气候变化对矿山水文地质造成的影响分析

廖泽波

（贵州省清镇市麦格乡安全生产监督管理站，贵州 清镇 551400）

在矿山工程活动中，缺乏对水文地质条件的足够了解，容易导致施工过程中遭遇各种地质灾害，给施工人员安全和工程质量带来严重威胁因此，还应加强气候变化对矿山水文地质造成的影响分析，以便为水文地质勘察工作开展指明方向。

1 矿山水文地质条件分析

1.1 矿区概况

清镇市麦格乡贵耐铝土矿山位于清镇市，属麦格乡所辖。矿区西南第二铝矿属于麦格铝土矿区，地理位置坐标为：东径106°26′50″～106°28′00″，北纬26°42′02″～26°43′41″。矿区地处云贵高原东部，为娄山系云归山脉，矿区内地势西南高东北低，北西部、中部多为山地，常被北东向沟谷切断。矿区为低山丘陵地貌，最低点海拔标高1258.0m，最高1460m，相对高差202m。除栖霞组灰岩形成较陡低山，其它地段多为宽缓丘陵，地形坡度在10°～20°之间。东部多为水田，位于麦西河两侧。麦西河为矿区内唯一河流，宽约8m，自南向北纵贯东部，上游最大径流6.94m3/s，流速在0.16m/s～2.14m/s之间，暴雨季节也不会泛滥成灾。转让期间，对矿床主要充水因素及水文地质条件复杂度进行勘察，用于评价未来开采中可能引发的水、工、环地质条件变化，以便根据影响程度提出合理开采建议[1]。

1.2 水文地质

矿区属低中山溶丘洼地地貌，包含溶蚀地貌、侵蚀-溶蚀地貌和剥蚀地貌。海拔最低点为羊叉河转入地下伏流塌陷位置，海拔高1108m。矿区大地构造位于复杂构造变形区，为海陆交替互相的碎屑岩、碳酸岩，出露地层有第四系、三叠系等。上属流域为三级—四级河流，呈树枝状，区域内包含羊叉河、长冲河、麦西河等6条河流，存在中寨—破岩以北的横向分水岭和河间地块的纵向分水岭。地表水系皆低于麦格铝矿床，不影响矿床充水。结合矿区水文地质条件可知，地质构造和地貌为影响水文地质的主要因素，其次为岩石含水性和富水程度[2]。矿区地势较高，周围地形切割较深，有助于地表径流形成。而冲沟发育有助于地下水排泄，使得含水层间无区域性的导水断裂构造连通，对矿床充水无太大威胁。地表水与地下水相互补给，通常为上游受地下水补给，下游河水补给地下水。矿区内河流皆发源于泉水，带有上游流量小、下游流量大特点。

2 气候变化对矿山水文地质造成的影响

2.1 矿山开采气候变化

矿山采矿区属亚热带潮湿性气候，年均气温14℃，最高能够达到34.5℃，最低为1.2℃。从环境湿度条件来看，年均相对湿度82%，平均各月最低为76%，最高为83%，环境湿度较大。在降雨方面，年均降雨1192.5mm，月降雨量最大1601.8mm，最小2.0mm，日降雨量最大能够达到221.2mm。

从水分蒸发方面来看，年均蒸发量1390.0mm，月蒸发量最大196.8mm，最小47.4mm。结合矿区水文地质条件可知，在矿山开采期间采空区可能遭遇深部突水和大气降水形成的突水。矿区开采时间较早，分布零星采矿老硐，采空区存在发生老隆水的可能性。开采期间一旦揭穿老硐，将造成突水现象产生。由于为转让矿山，企业无法掌握老硐分布及规模，需要重视水文地质勘察。矿山开采将引发矿区土地、水体变化，造成环境平衡遭到破坏，如引发地表径流降低、蒸发量加剧，造成局部区域大范围降水等。伴随着全球气候变暖，河流受到明显影响，地表径流不断降低，蒸发量不断增加。与此同时，受矿山人类活动影响，地质、水体资源使用量增加，容易引发将水量失衡问题。

因此在采矿期间，有形成矿坑洼地的可能，导致大气降水快速向洼地汇流。遭遇强降水，容易导致矿坑发生突水问题。

2.2 气候变化影响评价

结合气候变化情况对矿山水文地质条件展开评价，可以发现贵耐铝土矿属于露采矿山。长期受外力地质作用，地表形成不同坡度的自然斜坡。顺向坡的坡度在15°～28°之间，坡高为30m～10m，反向坡的坡度在36°～45°之间，坡高为48m～l7m。顺向坡第四系（Q）覆盖层较厚，开采期间将产生结构松散、孔隙大的岩（土）体，造成边坡稳定性较差。在雨水渗入浸润后，土体将处于达到饱或过饱和状态，成为粘塑性或流塑性土体。随着颗粒吸附力减小，土体孔隙吸水造成重量增加，将产生较大剪应力。遭遇强降水，容易发生滑坡和泥石流。反向坡拥有较陡坡度，且坡高较高，人工开挖破坏后容易发生垮塌、滑坡等。经过长期开采活动，矿区形成较多大露天采场及废石堆场，并且完成了大量基础设施建设，造成地表植被和土地资源被破坏。而采矿场分布较多，大小采场及零星采点14处，集中在劲同厂区附近一带，部分采场形成超2m边坡。矿区为典型喀斯特地貌区，溶槽、溶沟及岩溶洞穴发育，工程活动将影响地基稳定性，容易诱发地面不均匀沉降及岩溶塌陷等地质灾害。

2.3 应对影响的措施

结合水文地质评价结果可知，麦格铝土矿区的矿山属于复合问题矿床，水文地质简单，环境气候条件中等，开采期间容易因气候变化遭遇地质灾害，出现局部地段边坡失稳等问题。在矿业活动开展期间，应坚持长期巡查地表水体，在冲沟上下实施流量监测，根据水量变化加强环境影响分析与评价，采取有效措施预防地质灾害发生。针对老硐突水，需要采用边探边采的方式加强预防。工程建设期间，应严格按照相关技术规范完成切、填方地段处理，填方做到逐层压密、夯实，边坡加强支挡，提高稳固性。针对切方岩层产状较陡地段和岩石较破碎地段，在边坡超2m时预先处理易滑塌危险岩体。在重要场地建设前，加强岩土工程勘察，结合水文地质条件采取防治措施，预防不均匀沉降、隐伏岩溶洞穴塌陷等灾害的发生。为防治强降水给切、填方岩土体带来影响，需要在周围修建完善防排水沟渠。为加强人类活动与地质资源联系，需要建立环境预警急救系统，对水文资源进行全面监控。在监测发现气候变化迅速时，需要加强资源利用调节，同时预防地质灾害带来的不良影响，继而使矿山开发遵循人与自然和谐相处规律。

3 结论

综上所述，通过对麦格铝土矿区的水文地质条件展开分析可以发现，矿山开采期间将面临气候变化给水文地质带来的影响，导致工程活动面临各种地质灾害威胁。为实现矿山可持续运营，还应遵循人与自然和谐相处规律开展工程活动，合理进行矿区水文地质资源利用，并结合气候环境监测情况加强灾害预防，继而顺利完成复合问题矿床开采。