大型金属矿山岩土工程水文地质问题及环境评价体系分析

2019-05-22杨东旭

中国金属通报 2019年2期

杨东旭

（辽宁有色勘察研究院有限责任公司，辽宁沈阳 110000）

在大型金属矿山开采过程中会带来大量的负面影响，这不仅会造成一定程度上的经济损失，同时会造成土地资源、水资源以及岩土工程环境恶化等不可挽回的环境损失。随着我国工业的不断发展，对大型金属矿山生产需求也不断提高，但金属矿山开采过程中的环境问题已经严重影响到矿山的发展，因此，对金属矿山岩土工程水文地质于环境问题成为矿山发展研究中的重点问题[1]。在大型金属矿山岩土工程中主要以地下水位主要观察对象，通过对地下水位的情况变动、水文地质条件以及地下水腐蚀性等因素进行综合记录分析，从而判断出水文地质问题对整体大型金属矿山的影响。而目前大多数施工单位只注重大型金属矿山岩土工程地质方面的研究，忽略其水文地质问题的重要性，导致在大型金属矿山岩土工程中出现诸多由于水文地质方面引起的问题[2]。因此，对大型金属矿山岩土工程水文地质问题及环境评价体系分析进行研究。

1 大型金属矿山岩土工程水文地质问题分析

1.1 地下水位升降对大型金属矿岩体工程的影响

大型金属矿山中的地下水在天然环境下处于基本平衡状态。但由于大型金属矿岩体工程对其原有地形地貌及岩土体结构的改变，打破了原有地下水的平衡状态，让地下水出现了局部失衡的情况。当这种情况如果持续增加到一定程度后，将会对岩土工程产生破坏性影响，出现工程地质危害[3]。在对地下水为升降对大型金属矿岩体工程的影响过程中，可以看出地下水的升降对整体岩体工程的影响分为多个方面。由于地下水的升降，首先会影响其中岩层中孔隙率与含水量，从而改变原有岩土力学性质，使原有岩层结构遭到破坏。而对于地基与下部之间具有称重含水层的岩体工程来说，地下水位的上升与下降会导致基坑突水以及底板隆起等一系列问题出现。

1.2 地下水对大型金属矿岩体基础结构腐蚀性影响

大型金属矿岩体中的地下水中含有不同程度的腐蚀成分，且不同地质环境下的地下水含量也不同。而在大型金属矿山岩土工程中建设的排水，会对地下水进行补给，造成局部地下水中腐蚀性因子富集程较高。想要针对地下水对大型金属矿岩体基础结构腐蚀性影响进行研究，需要对地下水成分与实际地质情况进行实际勘查。在大型金属矿岩体中地下水主要会对钢筋混泥土进行腐蚀，对地下的钢筋进行锈蚀，使钢筋强度降低，造成整体失稳。混泥土的成分较为复杂，一部分混泥土遭到侵蚀，出现断层、脱落、开裂等情况。在综合作用下，直接对大型金属矿岩体基础结构造成整体影响。

1.3 地下水压力对大型金属矿岩体工程的影响

在天然状态下，地下水与地质应力之间维持在一个相对平衡的状态，地下水与含水系统形成一个相对稳定的赋存条件。在施工过程中，会对已有地下水层盖层卸荷，打破原有应力平衡[4]。或者由于挖掘、钻探等挖掘手段影响到整体地下水压。如果地下水压力突然出现激增的情况，在达到一定程度下，会对整体工程产生极大的影响。

2 建立大型金属矿山岩土工程环境评价体系

由于在大型金属矿山岩土工程中会对水文地质与环境造成极大的影响，因此，为将这一影响降到最低，通常使用大型金属矿山岩土工程环境评价体系对矿山环境进行评价，为后续工程提供有效数据。因此，对大型金属矿山岩土工程环境评价体系分析，为大型金属矿山岩土工程提供可靠数据基础[5]。在这一评价系统中，主要针对矿山地质灾害环境进行调查，从而针对其中环境发展规律研究及检测预报、矿山灾害成因动力学分析两方面进行评价，实现通过岩土工程技术等手段控制及预防矿山环境地质灾害。

2.1 评价环境污染范围

大型金属矿山岩土工程环境评价体系中明确规定环境污染范围，通过对实际数据进行分析后，通过系统分析环境纵向污染规律曲线与横向对比曲线图，将其与实际矿山环境相结合，将岩土工程环境划分为四个等级，如表1所示。

表1 岩土工程环境评价体系污染等级划分

2.2 确立评价指标

图1 岩土工程环境评价系统

根据岩土工程环境评价体系污染等级，对山地质灾害危险性评估以及地质问题评价两个方面进行综合分析。根据其对大型金属矿山的整体影响，可以分为环境污染、地质灾害以及生态破坏等三个部分，其系统结构，如图1所示。

2.3 实现模糊多层次综合环境评价

由于岩土工程环境影响因素较多，在对其因素与环境等级间的评价准确率较低，因此系统主要采用模糊综合评价方法，对单环境因素进行综合评价，对环境影响进行模糊多层次综合评价，从而得出环境整体影响程度。评价过程主要以《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中各因子隶属函数为主，根据这一标准，对环境平均污染指数进行计算：

根据上述公式计算，通过对环境污染范围进行评价，从而确立评价指标，并完成对模糊多层次综合环境的评价，从而实现大型金属矿山岩土工程环境评价体系的建立。

3 实验论证分析

为了保证大型金属矿山岩土工程环境评价体系的有效性，设计仿真实验。实验过程中，以某地区岩土工程环境为研究对象，确保实验有效进行，利用传统系统评价方式与大型金属矿山岩土工程环境评价体系进行相比较，从而判断两种方法间存在的差异性。为保证实验过程的准确性，首先对实验参数进行设置，并通过两种不同方式对岩土工程环境进行测试，其结果如图2所示。

根据图2可以看出，在同一环境下，大型金属矿山岩土工程环境评价体系评价结果更准确。