水文地質因素對礦山地質災害的影響及防治措施研究

許志偉

我國整體國土面積十分廣闊，地區之間在地理環境方面存在的差異性比較大，部分區域地質災害發生比較頻繁，為盡量減少地質災害產生的危害與影響，降低經濟損失與減少人員傷亡，應針對地質災害形成的水文地質展開詳細分析，增強防災減災質量與效率。

1 水文地質基本概述

通過水文地質，可以將地下水變化與流動反映出來，對于地下水來講，結構比較復雜，因此流動也較為復雜。礦山發生地質災害與地殼進行的自然運動都能將地下水發生的流動變化體現出來，在開發或者是使用地下水時，很可能會導致礦山地質發生災害。

2 礦山地質災害的主要類型

第一，冒頂片幫。此種災害比較普遍，其中主要為塊體冒落、巖石脫落、底層坍落和地質結構、采礦引發的坍塌，尤其是礦巖整體穩定性較大，難以采礦的礦體和軟弱夾層比較容易出現大規?？迓?，造成冒頂事故。第二，采空區、山地面塌陷。一般來講地面塌陷會發生在井下開采礦山和地下井，采空區由于礦柱過少或者是受損造成其支撐能力較差，進而導致地面出現塌陷。并且礦體埋藏相對較深礦區展開開采工作時沒有及時進行回填以及崩落采空區，隨著規模的逐漸增加，塌陷的面積與規模也會變得越來越大。除此之外，巖溶分布區當中，在礦山排水疏干影響下，上方會出現塌陷。第三，井下突水。這種情況下主要受含水層影響，受非正常開采和違規操作影響，如果遇到采空區、積水巷道、地下暗河、溶洞等含水體，可能會導致隔離巖層發生失穩問題，進而引發災害。特別是進行水體下采礦時，需進行專門論證并且運用專門防治措施。第四，滑坡和崩塌。這兩種現象屬于露天礦上中較為常見的地質災害，發生頻度比較高，影響礦山安全性，采空區發生山體滑坡可能是受到超量開采影響，同時也可能發生露天礦場自身邊坡失穩情況。上述災害和地質條件、自然環境之間的聯系十分緊密。第五，地下水位下降。礦山無論是進行露天開采還是地下開采，均需要進行程度不同的疏干排水，在此情況下，地下水位十分容易出現下降問題，產生大疏排漏斗，導致地表水系、地下水系發生破壞，降低地表整體蓄水能力。地下水位一旦出現下降問題，產生的危害難以恢復，可能會造成巖溶塌陷問題。第六，泥石流。泥石流的出現主要是由于礦山在開采時廢渣、尾礦未能進行規范管理造成，廢渣、尾礦在處理時運用隨選隨排方式，因此會在山坡或者是溝谷大量堆積，一旦出現大于，就容易引發泥石流，對于采礦工作的安全性危害較大。第七，深部巖爆。就巖爆來講，主要是受到應力的作用和影響，開采時如果深度超過一千米，受到的應力影響將會比較大，導致巖層出現巖爆情況?；谄屏褭C制進行分析，巖爆的產生主要是由于開挖卸荷時巖石本身彈性應變可以進行瞬間釋放，進而導致脆性破裂和爆裂情況出現。

3 礦山地質災害分布特征與防治現狀

從分布特征來講，首先，地質災害的實際分布會在地質環境分布不同的情況下有所不同。災害分布往往較大程度上會被周邊地質環境所影響，其中主要為泥石流、滑坡、崩塌等，平原地區發生災害往往會使地表受到破壞，或者是導致制備破壞有所加劇，我國由于地理面積廣闊，因此地質環境具有的差異性相對較大，結合地形地質、巖石、水文氣象，災害發生概率由高到低分布為中高山地區、中低山丘陵、平原盆地、黃土高原、戈壁沙漠、多年凍土區域。2020年全國發生的地質災害中，滑坡4810起、崩塌1797 起、泥石流899 起、地面塌陷183 起、地裂縫143 起、地面沉降8 起，造成139 人死亡（失蹤）、58 人受傷，直接經濟損失50.2 億元。2020年地質災害發生數與2019年相比增加26.8%。在峽谷與山地比較多的區域中，在多雨和氣候溫順影響下，容易出現滑坡、泥石流情況，在開采礦山影響下，地質災害實際發生概率會有所加劇。其次，礦區發生的地質災害具有類型多樣特點，并且實際發生頻次具有差異性。礦區出現地震情況時，往往會發生地表變形、破裂、泥石流、斜坡失穩等問題，進而導致砂土液化、泥石流等，最終造成礦區中發生地表破裂，但是災害發生頻次具有一定差異性。最后，不同礦區發生的地質災害具體類型。地區如果降水比較豐沛，則地質災害便會比較高發，西北地區雖然會出現滑坡、塌陷等地質災害，但往往產生的危害性并不大。早期開展礦山地質相關工作時，一直運用先開采然后治理的模式，這種方式雖然能夠使經濟效益獲得極大程度提升，但是往往會嚴重破壞礦山環境，導致地質災害的出現。在開采和治理二者矛盾逐漸激化的情況下，認識到了保護礦山的重要性，開始通過有序且科學的方式展開礦山開采，并且合理措施修復治理環境，其中主要涉及水資源、地形地貌、土地資源，約束礦山開采行為，在綠色開采思想理念影響下，礦山開采過程中，環保意識明顯提升，這在一定程度上加強了對于礦山地質的保護，能夠利用有效方式對地質災害進行監測和預防，其中主要為崩塌、滑坡、地面塌陷、泥石流等，進而減少礦山地質災害產生的影響與風險，提升相關環境的治理效果和恢復效果。

4 水文地質因素對于礦山地質災害產生的影響

4.1 含水層結構受到破壞造成礦山地面發生塌陷

礦山進行高強度開發情況下，難免會導致礦山地質環境發生破壞，嚴重影響礦山含水層。開采活動會直接造成含水層導水、含水、隔水多種能力出現變化，造成水動力層出現擾動，破壞含水層結構，導致地面發生塌陷，對于結構破壞來講，包含的類型為三類。首先，建設礦井揭露含水層；其次，導水裂隙帶受到影響拓寬明顯，礦井中出現含水層滲漏；最后，含水層通過裂隙在空采區出現，以致于板底突水。這單種情況的出現會破壞礦山覆巖發育，造成含水層實際滲漏速度明顯增加，地表產生拉伸縫隙，并且地面會出現塌陷，坍塌區域中積水明顯，進而使礦山開采時的安全性受到較大不良影響。同時含水層在結構受到破壞以后，會出現持續排水活動，產生降落漏斗，采礦活動在逐漸進行過程中，漏斗面積會明顯增加，進而礦山結構受到破壞，威脅礦山整體穩定性，容易引發滑坡以及崩塌現象。

4.2 水位變化影響地下水平衡

開采礦山時，會將大量地下水抽排疏干，以致于地下水位出現大幅下降問題，區域當中水平衡會被破壞，進而導致地下水發生枯竭，并且對工農業用水、生活用水產生嚴重不良影響，對周圍居民生活形成破壞，在停止進行排水以后，地下水平衡會出現持續性變化，逐漸向含水層介質進行回灌，造成斷層出現導水性變化。同時含水層在徑流、補給、排水方面也會有所變化。地下水平衡對于地質構造以及地形地貌具有控制性作用，因此平衡不穩定情況下，地下水在流場形態上會有所改變，由原本水平流動向著垂直流動，流動速度也會有所加快，受水動力影響，低洼區域可能會出現沼澤化或者是被淹沒情況，進而使礦區整體生產安全受到嚴重威脅。

4.3 水污染導致礦山環境負擔有所加重

如果礦山出現水質污染，則附近水土環境承擔的負擔有所加重。問題主要體現在這幾方面：首先，地表水污染，原因為有害物質發生累積、礦石淋濾、礦坑排水導致有害物質發生堆積。在此影響下，有害元素會發生富集，對農業、工業用水整體水質產生不良影響。其次，地下水污染，原因在于礦石淋濾、礦坑水向著河流排入然后對地下水進行補給，以及礦坑排水會產生串層污染。進而導致有害元素向地下滲入，對河流湖泊當中的生物會產生一定威脅，生物鏈受到破壞。最后，突土壤污染，原因在于廢水中懸浮物、固體廢棄物發生的淋濾作用，以及礦坑未能達到規定標準。進而重金屬離子會對耕地產生污染，影響附近居民安全健康。一般來講，礦石中含有重金屬元素，在開采過程中，氰化物、重金屬、殘留炸藥等含有的有害元素往往一部分會滲入到地下，另一部分會在地表殘留，以致于水質被污染。同時水質污染會導致土壤質量受到影響，降低土地利用率以及耕地價值。

5 水文地質因素影響下礦山地質災害防治措施

5.1 做好勘察工作與調研工作

水文地質因素對于地質災害產生的影響會比較大，應注重預防策略的制定與提升，在此過程中，應展開調研工作、勘查工作，獲取相關數據，并且獲取數據時體現出針對性，推動各項工作完善，盡量將不必要問題的產生減少。首先，針對災害進行初期勘察時，應充分了解災害類型、災害原因、災害產生的影響，使各項內容處于掌握中，進而預防工作在實際執行時可以體現出明顯針對性，降低不必要問題的發生概率，進而使災害解決力度得以鞏固。其次，落實調研工作和勘查工作的部署，加強各項工作分析、測算，進而使今后工作安排獲得有效改善。

5.2 加強災害監測工作

為了將地質災害發生盡量減少，降低災害產生的影響與損失，相關部門需盡量將防治地質災害監督工作與研究工作做好，保證防治工作整體水平，進而使公共安全獲得比較充分的保證，確保人民實際生活質量。并且工作中，強化災害預警，積極吸收先進管理理念，加強對水文地質的了解，推動相關措施落實，對于地質災害易發區域，盡量不展開工程建設。正式施工時需先勘察水文、地形，加強對區域水文了解。并且施工時有效展開監測工作，避免地殼發生突然移動問題。管理部門應積極展開管理工作，施工單位制定合理、科學方案，結合施工方案展開施工，規范施工過程。除此之外，重視運用監測系統，及時將存在的安全問題發現，結合問題實施預防措施，盡量降低不利因素產生的影響，進而使工程在運行時的安全性獲得比較充分的保證。并且需要考慮到環境產生的影響，氣候、季節往往會對地質結構產生不良影響，處于夏季時降雨量往往比較大，多數地區地下水位會有所上升，雨量如果過多，則容易導致地下水位出現升高情況，導致土壤層受到破壞，在夏季時，應加強監測地下水位，地下水位在比較淺的情況下，需運用合理措施展開防治工作。

5.3 及時修復受到嚴重破壞的區域

為了將滑坡、崩塌、泥石流等地質災害減少，應重視礦山地質結構發生嚴重破壞的區域，如果區域中裂縫較大或者是塌陷較大，需做好刺絲圍欄防治工作，放置安全警示牌，然后通過就近取土發布方法，填充塌陷位置中穩定的區域，并且針對塌陷區域展開支撐加固工作，避免出現崩塌或者是滑坡情況。形成坍塌以及滑坡的區域中，應展開抗滑擋墻以及減重工作，通過抗滑樁以及預應力錨桿增強失穩坡體整體穩定性，坡腳位置通過擋墻以及擋渣壩降低對于生活區產生的破壞。防治泥石流過程中，可以運用生活、工程措施二者結合方式，對于工程措施來講，主要為攔擋、防護、排導。對于生物措施來講，主要為運用植樹造林以及修復植被，通過運用上述措施事先預防。

5.4 保證地表水與地下水處于動力平衡狀態

為了使礦山水動力平衡獲得比較充分的保證，應積極監測礦山中的地表水以及地下水，具體實施時，應關注這幾方面：第一，做好監測點控制工作，通過當前水文鉆孔建設長期監測井，運用定點采樣形式測試分析水文質量。第二，對于水平衡出現的被破壞風險，進行開采時選擇對于巖層實際破壞程度比較小的方式，防止出現不良鉆孔，進而使水層結構整體穩定性獲得比較充分的保證。第三，重視礦坑排水收集工作以及排水量計算工作，了解礦區排水可能對含水層產生的影響，監測過程中的重點內容為水溫、水層厚度、流速、水位、水質這些方面，并且針對排水城可能對水平衡產生的不良影響進行分析，保證水平衡保護整體效果。

5.5 構建災害處理科學管理體系

災害在發生情況下，相關工作人員應結合實際情況運用有效處理措施，進而盡量減少災害產生的影響，以免災害出現較大損失。災害類型不同時，應設置差異性應急預案，保證應急預案的不同。并且在實施過程中，形成以人為本思想理念，了解開采活動可能會產生的影響，以免出現二次傷害，這就需要施工方以及相關部門建立災害專項預案，盡量減少災害產生的不良影響。

5.6 針對廢水廢棄物做好資源化管理

開采礦山時往往會產生廢棄物以及廢水，在此過程中需重視資源化管理，促進污廢水進行循環利用，降低工程使用地下清水實際次數，執行廢棄物回收標準，保證廢棄物以及廢水達到排放標準基礎上向外排放。如果供水井止水不良，應展開封堵工作，防止發生傳播污染情況，最為重要的是封堵分水嶺位置供水井，通過自山而下方式展開注漿封堵以后實施水壓測試，進而使風度以后的效果獲得比較充分的保證，區域在已經發生污染的情況下，利用垂直反應墻、壓水測試、生物降解、復合生態系統等多種方式將污染物有效去除，進而保證治理工作開展效果。

5.7 展開綜合治理工作

針對水文地質進行治理過程中，應強化地下水污染和開發用工作，進而使治理效果獲得比較充分的保證，促進地下水呈現出良好穩定性。地下水在被污水污染情況下，往往會破壞地下水生態結構，形成的危害比較大，為防止水文地質產生不良影響，針對地下污水展開強化治理十分重要。治理時可以運用綜合治理方式，實現對水源污染的有效治理，并且做好污染源分析工作，避免出現大范圍污染情況，也需充分了解污染源，積極運用污染處理全新技術，保證治理質量與效率。同時水污染治理中應合理開發、科學利用水資源，我國地下水資源雖然比較豐富，但是區域分布存在一定差異性，過度開采、開發地下水問題比較突出，這對于地質系統整體穩定性會產生較大不良影響。地下水總量在過多的情況下，形成的沖擊力會嚴重影響地下結構，難以保證地質系統整體穩定性。并且地下水過度開采未能進行及時補給的情況下，地下水位會發生明顯下降問題，嚴重時可能使漏斗區域發生地面塌陷，這就需要科學計算、判斷地下水資源。同時區域實際情況結合在一起，減少災害產生的損失。

5.8 科學開發和利用資源

在開發資源過程中，應保證開發利用的科學性、合理性，油氣資源、礦產資、水資源等進行開發利用以后，針對出現的地面沉降問題，應及時展開補償，通過外河地質構造針對地下開挖對應地質構造展開補償，體現出資源在開發、利用時的科學性、合理性，降低開發利用時發生非科學水文地質轉化問題，避免出現比較嚴重地質災害。

5.9 重視重點區域防治

針對邊坡變化進行實時檢測，使邊坡穩定性獲得充分保證，由專業人員針對礦山地址進行勘察，針對已經出現的災害點，在正式進行開采之前需將加固工作做好。開采挖掘坑道時，應保證坑道中獲得足夠支撐，并且落實防護工作。以防在支撐不足情況下出現坍塌問題。同時應重視隱患排查工作的實施，盡量使潛在風險實際發生概率降低，減少災害發生?？梢杂蓪Ｈ诉M行檢查，并且做好數據分析、收集、處理工作。通過針對重點區域進行防治，可以進一步優化災害防治工作的整體效果。

6 結語

水文地質因素會顯著影響礦山地質災害，地質災害如果大規模出現，產生的經濟損失勢必會比較大，充分分析采礦時存在的潛在隱患，運用對應防治措施，可以使礦山開采時的安全性獲得極大程度的保證，降低災害發生的概率以及產生的影響，促進礦山開采工作的順利進行。