極復雜水文地質條件對礦產資源開采順序的影響研究

趙春賀

（山東省煤田地質局第二勘探隊，山東 濟寧 272000）

礦產資源作為推動我國社會經濟快速發展的重要構成部分，隨著最近幾年國內對礦山資源的需求量逐漸加大，部分礦企的發展速度比較快，一味追求經濟效益，而忽視了礦山水文地質類型對礦山開采尤其是礦山開采順序的影響[1]。特別是在極復雜的水文地質環境下作業時，如果沒有采取科學的工具和合理的方法，隨便對礦山資源進行無序開采，不僅會造成事倍功半的效果，還會嚴重破壞到開采區的生態環境，導致生態失衡。礦山水文地質類型主要包括以下幾種。第一種，在礦山開采過程中非常容易遭遇到地下水，因為地下水的影響，地質環境比較復雜，因而被稱之為巖溶型礦山。第二種，開采礦山的內部布滿縫隙，而出現大面積縫隙的主要原因就是因為不合理的開采順序導致的。第三種，在礦山開采過程中，沒有根據礦區周圍巖石的生長規律進行合理有序的開采，導致老空水型礦山[2]。所以，在實際作業過程中必須根據礦山的水文地質條件及其復雜程度對礦山開采順序進行合理安排，不管是地質還是水文條件，均極其復雜，一旦遭遇復雜型礦山，就會非常容易發生礦山塌陷事故。為此，研究礦山水文地質條件對礦山開采順序的影響是極其有必要的。

1 地下水水位變化對礦山開采順序的影響

自然環境下地下水的潛水水位、局域上下層滯水水位等是伴隨地表和大氣降水的變動而發生一定幅度的變化，而承壓地下水通常會具備比較穩定的地下水位。所以，單獨分析淺部潛水和上下層滯水水位對礦山開采順序產生的影響。

在人類大規模開采活動以及自然環境的雙重作用之下，礦山區域內的地下水水位會發生一定程度的變化，具體表現為地下水水位的上升和下降。其中地下水水位的上升主要是受到地表和大氣降水的雙重控制，當降水量出現大幅度增多時，利用地表土壤的滲透作用，造成地下水的水位出現大幅度的上升，此時進行對開采就會對礦山生態造成比較嚴重的影響，比如出現開礦平硐注水等問題，且由于水位的持續性上升，極有可能會提高崩塌等地質災害的發生率，對礦山的安全生產造成嚴重威脅[3]。地下水水位的下降主要是受到采礦活動和地表大氣降水的共同作用，當地表大氣降水量出現明顯減少時，地下水水位就會出現顯著降低，再加上大規模采礦活動安裝的大型排水設施，導致地下水的水位出現較為明顯的下降，簡而言之，由于阻斷了地表水體的供給來源，導致地下水的排泄量增加，此時礦山土層的硬度也隨之增加，導致原本的礦山工程水文地質條件發生劇烈改變，礦山基礎設施嚴重變形，不利于礦山的安全生產。

2 地下水壓力對礦山開采順序的影響

地下水具體是指存在于地表以下一定深度的水體。這部分水體通常均具備一定的承壓特征，處在兩個相對比較穩定的受力隔水層之間[4]。假如外部環境沒有發生顯著的改變，那么上方的巖層對于地下水的靜壓力和地下水位均不會產生一定影響。但如果設備對地質進行一定干擾，地下水上方巖層就會出現剝落，導致地下水的靜壓力出現劇烈變動，因而受力失衡，這就造成礦山局部區域的地下水承壓力明顯高于上方靜壓力，就會出現礦洞冒水事故。如果在采礦的平峒內土層分布中出現較多的粉土層，那么就會導致地下水的滲流出現流沙狀況，沙土的大面積流失極易造成粉土層發生劇烈形變與明顯位移。另外如果開采礦物的平硐和地下水含水層的距離較為接近時，因為地下水的壓力驟增還會導致礦山周圍的地下水壓對圍巖產生爆發力，造成突水事故。因而，在進行地質勘查時，必須仔細認真的核查充水因素是否屬于承壓水，且必須查清承壓水的具體位置，并加以標明，避免在開采過程中出現突水、冒水等事故[5]。

3 地下水對礦山開采順序的影響

在進行礦山開采時，時常會遭遇一些水文事故，出現事故的主要原因是由于開采方式不合理或開采順序不當而引發的，雖然從源頭上消除自然因素和設備因素以及制度因素導致的水文事故，但依然有必要對礦山的水文地質環境進行分類，研究地下水對采礦順序的影響。礦山開采水文地質成因的分類具體如下圖所示。

圖1 礦山開采水文地質成因的分類

從圖1礦山開采水文地質成因的分類圖中可以看出，水文地質環境的變化會導致礦山開采基礎隨之發生變化，因而，在開采之前有必要對開采區域的水文地質類型進行仔細勘查，如果無特殊要求，就有必要對地下水位位置進行全面考慮，分析其是否會對礦山開采造成不利影響。同時，有必要采取一定的防水手段，對礦區基礎設備的鋼筋混凝土進行防腐處理，保證礦山環境的平衡和穩定性。利用有效的措施和科學的技術手段大大降低地下水對礦山開采產生的不利壓力。有些礦山自身就存在一些不穩定因素，因而在開采以前，有必要對這些不穩定因素進行合理分析，尤其是其對開采順序的影響，是否會對礦山基礎造成不利。不管是哪一種礦山水文類型，均會導致山體開裂或崩塌。其結果會導致巖土體發生一定位移，一旦超過巖土體的強度限值就會導致各種礦山環境問題。特別是對地下水文地質方面，必須詳細勘察開采區域的現場狀況，保證工程順利開展。

4 結語

本文對極復雜水文地質條件對礦產資源開采順序的影響進行分析，依托礦山開采過程中的安全生產要求，根據復雜水文地質條件，實現本文研究。希望本文的研究能夠為極復雜水文地質條件的勘探以及礦產資源的開采提供理論依據。