矿山开采对水文地质环境变化的影响

2018-01-29佟月

世界有色金属 2018年19期

佟月

（安徽省勘查技术院，安徽合肥 230000）

在近代，由于工业技术的发展，导致大量的传统矿产资源被人类挖掘，经过了几十年、上百年的发展，由于社会发展对矿产资源的需求量越来越高，企业的开采力度也越来越强，从而造成了一系列的水文地质环境变化。由于矿山开采需要排水，特别是在20世纪矿山建设多数都是采用直接排水疏干手段，导致矿山地带的地下水位急剧下降，很多水源都已经干涸，加剧了矿山地区的水土流失量。在可溶岩分布区域，由于地下水位骤然降低，从而诱发了岩体崩塌，给矿山开采企业带来了巨大的经济损失[1,2]。

1 矿山开采对水文地质环境造成的影响

导致水文地质环境的主要因素是地下开采工作，如果破坏了穿越区含水层，会导致带下水环境产生不可逆变的负面反应。通过对矿山建设中水文地质环境效应，需要强化矿产建设水文地质条件变化因素，通过充分分析矿山开采工程自身因素以及自然因素，大体上可以将影响因素划分为工程因素和自然因素[3]。其中：①工程因素主要包括矿山衬砌堵水方法、工程建设质量、矿山施工工艺等；②自然因素主要是指在自然环境中，对矿山水文地质环境造成的影响，主要包括含水层水文地质参数数值、降水渗透值、地下水类型、地表水分布等等。

2 矿山建设造成的水文地质问题

（1）水体疏干。很多矿山由于都处于河间地块，矿山建设十分密集，并且很多矿山都是当地地下水的排水泄口。根据对矿山洞口出水量进行调查可知，大部分矿山洞口出水量在0L/s～50L/s之间。地下水与矿山用水量在雨期增加，降水量的变化会直接影响流量变化，暴雨之后可能造成流量暴增。而很多企业为了提高开采效率，直接将地下水疏干，导致地下水位直接下降，最终造成水文地质环境恶劣变化。

（2）岩溶塌陷。由于矿山建设区域内部的地表岩溶发育问题，所以岩溶可能出现塌陷的部位分布十分广泛。造成其主要的因素是由于在岩溶腐蚀过程中，由于内部水压、气压会随着矿山建设产生变化，产生山体内部的力学反应，再加上工程建设中会出现些许振动冲击问题，从而导致上覆顶盖缺乏稳定性。由于矿山建设过程中会将地下水疏干，加剧了地下水变化波动，由于岩溶管道无法承受上部岩体、土体的重力作用而产生了塌陷问题。

（3）破坏地热资源。通常矿山建设区域都含有十分丰富的地热资源，特别是在背斜两翼之间存在着大量地热开发区块。矿山的背斜部位往往是良好的储水空间，并且还会存储大量的地热资源。根据有关调查结果显示（钻井放水试验），静止水位在210m、降深为70m～210m时，地热水钻井出水量为2000m³/d～6000m³/d。可见，近些年矿山体及其周围的流量急剧降低，最低流量已经降低到了3000m³/d以下，水头高度也降低到了50m以下。

在矿山建设当中，由于工程施工会在原有水文地质单元内形成新的集水廊道，会对原有的地下水系统造成破坏，对水体流场造成影响，导致该地区地下水水质和水量产生变化。部分工程将地下水水体疏干，导致地表水逐渐枯竭，从而引发岩体崩塌问题[4]。在夸夸你改善施工当中，如果将地下岩溶管道露出，则会造成矿山涌突水灾害。

3 强化矿山地区水文地质保护的措施

3.1 构建矿山环境保护体系

为了能够保障自然生态、减少矿山开采对自然环境的影响，需要将矿山水文地质环境、治理恢复纳入到社会发展规划、经济可持续发展当中，将矿山经济发展和水文地质环境保护相结合，认真抓好矿山开采与建设的保护工作。此外，由于矿山水文地质环境管理涉及范围非常广泛、专业性强。

构建矿山保护体系还需要有制度的支持，需要明确矿山保护细则、加强执法力度、依法保护，让矿山环境保护逐渐朝向制度化、法制化方向发展。

3.2 加强矿山开采活动的全程管理

矿山开发企业必须要坚持“在保护中开发、在开发中保护”的原则，在进行矿山开采方案编制过程中，需要结合矿山水文地质保护方案以及水环境恢复治理方案，对企业采矿准入机制进行完善。同时，在矿山实际开发当中，需要规范矿山企业行为，要求矿山环境保护工作落实到实处，并进行实时监督，对矿山水文地质保护方案进行严格审批，加强矿山水文地质保护以及恢复治理工程。此外，需要不断加强矿山地质环境保护、恢复相关技术科研创新工作，积极引进新技术、新方法，提高矿山环境保护、治理的效果，并在此过程中对技术行为与标准进行统一规范。

3.3 加强矿山水文地质灾害预测与综合治理

由于矿山灾害具备不确定性、突发性等特点。所以水文地质灾害是一种风险性强、技术含量高的工作，这就需要充分利用先进的技术手段，加强先进技术的引进与研究共工作，遵循自然客观规律，采用更加科学的方法加强地质灾害预防与防治工作。围绕矿山水文地质灾害特点、关键技术、治理难点展开工作，联合科研单位、高校进行技术攻关。构建信息化系统，利用GPS、GIS、RS等技术实现对矿山的实时监控，构建综合性地质灾害防控体系。将矿区环境保护、水文地质灾害、经济建设三者相结合，合理采用工程、生物、行政等措施，进行统一规划、全面控制的矿山水文地质灾害防治，从而实现矿山开采效益的最大化。

3.4 构建矿山开采环境保护、恢复治理保证金制度

保证金制度就是要求矿山开采企业在事前缴纳一定的保证金，如果矿山开采环境保护、恢复治理不达到最初制定的标准，则要依法扣除保证金。这也是实现矿山水文地质环境、生态恢复的重要举措。对于具备矿权的责任人需要落实相关责任，并加强资金的使用效率以及管理质量，根据保护、恢复治理方案对矿山开采情况进行评定，或是惩罚、或是奖励，通过经济手段加强矿山水文地质环境的保护工作，从而有效治理矿山的水文地质环境。对矿山环境治理、恢复资金进行统筹管理，实现专款专用，在监督部门指导下，切实开展矿山保护和治理工作。