大型金屬礦山巖土工程水文地質問題及環境評價體系分析

楊東旭

（遼寧有色勘察研究院有限責任公司，遼寧 沈陽 110000）

在大型金屬礦山開采過程中會帶來大量的負面影響，這不僅會造成一定程度上的經濟損失，同時會造成土地資源、水資源以及巖土工程環境惡化等不可挽回的環境損失。隨著我國工業的不斷發展，對大型金屬礦山生產需求也不斷提高，但金屬礦山開采過程中的環境問題已經嚴重影響到礦山的發展，因此，對金屬礦山巖土工程水文地質于環境問題成為礦山發展研究中的重點問題[1]。在大型金屬礦山巖土工程中主要以地下水位主要觀察對象，通過對地下水位的情況變動、水文地質條件以及地下水腐蝕性等因素進行綜合記錄分析，從而判斷出水文地質問題對整體大型金屬礦山的影響。而目前大多數施工單位只注重大型金屬礦山巖土工程地質方面的研究，忽略其水文地質問題的重要性，導致在大型金屬礦山巖土工程中出現諸多由于水文地質方面引起的問題[2]。因此，對大型金屬礦山巖土工程水文地質問題及環境評價體系分析進行研究。

1 大型金屬礦山巖土工程水文地質問題分析

1.1 地下水位升降對大型金屬礦巖體工程的影響

大型金屬礦山中的地下水在天然環境下處于基本平衡狀態。但由于大型金屬礦巖體工程對其原有地形地貌及巖土體結構的改變，打破了原有地下水的平衡狀態，讓地下水出現了局部失衡的情況。當這種情況如果持續增加到一定程度后，將會對巖土工程產生破壞性影響，出現工程地質危害[3]。在對地下水為升降對大型金屬礦巖體工程的影響過程中，可以看出地下水的升降對整體巖體工程的影響分為多個方面。由于地下水的升降，首先會影響其中巖層中孔隙率與含水量，從而改變原有巖土力學性質，使原有巖層結構遭到破壞。而對于地基與下部之間具有稱重含水層的巖體工程來說，地下水位的上升與下降會導致基坑突水以及底板隆起等一系列問題出現。

1.2 地下水對大型金屬礦巖體基礎結構腐蝕性影響

大型金屬礦巖體中的地下水中含有不同程度的腐蝕成分，且不同地質環境下的地下水含量也不同。而在大型金屬礦山巖土工程中建設的排水，會對地下水進行補給，造成局部地下水中腐蝕性因子富集程較高。想要針對地下水對大型金屬礦巖體基礎結構腐蝕性影響進行研究，需要對地下水成分與實際地質情況進行實際勘查。在大型金屬礦巖體中地下水主要會對鋼筋混泥土進行腐蝕，對地下的鋼筋進行銹蝕，使鋼筋強度降低，造成整體失穩。混泥土的成分較為復雜，一部分混泥土遭到侵蝕，出現斷層、脫落、開裂等情況。在綜合作用下，直接對大型金屬礦巖體基礎結構造成整體影響。

1.3 地下水壓力對大型金屬礦巖體工程的影響

在天然狀態下，地下水與地質應力之間維持在一個相對平衡的狀態，地下水與含水系統形成一個相對穩定的賦存條件。在施工過程中，會對已有地下水層蓋層卸荷，打破原有應力平衡[4]?；蛘哂捎谕诰?、鉆探等挖掘手段影響到整體地下水壓。如果地下水壓力突然出現激增的情況，在達到一定程度下，會對整體工程產生極大的影響。

2 建立大型金屬礦山巖土工程環境評價體系

由于在大型金屬礦山巖土工程中會對水文地質與環境造成極大的影響，因此，為將這一影響降到最低，通常使用大型金屬礦山巖土工程環境評價體系對礦山環境進行評價，為后續工程提供有效數據。因此，對大型金屬礦山巖土工程環境評價體系分析，為大型金屬礦山巖土工程提供可靠數據基礎[5]。在這一評價系統中，主要針對礦山地質災害環境進行調查，從而針對其中環境發展規律研究及檢測預報、礦山災害成因動力學分析兩方面進行評價，實現通過巖土工程技術等手段控制及預防礦山環境地質災害。

2.1 評價環境污染范圍

大型金屬礦山巖土工程環境評價體系中明確規定環境污染范圍，通過對實際數據進行分析后，通過系統分析環境縱向污染規律曲線與橫向對比曲線圖，將其與實際礦山環境相結合，將巖土工程環境劃分為四個等級，如表1所示。

表1 巖土工程環境評價體系污染等級劃分

2.2 確立評價指標

圖1 巖土工程環境評價系統

根據巖土工程環境評價體系污染等級，對山地質災害危險性評估以及地質問題評價兩個方面進行綜合分析。根據其對大型金屬礦山的整體影響，可以分為環境污染、地質災害以及生態破壞等三個部分，其系統結構，如圖1所示。

2.3 實現模糊多層次綜合環境評價

由于巖土工程環境影響因素較多，在對其因素與環境等級間的評價準確率較低，因此系統主要采用模糊綜合評價方法，對單環境因素進行綜合評價，對環境影響進行模糊多層次綜合評價，從而得出環境整體影響程度。評價過程主要以《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)中各因子隸屬函數為主，根據這一標準，對環境平均污染指數進行計算：

根據上述公式計算，通過對環境污染范圍進行評價，從而確立評價指標，并完成對模糊多層次綜合環境的評價，從而實現大型金屬礦山巖土工程環境評價體系的建立。

3 實驗論證分析

為了保證大型金屬礦山巖土工程環境評價體系的有效性，設計仿真實驗。實驗過程中，以某地區巖土工程環境為研究對象，確保實驗有效進行，利用傳統系統評價方式與大型金屬礦山巖土工程環境評價體系進行相比較，從而判斷兩種方法間存在的差異性。為保證實驗過程的準確性，首先對實驗參數進行設置，并通過兩種不同方式對巖土工程環境進行測試，其結果如圖2所示。

根據圖2可以看出，在同一環境下，大型金屬礦山巖土工程環境評價體系評價結果更準確。

圖2 大型金屬礦山巖土工程環境評價準確率對比

4 結語

在大型金屬礦山巖土工程中需要采取科學的方法對水文地質問題進行判別。對著工程建設的不符按發展，地下水對工程影響日益突出，因此，加強巖土工程中水文地質與情況分析，能夠更好提高工程質量。