工環(huán)勘察的工作中，可以利用GPS界定大致的開采范圍，并借助GIS對地形狀態(tài)進(jìn)行模擬，而遙感技術(shù)以及地質(zhì)探測系統(tǒng)，能夠?qū)ΦV區(qū)的礦產(chǎn)資源狀態(tài)進(jìn)行模擬。

在這一要素的設(shè)計(jì)過程中，其主要表達(dá)的是對于濕地公園景觀有機(jī)秩序塑造能力的體現(xiàn)，同時也是整個景觀工程的空間形態(tài)表達(dá)的重要設(shè)計(jì)要素。在進(jìn)行空間層次的設(shè)計(jì)時，與人工環(huán)境進(jìn)行有效結(jié)合，凸顯出濕地景觀設(shè)計(jì)的活力。

2 水工環(huán)地質(zhì)條件

2.1 水工環(huán)地質(zhì)特征

一般情況下，復(fù)雜的水工環(huán)地質(zhì)多出現(xiàn)在多層次地質(zhì)構(gòu)造中。當(dāng)發(fā)生地殼運(yùn)動，山體的結(jié)構(gòu)就會重新出現(xiàn)斷裂組合的情況，再加上受到風(fēng)化作用以及雨水沖刷的影響，地質(zhì)構(gòu)造會出現(xiàn)二次形變，進(jìn)而就會形成多種層次的礦山地質(zhì)構(gòu)造。在這樣的地質(zhì)構(gòu)造下，一旦雨水滲入到地下，各個地層中就會繼續(xù)產(chǎn)生作用，進(jìn)而形成了不同的水工環(huán)地質(zhì)條件。水工環(huán)的地質(zhì)特征主要可以分為三個內(nèi)容，分別是地下水地質(zhì)特征、外部環(huán)境地質(zhì)特征以及工程地質(zhì)特征。其中地下水一般分為靜態(tài)地下水以及動態(tài)底下水，靜態(tài)地下水指的是流入礦區(qū)地層中不會出現(xiàn)流動的水源，這種類型的地下水一般存在于地層的深處；動態(tài)的地下水大多指的是裂隙水、溶洞水以及散巖流動水，這些動態(tài)水由于常年進(jìn)行交替流動，導(dǎo)致對地下巖層帶來了很大的沖擊以及侵蝕作用，這樣就形成了水文地質(zhì)特征。貴州省屬于我國內(nèi)陸山區(qū)省份，地處西南喀斯特連片的中心地帶，地質(zhì)環(huán)境十分脆弱，地形起伏大，水文地質(zhì)、工程地質(zhì)以及環(huán)境地質(zhì)條件較為復(fù)雜，同時地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，給礦產(chǎn)資源開采也帶來了很大的困難。在比較復(fù)雜的水工環(huán)地質(zhì)條件下，礦山開采有很大的難度，同時屬于一項(xiàng)比較龐大的系統(tǒng)性工程，尤其對于大型礦山來說，由于礦體比較堅(jiān)硬開采難度大，需要借助重型機(jī)器進(jìn)行開鑿，然后利用探測儀判斷是否有開采價值，在全面安全探測的基礎(chǔ)上，利用小型采礦設(shè)備進(jìn)行開采?？偟膩碚f礦產(chǎn)資源的開采過程十分復(fù)雜，其中任何一個環(huán)節(jié)的操作如果沒有按照規(guī)定進(jìn)行，就容易出現(xiàn)意外情況，由此可見水工環(huán)地質(zhì)給礦山開采帶來了很大的難度。

2.2 水工環(huán)地質(zhì)的形成過程

水工環(huán)地質(zhì)條件的形成十分漫長，而且在不同區(qū)域的形成時間也有明顯差異，通常情況下復(fù)雜的水工環(huán)地質(zhì)一般主要形成于高原穩(wěn)定區(qū)、中部穩(wěn)定區(qū)以及褶皺不穩(wěn)定區(qū)。這些地區(qū)的共同地質(zhì)構(gòu)造特征就是具有頻繁的地震活動，而且一般地震等級位于7.5級以上，隨著地質(zhì)構(gòu)造的斷裂、重組和拼接，再加上風(fēng)力以及地下水的影響，礦山的開采區(qū)域也逐漸出現(xiàn)環(huán)形構(gòu)造，進(jìn)而出現(xiàn)了水工環(huán)地質(zhì)。水工環(huán)地質(zhì)會直接影響礦體的穩(wěn)定性，甚至容易引起礦體小規(guī)模坍塌，給礦產(chǎn)資源的開采帶來了很大影響。

3 礦山水工環(huán)地質(zhì)環(huán)境

3.1 水文地質(zhì)特征

一般來說，水文地質(zhì)災(zāi)害給礦山勘察以及礦產(chǎn)資源開采帶來的影響更大。常見的水文地質(zhì)災(zāi)害主要有地面沉降、沙土液化以及巖溶坍塌等。一般來說，在勘察礦山水文地質(zhì)特征的過程中，主要從礦山水文地質(zhì)條件以及礦床的充水原因入手，并對礦坑的涌水量進(jìn)行計(jì)算，在此基礎(chǔ)上，對礦山水資源的綜合利用進(jìn)行合理評價，以便明確指出供水的水源方向。水文地質(zhì)單元指的是具有補(bǔ)給、徑流以及排泄條件的地下水系統(tǒng)，通常利用導(dǎo)水系數(shù)、給水度、滲透系數(shù)等表示水文地質(zhì)的特征。大型露天礦床大多分布在山區(qū)的中南部，整體來看，地貌屬于切割式的低中部區(qū)域，且地勢呈現(xiàn)出東高西低的趨勢。露天礦床大多集中在泥盆系中，底層屬于北西走向，與地表的傾斜幅度為20°～40°，整個泥盆系底層屬于單斜結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)中多會存在褶皺，特別是斷裂層部分傾斜角度較大，具體的礦性為凝輝巖礦體。

3.2 地質(zhì)災(zāi)害評估

工程地質(zhì)勘查的主要目的就是勘察礦山地質(zhì)的整體條件，保證施工作業(yè)可以滿足相關(guān)的檢查標(biāo)準(zhǔn)，并對巖體質(zhì)量以及邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行考察，以便及時預(yù)測可能出現(xiàn)的工程地質(zhì)災(zāi)害。在具體的工作中需要圍繞巖體種類、力學(xué)性質(zhì)等多種因素，同時還需要針對可能出現(xiàn)的地質(zhì)問題，采取有效的防治措施。評估礦山工程地質(zhì)災(zāi)害，首先要在全面了解整個項(xiàng)目實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，對施工材料、施工人員等情況有整體掌握，同時經(jīng)過深入分析，對災(zāi)害出現(xiàn)的可能性以及危險性進(jìn)行科學(xué)評估。并根據(jù)相關(guān)技術(shù)對地質(zhì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以便得出專業(yè)預(yù)測，對引起災(zāi)害的因素進(jìn)行綜合考慮，從而加強(qiáng)工程地質(zhì)災(zāi)害的科學(xué)評估。

3.3 自然環(huán)境地質(zhì)勘察

一般情況下，在礦山開采期間，可能會引起的自然災(zāi)害主要有水土污染、地面塌陷、泥石流等等。礦山自然地質(zhì)勘查的主要目的，就是加強(qiáng)實(shí)際環(huán)境質(zhì)量及周邊環(huán)境的勘察，以便對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)特征有更準(zhǔn)確的認(rèn)識，并對可能出現(xiàn)的地質(zhì)環(huán)境問題進(jìn)行預(yù)測，從而探索科學(xué)的防治措施。只有加強(qiáng)礦山全方面專業(yè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目辈欤拍苡行У仡A(yù)防和減少不必要災(zāi)害的發(fā)生。

4 礦山水工環(huán)地質(zhì)特征對資源開采的影響

4.1 充水情況對礦山開采的影響

礦山開采區(qū)域的地表形態(tài)屬于典型的山谷地形，當(dāng)雨季到來時，大氣降水是地表水以及地下水的主要來源，并經(jīng)過第四系表土層而滲入到井下，當(dāng)?shù)V層傾角過大時，大氣降水就會逐漸的滲透到井下，就會影響礦山的開采。經(jīng)過調(diào)查結(jié)果顯示，影響礦山開采的地下水類型主要有孔隙水、裂隙水以及巖溶水，其中孔隙水是弱富水性，對礦產(chǎn)資源開采的影響比較??；裂隙水的直接充水層是礦層頂板砂巖，間接充水層是礦層頂板上覆或下伏的砂巖裂隙含水層，都會給礦產(chǎn)資源開采帶來影響；巖溶水，主要指的是石炭系層間巖溶水和奧陶系石灰?guī)r巖溶水，二者大部分都屬于間接充水層，對井下開采的影響比較大。

4.2 復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)對開采方案的影響

在對礦產(chǎn)資源進(jìn)行開采前，需要制定完善可行的開采方案。但是由于受到水工環(huán)地質(zhì)條件的影響，礦產(chǎn)資源開采難度也比較大，而傳統(tǒng)的開采方案已經(jīng)無法滿足實(shí)際需要，這就需要對開采方案進(jìn)行不斷的完善和優(yōu)化，提高開采方案的靈活性。近些年來，隨著露天開采規(guī)模的增加，所使用的開采方案主要有兩種，分別是全境界露天開采法以及陡幫露天開采法。其中全境界露天開采法，在開采期間將資產(chǎn)資源作為整體，借助大型支架來保證礦體的穩(wěn)定性，然后使用巨大的石塊進(jìn)行加固處理，如果開采期間遇到問題，可以隨時解決，該開采方案有一定的彈性，而且能夠保證操作的安全；而陡幫露天開采法，一般適應(yīng)應(yīng)用在偏僻陡峭的礦場，具有一定的限制性，首先需要利用機(jī)器挖鑿易崩落區(qū)域，待陡幫平緩后，借助輕型機(jī)器人清理礦口，然后進(jìn)行深度的資源開采。該開采方案對設(shè)備以及人員有很高的要求，而且這種開采方案能夠保證礦體的穩(wěn)定。

4.3 多元地質(zhì)環(huán)境對開采順序的影響

地質(zhì)環(huán)境的多元化對礦產(chǎn)資源的開采順序也帶來了很大的影響。一般來說，傳統(tǒng)的礦產(chǎn)資源開采順序，大多是進(jìn)行人工地質(zhì)勘察，然后判斷需要進(jìn)行上行開采還是下行開采。前期使用人工勘探的方式，主要就是為了加強(qiáng)礦產(chǎn)資源含量、減小開采難度以及安全問題等內(nèi)容的探測，為減少人員傷亡情況，后續(xù)逐漸使用機(jī)器探測取代了人工勘探，但是由于機(jī)器比較笨重，移動難度大，也增加了開采的難度。在確定礦山的開采價值后，需要做好開礦、礦口處理以及采礦等工作。隨著勘探開采技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，傳統(tǒng)的開采順序已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代礦產(chǎn)資源開采的需要。而目前新的開采順序并不需要區(qū)分上下行，使用精密的智能探測儀器，可以進(jìn)行試開采，即處理礦山表層的礦體，為后續(xù)的深度開采奠定良好的基礎(chǔ)，最后使用大型機(jī)器進(jìn)行開礦和采礦?？偟膩碚f，水工環(huán)地質(zhì)環(huán)境確實(shí)影響了開采的順序，并促進(jìn)了開采順序的完善。

4.4 堅(jiān)硬巖體對開采深度的影響

受到水工環(huán)地質(zhì)條件的影響，礦山開采區(qū)域也逐漸形成了比較獨(dú)特的地質(zhì)構(gòu)造，巖體十分堅(jiān)硬，給深部礦產(chǎn)資源的開采也帶來了很大的不良影響。現(xiàn)階段，國內(nèi)礦山資源的開采趨勢是對隱藏礦、深層礦的開采，淺表層礦產(chǎn)資源的開采數(shù)量在逐漸的減少。由于采礦區(qū)域的巖體比較堅(jiān)硬，給開采工作也帶來了很大的難度，巖石多以石英石、巖石等為主，在開采期間需要使用到重型機(jī)器，對巖體進(jìn)行粉碎處理，并進(jìn)行清理，然后使用打鉆機(jī)器打開開采的深度，但是由于巖土比較堅(jiān)硬，很容易會引起機(jī)器故障或者損壞，導(dǎo)致開采成本上升，甚至也無法達(dá)到預(yù)期的開采深度。此外，這些巖體中還會儲藏大量的地下水，一經(jīng)開采，就會出現(xiàn)外滲的情況，也就是說隨著開采深度的增加，地下水的含量也會越來越多，極其容易出現(xiàn)開采事故，進(jìn)而威脅開采人員的安全。所以在正式開采前，需要加強(qiáng)礦山巖體、構(gòu)造的全面勘察，并提出有效的應(yīng)對方案，以便保證礦產(chǎn)資源的開采可以順利進(jìn)行。

5 礦山開采與保護(hù)問題

5.1 礦山水工環(huán)勘察中的常見問題

目前來看，在礦山水工環(huán)勘察工作中也有很多問題。部分的專業(yè)工作人員也難以對不可預(yù)測因素進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，這時就需要對常見的問題進(jìn)行總結(jié)和整理，并在此基礎(chǔ)上提出合理的防治對策。但實(shí)際工作中，有很多的水工環(huán)勘察人員存在專業(yè)知識能力不足、工作態(tài)度消極等問題，導(dǎo)致水工環(huán)地質(zhì)勘察量嚴(yán)重不足，無法準(zhǔn)確的對可能出現(xiàn)的災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測，所以必須要加強(qiáng)勘察人員的培訓(xùn)，或者聘請專業(yè)人士進(jìn)行勘察。

5.2 礦山開采中的環(huán)境保護(hù)問題

礦山開采工作中，環(huán)境保護(hù)也是十分重要的內(nèi)容。在環(huán)境保護(hù)中，除了要預(yù)測水工環(huán)災(zāi)害危險性，還需要保證工作人員做好崗位工作，樹立認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，以便減少失誤情況的發(fā)生?？辈靻挝贿€需要做好監(jiān)督和記錄工作，保證出錯時可以及時找到出錯的源頭，避免出現(xiàn)不良問題。同時還需要重視加強(qiáng)市場管理，為水工環(huán)勘察以及礦產(chǎn)資源的開采提供良好的保證。此外，在開采期間還需要及時清理周圍垃圾，以便減少對環(huán)境的污染，減少對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的影響。

6 結(jié)語

總之，我國的礦產(chǎn)資源十分豐富，這為采礦事業(yè)的發(fā)展?fàn)I造了良好的條件。隨著采礦事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，采礦的規(guī)模也大大增加，在礦產(chǎn)資源開采的過程中，水工環(huán)地質(zhì)對礦產(chǎn)資源開采有很大的影響，所以必須要提前做好礦山水工環(huán)地質(zhì)的全面勘察，并對可能出現(xiàn)的災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測，提出科學(xué)的防治對策，保證能夠及時應(yīng)對災(zāi)害，為礦產(chǎn)資源開采工作的順利進(jìn)行奠定良好的基礎(chǔ)。