露天礦山水文地質環境調查及地質特征分析

郭有民

(黑龍江省第四地質勘察院，黑龍江 哈爾濱 150036)

礦產資源作為自然資源的重要組成部分，同時也是人類所賴以生存與長遠進步的前提條件，其嚴重關系到國民經濟的命脈以及社會發展的基礎[1]。雖然對于中國而言，我國地大物博，擁有的礦產資源種類比較多，然而對于支柱型礦產資源卻嚴重缺乏，其分布不均和存儲量也很不理想。經過十幾年高強度、大范圍的過度開采，礦產資源的供需矛盾及其造成的環境污染和破壞問題也已經成為制約國內社會經濟發展的關鍵瓶頸。目前我國在礦產資源的開采、利用中普遍存在過度性、盲目性。在以往的發展過程中，開發技術較為落后、生態破壞程度較大、成本浪費、回收比例較低，再加上體制不健全、市場供求不穩定、相關管理部門的監管不力，對生態環境造成的資源代價較大[2]。礦山問題處在這個關鍵節點上，讓本就十分脆弱的生態環境承受著高壓，對我國社會經濟的可持續性發展造成了嚴重威脅。所以，保護礦山環境、合理開發與利用礦產資源、推動相關城市和諧發展將是一項任重而道遠的任務。伴隨知識經濟、全球化時代的來臨，經濟迅速增長與資源、生態之間的矛盾與日俱增，各國企業在協調產業經濟、開發環境方面也發揮著愈發重要的作用。總結國外礦業發達國家對礦山資源生態環境的相關經驗，其成功之處就在于對露天礦山水文地質環境調查到位，以提前預防取代了以往的被動治理，而這也正是現今我國礦產資源開發比較欠缺和學習的。

1 露天礦山水文地質環境調查

1.1 水文環境調查

長時間以來，礦井充水一直是導致礦山災害頻發的原因之一，造成其發生的主要原因包括：大氣降水與地表水快速增多。一旦遭遇特殊狀況，比方說雷暴雨天氣等，大氣層降水與地表水也會隨之增加，進而造成礦井充水現象的發生。而礦井的開采、利用需要考慮的因素是多方面的，其中含水層占據很大一部分的原因[3]。由此可知，含水層的涌水滲透對礦山開發利用的影響尤其大。由于自然界中的巖石身上都含有大小不一、數量不等的空隙裂縫，這些空隙裂縫在某種程度上具備一定能力的儲水功能，這種儲水層也因而稱之為巖石的含水層。巖石含水層指的是存儲有地下水或地表水，并在自然環境下或人為創造條件下可以進行涌流處理的巖石，這是由于其內蘊含著大量的水資源，且巖石大多呈現層狀，因而稱之為巖石含水層。

含水層在礦道內多是以滴水、流水以及小股狀噴涌水的形式而出現。礦山所在礦區在地質條件上類屬于蘊藏豐富地下水的巖溶空間，可是因為巖溶的發育狀況存在一定條件下的差別，以及巖溶不同構造的構成類型，均會導致礦山的礦床所在層位出現不同程度的差別，而巖溶的充水層與含水性也會出現其所在礦區的區域地質特征。另外，巖溶內蘊藏地下水的主要補給來源之一就是大氣降水，地下水流動方向存在一定差別，流經上方的裂縫巖溶時，主要是以垂直方向為主；當流經花崗巖類型的巖體式，是作水平方向。一旦流經途中遭遇凸起的巖體或障礙物，地下水便作為礦道內巖溶的分水嶺分割出巖溶的含水層部分。

1.2 地質環境調查

有關礦山地質環境調查的主要內容，具體包含三個方面的內容：土地資源破壞、礦山地質災害與地形地貌景觀破壞[3]，以下便是這三個方面主要內容的介紹。

首先介紹土地資源破壞的調查內容，其調查內容分為3個方面：潛在問題發生條件、已有問題、環境影響。潛在問題發生條件具體分為兩個方向的調查內容，一個是占重內容，其主要的環境調查內容為占重內容形式較為單一和類型比較復雜，另一個內容則是廢棄調查，主要的調查內容是人為、貨車和火車廢棄物土石立方。

其次介紹礦山地質環境的調查內容，其調查內容具體分為3個方面：潛在問題發生條件、已有問題、環境影響。潛在問題發生條件主要分成4項調查內容，一是地形條件，二是地質狀況，三是水文條件，四是開采環境；已有問題主要分成2個調查內容，一類變形途徑，一類是規模大小；環境影響主要分成2個調查內容，一類是生態損壞，一類是威脅條件。

最后介紹地形地貌景觀破壞的調查內容，其調查內容具體分成3方面的內容：潛在問題發生條件、已有問題程度、環境影響程度。潛在問題發生程度主要分為3個方面的調查內容，一種是地貌情況，二是地形破壞狀況，最后一種是氣候植被覆蓋率；已有問題具體分成2個方面的調查內容，一是生態遺留歷史，二是破損面積；環境影響則主要分成兩個方面的調查內容，一是生態破壞狀況，二是人民生命財產損失狀況[4]。

2 露天礦山地質特征

2.1 巖層富水性特征

按照礦山含水層分布和礦區鉆孔數量以及采礦狀況，基巖礦井風化孔隙裂隙所擁有的含水層是礦區的重要含水層，具體表現為弱堿性富水巖層。新鮮基巖礦井的巖石具體表征為隔水層，單單是巖層局部地質構造的裂隙帶內便發育有透水巖。根據巖石的滲水性特質，聯系露天礦山的地層特征，在其礦山內部垂直方向上可具體分成六類含水巖組。自然環境下，大氣降水絕大多數均是以地表水流動為主，借助溝谷將其轉送至地下徑流內，地表尚無自然形成的水體儲集。這其中極少數是利用巖石松散層滲透地下轉向礦井深部的。

地質構造中第三系松散層的孔隙間隙排水功能較好，造成絕大部分的水體順著地表對地下徑流進行緩慢釋放；絕大多數的潛水在侵蝕巖層基準面以上的溝谷地帶時主要排泄于河流中，一小部分則是向下繼續滲透，為基巖低氧化帶或中、高侵蝕層補給。基巖侵蝕層表露區會直接接受大氣降水的一部分水資源補給，另一部分則繼續接受第三系松散層的滲透，繼續向下流動，補給基巖低—中氧化帶，儲集完成后則形成承壓水帶，繼續沿著裂隙向下補給，在遇到比較大的地質構造地帶時，就會形成基巖承壓構造產生大范圍裂隙層儲水。

2.2 礦區邊坡穩定性特征

露天礦山蘊含的巖體類型、構造結構以及地質特征將會直接影響礦山邊坡的穩定性，是一項極其關鍵的地質特征。地質斷層構造帶絕大多數情況下是斷壓性或壓扭性的斷層，斷層厚度較厚，靡棱巖發育成熟。礦層巖體在開發過程時，軟性巖石結構面因為其抗侵蝕能力比較弱，在中部厚大巖體部分的自重( 人工壓力) 影響下，下部較弱結構面會發生壓縮性斷裂變形，因而造成上部巖體發生一定距離的位移，在傾斜斷裂地帶的擴展和巖面的聯合切割下，雙層巖體會逐漸向下發生位移，造成上部巖體重心持續性外移。

3 結束語

本文對露天礦山水文地質環境調查及地質特征進行分析，依托露天礦山水文地質環境的大概情況，根據礦山地質特征的分析，實現本文研究。希望本文的研究能夠為露天礦山水文地質環境調查及地質特征提供進一步的參考價值。