李明軒，張 威

（六盤水師范學(xué)院 化學(xué)與材料工程學(xué)院，貴州 六盤水 553004）

改革開放后，我國(guó)國(guó)民生產(chǎn)總值飛速增長(zhǎng)，生產(chǎn)力得到極大提高，在這種情況下，對(duì)礦產(chǎn)資源的需求量也在不斷增長(zhǎng)。礦產(chǎn)資源在國(guó)家發(fā)展中占有重要地位，它關(guān)系著人類社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步。中國(guó)人口眾多，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，對(duì)礦產(chǎn)資源的需求日漸增大，因而為滿足社會(huì)發(fā)展需要，勢(shì)必會(huì)加大礦產(chǎn)資源開采量。近幾年，隨著開采深度的增加，經(jīng)常會(huì)遇到地下水上涌的情況，給開采帶來(lái)一定的難度，影響開采效率。

在此情況下，開采人員經(jīng)常會(huì)進(jìn)行礦山排水工作。但是礦山排水在給人們消除開采障礙的同時(shí)，也帶來(lái)了一些隱性風(fēng)險(xiǎn)。地下水是礦山周圍地質(zhì)構(gòu)造中重要組成部分之一，人們對(duì)其進(jìn)行處理之后，必然會(huì)打破其平衡狀態(tài)，影響周圍的地質(zhì)環(huán)境，為工作人員帶來(lái)一定的威脅，極易出現(xiàn)山體崩塌、地面塌陷、地面沉降等[1]。本文以某市礦山為例，探討其在排水后對(duì)其周圍的地質(zhì)環(huán)境造成的影響，以期減少礦山開采風(fēng)險(xiǎn)。

1 充水水源

某市的礦山位于盆地地形的邊緣處，充水水源組成有以下幾種類型：孔隙水、地層裂隙水、裂隙巖溶水以及地表水等?？紫端饕邮艽髿饨涤旰秃恿鞯难a(bǔ)給，東西流向，可以與斷層、裂隙或地層，特別是地層夾層碳酸鹽巖與礦區(qū)發(fā)生水力聯(lián)系[2]。地層裂隙水主要接受凝結(jié)水補(bǔ)給，流向不固定，主要沿著巖石裂縫四處流散。隙巖溶水與孔隙水一樣，都接受大氣降雨的補(bǔ)給，向北部礦區(qū)方向徑流。地表水與孔隙水連接，因此主要接受孔隙水的間接補(bǔ)給[3]。

該礦區(qū)的礦產(chǎn)資源主要儲(chǔ)存在礦山背斜兩翼燕山期巖漿巖與奧陶紀(jì)碳酸鹽類巖石接觸帶附近，因而裂隙巖溶水是主要的充水水源。

2 礦山地區(qū)水質(zhì)特征

對(duì)該礦山周邊地區(qū)坑水進(jìn)行化學(xué)成分檢驗(yàn)，把礦山分成四組，分別為礦山1、礦山2、礦山3以及礦山4，進(jìn)行四個(gè)礦山的化學(xué)成分硬度對(duì)比分析，其總硬度值分別為465.53mg/L、499.81mg/L、555.81mg/L、579.78mg/L。如表1。

表1 某礦區(qū)礦坑水主要檢出化學(xué)成分（mg/L）

該礦區(qū)主周圍布滿大量的石灰?guī)r，因而巖石松散，地質(zhì)構(gòu)造較差，特別是靠近礦產(chǎn)資源儲(chǔ)存區(qū)域的水質(zhì)就更差，再加上人工開采，必然會(huì)造成一定的生產(chǎn)污染。從表1中可知，其中的SO42-、總硬度、F-等化學(xué)組分都比較高，其余的都很低。因此可以看出無(wú)機(jī)鹽為該礦區(qū)礦坑水的主要污染成分[4-6]。

3 礦山排水對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響

3.1 阻斷礦山地區(qū)地下水動(dòng)力

礦山排水是指排除礦山涌水的方法，具有高強(qiáng)度、大降深、強(qiáng)烈疏干的特點(diǎn)。礦山排水具有兩面性，一方面會(huì)幫助人們排除開采障礙，避免出現(xiàn)因大量地下水或降雨淹沒開采礦道，為開采工作帶來(lái)不便。另一方面，礦山排水在把地下水排出后，地下水位必然下降，會(huì)對(duì)礦山周圍的地質(zhì)環(huán)境造成危害。現(xiàn)階段，我國(guó)大部分礦山開采深度比較大，再加上較大厚度的地層阻隔，導(dǎo)致孔隙水與裂隙水連接斷裂，因此前者對(duì)后者的補(bǔ)給很難跟上，從而導(dǎo)致中空的巖層或巖石裂縫缺少水資源的支撐，經(jīng)常發(fā)生塌陷現(xiàn)象，對(duì)地下水動(dòng)力場(chǎng)產(chǎn)生影響。

3.2 引起礦山地區(qū)地表塌陷

在對(duì)該礦區(qū)的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，在2000年時(shí)，大氣降水量增加，地下水位上漲，為保證開采工作的正常進(jìn)行，對(duì)其進(jìn)行了礦山排水，當(dāng)時(shí)的抽水量為23145m3/d，在排水過后，對(duì)其水位進(jìn)行了測(cè)量，發(fā)現(xiàn)降低了20多米。在這之后，導(dǎo)致大約20多處的巖溶塌陷。之后的幾年間，只要對(duì)礦山進(jìn)行大規(guī)模的排水，之后必然會(huì)產(chǎn)生一定的巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害。到目前為止，塌陷已經(jīng)達(dá)到將近100處，塌陷總面積達(dá)到了5 507m3左右。圖1為2001～2004年巖溶塌陷數(shù)量和坍塌面積變化情況。從圖中可以看出，數(shù)量和面積都呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，并沒有緩解的情況，為工作人員的安全帶來(lái)巨大的威脅[7]。

圖1 2000～2004年巖溶塌陷數(shù)量和坍塌面積變化情況

3.3 污染礦山周圍地區(qū)地質(zhì)

表2 礦區(qū)周圍地區(qū)地質(zhì)狀況(mg/L)

從表2可以看出，在進(jìn)行礦山排水后，對(duì)周圍的地質(zhì)造成了一定的影響。由表1可知礦坑中的水化學(xué)成分中有SO42-，且含量較高。

在把包含SO42-成分的礦坑水排放到別處之后，通過地表滲透，礦坑水就進(jìn)入了該區(qū)域的土壤和地下水之中，影響了某地的土壤質(zhì)量和地下水質(zhì)量，且這種影響具有長(zhǎng)久性，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，該地的土壤都會(huì)處在被污染的狀態(tài)中，很難通過自然的自我調(diào)節(jié)能力恢復(fù)過來(lái)。

3.4 礦山排水引發(fā)礦山地質(zhì)災(zāi)害

礦山大量抽水，導(dǎo)致礦區(qū)地質(zhì)發(fā)生坍塌，17處礦區(qū)塌陷，水位降深68.74M，由于地下水資源開采及礦山企業(yè)的長(zhǎng)期采、排礦山溶水，水位波動(dòng)，逐年下降，到目前為止，礦山累計(jì)發(fā)生塌陷達(dá)84處，總面積為3507.02m3。

礦坑排水量的水質(zhì)以高SO42-為特征，各個(gè)礦區(qū)的SO42-元素含量在203.48～480.69mg/L之間。礦坑水通過滲透補(bǔ)給或農(nóng)田灌溉的方式影響地下水水質(zhì)，使地下水中SO42-增高。礦區(qū)附近礦坑水測(cè)點(diǎn)SO42-含量明顯高于全區(qū)平均值，且集中分布。礦區(qū)外圍34個(gè)檢測(cè)點(diǎn)SO42-的平均含量為181.47mg/L，且礦區(qū)附近7處監(jiān)測(cè)點(diǎn)SO42-含量為293.11mg/L，是前者的1.61倍。礦坑水是區(qū)內(nèi)SO42-污染是主要污染源，因此對(duì)礦范圍內(nèi)的高SO42-孔隙水檢測(cè)點(diǎn)的集中檢測(cè)分布，可認(rèn)為是礦坑排水影響的結(jié)果[8,9]。礦區(qū)中其中SO42-含量大于250mg/L的孔隙水面積26.88km2/L，SO42-含量大于300mg/L礦區(qū)面積。通過數(shù)據(jù)分析，該礦區(qū)如果長(zhǎng)期得不到很好的排水治理，就會(huì)就礦山及周邊地區(qū)帶來(lái)地質(zhì)災(zāi)害，更會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。所以，及時(shí)加強(qiáng)礦區(qū)排水防護(hù)措施，擬定合理的防水方案并加以實(shí)施，這樣才能保障礦山周圍，以及地下水環(huán)境的污染防治。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增多，必然會(huì)加大對(duì)礦產(chǎn)資源的需求量。因而近幾年，隨著的開采深度的不斷增加，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)地下水涌出，摧毀礦道的問題，所以為不影響礦山開采工作，礦山排水是解決這一問題主要途徑之一。但是礦山排水具有兩面性，在解決問題的同時(shí)，也產(chǎn)生了一系列新的問題，例如破壞地下水循環(huán)、造成地表塌陷、污染周圍地質(zhì)等。

這些危害不僅會(huì)對(duì)礦山周圍的地質(zhì)產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞，還對(duì)礦山開采人員的生命安全造成威脅，因此在礦山排水工作完成后，相關(guān)人員也要同時(shí)做好安全防御工作，為工作人員的人身安全提供保證。這有利于實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)開采的可持續(xù)發(fā)展，有利于構(gòu)建以人為本的社會(huì)主義和諧社會(huì)。

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