水文地质因素对矿山地质灾害的影响及防治措施

马小波

（云南地质工程勘察设计研究院，云南 昆明 650000）

矿山开采危险性非常高，如何保证矿山开采安全是行业多年以来重点关注的问题。在我国地质领域发展中，矿产企业以及相关专家、学者不断研究水文地质因素与矿山地质灾害的相关性，并整理了不同水文地质条件对矿山地质灾害的影响，取得了丰硕的成果，为矿山生产防治各类地质灾害提供了参考。在矿山开发前，必须重点分析各类水文地质因素，并对矿山地质灾害问题进行多个维度的总结，以此提升矿山地质灾害防治能力。可见，充分分析矿山当地的水文地质因素，对提高矿山生产效率、保证工人生命安全有着重要意义。

1 云南水文地质因素

云南位于我国西南地区，全省年降水量约1278mm。虽然云南地区水资源丰富，但水文条件却不理想，很多区域的水资源与人口、产业要素不匹配。云南属山地高原地形，绝大部分区域均位于中海拔区域，气候属于亚热带高原季风型，类型众多、年温差小、日温差大、干湿季节分明、气温随地势高低垂直变化异常明显[1]。由于云南地区特殊的地形环境、气候条件，水资源空间分布非常不均匀，雨季降水量达到年降水量的80%以上，旱季降水量非常少，水灾、旱灾交替发生，因此灾害发生频率高、强度大、持续时间长、受灾范围广，整体上水生态较为脆弱、承载能力差。

水资源丰富但不均衡的气候条件也使当地地质构成十分复杂，地貌受到了剥蚀、侵蚀、溶蚀、构造等多方面影响，形成了多样化地质形态，如平流型、悬挂型、隐伏型、上涌型等，使矿产业位置前移、地下水疏干、岩溶塌陷等问题频发，这在很大程度上增加了当地资源开采风险。

2 水文地质因素对矿山地质灾害的影响

2.1 砂土液化

砂土受水文地质因素的影响会出现液化现象。砂土液化是指细腻、松软的砂土在受到水文地质因素影响突然破坏迅速变为液态土的现象。通常情况下，受到地震等地质灾害影响砂土会变得更加密实，而砂土密实也会给孔隙水带来巨大压力，受到周期性地震因素影响，孔隙率会逐渐升高，从而导致砂土逐渐液化。同时，不同水文地质条件对砂土液化程度的影响不同，对矿山地表形态的破坏也产生了差异[2]。云南大部分区域都处于中海拔地区，而海拔达到一定程度后，所受到的地质灾害影响也会放大，这进一步对安全开采矿山构成了威胁。再加上砂土保水性能差，内部水分随着时间推移而慢慢流逝，砂土变得越来越容易液化。

2.2 地面沉降

地面沉降是指分散相、分散介质受到外力作用产生的定向运动情况，也就是多种物质受到外部因素影响产生上部下沉情况。从水文地质层面分析，导致地面沉降的根本原因是土壤结构、地下结构密度差异，上部土壤结构密度大，受到外界扰动就可能出现下沉。通常地下水流动、地壳运动都会在一定程度上造成地面沉降。影响地面沉降产生的因素可以分为自然因素、人为因素。自然因素是指水文地质活动打破了地面结构平衡状态，从而引发地面沉降；人为因素是指矿山开发中开凿、爆破、深挖等扰动了水文地质结构，使地下平衡状态被打破，从而产生地面沉降。整体来看，自然因素导致地面沉降的情况较少，人为因素造成地面沉降的情况较多，因此矿山地质灾害防治需重点关注人为因素。

2.3 矿体构造崩塌

矿体在人力的挖掘、爆破下，已经打破了原有的平衡，让矿体中心点发生转移，增加了水文地质因素扰动，从而引发出地质灾害问题。但矿体构造崩塌也需要一定特殊条件，即需要矿层内部含有丰富的碳酸物质，且矿层上部土层紧密度不足、矿层下部地下水流动频繁，这样才能够同时对矿层产生较大冲击力。在长期的冲击作用下，会逐渐破坏矿层，降低矿层底部土层的强度、韧性，最终产生崩塌问题[3]。虽然矿体构造崩塌与自然因素有直接关联，但部分矿山在地质勘察、开采过程中也可能给地下水流向带来影响，改变矿山区域水文地质条件，最终产生矿体内部塌陷。

3 基于水文地质因素的矿山地质灾害防治措施

3.1 矿山地质灾害检测防控

云南地区特殊的水文地质条件，给保证矿山安全勘察、生产提出了巨大的挑战。在当地相关部门、矿产企业的共同努力下，进一步完善了矿山地质灾害检测，实现了多方位矿山地质灾害防治。

（1）不断完善矿山地质灾害监测防范体系。云南地区乃至全国的矿山地质灾害理论研究、技术设备均不够成熟，因此需要通过借鉴国际发达国家先进监测技术，并结合云南地区矿采情况适当引进技术，确保技术措施符合区域水文地质特殊监测要求，针对矿山突发地质灾害采取针对性处理措施。

（2）云南地处板块交界处，水文地质活动频繁，因此在技术不成熟前，应尽可能不在地质灾害高发区进行项目施工。如果采矿工程已经正在实施，施工单位要提前做好整个矿山区域全方位勘察工作，在正式施工前掌握区域水文地质特点。针对性采取监测手段、提高监测频率，避免在矿山开采中因水文地质情况发生突变无法及时撤离。如果在矿山开发中检测到水文地质参数突变，要立刻停止开采工作，详细监测水文地质发展趋势，从而减少矿山开发风险。

（3）如果在矿山开采中破坏了水文地质平衡，要立刻暂停开采工作，加强各个部门的沟通协商，监督开采部门限期做出整改，借助先进监测系统发现不安全因素，提出科学的地质灾害防控措施、开采策略，最大程度上排除不利因素，保证矿山开采的稳定性、安全性，最大程度上预防矿山地质灾害现象发生。

3.2 水文地质整治

在对矿山地质灾害整治过程中，要有针对性地展开作业。在灾害整治工作开展前，对云南地区矿山频繁发生的地质灾害进行全方位分析、研究，确定各类地质灾害发生的主要因素，这样就可以根据地质灾害产生机理采取针对性防治对策。

（1）矿井开采会产生大量的污染水，而污染水排放会直接威胁水文生态环境，破坏地下水系统。针对此类情况，矿企要在矿山开采中全面整治地下水污染情况，采取有效的解决措施。相关部门、矿企除了要强化监管整治力度，构建完善的矿山污水管理体系，还需要不断提高矿井污水治理水平，积极引进国外先进的整治技术，保证矿井水污染处理达到排放水平。

（2）不仅要做好水污染防治工作，还要做好水资源开发、利用工作。虽然整体上云南地区降水丰富，但由于特殊地理分布、气候特点，不同季节的水资源分布十分不均衡。在旱季开采中，由于矿山开采需要大量水资源，一旦长期过度开采，就会增加地质灾害发生概率。而降水季节降水量大，地下水过量问题会给地壳构造带来巨大冲击，也会引发矿山地质灾害。这就需要相关部门、矿企根据矿山实际情况，科学制订开采制度，做好水资源的循环利用工作，不达标污水禁止排放。

3.3 做好水文预报工作

地下水流动是造成矿山地质灾害的重要因素，且水文因素具有不可控、突发性等特点，如果可以提供精准的水文预报，将对降低地质灾害发生概率、降低灾害风险、减少灾害发生损失起重要作用。在矿山勘察中，要先收集矿山地质灾害事件资料，构建水文地质灾害事件相关性模型，根据以往的地质灾害防治经验，分析矿山地质灾害在各类因素影响下的发生概率，预测各类地质灾害的发生范围、影响程度，制订针对性的应急预案，为减灾防灾提供技术支撑，即使发生了随机性地质灾害也要将负面影响降到最低。此外，还要强化地质灾害检测工作，以矿山滑坡地质灾害为例，可以借助大数据、云计算、神经网络等，采用GIS建设地质灾害监控预警模型，构建地质灾害监测系统，确保矿山地质灾害监测的有效性；还要借助大数据信息，获取矿山相关的地质信息，包括地质构造、地形地貌等，根据现场监测的动态数据变化情况，矿山地质模型也会随之变化，实现实时监测，发生地质灾害时可以快速做出反应。

3.4 加强灾害应急防护

在矿山开采中，为了以防万一，必须提前做好应急措施，这样在发生矿山地质灾害时，能够减少地质灾害带来的影响，避免造成更加严重的损失。针对不同的地质灾害，要采取相对应的应急处理方案。地质灾害处理必须贯彻“以人为本”的原则，在能够保证工人安全后再救治财务。如在喀斯特地貌矿山中出现了塌陷、砂土液化等灾害时，要提前做好矿山、矿井加固工作，避免持续性坍塌；在出现地面沉降、变形等问题时，如果矿山与公路间距较小，要重点关注交通安全性，在公路上设置醒目的警示牌，加强交通管制，避免产生矿山地质灾害安全事故。

4 结束语

综上所述，水文地质因素会直接对矿山地质灾害造成影响，如果大规模发生矿山地质灾害问题会带来巨大经济损失。因此，要结合矿山地区的水文地质特点，分析矿山地质灾害的产生原因，针对性采取矿山地质灾害防治措施，包括精准的水文预报、水文地质整治、应急防护、地质灾害防控等，只有从多个方面规避地质灾害问题，才能够确保矿山开采的安全性。