大型矿区水文地质与环境现状相关研究

王 雪

（江西省地质矿产勘查开发局水文地质工程地质大队，江西 南昌 330095）

大型矿区要求矿床中资源的储量必须大于1500亿t，而针对大型矿床水文地质条件又称地质学的分支，主要指大自然中不同地层中地下水流的流动变化情况与运动趋势。水文是针对地下水的研究，包括地下水的物理特性与化学组成成分，地下水资源的合理利用可是降低对矿山开采的消极影响。随着近年来国家对于自然环境调研的深入，市场对于矿产资源需求量的提升，为保证大型矿区的可持续发展，延展了对大型矿区的调研范围。

在我国，针对大型矿区水文地质与环境现状相关研究受到了有关部门的重点关注，主要针对大型矿区对水文地质与环境的影响进行研究，能够取得一定的研究成果。但由于部分区域会受到矿山地下水文地质灾害的影响较大，经济发展一直止步不前，针对大型矿区环境现状的研究普遍存在局限性。为了有效的降低水文地质对大型矿区环境保护的抑制作用，进行大型矿区水文地质与环境现状相关研究，致力于加大大型矿区水文地质与环境现状的调研力度，合理的划分地质类型，全面落实地质调查工作[1]。

1 大型矿区水文地质相关研究

结合《矿山防治水有关规定》等相关文件的实施，由于大型矿区地质条件十分复杂，传统的水文地质勘察方案已经无法有效解决复杂水文地质问题造成的诸多难题。本文进行的大型矿区水文地质相关研究整体框架图，如图1所示。

结合图1所示，本文通过以上3方面对水文地质进行细致研究，致力于确定大型矿区的水文地质条件，进而推断大型矿区的水文地质条件与现状环境的相关性。具体内容，如下文所述[2]。

1.1 大型矿区地下水位升降变化

根据以往的大型矿区地质调查资料，研究大型矿区地下水位升降变化，并选择与之最匹配的地质勘察方案。在此基础上，则可以结合大型矿区不同的地下水情况，可以将地下水位升降变化看做一个复杂的流动过程，判断该地区地下水水位深度，从而减少后期矿山开采过程中的干扰。在严格把控地下水位升降变化的基础上，可以看出，大型矿区工程地质不规范的勘察对地下水位升降变化的确定具有消极的影响，会造成地下水位升降变化，直接诱发地裂、地面沉降的问题。

图1 大型矿区水文地质相关研究整体框架图

1.2 大型矿区地下水压力

考虑到在大型矿区岩土下面会存在地下水，而这些地下水对于地质勘察工作的实施会造成严重的影响。但通过对水文地质问题勘察后，能够对地下水情况，对地下水压力问题形成一个清晰的认识。在大型矿区水文地质相关研究中，要分析地质勘察中存在的风险。在分析大型矿区地下水压力问题时，一般流程是由地表开始的，通过由浅入深的方法向地下勘察。由于大型矿区向地下探采的程度越来越深，就意味着对地下水压力问题的勘查结果也提出了越来越精准的要求。一旦没有充分考虑地下水压力问题，必然会影响土体结构。尤其是针对水文地质条件较差的位置，一旦工作人员无法掌握深层地下水压力，就容易出现危险，直接威胁矿山工作人员的生命安全。除此之外，由于地下水压力问题的勘查复杂程度极高，不仅要配备先进的技术设备，对工作人员的专业素养也具有很高的要求。必须做到实时精准把控地下水水压，才能向更深的地层进行大型矿区开采，进而提高矿产资源的开采率，控制其危险性。大型矿区多处于山区、地质条件非常复杂，单纯依靠地面监测和实地监测得到的地下水压力耗时长、费用高、精度低，尤其是在有些交通不便的地区，工作难度大，不易判断。必须结合先进的科学技术，采用遥感技术，不但可准确、直观、全面、多角度地观察和预测地下水压力，还可以利用多时像的遥感资料，动态地观察地下水压力的变化，为降低地质勘查的危害性提供技术指导。

1.3 大型矿区含水层厚度

由于大型矿区水文地质条件复杂，本文通过对水文地质的细致研究，致力于确定含水层厚度，并选择与之最匹配的地质勘察方案。可以将地质勘察方案看做一个复杂的生产过程，其中含水层的复杂性，要求在实际勘查时必须遵循一定的规则。针对大型矿区地质勘察矿山含水层的厚度以及矿化度分布，一般采用从矿体的一侧向另一侧的勘察方案，并且要求配备完整、可靠的地下水位检测系统。在严格把控水文地质的基础上，还可以根据当地矿山含水层的硬度，在下阶段已回采结束的采空区采用中选择从两侧向中间回采的勘察方案。从中间向两侧进行勘察主要针对含水层矿化度高的下阶段未开采的矿山，跳跃式勘察的使用主要为了避免大面积采空区的出现。结合水文地质选择出的地质勘察方案具有以下优点：可提高含水层厚度勘察的精度，根据当地水文地质利用不同的勘察方案能够在已开拓的最深水平进行勘察。大型矿区工程地质勘察对含水层的影响不但具有安全性以及可靠性，还能够在本质上基于含水层厚度提高大型矿区勘察方案的关联性[3]。

2 大型矿区环境现状相关研究

针对大型矿区环境现状相关研究中，本文针对大型矿区环境现状中最关键的三种现状进行研究，致力于在明确大型矿区环境现状的前提下，合理的、科学的开展大型矿区相关工作。

总体来说，虽然我国矿区数量较多，但由于这些矿区分布区域较为密集，致使这些矿区的水文地质条件相似度较高，因此会从气候、地貌、地层等方面来进行分析。我国矿区多位于高原暖温带季风气候区，因此，这些矿区的气候多为温带季风气候。矿区往往处于河流、峡谷的两岸，因此，矿区的气候受到河谷的影响，具有常年高温、多日照和冬季短、夏季长的特点。年平均温度在15℃左右，7月～8月是矿区的高温期，最低气温常达-20℃左右。矿区夏季雨季水充沛，降水量较大，年平均降雨量均达到全年的55%以上。

2.1 地下水补给、迳流、排泄条件变异

通常情况下，大型矿区地质层的夹凝灰质砂岩作为其主要构成。由火山爆发而抛入空中的火山物质经长距离的搬运，散落于盆地当中，再经过压结和水化学胶结固结形成岩石，为地下水供应提供了较好的偏流形式。同时，地下水持续供应主要受到大气环境的直接供给与水气垂直渗透，由于矿山地质综合条件较复杂，因此风化带的地下水通常采用侧面供给方式，个别断裂带的裂缝加大，由不同地层的石灰矿与地质渗透水为其可持续发展提供充足的循环环境。同时，由于大型矿区水文地质中地下水的整体流向与地坡的变化趋势基本一致，因此，地下水在不断运动中通常以排泄的方式，将多余水量流到沟谷中，受到地球化学特征的影响，大气降水是影响地下水排泄与供应的主要因素，结合区域年平均降水量，及连续降水时间，可精准的确定地下水补给、迳流、排泄条件变异情况。

2.2 大型矿区矿井涌水

涌水是大型矿区环境现状判断的关键依据，矿井受到地质条件与大气降水的影响，会出现水量的突增，为地质划分提供依据的同时，为大型矿区水文地质勘查带来了一定的难度。通过实地调查研究得出，大型矿区内部地段蚀变情况较为剧烈，主要表现为矿石绿化、金属组合化等趋势，蚀变能力越强，说明大型矿区涌水活跃程度越高。在勘探线上呈现出具有一定宽度的涌水带，且水量走向与岩脉分布基本相同。区域内的异常情况与矿化体形成有着密切联系，对于矿化形成具有一定的指示意义，能够准确反映出大型矿区岩浆的活动现状。

2.3 地质灾害

由于地下水流的运动状态或方向对软土层地基的影响较大，进而使水文地质对大型矿区环境现状的影响加大，使得矿山开采存在诸多的不利性。根据对大型矿区地质灾害现状的统计得知，大型矿区环境现状中可能产生的危害信息，如表1所示。

表1 大型矿区环境现状中的危害信息

结合表1所示，目前来看在大型矿区环境现状中，产生的危害无论其危害程度的高低，在本质上均是可控的，而具体的控制范围以及控制情况仍要结合大型矿区当地的水文地质条件进行综合分析[4,5]。

3 结语

考虑到大型矿区水文地质与环境现状愈发的受到重视，基于大型矿区水文地质与环境现状的相关研究经历了从起步到快速发展的阶段。因此，本文进行的大型矿区水文地质与环境现状相关研究是十分必要的，并具有现实意义，能够为大型矿区日后的发展提供理论支持。对加大大型矿区水害防治理论的发展起到了一定的推动作用，证明了国内目前矿产行业的发展已经踏入了一个新的时期。但本文唯一不足之处在于，没有对大型矿区中工程地质勘察中水文地质的影响进行深入分析，相信这一点，可以作为大型矿区勘探工作领域日后的研究内容之一。