論礦山水文地質類型及地下水對采礦影響的防范措施

廖荷茵

（湖南中核建設工程有限公司，湖南 長沙 410119）

礦山開采對于我國社會經濟的發展具有重要影響，但就目前來看，在我國礦山開采過程中，人員傷亡事故依然屢屢出現，水害問題是造成此類事故產生的主要因素。因為我國各個地區具有不同的水文地質條件，在煤礦開采過程中，此類水文地質條件、地下水因素會對具體開采工作造成影響。

1 礦山水文地質類型

依照不同標準可以將礦山水文地質劃分為不同類型。僅依靠礦山水文地質中的孔隙特征以及涌水量影響因素進行劃分，固體礦山巖可以劃分為三種主要類型：

（1）以溶洞巖為主的礦山。溶洞發育情況、地質構造以及充填情況等自然地理條件對于涌水量具有決定意義。

（2）以裂隙巖層為主的礦山。巖體結構、裂隙力學性質、裂隙發育寬度、構造復合狀況等自然地理條件對于涌水量具有決定意義[1]。

（3）以孔隙巖層為主的礦山。巖層孔隙率大小、孔隙分布范圍以及巖層厚度等自然地理條件對于涌水量具有決定意義。

從水文地質、工程地質綜合來看，依照礦山含水量可以劃分礦山水文地質為五種主要類型，即：

（1）極其簡單。含水量極少，開采中需注意事項相對較少。

（2）簡單。含水量較少，僅需注意常規開采技術。

（3）中等。在礦山勘測中，需要對常規問題予以注意，水文地質及地下水對礦山勘測工作影響較小，但同樣需要注意。

（4）復雜。礦山內具有一定含水量，礦山內部結構以孔隙巖為主，會對勘測工作造成影響。

（5）極其復雜。礦山具有較高含水量，礦山內部有孔洞存在，具有疏松內部結構。

2 礦山水文地質及地下水對采礦影響分析

礦山水文地質中，地下水對于采礦工作的安全性、平穩性具有重要影響，地下水變化等因素可能會讓礦山開采出現災害，對礦山開采人員人身安全帶來威脅。如在2005年8月，梅州市大興煤礦就曾發生特大透水事故，造成121人死亡，經濟損失超過4000萬元；如在2012年12月，七臺河市福瑞祥煤炭八井就曾發生重大透水事故，造成10人死亡，經濟損失超過2600萬元，此類透水事故的產生和前期勘測工作不到位、人員操作不規范等現象具有密切關聯。

2.1 地下水變化

在自然環境中，地下水因礦山開采操作以及其他自然環境因素的影響可能會出現水位上的升降變化，如果水位變化至一定程度，就有可能造成采礦危害、引發采礦事故。如在礦山開采期間，降水量劇增、氣溫變化、施工破壞或是人工灌溉等現象的出現，就有可能讓地下水水位上升，讓土壤出現鹽堿化情況，進而腐蝕礦山建筑物。與此同時，地下水水位上升，可能會引發較為嚴重的地質災害事故，如滑移事故、斜坡崩塌事故等，這些事故都會破壞礦山項目；除此之外，地下水水位上升會讓礦山土層出現軟化現象，降低土層強度，進而影響礦山項目整體穩定性。

水位下降現象產生的主要原因是人為操作，在礦山開采中，如排除地下水、河水改道等行為均會讓地下水水位下降，在此現象產生后，礦山土層硬度會提升，會讓地面出現沉降現象與開裂現象，進而破壞礦山所在區域原有地質條件，影響礦山開采項目的正常開展。而在自然環境、人為操作的多重影響下，地下水位可能會有反復變化情況出現，對于礦山施工造成巨大危害[2]。

2.2 地下水壓力

在礦山水文地質中，礦山開采操作行為會對地下水壓力造成影響，如灌溉活動、開礦活動，均會破壞原有的地下水壓力平衡性，進而讓局部壓力增大，如果在礦山開采中遭遇粉土層，就會讓管涌、流沙等情況出現的可能性增大，進而讓礦山基礎產生位移、變形，讓邊坡穩定性受到影響。

3 礦區現階段防治水狀況

3.1 積水是威脅礦區安全的重大隱患

根據對礦區以往水事故的分析和最新水文資料，老空水是礦區充水的主要水源。雖然無法確定老窯的具體水位，但過去的采空區大多位于礦區前部的煤層中，內水容易被自然降水補充。特別是近年來隨著煤礦開采量的不斷增加和開采深度的不斷擴大，礦區與采空區的空間關系變得極其復雜。大多數礦山需要用到礫石和尾礦，這些就需要占用大量的土地，對土地的表層造成破壞，浪費了大量的土地資源。據調查數據統計，礦山利用土地總面積已經達到600萬公頃，其中被利用的耕地面積就有160萬，速度正逐年增長。同時，隨著礦產資源不斷開發，草原不斷得到延續，礦區地表裸露現象嚴重，非標準的開采廢渣使土壤的侵蝕力度加強，尤其是在礦產開采嚴重的地區，由于水土流失和泥沙的堆積，形成了溝壑。溝壑進一步導致水土流失，對生態結構造成嚴重的破壞。另外，礦區碎屑粉塵隨處可見，導致周圍環境中固體懸浮物的增加，造成了空氣污染，使礦山周圍地質環境保護變得更加復雜。

在者有些礦山并沒有遵守國家相關開采規定，導致礦山邊坡陡峭，出現崩塌，使得邊坡失去穩定性，出現滑坡，泥石流，崩塌等問題。礦山開采的力度加強，礦山地質環境的破壞，導致災害的程度加大。由于人員對礦產資源的不合理開采，導致地下出現采空區，地表穩定性減弱，導致地質災害的發生，給當地環境，人們生活帶來嚴重影響。

3.2 基礎水文地質工作不足

通過對礦區多個煤礦水文地質資料的專項檢查，發現礦區水文地質資料存在勘探不清、保存不好等問題。再加上相鄰煤礦之間的數據交換很少，以及過去許多小煤礦的重復傳輸，水文地質數據嚴重缺乏，這不僅使煤礦無法了解歷史采空區的范圍，而且現有的數據也無法提供可靠的建議。

3.3 防止跨境非法開采煤柱

傳統的采煤區經過長時間的開采，煤炭資源枯竭。煤礦為了保護自身的經濟效益，延長煤礦的使用壽命，開采甚至開挖煤柱是非常普遍的。礦山。根據最新的調查統計，礦區60%以上的礦山已超邊界開采，但由于缺乏相鄰礦山的資料，超邊界開挖往往會導致安全事故的發生。

3.4 管理層對防洪重視不夠

除少數礦山外，多數礦山未建立專業的防洪部門和礦山內的勘探排水施工隊伍。不僅缺乏必要的專業技術人員，而且現有的安全管理人員教育水平相對較低，缺乏相應的防洪知識和技能。目前礦井水防治技術也非常落后。安全相關輸入不足。為了建立完善的防排水系統，許多礦井的主水坑容量不足，沒有水坑。同時，無需維護泵和備用排水泵，水泵排水試驗不定期，水泵運行性能差。防洪系統不是很好。有些礦區內礦山未采取特殊的探測和排水措施，盲目施工現象嚴重。同時，各礦山的水防治規章制度是一致的，不能完全結合自身實際，建立有針對性的制度體系，而且地下隧道具有高度的隨機性和高風險性。水安全問題。水風險防控培訓不到位，礦方未定期對生產人員和地下技術人員進行防洪教育，一線工人對透水性危害的預防和控制意識和應急處置意識不足。

4 礦山水文地質及地下水對采礦影響防范措施

4.1 提高人員思想認識

提高人員思想認識是避免地下水造成不利影響的首要工作。現階段，在礦山地質環境勘察中，如礦山地質、地質結構以及礦山類型往往是重要勘察事項，但水文地質參數卻沒有得到部分企業及工作人員的高度重視，相關企業應改變這一現象，通過開會、培訓等多種方法提升人員思想意識，讓領導管理人員、勘察工作人員全面了解水文地質中地下水問題對礦山開采工作造成的影響。與此同時，企業應構建嚴格管理制度，讓礦山勘察工作人員明確自身工作內容，并構建一定獎懲條例，利用條例的激勵約束作用提升工作人員認真意識以及礦山開采工作人員安全意識。

4.2 明確勘察評價內容

明確礦山水文地質勘察評價內容可以讓礦山開采企業對開采環境做到心中有數，一般情況下，如地下水類型、地下水變動幅度、地下水水位以及隔水層、含水層厚度均是重要勘察評價內容。在礦山勘測期間，相關工作人員應對礦山水文地質情況、地下水情況進行現場勘察，應組織相關工作人員，針對勘察結果以及可能產生的危害制定預防處理方案，完善水文地質資料，讓地下水問題出現可能性得以降低。與此同時，在礦山水文地質勘察中，需要對礦山開采基礎設計以及施工環節予以緊密結合，評價地下水作用以及地下水造成危害[3]。

4.3 構建隱患排查機制

針對礦山水文地質事故隱患，礦山開采企業應構建隱患排查機制，在隱患排查中，需要結合定期與非定期兩種形式。一方面，需要根據勘察報告以及類似礦山開采事故情況明確水文事故重點區域，做到經常性排查，讓排查工作開展常態性、制度性得到保證；另一方面，針對隱患排查中發現的事故隱患點，應對其進行及時登記，讓信息可視化。在具體排查中，還應積極使用信息監測技術、智能遙感技術等，保證工作開展效率[4]。

4.4 科學制定防治水措施

不同的礦山具有差異化的水文地質情況，應針對自身水文地質條件以及地下水情況科學制定防治水措施，讓防治水工作落實到礦山開采全過程之中。首先，在建井期間，可應用防治水措施為：

（1）疏堵結合。在建井期間，可以應用疏堵結合的施工方法，以我國山東省某礦山開采項目為例，在巷道開拓中，就采用了鉆探注漿堵水、鉆場疏水降壓等治水方案，并取得了良好的防治水效果。

（2）探、注、放結合。需要保證礦井探測、探水注漿等工作的高效開展，貫徹“有疑必探”的根本原則，保證防治水工作開展全面性。

（3）建設水文觀測系統。可以利用降雨量自動觀測系統，對天氣環境進行全面觀測，明確天氣環境對礦山開采的影響。

其次，應提升礦井防排水能力，一方面，需要針對排水泵等設備進行檢查，保證排水泵工作穩定性、高效性；另一方面，需要提升管路能力，科學規劃水倉容積，保證排水設施可以讓礦井防治水安全要求得到滿足[5]。

最后，需要做好工作面開采輸排水工作。如果工作面開采后其具有較大涌水量，下平巷無法讓自然疏水工作得以完成，就可以將臨時排水泵房設置在下平巷處。

5 結語

綜上所述，地下水變化以及地下水壓力會對礦山開采工作順利進行造成影響，通過提高人員思想認識、明確勘察評價內容、構建隱患排查機制以及科學制定防治水措施的主要策略，可以讓此類不利影響得到有效規避，進而為礦山開采項目的順利進行提供保證。