王春紅
(河北工程大學,河北 邯鄲 056038)
顯而易見的是,對礦山的地下開采,對地下水資源將會造成重大的浪費,同時也會改變地下水循環(huán)系統(tǒng)。不僅影響了礦區(qū)水資源的供應,而且還影響了水資源的可持續(xù)利用,對當地的環(huán)境也造成了影響[1-3]。除此之外,地下開采還可能會造成地表坍塌,產生縫隙,從而加快了地表水和地下水之間的轉換,使地表水逐漸減少,更加破壞了地下室和地表水之間的平衡[4]。
受到自然和人為因素的雙重影響,地下水的水位在逐年發(fā)生變化,這種情況可能會危害地下層,從而甚至危害到整個礦山的項目[2]。除此之外,人工灌溉、氣溫的變化以及降水量的增加,這些都有可能會使地下水位升高,使土壤的酸堿性發(fā)生變化,對礦山建筑造成腐蝕[6]。地下水位的上升,還有可能會造成滑坡等嚴重的地質災害,嚴重威脅礦山項目。加之人為因素,也有可能導致地下水位的下降,從而導致礦山土層變硬,出現(xiàn)地面開裂,破壞地質條件。不可否認的是,地下水位的大幅變化,使礦山土層強度降低,十分不利于項目施工[7,8]。
地下水位的變化會影響礦山的基礎,因此需要穩(wěn)固礦山項目的基礎,就要考慮地下水對其基礎的影響,需要在設計之初就在地下水位置上,建立基礎設施。如果必須要求在地下水位以下建設基礎,就要提前做好防水措施,對鋼筋混凝土做好防范處理,才能保證礦山基礎的穩(wěn)定[9,10]。如果要在承壓水層中建設基礎,那么則要對地下水位進行控制,防止地下水噴,從而破壞項目的施工。
由于人為因素可能會對地下水造成影響,破壞地下水的壓力平衡,從而使得局部的壓力過大,如果地下水碰到了粉土層就會出現(xiàn)流砂等現(xiàn)象,造成邊坡失穩(wěn),基礎變形等,甚至造成安全事故[11]。
2.1.1 井下防治水
井下防治水又可以分為以下幾種措施一是查清水源以及水通道。二是做好水文觀測工作,要提前收集好當地的氣象、降水量等資料,查明當地的地表水分布情況、水量以及水排泄通道情況。除此之外,通過探水鉆孔,以及觀察地下水源的位置、水量、水壓等變化情況,從而查明水的來源以及量,并觀測礦井涌水量以及變化規(guī)律[12]。三是疏放水,所謂的疏放水,就是根據水源的不同類型而采用不同的疏放水方法,將有威脅的礦井安全水源提前放干,從而防止礦井水災的發(fā)生,四是進行井下探水。五是截水,遇到水源后,如果發(fā)現(xiàn)無法放水,或者說放水無法正常進行時,可以采用防水閘門等設備,從而將水源永久的截住,將采礦區(qū)和水源分開,使其不能威脅到采礦區(qū)。六是注漿堵水,通過將專門的注漿注入到地層的裂隙中,從而使?jié){液擴散硬化,從而填充水通道隔離水源。
2.1.2 地面防治水
為了防止地表水通過滲透或者礦井進入到井下,必須提前做好防治水工作。地面防治水是防治礦井水災的第一步,對于來自大氣降水以及地表水作為主要源泉的礦井來說,該項措施十分重要[13]。要做好地面防治水工作,必須要提前掌握地表水的性質、分布及變化規(guī)律,其次還要掌握該礦區(qū)的地形地貌特征、當地的氣候條件,從而研究防治水措施,設立排水工程。地表防治水有以下幾種措施,如填充駐地、排泄山洪積水及建立水庫。在雨季前降低水位,從而達到最大的蓄洪量,減少大氣降水對礦區(qū)的威脅,加強地面防水工程的檢查維護。
在每年雨季來之前,對地面防水工程進行全面的檢查,發(fā)現(xiàn)問題必須及時糾正,還需要做好宣傳工作。
地面塌陷是由于疏干排水巖溶礦山之后出現(xiàn)的現(xiàn)象。可以通過使用帷幕注漿截留的方案,從而有效控制地面塌陷的范圍,降低地面塌陷事故的發(fā)生。
如果沒法進行帷幕注漿截留,則可以對地面塌陷區(qū)進行防治措施。而這項防治措施一直是一個重大難以突破的課題,往往只是治標不治本,不能從根本上解決地表塌陷的復發(fā)問題。然而,近幾年來,已摸索出了一套地表塌陷防治措施。如下,一是可以通過控制水位下降、水田改為旱地、河床改道等預防塌陷。二是通過對暴露的洞口采用封閉洞口的措施,從根本上防止地表塌陷的復發(fā)。三是通過回填注漿結合的方式從根本上根治塌洞。四是注漿封堵洞口,其中的孔內造漿注法可以通過高噴技術直接封堵洞口,具有多快好省的特點。五是將潛在的塌陷土洞直接限制在初期,可以有效避免塌陷的發(fā)生。
井下泥石流是由于泥沙突然從一個狹窄的礦坑中涌出,其危害程度難以想象。其防治措施一般從兩個方面考慮,一是在泥石流發(fā)生之后,我們可以通過工程來治理其危害。二是如果估計到泥石流可能會發(fā)生時,提前做好防范工作,比如提前高壓注漿加固松散破碎泥沙。
眾所周知,地下開采對地下水資源的破壞程度是十分巨大的,而且是不可逆轉的,一旦地下水資源遭到破壞或者是污染,其恢復時間周期特別長,而且要耗費昂貴的資金,所以應該受到所有人的重視。
我們必須分析地下開采對其影響的程度以及范圍,從而采用相應的預防措施和補救方法,總而言之,礦山開采對水資源的量總量以及水資源的循環(huán),包括地下水水位的變化,地下水質的污染的影響都要經過統(tǒng)一的管理防范措施,加大對地下水資源的保護。