何 山

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)勘查院，河南 鄭州 450000）

礦產(chǎn)資源開發(fā)促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，但在過去的一段時間內(nèi)，由于不科學(xué)開采和過度開發(fā)，引發(fā)一系列礦山地質(zhì)災(zāi)害問題，對生態(tài)環(huán)境和周邊地區(qū)人民生活造成破壞。但是由于礦山地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜性，為地質(zhì)災(zāi)害的防治工作造成很大困擾。礦山地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生的原因很多，需要對具體的影響因素進(jìn)行差異性分析。水文地質(zhì)因素是影響礦山地質(zhì)環(huán)境的重要因素之一，在地質(zhì)災(zāi)害的防治工作中也發(fā)揮巨大作用，因此需要對水文地質(zhì)因素的作用機(jī)制進(jìn)行分析，深入挖掘其影響特征，據(jù)此提出有針對性的防治意見。因此本文研究水文地質(zhì)因素對礦山地質(zhì)災(zāi)害的影響，并提出預(yù)防措施，為礦山防治工作提供指導(dǎo)，降低礦山地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險，提高礦山勘探開采工作的安全性。

1 礦山地質(zhì)災(zāi)害防治現(xiàn)狀

我國早期的礦山地質(zhì)工作，長期采用先開采后治理的工作模式，雖然大幅度提升經(jīng)濟(jì)效益，但對礦山環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，從而誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。隨著開采與治理矛盾的激化，相關(guān)部門逐漸意識到礦山環(huán)境保護(hù)的重要性，開始采用科學(xué)有序的礦山勘探開發(fā)方式，并采取一定措施對礦山地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)治理，包括對地形地貌景觀、水資源和土地資源的修復(fù)治理等，并對礦山工程進(jìn)行約束。隨著綠色開采的理念的提出和落實，提高了礦山開采的環(huán)保意識，對礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)起到了較好的效果。通過采取有效預(yù)防和地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測措施，包括對滑坡、崩塌、泥石流和地面塌陷等的預(yù)測和預(yù)警等，有效降低礦山地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險，與此同時，對礦山地質(zhì)環(huán)境的恢復(fù)和治理程度也有所提高。

2 水文地質(zhì)因素對礦山地質(zhì)災(zāi)害的影響

2.1 含水層結(jié)構(gòu)破壞導(dǎo)致礦山地面塌陷

在高強(qiáng)度的礦山開發(fā)過程中，不可避免造成礦山地質(zhì)環(huán)境的破壞，其中礦山含水層將受到嚴(yán)重影響。礦山開采活動直接導(dǎo)致含水層的含水、導(dǎo)水和隔水能力發(fā)生變化，引發(fā)水動力層面的擾動，造成含水層整體結(jié)構(gòu)的破壞，從而引發(fā)地面塌陷等一系列地質(zhì)災(zāi)害問題。含水層結(jié)構(gòu)破壞主要包括以下三類：一是礦井建設(shè)直接造成含水層被揭露；二是導(dǎo)水裂隙帶被拓寬，造成含水層滲漏進(jìn)礦井；三是含水層經(jīng)由裂隙進(jìn)入采空區(qū)，造成底板突水。以上三種破壞形式都會對礦山覆巖發(fā)育造成破壞，加速含水層的滲漏速度，在貫穿巖層的情況下，在地表形成拉伸裂隙和地面塌陷，進(jìn)而造成塌陷區(qū)積水，影響礦山工程安全。含水層結(jié)構(gòu)破壞后，伴隨持續(xù)性的排水活動，形成地下水降落漏斗，隨著采礦活動的進(jìn)行，漏斗面積不斷增加，不斷破壞礦山內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對礦山的穩(wěn)定性造成威脅，嚴(yán)重時還會引發(fā)崩塌和滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。

2.2 水位變化打破礦山地下水天然平衡

由于礦山開采過程中會抽排疏干大量地下水，導(dǎo)致地下水位大幅度下降，導(dǎo)致區(qū)域水天然平衡遭到破壞，不僅造成地下水資源枯竭，還對直接對生活用水和工農(nóng)業(yè)用水帶來負(fù)面影響，嚴(yán)重破壞礦山附近的居民生活。閉礦后停止排水，地下水平衡繼續(xù)發(fā)生變化，開始發(fā)生向含水層的介質(zhì)回灌，進(jìn)一步導(dǎo)致斷層的導(dǎo)水性發(fā)生變化，此外，含水層的補(bǔ)給、徑流和排水條件也會受到相應(yīng)的影響。由于地下水平衡控制著地形地貌與地質(zhì)構(gòu)造，因此地下水平衡處于不穩(wěn)定狀態(tài)時，地下水的流場形態(tài)被改變，由天然的水平流動演化為向排泄點(diǎn)的垂直流動，并且流速加快，在水動力作用下，容易造成礦區(qū)低洼地區(qū)被淹沒或沼澤化，威脅礦區(qū)的生產(chǎn)安全。

2.3 水質(zhì)污染加重礦山周圍環(huán)境負(fù)擔(dān)

礦山水質(zhì)污染，會加重周圍水土環(huán)境負(fù)擔(dān)。礦山水土污染問題具體見表1。

表1 礦山水土環(huán)境污染問題

礦石通常伴生有重金屬元素，隨著礦石的開采，重金屬、氫化物、殘留炸藥和廢棄物中的有害元素會滲入地下及殘留在地表，因此地下水和地表水的水質(zhì)受到污染。此外，水質(zhì)污染還會影響到土壤質(zhì)量，使耕地價值和土地資源利用率大幅度降低。污染物經(jīng)由水文地球地球化學(xué)反應(yīng)，包括溶濾作用、氧化還原等，有害元素以離子的形式在水循環(huán)中運(yùn)移累積，嚴(yán)重污染礦山周邊環(huán)境。

3 礦山地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防措施

3.1 及時修復(fù)礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重區(qū)域

為有效減少崩塌、滑坡和泥石流等礦山地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，需要及時修復(fù)礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重的區(qū)域。在地面塌陷和裂縫面積較大的區(qū)域，首先應(yīng)設(shè)置刺絲圍欄，并設(shè)置安全警示牌；其次采用就近取土的方式，對為穩(wěn)定的塌陷裂縫地區(qū)進(jìn)行填充，如圖1所示；最后對塌陷區(qū)進(jìn)行支撐加固，防止發(fā)生滑坡和崩塌。

圖1 塌陷區(qū)裂縫填充

對于已經(jīng)形成的滑坡和崩塌隱患的區(qū)域，需要進(jìn)行減重與抗滑擋墻處理，利用預(yù)應(yīng)力錨桿和抗滑樁等提高失穩(wěn)坡體的穩(wěn)定性，在坡腳處還應(yīng)修筑攔渣壩和擋墻，減少對生活區(qū)域的破壞。對泥石流的防治，則需采用工程措施和生物措施相結(jié)合的方式，工程措施以防護(hù)、攔擋和排導(dǎo)工程為主，生物措施主要是利用修復(fù)植被和植樹造林的方式，共同達(dá)到預(yù)防目的。

3.2 加強(qiáng)監(jiān)測地下水和地表水動力平衡

為維持礦山區(qū)域的水動力平衡，需要加強(qiáng)對礦山地下水和地表水的監(jiān)測，監(jiān)測內(nèi)容主要包括水質(zhì)、水位和水量。首先，要嚴(yán)格控制監(jiān)測點(diǎn)，主要利用現(xiàn)有的水文鉆孔設(shè)置長期監(jiān)測井，通過定點(diǎn)采樣的方式對水文質(zhì)量進(jìn)行測試分析；其次，針對水平衡被破壞的風(fēng)險，開采過程中優(yōu)先選擇對覆巖破壞程度小的方式，避免布置不良鉆孔，保證含水層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；最后，定期收集礦坑排水，計算排水量，掌握礦區(qū)排水對含水層的影響。地下水和地表水監(jiān)測涉及環(huán)境背景、破壞和修復(fù)三個重點(diǎn)，重點(diǎn)監(jiān)測含水層厚度、水溫、水位、流速和水質(zhì)等要素，分析水平衡受到開采活動影響的規(guī)律，為水平衡保護(hù)提供依據(jù)。

3.3 實施廢水廢棄物的資源化管理

礦山開采期間產(chǎn)生的污廢水和廢棄物，均應(yīng)實現(xiàn)資源化管理，秉持污廢水循環(huán)利用的原則，減少工程項目使用新鮮地下清水的次數(shù)，嚴(yán)格落實廢棄物的回收措施，確保工程廢水和廢棄物在達(dá)到相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)的前提下，才能向外排放。對于礦區(qū)內(nèi)存在的止水不良的供水井，需要實施封堵工程，避免出現(xiàn)串層污染，其中最主要的是對分水嶺處的供水井進(jìn)行封堵。采用自下而上的形式，注漿封堵后，進(jìn)行壓水測試，保證封堵效果。對于已經(jīng)出現(xiàn)污染的區(qū)域，使用顆粒沉降、垂直反應(yīng)墻、復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)和微生物降解的方式，去除廢水廢棄物中的污染物，達(dá)到有效治理的目的。

4 結(jié)語

本文通過分析水文地質(zhì)因素對礦山地質(zhì)災(zāi)害的影響，進(jìn)而提出地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防措施，研究成果在一定程度上能夠促進(jìn)礦山工程安全有序運(yùn)行，降低地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險，保護(hù)礦山地質(zhì)環(huán)境。

由于礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，地質(zhì)災(zāi)害的形成原因也比較多變，通常是在多種因素的共同作用下誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，本文僅從水文地質(zhì)因素角度闡述對地質(zhì)災(zāi)害的影響和可采取的預(yù)防措施，因此具有一定局限性。后續(xù)研究可從礦山地質(zhì)災(zāi)害的成因出發(fā)，明確其形成機(jī)理，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步探究水文地質(zhì)因素的影響，提高預(yù)防措施的有效性。