復雜地質環境下礦井水文地質條件對礦山安全生產的影響研究

楊能上

（山東省第一地質礦產勘查院，山東 濟南 250000）

礦區開采技術的不斷創新在一定程度上提升了市場對于礦產資源的需求量，基于當下社會經濟的不斷前進，工業需求能源量同步提升。地質是指自然形成的地面表層下的堅硬巖殼層，是地殼不斷變遷的產物，也是地球不斷演化的成品，地質環境是大氣自熱環境的一種，主要由巖石圈、生態圈、大氣圈等構成，在長期的發展過程中，不同層面之間不斷進行能量之間的交換，形成了一個相對開放的系統[1]。水文地質的形式與地下水之間存在之間的關系，主要指與地下水構成、流向、變化等規律相關的總稱，包括水流的供給、質量的檢測等。礦區的生產文明與該地區的生態文化、水文地質條件息息相關，并隨著人類生產活動的變化而發生變化。在水文地質條件不斷變化的過程中，產生的地殼變遷作用、水質污染現象等，均會對礦山安全生產造成一定程度的威脅，影響礦產資源的開發進度，對于不同結構的特殊水文地質條件，會對其生產造成不同層面的影響，并已經受到了有關部門的重點關注，礦井水文地質條件勘探的不準確，常會導致礦產資源開采、礦山生產中的地質塌方，抑制整體自然環境的可持續發展，且已成為了礦產行業生產中面臨的最主要的問題。

1 復雜地質環境下礦井水文地質條件對礦山安全生產的影響研究

為了降低礦井水文地質條件對安全生產的抑制作用，結合上述提出水文地質條件分析，下述將基于復雜地質環境下，從3個主要方面，開展礦井水文地質條件對礦山安全生產影響的詳細研究。

1.1 規范礦山安全生產流程

基于復雜地質環境下，設計礦山安全生產流程，在整體設計初期階段，礦井的水文地質條件檢測全程貫穿，且起到了較為重要的作用，尤其在實施過程中，水文地質條件的主要內容有：分析安全生產是否符合綠色開采原則；采礦工藝是否規范；生產流程中是否存在污染環節等，結合礦井水文地質條件的檢測，完善礦山安全生產流程[2]。如下圖1所示。

圖1 礦山安全生產流程

如上述圖1所示，結合水文地質體的檢測，可清楚的掌握生產工程的始末階段，并完善生產圖紙設計過程中的數據部分，依照地下水的流向與流速，繪制礦產資源生產圖紙，并依照圖紙設計礦區資源開采過程，實時檢測安全生產流程，根據水文地質條件的變化觀察巖石層沉降數據，檢測其是否存在礦體移動，記錄沉降數據與移動位移，規范安全生產流程。

在礦山安全生產過程中需要對礦體內部巷道實施全面的檢測與挖掘，礦井水文地質條件在該部分中發揮了十分關鍵的作用，當礦區內部巷道挖掘延展至50m～80m深處時，為了避免巷道開采偏移，可利用多棱鏡對內部地質條件變化實施檢測，調整巷道方向，多次測量間距，為礦區安全生產提供真實檢測數據支撐。若在礦山安全生產過程中遇到生產治理方面的問題，可結合開采區域的水文地質條件，提出適應礦區環境可持續發展的生產計劃，在復雜地質環境下檢測所有水文數據，完整記錄數據與統計值，并將挖掘生產后的礦產資源規格與檢測圖紙一并交付給有關安全生產部門，分析區域地下水與地質條件發展現狀，實時改進生產工藝。

礦山安全生產是礦井調研單位的主要研究方向，需要對礦區現場數據與礦井水文地質等條件實施精準化的監測，才能在生產中按照標準規格提出規范化的生產流程，以此表明了在復雜環境下，礦井水文地質條件對礦山安全生產存在一定促進作用[3]。

1.2 提高礦產資源合理化利用程度

基于復雜地質環境下礦井水文地質條件，在礦產資源安全生產合理化利用方面同樣發揮了重要的作用，對水文地質的研究主要在于指導礦區再生資源的平衡發展，結合區域地質情況，實施資源的生產可高效率的降低開采中對礦石造成的損壞，避免造成資源的浪費與土地的貧化[4]。盡管資源浪費是由多方原因造成的，但在實際研究過程中發現水文地質對其造成的影響較大，只有完善了礦經水文地質的監測環境，改善水文地質向下發展的趨勢，才能有效的提升礦區安全生產效率。水文地質條件對其造成最為直接的影響是，在生產中由于采礦點選擇不精準或測孔深度存在誤差，導致資源生產中礦石內摻雜大量雜質廢石，或實際所需深度的礦石未被開采。礦井水文地質條件的檢測工作主要針對巖石層與地表層移動數據的觀察，探索資源的細微移動范圍與變化規律，進而根據尋找的規律制定相對合理的安全生產計劃，一方面確保了資源生產利用的合理性，降低了資源的浪費，減少了對礦石的損失，另一方面提升了礦區生產中的安全性能，避免了由于礦井內水文地質發生變化導致的生產或開采事故發生。

在礦區安全生產中，可通過對水文地質條件的分析，設計較為合理的生產方案，嚴格遵循水文地質多種數據，提出安全生產誤差指標，及時向有關生產單位反饋生產數據，繪制較為準確的巷內資源位置，提供生產過程中精準位置數據，在確保礦產資源可持續利用的條件下，提升安全生產的效率[5]。

1.3 提升礦山生產安全性能

基于上述分析的復雜地質環境下礦井水文地質條件對礦山生產資源的影響，下述將從3個方面，詳細分析其對礦山生產安全性能的影響。如下圖2所示。

圖2 礦山安全生產常見事故

如上述圖1所示，為礦山生產過程中常見的安全事故。地表層坍塌作為礦井水文地質條件對其造成最為直接的影響，傳統的礦區開采對于地下水位的檢測常使用疏導類方式，可溶性巖石通常分布在檢測巖石層中，在復雜地質作用下，較為松散的土層受到其影響，土分子顆粒發生位移，逐漸形成隱性狀土洞，并逐步向周圍蔓延，導致礦層坍塌，若針對礦區內的地質情況無法實時獲取精準數據，會疏離對巷內地質條件的理解，危害礦區生產整體安全。

針對提出的問題，引入礦井地質條件分析，將傳統地層坍塌防御方式轉換成地下水防治方式，改變“多方位疏干”為“疏堵應用”，降低礦區生產中坑內排水量，維護了地下水資源質量的同時，降低了生產中安全事故的發生概率。

其二為礦坑突水安全隱患，由于礦產資源在開發過程中多種開采技術的應用會導致地下含水層遭到破壞，地下水由地下流至地上，被引入礦坑，抑制了礦區生產進度，為了降低涌水量，改善礦區生產現狀，定期實施生產礦區的礦井水文地質條件檢測，在地質條件較為良好的區域實施重點生產開挖，對于地質條件較差的區域實施資源保護，消除安全隱患，同時結合區域環境實時條件，搭建防水柱，設計多種防水工程，在出現突水現象前排除影響，提升礦區生產的安全系數[6]。

地表水作為水文地質的補充條件，主要由多種外界影響元素構成，包括下水積水、地表河流水等，嚴重的影響了礦區生產，導致早期布置的礦區開采線遭到破壞。定期開展礦井水文地質條件監測可有效防止排水對礦產資源造成的影響，避免其對礦區開采及生產造成威脅。

2 結語

本文基于復雜地質環境下，從3個方面開展了礦井水文地質條件對礦山安全生產影響的研究。通過本文分析可知地質條件與安全生產兩者之間存在十分密切的關系，只有加大對水文地質條件的分析，才能為礦產資源安全生產指明正確的方向。因此在后期的發展中，應創新多種水文地質監測技術，精準獲取具有時效性的地質數據，并將先進的技術應用到地質條件檢測中，將其對礦區生產的危險降至最低，為礦產資源的可持續發展提出正確的指導方向，奠定安全生產基礎。