淺述礦山水文地質條件分析與防治

申子通，梁沖沖

（河南省地質礦產勘查開發局第四地質礦產調查院，河南 鄭州 450000）

礦山水文地質條件分析是礦山資源開發利用的基礎，也是設計運礦巷道的基礎依據，對礦山安全建設起著重要的作用。因此，在開始礦山開采建設之前，需要對礦山水文地質條件進行分析，及時查明礦山水文地質條件，進而針對礦山水文地質問題制定相應的治理措施[1]。基于此，本文以某有色多金屬礦山為例，講述該礦山的水文地質條件，并據此基礎相應的防治對策。

1 礦區水文地質特征

1.1 礦區概況

某有色多金屬礦床海拔高約1000m～1058m，相對高差一般為30m，最大高差約90m。礦區所處位置海拔相對較低，且相對高差較低，因此礦區地形切割也較小，屬于淺切割區域。礦區山脊總體走向與區域構造跡線一致，均呈北東東向展布。礦區屬于大陸性氣候，較為干燥、多風、降雨量極少，而蒸發量極大[3]。礦區地表水系以暫時性洪流水系為主，向礦區低洼地帶匯集。

1.2 礦區地下水類型

礦區內地下水類型較為簡單，其含水巖組也較單一。第四系沖洪積物零星展布于礦區溝谷及低洼地帶，未形成統一的含水層。基巖裂隙水的潛水水位埋深較深，約2387m，根據野外泉點調查資料顯示，單位涌水量約0.24ml/s·m，總體上屬于無水區域。地下水類型為Cl--Na+-Ca+型水，礦化硬度一般為12g/L，屬于鹽水。

1.3 礦區含水巖組

礦區含水巖組較為單一，根據賦存特征可以劃分為兩類，一是沖積淤積砂礫石透水層組，二是基巖風化裂隙含水巖組[2]。礦區內第四系不發育，主要以零星狀展布于礦區溝谷及低洼地帶，由于第四系出露面積較小且極為分散，導致第四系未能形成統一的含水層，加之礦區內第四系沉積物厚度較小，難以形成較為穩定的沖積淤積砂礫石含水層，因此，礦區內第四系沖積淤積砂礫石為主要的透水層。

基巖風化裂隙水，礦區內基巖裂隙水的潛水水位埋深約為2387m，根據泉點資料顯示，單位涌水量約0.24ml/s·m，總體上屬于無水區域。因此，礦區內基巖風化裂隙水對礦體的開發影響不大。

1.4 礦區地下水動態變化規律

根據前文可知，礦區內第四系沖積淤積砂礫石層為礦區內主要的透水層，而礦區內地表水系以洪流水系為主，因此，礦區地下水的動態變化受大氣降雨控制明顯，具有地下水為變化隨大氣降雨變化而變化的特征，使得礦區地下水的潛水水位變化幅度較大，在降雨集中的時段內，地下水潛水的水位明顯升高，當處于枯水期時，地下水潛水的水位顯著降低。因此，礦區地下水水位的變化受大氣降雨影響明顯，具有明顯的周期性，即夏季水位變化幅度明顯高于冬季的水位變化。

1.5 礦區地下水的補給排條件

根據礦區水文地質調查發現，礦區暫時性洪流主要從礦區由東向西徑流，地下水的形成與補給方式與區域補給方式一致，受地形控制和大氣降雨控制明顯。礦區地形地貌具有西低東高的特征，因此，礦區西側地下水受礦區東側地下水的補給。礦區屬于大陸性氣候區，具有干燥、多風、降雨量少、蒸發量大的特征，因此，礦區地下水的排泄主要以地表蒸發為主，而以地下水向西潛流流出礦區外次之。

2 礦床充水因素分析

由上文可知，該有色多金屬礦區中礦體展布于1019m～200m之間，而井下最低排泄標高為1010m，因此，地下水對礦山的開發具有一定的影響。根據平硐等涌水點調查發現，雖然地下深部具有涌水現象，但其涌水量極小，對礦產資源的開發利用影響不大。根據上文所述可知，礦床充水來源主要有兩個方面，一是大氣降水，二是基巖裂隙水。研究區位于大陸性干旱氣候區，年降雨量小而蒸發量大，因此，綜合分析認為地下水對礦產資源的開發有輕微的影響，不妨礙資源的開發利用。

3 礦山水文地質防治策略

根據前文可知，地下水對礦山資源的開發利用有輕微的影響作用，因此，為了防治地下水對礦產資源的開發利用，可以加強以下幾個方面的治理工作。

3.1 地下水防治對策

地下水防治是礦山安全生產的基礎，不同的礦山水文地質條件存在較大差異，導致礦床充水因素存在差異，因此，在定制防治對策是必須了解地下水充水水源等規律。在進行開采之前，要對巷道涌水量進行預測，對于涌水量大的礦山，可以采用排水鉆孔等方式將地下水疏出，可以有效的的減少涌水、突水等災害。本文研究所涉及的有色多金屬礦山因坑道涌水量較小，因此，對礦山生產影響不大，可以采用坑道排水措施進行疏排。

3.2 礦坑塌陷防治對策

礦區塌陷問題是礦山開采過程中普遍面臨的安全問題，主要誘導因素有三個方面：一是采礦活動形成采空區，致使礦坑上覆巖層支撐力發生變化而引起塌陷；二是在疏出地下水資源的過程中致使含水層的賦水特征發生變化，導致巖層收縮而產生塌陷；三是巖溶區域因地下水過度抽取而導致塌陷[3]。對于前兩類塌陷而言，其發展較為緩慢，可以通過支護等方式進行支護，改變上覆臨空巖層受力特征；后者在巖溶區域較為常見，可以采用回填密封的方式進行處理。礦坑塌陷也是該礦山常見的災害之一，尤其是在礦坑斷裂破碎帶附近，加強支護工作是提高礦坑安全的基礎。

3.3 露天滑坡處理

露天滑坡災害是礦山生產過程中常見的災害，主要表現在以下幾個方面：一是深部開采導致上覆巖層受力狀況改變而引起地表滑坡；二是地表開采過程中，工作面設置不合理造成滑坡。基于常見滑坡誘因，可以修建擋土墻、設置防滑樁等措施進行防治。此外還可以通過減小工作面邊坡角度，將坡面修建成臺階狀等方式治理。

4 結語

綜上所述礦產資源的開發利用對礦山周邊的工程地質條件影響較大，對深部巖層的穩定性影響也較大，地下采空區、過度抽取地下水等都可以誘導地表山體滑坡、地下塌陷等災害，不僅嚴重的威脅著礦山工作人員的安全和制約著礦山生產效率，還對礦山周邊的環境帶來了較大的破壞。因此，在礦山建設之前進行礦山水文地質條件研究顯得尤為重要。本文以某有色多金屬礦山為研究對象，講述了水文地質條件包含的研究內容，并對常見礦山災害治理進行了簡要的分析，為提高礦山生產安全提供參考。