巖溶礦山環(huán)境水文地質(zhì)問題及地質(zhì)環(huán)境破壞的評估探究

宋自勉

（廣西壯族自治區(qū)第四地質(zhì)隊(duì)，廣西 南寧 530000）

隨著社會生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，礦山產(chǎn)業(yè)也在不斷發(fā)展，礦山的開采面積、深度不斷擴(kuò)大，開采力度的加強(qiáng)導(dǎo)致礦山環(huán)境問題頻發(fā)且影響越來越大。為了改善生態(tài)環(huán)境，越來越多專家學(xué)者對礦山水文地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行了分析和研究[1]。本文以架電礦區(qū)為例，對巖溶區(qū)礦區(qū)的氣象水文、地形地貌、含水層、地質(zhì)構(gòu)造等進(jìn)行分析，根據(jù)礦區(qū)具體的水文地質(zhì)條件和地質(zhì)環(huán)境，對礦山開采可能引起的環(huán)境水文地質(zhì)問題和地質(zhì)環(huán)境破壞進(jìn)行評估預(yù)測。

1 礦區(qū)概況

架電礦區(qū)位于平南縣北部，屬巖溶區(qū)。礦體有兩種產(chǎn)出形式，一種呈層狀、似層狀賦存于白云巖相中，礦體平均埋深約100m；另一種呈脈狀賦存于礦區(qū)內(nèi)出露的近南北向斷裂中。

賦礦巖性為中泥盆統(tǒng)四排組-應(yīng)堂組的白云巖及碎裂狀白云巖[2]。礦區(qū)褶皺發(fā)育，成軸向近東西的平緩背斜，兩翼對稱，沿走向、傾向常呈波狀起伏；所發(fā)育斷裂為一條具壓扭性逆斷層。

2 礦區(qū)水文地質(zhì)條件

2.1 氣候及地貌特征

礦區(qū)所在屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均降雨量1738.7mm。回龍河在礦區(qū)西北部流入，經(jīng)礦區(qū)向南東流出礦區(qū)，匯入西南部的烏江。地貌特征為饅頭殘丘狀，丘間為起伏平緩的波狀地形，屬巖溶平原，地形平坦開闊。地表水系呈樹枝狀分布。

2.2 巖溶特征

礦區(qū)巖性由中泥盆統(tǒng)四排組-應(yīng)堂組的白云巖、含炭質(zhì)泥質(zhì)礫狀灰?guī)r或含炭質(zhì)泥質(zhì)灰?guī)r夾少量泥巖，含炭質(zhì)泥質(zhì)礫狀灰?guī)r、含炭質(zhì)泥質(zhì)灰?guī)r組成；為礦區(qū)的主要含水層。巖溶現(xiàn)象發(fā)育垂向分布差異較大，受構(gòu)造影響巖溶及裂隙發(fā)育呈不均一性，存在淺部巖溶強(qiáng)發(fā)育帶和局部層間脈狀承壓含水帶，分布在成礦層位，屬巖溶富水帶，富水性中等，導(dǎo)水性良好。

2.3 地下水類型

碳酸鹽夾碎屑巖溶洞裂隙水為礦區(qū)內(nèi)主要地下水類型，水量豐富，補(bǔ)給來源是大氣降雨和松散巖類孔隙水下滲補(bǔ)給及碎屑巖構(gòu)造裂隙水的側(cè)向補(bǔ)給[3]。通過巖溶裂隙系統(tǒng)匯集，以隙流方式向低處徑流，最終泄入潯江，具有循環(huán)深度大，補(bǔ)給途徑長的特點(diǎn)。

2.4 礦坑充水特征

礦坑突水水源主要有地表回龍河水、地下水、斷層破碎帶水、采坑積水等。主要通過采空導(dǎo)水裂隙帶、斷層破碎帶、冒落裂隙帶、封閉不良鉆孔對礦坑直接充水。

3 礦山地質(zhì)環(huán)境評估

3.1 礦山開采地質(zhì)環(huán)境預(yù)測評估

（1）礦區(qū)采取巷道開拓系統(tǒng)開采，必將形成采空區(qū)，引起巖體應(yīng)力重新分布，在重力作用下，頂部基巖及圍巖可能會發(fā)生移動和變形，引起地表發(fā)生下錯、移動，引發(fā)采空區(qū)塌陷、地裂、地面沉陷。

（2）礦區(qū)開采需進(jìn)行疏干排水作業(yè)，將打破原有地下水流場的平衡，加劇地下水的滲流速度，引起劇烈的地下水活動，引發(fā)巖溶塌陷。

3.2 礦山開采引發(fā)的環(huán)境水文地質(zhì)問題評估

（1）礦區(qū)開采活動排出的礦坑廢水、選礦廢水、廢石場淋濾水一旦泄露，將通過地表土體孔隙和巖石裂隙下滲污染地下水及土壤；或排放到地表水中，造成回龍河的污染。由于巖溶現(xiàn)象發(fā)育分布差異較大，受構(gòu)造影響巖溶及裂隙發(fā)育呈不均一性，污染廢水?dāng)U散呈無規(guī)律性、無確定性，造成污染的后果和防治的困難程度較其他非巖溶區(qū)礦山嚴(yán)重。

（2）礦區(qū)地下水賦存的碳酸鹽巖夾碎屑巖含水巖組，透水性中等，水量豐富，地下水位埋藏不深，地下開采疏干排水水位降深和抽排量巨大，會造成礦體附近區(qū)域地下水水位的大幅度下降，破壞當(dāng)?shù)睾畬樱绊懏?dāng)?shù)鼐用裆a(chǎn)、生活用水。

（3）礦山建設(shè)區(qū)內(nèi)地表巖溶發(fā)育，巖溶坍塌分布廣泛。引發(fā)坍塌的原因有兩種，一是由于自然原因，即熔巖空間內(nèi)由于水壓和氣壓等因素的變化引起力學(xué)效應(yīng)；二是人為因素導(dǎo)致的，即工程建設(shè)時引起的地下水疏干，導(dǎo)致地下水變化波動，使巖溶豎向管道出現(xiàn)潛蝕和真空吸蝕作用，這樣熔巖管道無法正常發(fā)育，地表的土體重力作用下就會出現(xiàn)塌陷。

3.3 礦山開采對環(huán)境的破壞評估

（1）礦區(qū)內(nèi)分布的土地類型主要為水田、旱地，礦山開采活動對原水田、耕地進(jìn)行開挖平整、臨時占用等，不可避免破壞自然和諧的地形地貌景觀和占用耕地資源。

（2）破壞地?zé)豳Y源。礦區(qū)建設(shè)區(qū)域的地?zé)豳Y源是十分豐富的，集中在背斜兩翼。背斜兩翼既是良好的儲水構(gòu)造，也是良好的地?zé)醿涞貐^(qū)。要想進(jìn)行礦山建設(shè)和礦下資源開采就必然會破壞地?zé)醿洌斐蓛δ軛l件改變，而且這種破壞不可逆轉(zhuǎn)。所以礦山開采如果不經(jīng)規(guī)劃就會導(dǎo)致地?zé)豳Y源極大浪費(fèi)，但是隨著生產(chǎn)和生活需要，近年來流量急劇減少。

4 結(jié)語

礦區(qū)開采施工過程中每個環(huán)節(jié)都有可能會引發(fā)水文地質(zhì)環(huán)境變化，而且每個不科學(xué)、不合理的開采都會直接或者間接導(dǎo)致礦區(qū)生態(tài)環(huán)境變化和破壞礦山安全狀態(tài)，進(jìn)而影響礦區(qū)的整體經(jīng)濟(jì)效益。

礦區(qū)生態(tài)環(huán)境遭到影響會導(dǎo)致礦區(qū)周邊環(huán)境也遭到不利影響，影響居民正常生活。本文旨在重點(diǎn)介紹巖溶區(qū)礦山的水文地質(zhì)特點(diǎn)，以及對礦山地質(zhì)環(huán)境預(yù)測評估開采過程中，會對環(huán)境產(chǎn)生不良影響的因素，希望會對我國礦山環(huán)境改善有積極影響。