礦山排水對地質環境的影響分析

李明軒，張 威

（六盤水師范學院 化學與材料工程學院，貴州 六盤水 553004）

改革開放后，我國國民生產總值飛速增長，生產力得到極大提高，在這種情況下，對礦產資源的需求量也在不斷增長。礦產資源在國家發展中占有重要地位，它關系著人類社會的發展和進步。中國人口眾多，經濟發展迅速，對礦產資源的需求日漸增大，因而為滿足社會發展需要，勢必會加大礦產資源開采量。近幾年，隨著開采深度的增加，經常會遇到地下水上涌的情況，給開采帶來一定的難度，影響開采效率。

在此情況下，開采人員經常會進行礦山排水工作。但是礦山排水在給人們消除開采障礙的同時，也帶來了一些隱性風險。地下水是礦山周圍地質構造中重要組成部分之一，人們對其進行處理之后，必然會打破其平衡狀態，影響周圍的地質環境，為工作人員帶來一定的威脅，極易出現山體崩塌、地面塌陷、地面沉降等[1]。本文以某市礦山為例，探討其在排水后對其周圍的地質環境造成的影響，以期減少礦山開采風險。

1 充水水源

某市的礦山位于盆地地形的邊緣處，充水水源組成有以下幾種類型：孔隙水、地層裂隙水、裂隙巖溶水以及地表水等?？紫端饕邮艽髿饨涤旰秃恿鞯难a給，東西流向，可以與斷層、裂隙或地層，特別是地層夾層碳酸鹽巖與礦區發生水力聯系[2]。地層裂隙水主要接受凝結水補給，流向不固定，主要沿著巖石裂縫四處流散。隙巖溶水與孔隙水一樣，都接受大氣降雨的補給，向北部礦區方向徑流。地表水與孔隙水連接，因此主要接受孔隙水的間接補給[3]。

該礦區的礦產資源主要儲存在礦山背斜兩翼燕山期巖漿巖與奧陶紀碳酸鹽類巖石接觸帶附近，因而裂隙巖溶水是主要的充水水源。

2 礦山地區水質特征

對該礦山周邊地區坑水進行化學成分檢驗，把礦山分成四組，分別為礦山1、礦山2、礦山3以及礦山4，進行四個礦山的化學成分硬度對比分析，其總硬度值分別為465.53mg/L、499.81mg/L、555.81mg/L、579.78mg/L。如表1。

表1 某礦區礦坑水主要檢出化學成分（mg/L）

該礦區主周圍布滿大量的石灰巖，因而巖石松散，地質構造較差，特別是靠近礦產資源儲存區域的水質就更差，再加上人工開采，必然會造成一定的生產污染。從表1中可知，其中的SO42-、總硬度、F-等化學組分都比較高，其余的都很低。因此可以看出無機鹽為該礦區礦坑水的主要污染成分[4-6]。

3 礦山排水對地質環境的影響

3.1 阻斷礦山地區地下水動力

礦山排水是指排除礦山涌水的方法，具有高強度、大降深、強烈疏干的特點。礦山排水具有兩面性，一方面會幫助人們排除開采障礙，避免出現因大量地下水或降雨淹沒開采礦道，為開采工作帶來不便。另一方面，礦山排水在把地下水排出后，地下水位必然下降，會對礦山周圍的地質環境造成危害?，F階段，我國大部分礦山開采深度比較大，再加上較大厚度的地層阻隔，導致孔隙水與裂隙水連接斷裂，因此前者對后者的補給很難跟上，從而導致中空的巖層或巖石裂縫缺少水資源的支撐，經常發生塌陷現象，對地下水動力場產生影響。

3.2 引起礦山地區地表塌陷

在對該礦區的調查中發現，在2000年時，大氣降水量增加，地下水位上漲，為保證開采工作的正常進行，對其進行了礦山排水，當時的抽水量為23145m3/d，在排水過后，對其水位進行了測量，發現降低了20多米。在這之后，導致大約20多處的巖溶塌陷。之后的幾年間，只要對礦山進行大規模的排水，之后必然會產生一定的巖溶塌陷地質災害。到目前為止，塌陷已經達到將近100處，塌陷總面積達到了5 507m3左右。圖1為2001～2004年巖溶塌陷數量和坍塌面積變化情況。從圖中可以看出，數量和面積都呈現增長趨勢，并沒有緩解的情況，為工作人員的安全帶來巨大的威脅[7]。

圖1 2000～2004年巖溶塌陷數量和坍塌面積變化情況

3.3 污染礦山周圍地區地質

表2 礦區周圍地區地質狀況(mg/L)

從表2可以看出，在進行礦山排水后，對周圍的地質造成了一定的影響。由表1可知礦坑中的水化學成分中有SO42-，且含量較高。

在把包含SO42-成分的礦坑水排放到別處之后，通過地表滲透，礦坑水就進入了該區域的土壤和地下水之中，影響了某地的土壤質量和地下水質量，且這種影響具有長久性，在很長一段時間內，該地的土壤都會處在被污染的狀態中，很難通過自然的自我調節能力恢復過來。

3.4 礦山排水引發礦山地質災害

礦山大量抽水，導致礦區地質發生坍塌，17處礦區塌陷，水位降深68.74M，由于地下水資源開采及礦山企業的長期采、排礦山溶水，水位波動，逐年下降，到目前為止，礦山累計發生塌陷達84處，總面積為3507.02m3。

礦坑排水量的水質以高SO42-為特征，各個礦區的SO42-元素含量在203.48～480.69mg/L之間。礦坑水通過滲透補給或農田灌溉的方式影響地下水水質，使地下水中SO42-增高。礦區附近礦坑水測點SO42-含量明顯高于全區平均值，且集中分布。礦區外圍34個檢測點SO42-的平均含量為181.47mg/L，且礦區附近7處監測點SO42-含量為293.11mg/L，是前者的1.61倍。礦坑水是區內SO42-污染是主要污染源，因此對礦范圍內的高SO42-孔隙水檢測點的集中檢測分布，可認為是礦坑排水影響的結果[8,9]。礦區中其中SO42-含量大于250mg/L的孔隙水面積26.88km2/L，SO42-含量大于300mg/L礦區面積。通過數據分析，該礦區如果長期得不到很好的排水治理，就會就礦山及周邊地區帶來地質災害，更會帶來嚴重的經濟損失。所以，及時加強礦區排水防護措施，擬定合理的防水方案并加以實施，這樣才能保障礦山周圍，以及地下水環境的污染防治。

4 結語

綜上所述，經濟的發展和人口的增多，必然會加大對礦產資源的需求量。因而近幾年，隨著的開采深度的不斷增加，經常會出現地下水涌出，摧毀礦道的問題，所以為不影響礦山開采工作，礦山排水是解決這一問題主要途徑之一。但是礦山排水具有兩面性，在解決問題的同時，也產生了一系列新的問題，例如破壞地下水循環、造成地表塌陷、污染周圍地質等。

這些危害不僅會對礦山周圍的地質產生嚴重的破壞，還對礦山開采人員的生命安全造成威脅，因此在礦山排水工作完成后，相關人員也要同時做好安全防御工作，為工作人員的人身安全提供保證。這有利于實現礦產開采的可持續發展，有利于構建以人為本的社會主義和諧社會。

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