基于礦山資源開采水文地質問題探討

李恒猛

（山東省第六地質礦產勘查院，山東 威海 264209）

1 水文地質概述

對地下水進行科學合理的應用，能夠降低礦山開采過程中，不穩定因素的出現幾率，控制好危險事件。另外，對于礦層地質內容的深入性研究，同樣屬于地質工程內容。實際礦山開采時，由于自然條件的變化，含礦特質和地下水運動情況等，均會對后續井下開采產生影響，倘若無法進行全面的勘測操作，將會對后續開采工作產生影響。當前，從地質勘測過程中也能了解到，人們對水文地質問題不夠重視，只是對地下水資源進行簡單了解，很可能為后續操作留下安全隱患，無法讓人民群眾生命和財產安全得到保障。

2 礦山資源開采水文地質問題研究的重要性

從礦山地質勘察角度來說，水溫地質勘測具體十分重要的意義，尤其是在水溫地質勘測上，需要對地下水資源實際情況進行充分了解，降低整個開采過程地質風險出現幾率，降低生態環境破壞程度，意義非常明顯。

2.1 強化采礦工程的安全性

從水文地質問題研究過程中能夠看出，相關工作人員首先要做的就是對地下水進行全面研究，將具體情況明確，設置合理的開采計劃。在此過程中，能夠有效降低安全隱患問題的出現幾率。倘若地下水位處于較低狀態，土壤也會保持松軟狀態，自身承載能力大幅下滑，這對于地面建筑工程建設會造成研究影響，最終演變成無法預料的安全事故。因此，相關工作人員需要對水文地質問題提高重視程度，讓采礦工程始終處于安全狀態，強化建筑物整體穩定性，降低資源浪費數量。

2.2 施工質量評價

實際水文地質勘察工作執行時，可以在一定程度上確保礦山施工處于有效狀態，及時發現一些安全隱患所在，并采取針對性的解決措施，將問題全面解決。除此之外，工作人員還要對采礦工程質量進行評估，生對施工人員培訓工作的重視程度，使其保持在較高的專業水準之下，這也是后續工作順利開展的前提條件。

3 礦山資源開采中常見的水文地質問題

3.1 地表沉陷

地表沉陷屬于是礦山資源開采過程中最為常見的土地破壞問題之一，沉陷事故出現之前，往往也會出現一些征兆，例如工作人員會在地面上發現很多裂縫，巖層也會呈現出錯動現象，再加上開采力度的提升，地表裂縫越來越明顯。除此之外，該類問題也會對周圍地面和區域產生極大威脅。例如，在2012年云南省某地鉛錫礦開采時便出現了該問題，主要是由于過度開采所引發的，地表沉陷幅度較大，最終演變成嚴重的安全事故，導致5人失蹤，為企業帶來極大經濟損失，以及不良的社會影響。

3.2 頂板冒落

從相關數據統計中能夠看出，煤礦事故大約有43%左右是由頂板冒落事件引起的，該事故形式也被納入到礦山資源開采監督管理組織重點工作內容之中，屬于是當前礦山開采水文地質問題中急需解決的內容。例如，在2013年云南省某煤礦出現了頂板冒落問題，受下落巖石影響，導致4名礦工遇難，因此，各個煤礦企業需要對頂板冒落問題提高重視程度。

3.3 地下水災害

隨著礦山開采工作的延續，開采深度也逐漸提升，此種作業環境之下，很容易出現地下水災害問題。例如，在山東萊蕪某煤礦開采時，其中一個礦區便出現了嚴重的地下涌水問題，導致29名礦工當場死亡。相比之下，該種地下水災害在礦山資源開采過程中極容易出現，具體表現為井下涌水、突水淹井以及井下泥石流等等，一旦出現該種災害，很難在短時間內采取有效的應對措施。

3.4 其他問題

除了上述幾種常見的水文地質情況之外，在實際礦山資源開采工作中，還會遇到深部巖爆、露天礦山排土場失穩以及露天礦高陡邊坡失穩等問題，同樣會對礦山安全作業產生影響。為此，在礦山企業生產時，需要對礦山資源開采工程進行深入性研究，做到將安全隱患全部消除，進而為后續工作的開展創造更多有利條件。

4 礦山資源開采水文地質問題的治理措施

4.1 地面控制技術

首先，建立統一坐標系和高程基準。想要真正實現二者的有效設計，工作人員可以根據1980背景坐標系和1986黃海高程基準進行，之后還要保證地面測量控制系統和井下測量控制系統處于統一狀態，讓礦山測量數據控制網顯得更加完善。其次，進行控制網的有效布設。在此過程中，工作人員需要考慮好礦山自身所在的地理位置和地形條件特點，將控制網基本等級展示出來，在實際GPS選點時，還要保證視野開闊，周圍不存在大面積積水或者是大型建筑物等，否則會對信號形成反射干擾。另外，最好在接近井點和采區位置設置控制點，將礦內外聯系和露天礦場特點表現出來。在高程控制測量上，工作人員應提前布設好水準網，并使用光電測距三角高程測量手段，讓水準網誤差始終保持在20mm左右。如果聯測位置十分偏僻，可以應用GPS擬合高程進行，將此作為礦山開采區高程基準點。最后，執行導線和施測布設操作，應用閉合差在1/4000以內的閉合導線，對誤差和方位角閉合差進行全面控制，借助于往返進行的形式，明確井下觀測站邊長以及高程。

4.2 采場布置

首先，對礦井井口點進行合理標定，實際礦山資源儲量檢測時，工作人員需提前明確測量井口的坐標內容，與地面控制測量所布置的控制網結合在一起。除此之外，在實際控制網經緯儀中，引入測量井口坐標信息，此時，如果控制網處于不完善狀態，工作人員應借助于GPS方式進行，實現對點位的全面測定。其次是對巷道和回采工作面進行定向測量，所謂定向測量，主要是通過一井或者是兩井定向方式，將控制點位定向誤差明確。對于巷道定向測量，則是借助于經緯儀實現巷道內測量操作，并將腰線標定出來，但由于巷道面積限制，工作人員也可以改用羅盤。在回采工作面測量上，主要以控制導線為基礎，分清定向豎直或者是傾斜巷道，分出水平逐級定向，最終將測量結果誤差呈現出來。最后，管理者還要根據最終測量結果，將平面圖和剖面圖繪制出來，明確工程基本規格，如開采基本量等等。隨后進行碎步導線敷設，如果周圍沒有磁性物質影響，可以應用羅盤記性碎步導線敷設，實際導線長度應控制在20m以內，磁方位角也要設置在導線兩端，之后進行分別測量，將差值控制在2°以內。

4.3 礦山基本礦圖繪制

想要完成礦山基本礦圖繪制，相關工作人員第一步要做的就是將地下礦山基本礦圖信息呈現出來，這也是井上區域地形圖表現的一種形式，具體涉及到的內容有煙囪、水塔、高壓輸電線、低壓輸電線和圍桿以及通訊線等等。之后對井下和井上對照圖標識出來，使其處于井田范圍內，做到地面地形、地物和井下巷道的有效統一，將其呈現在同一張圖紙上，并標注好井下和井上之間的對應關系。其次，在采掘工程平面圖設計上，需要繪制出開采煤層巷道以及回填工作面和發火區等，最好做到一月繪制一次。更為重要的是，在露天礦山基本礦圖繪制上，相關工作人員可以根據礦山測量精度和和頻率，將礦田區域地形圖和工業廣場平面圖等內容呈現出來，讓排土場平面圖和防水系統圖等內容始終處于完善狀態。

4.4 礦區范圍監控

首先，工作人員需要設置合適的參考站，實現相關儀器的中和整平操作，看電源、天線等是否處于正常運行狀態，之后測量兩次參考站接收天線高度，看其是否滿足限差要求，調節參考站定向指北線偏離范圍，以及有限設計天線的標志位置，保證整體裝置與實際要求相符。其次，對流動展數據進行采集，并通過流動站明確礦區拐點位置的三維數據，采集時，工作人員需要盡可能控制接收天線流動桿穩定狀態和垂直形態，降低誤差問題的出現幾率。再次是對內業進行處理，將測量和采集數據轉移到電腦軟件之中，然后通過成圖軟件，與地形地質圖結合在一起，根據實際礦山規模和礦區面積，確定礦區范圍圖比例尺，讓圖名、圖框和拐點等得到有效統一。對于礦區范圍坐標，工作人員可以選擇3°帶國家坐標系中的坐標規則，讓拐點得到有序編號，以順時針為主，按照順序進行，之后利用阿拉伯數字標注出來。

4.5 強化整體勘察操作的重視程度

礦山企業除了保證穩步發展之外，還要盡可能提升對水文地質勘察工作的重視程度，這也能夠直接影響到水文地質勘察工作的投入情況，以及最終問題的處理效率。所以說，在實際礦山開采過程中，工作人員應積極意識到水文地質勘察操作可能存在的問題，以及問題能夠帶來哪些危害，強化工作人員對該方面的認知。除此之外，實際礦山開采期間，管理者要在初始階段準備好相應的勘察資金，投入更多的人力物力，這也是確保水文地質勘察質量的前提所在，控制好礦山開采過程中風險問題的出現幾率，讓企業始終處于良好發展狀態。

5 結論

綜上所述，從礦山資源開采過程中能夠看出，水文地質問題主要涉及到的內容有地表沉陷、地下水災害等等。在實際開采時，管理者不僅要重視工程安全和質量情況，同時還要明確采礦操作對周圍環境的影響，與具體地質情況相結合，制定合理的控制措施，盡可能將礦山開采事故保持在最低狀態。