水文地质环境对矿区安全的影响

2020-07-14伍欢欢黄剑瑜

科技视界 2020年34期

伍欢欢黄剑瑜

（赣南地质调查大队，江西赣州 341000）

0 引言

矿区水文地质环境涵盖地表水、地下水等多个组成部分并直接关系着矿区的作业安全。所以，为提高采矿过程中的安全系数，必须重视水文地质环境，对矿区水文地质环境给予密切关注，在采矿工作开始前需要对矿区水文地质环境进行全面的勘察，保证矿区采矿作业的可行性。

1 水文地质环境对矿区安全生产必要性影响分析

1.1 矿区安全与水文地质环境关系密切

采矿工作大多在地下进行，任何地区的地质环境，都会随着时间而发生变化。近些年来我国地质向着逐渐变松的趋势发展，因此采矿事故发生频率有所上升。对于矿产资源的盲目开采，经常会导致采矿过程中出现各种事故，不仅影响矿产的开采进度，严重时可能会造成人员或财产损失。所以水文地质环境和矿区的安全生产有着密切的关系，在开采前需要有专门的技术人员对矿区的水文地质环境进行调查分析，从而保证采矿行业的可持续性发展。

1.2 勘察水文地质环境的重要性分析

目前我国对于采矿行在采矿前期的水文地质环境综合分析方面有所欠缺。经过大量的实践证明水文地质环境是矿产资源开采过程中的主要组成部分，同时也是容易被忽略的环节。水文地质环境重要性的核心在于水文地质与工程地质关系密切。地下水不仅是岩体的基础，也是矿产工程环境的基础，同时影响着岩体特性和工程建筑质量。不过，在实际勘测工作中，勘测成果的主要影响因素很少直接涉及水文参数，因此对于水文地质的勘测通常只进行一般性评价。而对于水文地质条件相对复杂的地区，因为矿产资源开发前期对水文地质并没有进行深入的勘测，在设计过程中也没有对水文地质环境予以足够的重视，这就造成了在矿产资源开采过程中容易出现地下水渗漏等问题。所以为了确保资源开发工程的顺利进行，对水文地质环境勘测的加强具有十分重要的意义。

2 水文地质环境对矿区安全影响分析

2.1 影响采矿设备的使用

矿产资源开发作业时会使用大量的采矿设备，此时矿区内水文地质环境就会对采矿设备的使用产生显著影响，进一步降低采矿工作的效率。首先，采矿区域岩石的结构和水文地质环境有直接关系，对于水文地质环境不符合标准的采矿区域会影响矿区的岩石结构性能。施工过程中，稍有不注意，可能会产生地下水或者地表积水，采矿设施在水环境中进行作业对工作效率会产生显著影响。严重情况下进行矿产资源的开采，并且有大型设备施工时，很有可能造成矿洞坍塌，影响采矿人员的生命安全。其次，对于水文地质环境不符合开采要求但并未对施工过程产生影响的开采情况下，大型设备的使用可能会影响矿区周围地质环境，为矿产资源的正常开采留下安全隐患。例如，岩石遇水以后的强度很容易发生变化，在矿区内存在着大量的砂岩、泥质岩和软岩等，在与水接触的情况下，其物理形态就会随之发生改变，强度也相应的有所降低。砂岩含水量上升到4%左右，其强度可能会下降50%。泥质岩的含水量增加1.5%，强度就会相应的降低7%。岩石的强度降低后，大型设备在矿区进行开挖作业时产生的震动可能会造成巷道的事故发生，影响其正常使用。

2.2 影响矿区矿坑

矿产资源的开发一定会影响矿区周围的地质环境。采矿作业对矿区水层的稳定性影响最为显著。含水层的稳定性受到破坏，就会使地下水流入矿坑。在矿区水文地质环境条件不合格的情况下进行矿产资源的开采容易使矿坑出现突水的情况。一旦矿区的矿坑出现突水问题，时间过长就会造成水资源进入地表以下，进而可能造成矿区地表塌陷。

2.3 影响矿区边坡稳定性

若是矿区不具有良好的水文地质环境，在水的作用下矿区边坡的粘膜力或内摩擦角的物理指标会得到破坏，边坡岩石的抗剪力被削弱，增大矿区边坡滑坡事故的发生几率。不仅如此，对于范围较大的滑坡事故会使矿区作业区被掩埋，矿区内部的运输线路被切断，不仅影响矿区资源开采的正常进展同时可能会使开采人员被掩埋，造成重大的安全事故。

2.4 破坏矿区环境

矿区作业由于长期的排水，岩溶充水矿床地区中有大量的细颗粒的泥沙流失，矿区内部的力学平衡被破坏，使第四纪冲积层的支撑力被削弱而塌陷，雨水和地表水就会通过塌陷动灌入矿井，进而造成矿井的淹没。

水文地质环境会对矿区生态环境产生直接影响，地下水资源也直接影响着人们的日常生活。矿产资源过度开发的地区植被覆盖率通常较低、居民饮用水质量较差、恶劣天气出现的频率不断增高。

3 水文地质环境对矿区安全的控制措施分析

3.1 增大水文地质环境勘察力度

经过大量的实践证明，矿区施工前进行的水文地质环境的勘探具有较强的必要性和重要的意义。水文地质环境的勘测工作量较大，因此需要一定人力和物力的支持，这也是对勘察人员责任心和耐心的考验，若是忽略其中任何一个细小的漏洞就会相应增加矿区安全生产的风险，对矿产资源的开采和开采人员的生命财产安全造成威胁。水文地质环境的勘测主要有三种手段，即物探、钻探以及化探，矿区勘探可能使用一种手段也可能多种手段共同配合。矿区主要的勘测任务有两方面，一方面对矿坑的水文地质环境进行勘测，其中包括出水点的位置，时间，温度和标高等参数。断层破碎带的规模性质，含水性出水方式和充填物的情况。巷道的隔水层岩石的特性成分和巷道的含水层情况等。其次是调查废坑和老窟，了解废弃矿坑停止开采的原因和具体停工的时间，坑道新揭露地层的地质构造特、岩性与洞口的标高，排水量与排水过程中对其他出水点产生的影响，明确灾害性透水的原因、时间、水量。矿工水文地质环境更多勘测工作应结合矿区所在位置及其具体情况开展。

3.2 建立健全的水文地质环境报告制度

完善的水文地质报告是对地质安全检测的有效支撑依据，因此有必要建立完善的水文地质环境报告制度。矿区安全生产应当良好的水文地质环境为基础。对于矿区资源开采的正确性和适宜性的判断，需要通过大量的开采经验所总结的规律和水文地质环境报告制度共同决定，为矿区的作业提供全面的安全保障。

3.3 对矿区防治水资料库进行完善

通常情况下，矿区防治水，资料主要有矿井的充水性、矿井涌水量以及矿井的水文地质条件剖面图、矿区综合水文地质情况。完善矿区防治水资料库可以对防治水的相关决策提供科学合理的数据支撑。防治水资料库中的数据，必须具有较高的真实可靠性，其数据在完善过程中，需要经过有关部门的检测和审查。

3.4 培养高水平水文地质勘测队伍

水文地质环境勘测过程中，勘测人员的专业素养以及分工和职责的不明确，可能影响勘测的正常进行。因此，应当加强水文地质环勘测操作人员的专业培训，重点是基层人员，全面地矿区矿产开发的能力和安全操作意识。组建专业性高、人才布局合理的水文地质勘测队伍。除此之外，同样应加强对矿区管理部门工作的审查。矿产资源开发前，开采企业应完善矿区的基本资料和地质结构，对矿产资源开发过程中可能发生的灾害提出合理的控制措施和应对手段。

3.5 重视可再生资源开发

维护矿区的生态平衡就是保障矿区的安全生产。良好的生态环境和较高的植被覆盖率能够有效降低泥石流等地质灾害发生的几率。可以在地质灾害发生几率较高的地区进行植树造林，在气象情况交叉的地区，可以通过种植植物提高空气质量、防止矿区坍塌，保护水资源。矿产资源的过度开采使得矿区的水文地质环境不断恶化，生态系统的平衡遭到破坏又会导致矿产资源开发过程中安全事故的发生。