氣候變化對礦山水文地質(zhì)造成的影響分析

廖澤波

（貴州省清鎮(zhèn)市麥格鄉(xiāng)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理站，貴州 清鎮(zhèn) 551400）

在礦山工程活動中，缺乏對水文地質(zhì)條件的足夠了解，容易導(dǎo)致施工過程中遭遇各種地質(zhì)災(zāi)害，給施工人員安全和工程質(zhì)量帶來嚴(yán)重威脅因此，還應(yīng)加強(qiáng)氣候變化對礦山水文地質(zhì)造成的影響分析，以便為水文地質(zhì)勘察工作開展指明方向。

1 礦山水文地質(zhì)條件分析

1.1 礦區(qū)概況

清鎮(zhèn)市麥格鄉(xiāng)貴耐鋁土礦山位于清鎮(zhèn)市，屬麥格鄉(xiāng)所轄。礦區(qū)西南第二鋁礦屬于麥格鋁土礦區(qū)，地理位置坐標(biāo)為：東徑106°26′50″～106°28′00″，北緯26°42′02″～26°43′41″。礦區(qū)地處云貴高原東部，為婁山系云歸山脈，礦區(qū)內(nèi)地勢西南高東北低，北西部、中部多為山地，常被北東向溝谷切斷。礦區(qū)為低山丘陵地貌，最低點海拔標(biāo)高1258.0m，最高1460m，相對高差202m。除棲霞組灰?guī)r形成較陡低山，其它地段多為寬緩丘陵，地形坡度在10°～20°之間。東部多為水田，位于麥西河兩側(cè)。麥西河為礦區(qū)內(nèi)唯一河流，寬約8m，自南向北縱貫東部，上游最大徑流6.94m3/s，流速在0.16m/s～2.14m/s之間，暴雨季節(jié)也不會泛濫成災(zāi)。轉(zhuǎn)讓期間，對礦床主要充水因素及水文地質(zhì)條件復(fù)雜度進(jìn)行勘察，用于評價未來開采中可能引發(fā)的水、工、環(huán)地質(zhì)條件變化，以便根據(jù)影響程度提出合理開采建議[1]。

1.2 水文地質(zhì)

礦區(qū)屬低中山溶丘洼地地貌，包含溶蝕地貌、侵蝕-溶蝕地貌和剝蝕地貌。海拔最低點為羊叉河轉(zhuǎn)入地下伏流塌陷位置，海拔高1108m。礦區(qū)大地構(gòu)造位于復(fù)雜構(gòu)造變形區(qū)，為海陸交替互相的碎屑巖、碳酸巖，出露地層有第四系、三疊系等。上屬流域為三級—四級河流，呈樹枝狀，區(qū)域內(nèi)包含羊叉河、長沖河、麥西河等6條河流，存在中寨—破巖以北的橫向分水嶺和河間地塊的縱向分水嶺。地表水系皆低于麥格鋁礦床，不影響礦床充水。結(jié)合礦區(qū)水文地質(zhì)條件可知，地質(zhì)構(gòu)造和地貌為影響水文地質(zhì)的主要因素，其次為巖石含水性和富水程度[2]。礦區(qū)地勢較高，周圍地形切割較深，有助于地表徑流形成。而沖溝發(fā)育有助于地下水排泄，使得含水層間無區(qū)域性的導(dǎo)水?dāng)嗔褬?gòu)造連通，對礦床充水無太大威脅。地表水與地下水相互補(bǔ)給，通常為上游受地下水補(bǔ)給，下游河水補(bǔ)給地下水。礦區(qū)內(nèi)河流皆發(fā)源于泉水，帶有上游流量小、下游流量大特點。

2 氣候變化對礦山水文地質(zhì)造成的影響

2.1 礦山開采氣候變化

礦山采礦區(qū)屬亞熱帶潮濕性氣候，年均氣溫14℃，最高能夠達(dá)到34.5℃，最低為1.2℃。從環(huán)境濕度條件來看，年均相對濕度82%，平均各月最低為76%，最高為83%，環(huán)境濕度較大。在降雨方面，年均降雨1192.5mm，月降雨量最大1601.8mm，最小2.0mm，日降雨量最大能夠達(dá)到221.2mm。

從水分蒸發(fā)方面來看，年均蒸發(fā)量1390.0mm，月蒸發(fā)量最大196.8mm，最小47.4mm。結(jié)合礦區(qū)水文地質(zhì)條件可知，在礦山開采期間采空區(qū)可能遭遇深部突水和大氣降水形成的突水。礦區(qū)開采時間較早，分布零星采礦老硐，采空區(qū)存在發(fā)生老隆水的可能性。開采期間一旦揭穿老硐，將造成突水現(xiàn)象產(chǎn)生。由于為轉(zhuǎn)讓礦山，企業(yè)無法掌握老硐分布及規(guī)模，需要重視水文地質(zhì)勘察。礦山開采將引發(fā)礦區(qū)土地、水體變化，造成環(huán)境平衡遭到破壞，如引發(fā)地表徑流降低、蒸發(fā)量加劇，造成局部區(qū)域大范圍降水等。伴隨著全球氣候變暖，河流受到明顯影響，地表徑流不斷降低，蒸發(fā)量不斷增加。與此同時，受礦山人類活動影響，地質(zhì)、水體資源使用量增加，容易引發(fā)將水量失衡問題。

因此在采礦期間，有形成礦坑洼地的可能，導(dǎo)致大氣降水快速向洼地匯流。遭遇強(qiáng)降水，容易導(dǎo)致礦坑發(fā)生突水問題。

2.2 氣候變化影響評價

結(jié)合氣候變化情況對礦山水文地質(zhì)條件展開評價，可以發(fā)現(xiàn)貴耐鋁土礦屬于露采礦山。長期受外力地質(zhì)作用，地表形成不同坡度的自然斜坡。順向坡的坡度在15°～28°之間，坡高為30m～10m，反向坡的坡度在36°～45°之間，坡高為48m～l7m。順向坡第四系（Q）覆蓋層較厚，開采期間將產(chǎn)生結(jié)構(gòu)松散、孔隙大的巖（土）體，造成邊坡穩(wěn)定性較差。在雨水滲入浸潤后，土體將處于達(dá)到飽或過飽和狀態(tài)，成為粘塑性或流塑性土體。隨著顆粒吸附力減小，土體孔隙吸水造成重量增加，將產(chǎn)生較大剪應(yīng)力。遭遇強(qiáng)降水，容易發(fā)生滑坡和泥石流。反向坡?lián)碛休^陡坡度，且坡高較高，人工開挖破壞后容易發(fā)生垮塌、滑坡等。經(jīng)過長期開采活動，礦區(qū)形成較多大露天采場及廢石堆場，并且完成了大量基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，造成地表植被和土地資源被破壞。而采礦場分布較多，大小采場及零星采點14處，集中在勁同廠區(qū)附近一帶，部分采場形成超2m邊坡。礦區(qū)為典型喀斯特地貌區(qū)，溶槽、溶溝及巖溶洞穴發(fā)育，工程活動將影響地基穩(wěn)定性，容易誘發(fā)地面不均勻沉降及巖溶塌陷等地質(zhì)災(zāi)害。

2.3 應(yīng)對影響的措施

結(jié)合水文地質(zhì)評價結(jié)果可知，麥格鋁土礦區(qū)的礦山屬于復(fù)合問題礦床，水文地質(zhì)簡單，環(huán)境氣候條件中等，開采期間容易因氣候變化遭遇地質(zhì)災(zāi)害，出現(xiàn)局部地段邊坡失穩(wěn)等問題。在礦業(yè)活動開展期間，應(yīng)堅持長期巡查地表水體，在沖溝上下實施流量監(jiān)測，根據(jù)水量變化加強(qiáng)環(huán)境影響分析與評價，采取有效措施預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。針對老硐突水，需要采用邊探邊采的方式加強(qiáng)預(yù)防。工程建設(shè)期間，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范完成切、填方地段處理，填方做到逐層壓密、夯實，邊坡加強(qiáng)支擋，提高穩(wěn)固性。針對切方巖層產(chǎn)狀較陡地段和巖石較破碎地段，在邊坡超2m時預(yù)先處理易滑塌危險巖體。在重要場地建設(shè)前，加強(qiáng)巖土工程勘察，結(jié)合水文地質(zhì)條件采取防治措施，預(yù)防不均勻沉降、隱伏巖溶洞穴塌陷等災(zāi)害的發(fā)生。為防治強(qiáng)降水給切、填方巖土體帶來影響，需要在周圍修建完善防排水溝渠。為加強(qiáng)人類活動與地質(zhì)資源聯(lián)系，需要建立環(huán)境預(yù)警急救系統(tǒng)，對水文資源進(jìn)行全面監(jiān)控。在監(jiān)測發(fā)現(xiàn)氣候變化迅速時，需要加強(qiáng)資源利用調(diào)節(jié)，同時預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害帶來的不良影響，繼而使礦山開發(fā)遵循人與自然和諧相處規(guī)律。

3 結(jié)論

綜上所述，通過對麥格鋁土礦區(qū)的水文地質(zhì)條件展開分析可以發(fā)現(xiàn)，礦山開采期間將面臨氣候變化給水文地質(zhì)帶來的影響，導(dǎo)致工程活動面臨各種地質(zhì)災(zāi)害威脅。為實現(xiàn)礦山可持續(xù)運營，還應(yīng)遵循人與自然和諧相處規(guī)律開展工程活動，合理進(jìn)行礦區(qū)水文地質(zhì)資源利用，并結(jié)合氣候環(huán)境監(jiān)測情況加強(qiáng)災(zāi)害預(yù)防，繼而順利完成復(fù)合問題礦床開采。