周 舟
(浙江省第十一地質(zhì)大隊(duì),浙江 溫州 343000)
在具體的地下礦產(chǎn)資源開采過程中,會(huì)受到很多因素的影響,包括自然因素以及人為因素等等。近些年來,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步和發(fā)展,大量的礦產(chǎn)資源被開發(fā)和利用[1,2],礦產(chǎn)開發(fā)企業(yè)迎來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇,但是很多企業(yè)過分注重經(jīng)濟(jì)效益,沒有深刻的關(guān)注水文地質(zhì)類型對地下礦山開采的不良影響,所以在采礦作業(yè)時(shí),缺乏科學(xué)性和系統(tǒng)性。主要表現(xiàn)在應(yīng)用的采礦設(shè)備和工具比較落后,采礦方法也比較傳統(tǒng),缺乏科學(xué)性,自動(dòng)化水平不高,不但限制了工作效率的提高,也造成了嚴(yán)重的環(huán)境破壞問題。水文地質(zhì)類型主要包括以下幾種:一是在具體的礦山開采過程中,容易受到地下水的影響,通常這一類礦山開采工作十分復(fù)雜,被稱為巖溶型礦山。二是在采礦工作中,礦山內(nèi)部出現(xiàn)了較大的縫隙,是由于開采方法不當(dāng)造成的。除此之外,采礦工作沒有嚴(yán)格遵循巖石的生長規(guī)律進(jìn)行胡亂開采,導(dǎo)致很多礦山成為老空水型礦山?;诖?,采礦工作人員在日常的地下礦產(chǎn)開采過程中,應(yīng)該注重加深對地下水文地質(zhì)條件的了解,按照具體的復(fù)雜程度制定科學(xué)合理的礦山開采計(jì)劃,明確開采過程中地質(zhì)條件和水文條件的重要性,避免開采工作中安全事故的發(fā)生。
水文地質(zhì)類型的劃分原則不同,所劃分的水文地質(zhì)類型也存在一定的差異。主要按照礦山的地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜程度與礦山充水類型兩方面來進(jìn)行劃分。
(1)礦山地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜程度。在具體的地下礦產(chǎn)采礦工作中,水文地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜程度對整個(gè)工作的影響十分明顯,簡單的說,礦山水文地質(zhì)條件決定著采礦工作的效率、質(zhì)量和安全,因此,在采礦工作開始之前,勘查人員應(yīng)該做好全面的礦山水文地質(zhì)條件的勘察工作,應(yīng)該全面的進(jìn)行目標(biāo)區(qū)域水文地質(zhì)條件的綜合分析,結(jié)合復(fù)雜程度劃分等級(jí)和類型。第一種類型屬于簡單型,這種類型的水文地質(zhì)條件,采礦工作難度相對較小,主要是是指該采礦區(qū)域的地質(zhì)條件和水文條件結(jié)構(gòu)相對簡單,對采礦工作的整體效率和其他方面影響較小,這一類水文地質(zhì)類型通常在采礦中容易被忽略。第二種類型屬于中等型,在具體的采礦地質(zhì)環(huán)境中,中等型礦山充水因素具有一定的復(fù)雜性,所以導(dǎo)致礦床的沖水因素相對較多,可能來源于不同的層面,中等型水文地質(zhì)條件可以通過人工進(jìn)行區(qū)域范圍內(nèi)的詳細(xì)勘察,獲取全面的地質(zhì)類型信息,為開展科學(xué)合理的采礦工作打下基礎(chǔ)。第三種類型屬于復(fù)雜型,這一類地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件都相對復(fù)雜,沖水因素很多,對地質(zhì)勘查工作也造成了一定的阻礙和困難,現(xiàn)有的技術(shù)條件下,無法全面的掌握地下水的類型和相關(guān)信息。第四種屬于極復(fù)雜性。這種類型的礦山特點(diǎn)是地下水系發(fā)達(dá),具有多個(gè)沖水因素。這一類型的礦山開采工作難度很大,具有很高的危險(xiǎn)系數(shù),而且在采礦工作中很容易發(fā)生水害和坍塌的災(zāi)難。
(2)充水類型劃分。礦山?jīng)_水類型化分具體是指結(jié)合實(shí)地的地質(zhì)勘查結(jié)果,按照地下水的賦存情況以及賦存的差異性進(jìn)行劃分,主要分為以下幾種類型:第一:孔隙地下水類型。這種類型是十分常見的礦山組成類型。這一類型中的地下水通常都密集在巖石的孔隙中。第二:巖溶型地下水。一般分布在碳酸鹽分布較廣的區(qū)域,地下水主要分布在溶蝕裂隙中或者溶洞中。第三:裂隙型地下水。裂隙型地下水與礦區(qū)的導(dǎo)水構(gòu)造關(guān)系密切,一般這類型的地下水主要分布在裂隙、節(jié)理與破碎帶中。第四:地表型水。這一類水體主要分布在地表,湖泊水在下滲的作用下對深部地下水進(jìn)行補(bǔ)給,在地下礦產(chǎn)開采工作中,會(huì)受到嚴(yán)重的水體影響。第五:老空水型。在具體的采礦工作中,沒有嚴(yán)格按照采礦設(shè)計(jì)規(guī)劃進(jìn)行開采活動(dòng),造成了老空水型。第六:混合型。在礦山結(jié)構(gòu)中,沖水因素和沖水途徑都具有多樣化特點(diǎn),混合型屬于以上多種因素的綜合,這種類型的水文情況較為復(fù)雜,對開采工作的影響也十分巨大。
在地下礦產(chǎn)開采工作中,水文地質(zhì)類型對采礦工作的影響范圍很大,主要表現(xiàn)在地下水方面。相關(guān)技術(shù)人員通過了解采礦區(qū)域的水文地質(zhì)類型可以明確該區(qū)域的采礦復(fù)雜程度,結(jié)合不同的地下水情況作出科學(xué)合理的判斷和分析,確保采礦工作能夠順利開展和科學(xué)進(jìn)行。以下從幾個(gè)方面來進(jìn)一步分析水文地質(zhì)類型對礦產(chǎn)資源開采的影響。
(1)地下水的壓力對地下采礦的危害。地下水具體是指地下一定深度的范圍內(nèi)所賦存的水體,深部地下水都具有承壓特點(diǎn),除了淺水層。一般在相對穩(wěn)定的隔水層之間,在沒有明顯的地下水承壓變化情況下,上層覆蓋的巖層對地下水的靜壓力與地下水的承壓是相互的,具有平等性特點(diǎn),這種情況不會(huì)出現(xiàn)明顯的壓力變化。在具體的采礦工作中,隨著采礦工作的深入進(jìn)行,地下水體上覆層巖層出現(xiàn)了脫落,導(dǎo)致與地下水承壓情況發(fā)生了改變,局部的區(qū)域地下水承壓力要大于上覆巖層的壓力,最終出現(xiàn)了地下水壓力驟增,引發(fā)了采礦的安全事故。如果采礦平硐內(nèi)富含粉土層,容易出現(xiàn)流沙問題,從而導(dǎo)致粉土層出現(xiàn)了位移和形變的現(xiàn)象,對采礦工作也造成了不利的影響。除此之外,當(dāng)?shù)叵滤畬优c平硐層距離較近,地下水體發(fā)生了壓力變化,可能隨時(shí)引發(fā)水壓爆圍巖和水害的發(fā)生,基于此,在實(shí)際的礦山水文地質(zhì)調(diào)查中,應(yīng)該首先明確該區(qū)域的水因素是否為承壓水,并且判斷改水層的空間位置,以防出現(xiàn)突水災(zāi)害。
(2)地下水位變化對采礦的影響。地下水的淺水水位與上層的滯水水位具有一定的變化性特點(diǎn),在地表大氣降水的影響下,地下水位隨之發(fā)生變化,承壓地下水具有相對穩(wěn)定的地下水位,沒有受到明顯的影響水位情況比較平穩(wěn)。所以,本文針對上層滯水水位與淺部水位對礦山的開采影響進(jìn)行分析。在人類開采活動(dòng)以及自然環(huán)境變化的雙重影響下,礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)中,地下水位通常會(huì)發(fā)生明顯的變化,主要表現(xiàn)為水位上升或者水位下降。水位上升的情況,主要受到地表大氣降水的影響,降水量增多,通過地表裂縫滲入地下水層,導(dǎo)致地下水位上升,地下水位上升對地下礦產(chǎn)開采工作也產(chǎn)生了很大的影響,容易出現(xiàn)地下平硐出現(xiàn)注水問題。隨著水位的持續(xù)上升,容易引發(fā)礦山崩塌等其他自然災(zāi)害,對采礦工作的安全性造成了嚴(yán)重的威脅。地下水水位下降對采礦工作也同樣具有嚴(yán)重的影響,在具體的采礦活動(dòng)和地表大氣降水的雙重影響下,當(dāng)降水量減少,地下水水位明顯出現(xiàn)了下降的趨勢,在一定程度上切斷了地表水體的補(bǔ)給來源,導(dǎo)致地下水的排泄量增加,這就導(dǎo)致礦山土層的堅(jiān)硬度變強(qiáng),給采礦工作帶來了一定的難度,也改變了工程地質(zhì)條件,容易引發(fā)采礦基礎(chǔ)設(shè)施的形變,對采礦工作的安全帶來了嚴(yán)重的威脅。
(3)地下水對采礦基礎(chǔ)設(shè)施的影響。在地下礦產(chǎn)開采工作中,需要運(yùn)用大量的開采設(shè)備以及健全的配套基礎(chǔ)設(shè)施。整個(gè)開采過程十分復(fù)雜,所以在相關(guān)配套設(shè)施和設(shè)備的應(yīng)用過程中,工作人員應(yīng)該注重考慮地下水因素的影響,避免造成不必要的損失。所以在礦山基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)階段,應(yīng)該綜合考量該區(qū)域的地下水位情況,并保持礦山基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)該位于地下水的平均水位之上,才能有效的保障基礎(chǔ)設(shè)施的安全使用,發(fā)揮最大的作用和性能,更好的滿足礦產(chǎn)開采工作的需求。在地下水水位之下也可以設(shè)置相關(guān)的配套設(shè)施,但是要做好基礎(chǔ)設(shè)施的防護(hù)措施,建立安全穩(wěn)定的礦山采礦基礎(chǔ)設(shè)施對采礦工作的穩(wěn)定性、安全性具有重要的影響,工作人員應(yīng)該采取有效的措施對基礎(chǔ)設(shè)施加以保護(hù)。但是在受到自然降水因素和人為因素的影響下,地下水位發(fā)生了明顯的上升變化,對位于該區(qū)域的礦山基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)生了嚴(yán)重的威脅,水位大幅度上升導(dǎo)致基礎(chǔ)設(shè)施被淹沒在地下水中,就會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)設(shè)施的損耗量發(fā)生變化,損耗速度明顯提高,對配套設(shè)施的正常使用以及安全使用造成了嚴(yán)重的影響,同時(shí)還會(huì)引發(fā)安全事故的發(fā)生,所以,地下水位上升對基礎(chǔ)設(shè)施的影響十分明顯,對采礦工作的安全也構(gòu)成了嚴(yán)重的安全威脅。
地下礦產(chǎn)開采工作之前,需要注重調(diào)查水文地質(zhì)情況,做好該區(qū)域的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)整理工作,展開全面的水文地質(zhì)調(diào)查。在整個(gè)調(diào)查工作中,避免發(fā)生漏洞,提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,同時(shí)應(yīng)該選擇不同的調(diào)查點(diǎn),通過差異化分析來提高調(diào)查工作的科學(xué)性與合理性,結(jié)合具體的生態(tài)環(huán)境以及氣候變化影響,做好水文地質(zhì)的評價(jià)工作,結(jié)合相關(guān)的調(diào)查數(shù)據(jù),制定科學(xué)合理的采礦計(jì)劃和方案,運(yùn)行先進(jìn)的開采技術(shù)設(shè)備,避免安全事故的發(fā)生。國家相關(guān)部門還應(yīng)該不斷的加強(qiáng)水文地質(zhì)情況的研究力度,加大投入,結(jié)合地下水的形態(tài)和特點(diǎn),將地下水的類型進(jìn)行科學(xué)合理的劃分,為相關(guān)地質(zhì)勘查工作提供科學(xué)的數(shù)據(jù)參考。
水文地質(zhì)類型對地下礦產(chǎn)開采工作的影響很大,在復(fù)雜的地質(zhì)條件下進(jìn)行礦產(chǎn)開采工作,首先應(yīng)該做好全面的地質(zhì)勘查,并將勘查數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和研究,對水文地質(zhì)類型進(jìn)行科學(xué)有效的劃分。在此基礎(chǔ)上,采取有效的措施進(jìn)行應(yīng)對,制定科學(xué)合理的采礦計(jì)劃,確保采礦工作的安全性,為礦產(chǎn)企業(yè)提高礦產(chǎn)開采的質(zhì)量和產(chǎn)量打好基礎(chǔ)。