礦山水文地質(zhì)對采礦安全的影響及其防治措施

楊 萍

（廣東核力工程勘察院，廣東 廣州 510000）

1 引言

礦區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境主要包括地下隔水層情況、涌水量、構(gòu)造帶存水情況及地表匯水面積等，對采礦安全造直接影響。所以在礦區(qū)采礦前，要認真勘測水文地質(zhì)情況，以免引發(fā)采礦安全事故。水文地質(zhì)環(huán)境可以分為復(fù)雜類型、較為復(fù)雜類型及簡單類型，每種類型的水文地質(zhì)環(huán)境對礦區(qū)造成的影響也不盡相同，礦區(qū)企業(yè)需要在實際情況下制定相應(yīng)的勘測方案，確保采礦工作的順利進行。

2 礦區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境給采礦安全造成的影響

礦區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境，直接決定著礦區(qū)環(huán)境是否穩(wěn)定，具體影響包括以下三個方面。

（1）造成礦區(qū)礦坑突水。

采礦過程中，給地質(zhì)原有結(jié)構(gòu)造成不良影響，水層穩(wěn)定是地質(zhì)原有結(jié)構(gòu)的重要部分之一，一旦破壞了水層穩(wěn)定性，使礦坑內(nèi)積聚大量地下水，從而出現(xiàn)礦坑突水問題。就巖溶充水礦床區(qū)域來看，需要定期對其進行排水，可是礦床區(qū)域長時間被水沖刷后，致使礦床中的泥沙大量流失，打破了地質(zhì)原有的力學(xué)平衡。

（2）礦區(qū)地面出現(xiàn)坍塌。

礦區(qū)地面出現(xiàn)坍塌與礦區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境有著直接關(guān)系。礦區(qū)作業(yè)時，需要疏導(dǎo)地下水，以免因地下水過量積聚引發(fā)安全事故。在某些礦區(qū)，可溶性巖石是礦區(qū)地質(zhì)的主要成分。這種地質(zhì)在地下水的影響下，使原有結(jié)構(gòu)發(fā)生轉(zhuǎn)變，包括土層轉(zhuǎn)移和土層松解等，不穩(wěn)定地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)在地下水的長期作用下，產(chǎn)生不易發(fā)覺的土洞，隨著時間的流逝，土洞會慢慢下沉，最終引發(fā)地面坍塌，嚴(yán)重影響了采礦安全。

（3）地面裂縫

礦坑排水工作導(dǎo)致地下水水位下降，同時使得土層中的水壓力降低，導(dǎo)致其有效應(yīng)力不斷增加，進而造成因土粒間隙體積減小而帶來的土體沉降。由于不同土層之間的厚度不同，導(dǎo)致土體在沉降過程中表現(xiàn)出明顯的差異性；基巖面之上為拱起，其下沉量最小，其他地方較大，所以拱起部位土層出現(xiàn)拉張應(yīng)力，出現(xiàn)地裂縫。

（4）打破礦區(qū)邊坡穩(wěn)定。

若礦區(qū)的水文地質(zhì)環(huán)境較差，礦區(qū)邊坡在受到水的作用力的影響下，破壞了邊坡巖體的黏膜力及內(nèi)摩擦角等相關(guān)物力性能指標(biāo)，使邊坡巖石抗剪力大大降低，進而引發(fā)礦區(qū)滑坡事故。如果滑坡事故發(fā)生范圍較為廣泛，滑坡的泥土覆蓋了整個礦區(qū)作業(yè)區(qū)，阻斷了礦區(qū)內(nèi)運輸路線，不僅影響了礦區(qū)生產(chǎn)進度，還給采礦人員生命安全造成嚴(yán)重威脅。

（5）地表水影響

盡管地下水對礦山開采工作具有重要的影響，但由于自然界水循環(huán)的存在，使得地下水受到地表水的影響和制約，地表降水、坑道積水等因素影響礦區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)，進而使已經(jīng)探明的礦山水文地質(zhì)情況發(fā)生改變，影響礦區(qū)生產(chǎn)安全，并且對礦井工作人員的生命安全造成威脅。

3 水文地質(zhì)環(huán)境勘測對采礦安全的重要作用

礦區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境直接決定著礦區(qū)能否實現(xiàn)安全生產(chǎn)作業(yè)。鑒于礦區(qū)生產(chǎn)作業(yè)的特殊性，大大增加了礦區(qū)安全生產(chǎn)事故發(fā)生的可能。引發(fā)安全事故的主要因素，與施工前未全面調(diào)查、勘測礦區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境有關(guān)。礦區(qū)生產(chǎn)作業(yè)十分復(fù)雜，且地下是生產(chǎn)作業(yè)的主要場所，若不能仔細分析當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)環(huán)境，開始生產(chǎn)作業(yè)，增加透水事故發(fā)生的風(fēng)險，直接影響礦區(qū)安全生產(chǎn)。

4 礦山水文地質(zhì)災(zāi)害防治措施

不同地區(qū)的礦山因形成條件不同，有不同的水文地質(zhì)特點，在防治地質(zhì)災(zāi)害的措施上，也各不相同，但是針對地質(zhì)災(zāi)害的主要類型，也可以采取相應(yīng)的有效防治手段。

4.1 施工之前進行全面的勘測

在礦山實際開采過程中，應(yīng)對礦井的位置選擇進行科學(xué)合理的分析研究，有效估算礦井內(nèi)的地下水水位及水量分布情況，同時必須全面勘探礦井區(qū)的水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)和條件，通過設(shè)備模擬繪制其結(jié)構(gòu)圖，并根據(jù)實際開采過程不斷調(diào)整施工方案和措施，與上級主管部門多交流協(xié)商，開采過程必須由相關(guān)部門進行檢查。

對事先勘測出的含水區(qū)域，必須全面科學(xué)的分析其位置與井巷的距離，預(yù)先制定合理的排水應(yīng)急方案。對礦山開采過程中可能出現(xiàn)自然災(zāi)害，如滑坡、泥石流等，必須及時進行勘查分析，并做好預(yù)防與善后工作。

4.2 做好防治工程的設(shè)計

礦山開采方案的實際必須全面考慮各種自然災(zāi)害以及地質(zhì)條件，科學(xué)合理的對開采過程出現(xiàn)的問題進行分析，進而提出針對性的措施，確保礦山開采工作的順利開展。嚴(yán)格監(jiān)控礦山開采事故高發(fā)區(qū)，并提出有效地應(yīng)對和解決措施；建立危險事故預(yù)測報警系統(tǒng)，在礦區(qū)附近安裝相關(guān)監(jiān)控設(shè)備，將風(fēng)險遏制在其搖籃中，有效的降低風(fēng)險的發(fā)生。礦山開采前，必須要通過專家對其進行安全評價，以及事故防治工程進行驗收，以確保礦山開采安全有效的發(fā)展。

4.3 施工中應(yīng)該采取的工程防治措施

礦山開次過程中必須要做好應(yīng)急防控機制。礦區(qū)周邊盡早建立排洪渠，以保證礦坑內(nèi)部積水能夠有效快速的排除，減少事故的發(fā)生；在對礦區(qū)開采的設(shè)計中，禁止礦區(qū)不規(guī)則的開采，比如傘形礦坑，這種礦坑開采方式加劇了事故的發(fā)生率，必須從上而下對礦體進行臺階狀開采；在礦區(qū)內(nèi)的巷道必須通風(fēng)，要通過技術(shù)設(shè)備有效監(jiān)控巷道內(nèi)的甲烷濃度；在巷道內(nèi)進行礦體爆破時，必須注意爆破點的選擇；在開采完成后，應(yīng)及時清理巷道周圍的危巖，并且在破碎面周圍設(shè)置警戒線，以避免誤傷別人。

5 結(jié)語

礦區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境直接影響著采礦安全，輕則影響正常生產(chǎn)，重則會造成巨大的經(jīng)濟損失，所以要做好礦區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境的勘探工作。相關(guān)人員要重視礦區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境勘察工作，加大勘察力度，對各項內(nèi)容都實施勘察，同時保證勘察工作有效開展。勘察過程中，要注意選擇合理的勘探方法，以實現(xiàn)采礦安全生產(chǎn)