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摘要 ：矿山作为大自然的馈赠，是非常重要的资源，也是我 国工业发展的基础，例如，矿产资源可用于熔炼锻造行业、发电 行业等，铁铜铝等一些金属矿资源可提炼出社会所需要的钢材、 铜料等建设原材料， 因此，矿山资源对于我国经济发展有着至关 重要的作用。但是，由水文地质因素所造成的灾害也数不胜数， 其严重阻碍了矿山开采的进度。地质研究人员需要从各类水文 地质因素开始研究， 分析它们对矿山地质的影响， 这样才能制定 出一系列的防范措施，进而减轻水文地质因素对矿山地质的影 响，提升矿石的开采进度。本文简要概述水文地质条件，并结合 笔者多年的从业经验，详细分析了水文地质因素对矿山的影响， 并提出了几点防范措施， 希望能给矿山开采从业者一些帮助。
关键词 ：水文地质,矿山地质灾害,不良影响,防治措施
水文地质因素是引发矿山地质灾害的前提，如若在开采矿 山之前，没有详细调查其周围的水文条件，在开采过程中，就会 由于缺乏针对性的防治措施而造成矿山崩塌、地面沉降、污染地 表水源等矿山灾害， 从而直接威胁到采矿工人的生命安全， 或是 影响矿山周围的生态环境，引发一系列的不良连锁反应。因此， 在矿山勘测时， 工作人员就需要开展矿山水文调查， 详细了解水 文条件， 然后结合矿山专家的研究成果， 针对矿山的实际水文情 况和可能发生的地质灾害， 制定出相应的防治措施， 才能有效避 免矿山水文地质灾害。
1 水文地质条件概述
水文地质条件所勘测的主要目标是地下水，它的变化将会 对矿山造成一定的影响，故而勘测人员要研究该地区地下水的 形成和分布，并充分掌握地下水变化的规律，如水流速度、水流 量、涨水周期、水质状况等一些关键数据的变化。在实际的勘测 过程中，地下水的分布十分复杂，其流经情况也在随时变化，一 旦该地区的地质结构有所变化，也将会影响水文的变化，故而， 地壳的运动与矿山的开采都会在一定程度上受其影响。因此， 开 采矿山之前，勘测人员必须要提升对该地区的水文地质调查力 度，提前做好防治措施，阻止地质灾害的发生。一般情况下，矿 山都分布在荒郊野岭，其施工进度和质量都会受到该地区自然 环境的影响，在开采过程中，也会存在诸多的不确定因素，特别 是水文条件的变化难以预测，如若在施工时地下水位发生大幅度变化， 这就增加了矿山地质灾害的概率， 直接危害到采矿和施 工人员的生命安全， 也会对矿山的稳定性造成影响。
2 水文地质因素对矿山地质的影响
随着我国科技的高速发展，地质行业也得到了相应发展，通 过对水文地质调查分析，能够越来越深入地了解采矿区的地质 条件， 间接为矿山地质灾害的分析报告提供依据， 为防治矿山灾 害提供了基础，从而促进我国矿山开采行业稳定、可持续发展。 笔者结合前人的研究成果以及个人的工作经验，详细论述了水 文地质因素对矿山灾害的影响。
2.1 砂土液化
在水文条件的影响下，砂土会发生液化现象，原本松软、细 腻的砂土会在水文因素的破坏下逐渐发生液化，变化为液态土。 一般情况下，在剧烈的地壳运动中，砂土受到外力的挤压，其密 度会越来越大，变得更加密实，这就给孔隙水带来非常大的压 力，在长时间的挤压下，砂土的孔隙率会越来越高，就会逐渐发 生液化。在不同的水文地质情况下， 其液化的进度和程度也会有 所不同， 对于矿山的破坏性也会存在差异性。对于海拔较高的地 区，矿山受到水文地质的影响也会放大， 而砂土自身的保水能力 不够强，在长时间的地质活动中，其水分会逐渐流失，从而致使 砂土越来越容易液化。
2.2 地面沉降
地面沉降一般都是由于分散介质受到外力的强烈作用，而 使得上部地质层发生定向运动的情况，也就是说，多种物质受 到外力的作用使得上部地质结构发生下沉。从地质结构角度分 析，地面下沉的主要原因是地质结构和土壤结构的疏密度差异 巨大， 上层的土质结构密度大， 一旦受到地质变化或是水文变化 的影响， 就极有可能发生下沉现象。地面沉降的影响因素可分为 两类 ：第一类，自然因素，由于水文地质活动的平衡被打破，引 发一系列的连锁反应， 破坏了该地区的地质结构平衡， 从而导致 地面发生沉降， 使水文活动失去平衡， 是极为少见的现象 ;第二 类，人为因素，在矿山开采过程中，忽略对水文地质产生的负面 影响，采用爆破、深挖等活动，致使该矿山的水文地质结构遭受 破坏，从而失去的平衡，导致地面下沉。如若没有对矿山的水文 地质条件进行详尽的调查， 盲目的爆破开山， 极易扰乱该地区的水文地质平衡， 引发未知的地质灾害， 而矿山大部分的地质灾害 都是人为造成的。
2.3 含水层结构破坏的影响
在矿山盲目的开发过程中，开矿人员极易破坏掉地下水的 含水层，含水层具有含水、导水、隔水等功能，如若开矿人员没 有注意含水层的位置以及相应的结构，就有可能干扰到水动力 层面的活动，从而破坏含水层的整体结构，引发矿山地质灾害。 含水层结构破坏形式分为以下三类 ：第一类，含水层由工人挖 开的裂隙进入到采空区，导致底板突水 ;第二类，矿井的建设， 直接将含水层暴露出来 ;第三类， 施工人员拓宽了导水裂隙， 导 致矿井被含水层侵蚀。这些开矿方式都会破坏掉矿山覆岩，致 使含水层加快渗漏，如若岩层被贯穿，就极有可能造成地面塌 陷，或是在地表形成拉伸裂隙，地下水也会侵入到塌陷区，造成 积水， 从而危害到矿石施工人员的生命安全。当含水层遭到破坏 后，就会不断的进行排水，从而形成地下水降落漏斗，漏斗面积 会随着开矿的深入而不断的增大，对矿山内部造成严重的破坏， 进而引发滑坡和崩塌灾害。
2.4 水位变化的影响
在矿山开采过程中，一般都会遇到水漫矿井的问题，而开矿 人员都会采用抽排的方式，导出地下水，然后继续作业，这会严 重破坏该区域地下水的平衡，致使地下水的水位不断下降，从 而导致附近地下水的枯竭，进而影响该地区的工业用水和农业 用水。当闭矿停止排水后，地下水仍在发生着变换，开始会向含 水层的介质回灌， 让断层的导水性能发生改变， 同时含水层的排 水、径流、补给都会发生相应的变化。地下水都是经过长期的发 展变化而达到平衡稳定， 一旦人为破坏水文地质条件， 其平衡将 会被打破， 地下水的流场形态也会被改变， 平衡的水流将会变得 湍急，向着排泄口垂直流动，致使矿区被地下水冲击和淹没，从 而影响矿区的安全生产。水位变化一般分为两种， 水位上升和水 位下降， 前者会改变地表土壤的酸碱性， 对植被作物的生长极为 不利， 同时也会腐蚀矿山的建筑物， 后者会导致地下水对土体的 承载能力大大下降， 致使山体滑坡或是崩塌。
2.5 地下水压力变化的影响
与地下水位类似，地下水压力也会维持在一个平衡的状态， 正常情况下， 对地表层不会产生破坏。然而随着人类的活动不断 地扩大，就会逐步打破这一平衡，如矿山过度开采、过度灌溉等 等，让地下水压力不断地变化，对地质结构造成破坏，从而影响 到地表层。在开矿过程中，地下水压力失去了平衡，就会对矿山 土层造成破坏，例如，粉土层遭到地下水的强烈冲击后，就会造 成流砂现象， 导致矿山山体移位和变形， 山上居民和开矿人员的 生命安全将难以得到保障，开矿作业也会停滞不前。因此，地下 水压力的变化会严重影响到矿山的安全生产， 在开矿作业， 地下 水监测人员一定要做好相应的记录，时刻关注地下水压力的变 化， 同时也要做好相应的应对策略， 一旦地下水压力突破正常范围，就必须立即疏散山上居民， 同时做好施工人员的保护措施。
2.6 矿体内部构造崩塌
矿体内部构造崩塌是非常危险的地质灾害，其破坏程度巨 大，能直接危害开山人员的生命安全， 其主要是受到水文地质因 素所影响， 同时矿山的内部结构又含有大量的碳酸碳物质， 从而 致使内部结构容易崩塌。正常情况下，科学、合理地开采，矿体 内部是处于一个安全稳定状态的，反之，就会破坏地下水的流 经情况， 改变它们的流向， 一旦地下水开始冲击相对疏松的岩土 层，它的强度和韧性将会不断下降， 其地质结构的稳定性就会逐 渐被打破， 从而致使矿体内部构造在某一段时间内发生崩塌。
2.7 水文地质腐蚀性
地下水体中含有大量的硫酸根离子和氯离子，具有较强的 腐蚀性。当硫酸根离子含量超出正常标准时， 就会腐蚀矿井内的 一些工程建筑， 地下水位一旦快速上涨， 矿井内的设施将会处于 强腐蚀性环境， 如若地下水位长期不退， 就会逐渐腐蚀破坏一些 工程结构， 其耐久性和使用寿命都将会大大降低， 从而为施工人 员的生命安全埋下隐患。当硫酸根离子和氯离子都超过正常范 围时， 金属材料表面的保护层会逐渐被氯离子所破坏掉， 而硫酸 根离子则会使金属材料产生锈蚀。金属材料出现锈蚀会引发诸 多的不良影响，例如 ：腐蚀会导致金属材料的截面积越来越小， 其承载能力也会随之被削弱， 致使开矿支架不稳定， 增加其倒塌 的危险 ;对于混凝土钢筋结构的矿山建筑，腐蚀物体积的增加 会导致混凝土出现分层、破裂的现象， 为矿山的崩塌埋下隐患。
2.8 影响矿井安全生产
对于矿井的安全生产，水文地质资料的准确性具有非常重 要的意义。就目前矿难原因而言，大部分都是由透水事故、矿井 失火、顶板塌方等灾害导致， 而这些都与矿山的水文变化情况有 关。如若水文地质资料不够准确， 那么矿井作业的危险系数将会 有所增高，例如 ：设计人员错误设计开凿方向，在深入矿区时， 凿穿了地下水道，就会发生透水事故 ;如若施工人员破坏了岩 层受力结构，而又没有对矿井进行稳固，就会造成塌方，这些情 况都将会对直接威胁到施工人员的生命安全。因此， 在矿井作业 作业之前，勘测人员必须收集有关该地区详细的水文地质资料， 并详细的了解矿井隔水层和含水层的真实情况，以及地下水径 流规律以及涨水落潮的特点， 以便能阻止矿难的发生， 或是预测 矿山的水文变化， 提前做好准备， 从而保证矿井的生产安全。
2.9 露天滑坡
在矿山开采过程中，露天滑坡也是比较频发的地质灾害，其 主要还是受到了水文地质条件变化的影响，致使矿山结构发生 改变，致使山体滑坡。通过实地调研和多方面的资料分析，笔者 总结以下几点原因 ;其一， 由于矿山勘测数据的误差， 设计人员 的开采方案出现了严重的失误， 导致山体结构有所变化， 从而引 发山体滑坡 ;其二， 在开采深层矿产时， 开采人员缺乏专业的判 断，破坏了重要的岩层受力点， 导致上部分的覆岩层受力发生了改变， 从而造成矿山上部的岩土往下倾倒 ;其三， 施工人员破坏 了地下水的平衡， 让其进入了滑坡的裂面内部， 导致地质疏松的 土层往下滑坡。
2.10 地基变形
在水文地质因素的影响下，其附近的地基也会发生形变，尤 其是软土地基更易发生形变。软土地基本身结构不太稳定， 其又 具有触变特性， 当软土受到强烈的震动之后， 内部结构就会遭到 破坏，再加上地下水的冲击，它的强度只会越来越小，而没有受 到水文影响的软土地基，其孔隙水压力比较大，强度比较高，在 两者强度不均匀的情况下， 地基就会发生形变。
3 矿山水文地质灾害的防治措施
3.1 做好水文预报工作
水文地质的变化是导致矿山灾害的重要因素，如若没有完 整掌握水文分布情况及其规律，就会发展为不确定因素，其突 发性往往都会造成巨大的损失。因此，水文地质研究人员必须 要清楚了解到该地区的水文变化情况， 并根据相关的推演计算， 预测出地质灾害发生的时间，从而能提前做好防护措施，降低 地质发生的概率， 减轻地质灾害的破坏性。首先， 勘测人员需要 采集矿山水文地质数据信息，并且还要收集该矿山的地质灾害 资料，其次构建出该矿山地质灾害的模型，同时分析影响地质 灾害各种因素的权重，一旦水文地质参数出现异常，就有可能 会发生地质灾害。最后，矿山地质灾害研究人员可以借助计算 机网络， 搭建地质灾害预报平台， 借助小型的水文探测器， 收集 水文变化数据，然后依靠云计算快速推演出地质灾害发生的概 率，一旦超出正常范围， 就立即向工作人员发出警报， 并提供详 细的位置信息。
3.2 灾时监测
针对水文地质变化的影响，矿山地质灾害频发的地区应该 做好实时的监测管理， 利用目前信息科技技术， 采用物联网的形 式，将各种水文监测传感器汇聚连接在一起， 这样就不需要人工 进行勘测， 管理人员只需要在后台获取水文数据信息， 就可以掌 握水文变化的规律。例如，在丰沛区域，一旦监测到地下水位上 涨，或是水压变大的情况，就需要积极做好地下水导水工作，将 水位维持在正常范围内。
3.3 钻孔透视技术
在开矿作业之前，勘测人员可以利用钻孔透视技术，探测矿 山岩层结构和水文状况。钻孔透视技术主要是利用了无线电透 射原理，其电波能穿透岩层，并且会遇到障碍物会反射部分能量，遇到不同类别的岩土或是水层， 其返回无线电的能量和频率 都会有所差别， 最后利用这些差异， 分析出矿山地质的结构组成 以及含水层的具体情况， 判断出溶洞与通道所在的位置， 从而保 障矿山安全生产。
3.4 对比抽水试验
为了能详细勘查矿山的水文情况，工作人员可以采用对比 抽水试验法， 科学推断出矿山含水层的具体情况。由于有些含水 层难以进行抽水观测， 那么只能使用对比抽水试验法， 首先将矿 山内部的含水层科学划分为不同的含水组，再对它们进行抽水 试验，如若主控位和抽水观测孔同时位于没有封闭的钻孔的两 边，则需要对原孔中的不同含水层组的水质、水位变化、水压大 小等进行检测，而且不同的含水层需要多次从不同的观测孔进 行抽水试验， 以确保水文数据的准确性。
3.5 及时修复矿山地质结构
对于矿山地质结构严重破损的区域，应该及时进行修复，以 减少滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害，如果是已经坍塌过一次的 矿山，更要引起重视及时修补，稳固山体结构，避免二次崩塌。 为了保障施工人员的安全，在地面裂缝较大的地区应该设置刺 丝围栏和警示牌，同时对塌陷裂缝地区及时填充土层，以稳固 矿山结构， 并且还要修建抗滑挡墙， 在山脚修建修筑拦渣坝和挡 墙，减轻露天滑坡或是泥石流灾害的破坏性， 也可以进行植树造 林，稳固矿山土体， 避免雨水对矿山表层的冲刷， 影响矿山地质。
3.6 实施废水废弃物的资源化管理
在矿山开采的过程中，也会产生大量的废弃物和污废水，不 仅会污染周围的环境， 还会污染地下水体， 故而开矿单位应该建 立废水废弃物资源化管理体系，实现绿色开矿的目标。首先，开 矿单位应该制定相关的排放标准， 特别是废水的排放， 达标后才 能向外排放，废物应该收集起来统一处理。对于矿区内的供水 井，需要采用封堵措施，一般都会采用自下而上的注浆封堵，水 压测试达标，才能确保封堵效果，从而避免污水串层，扩大污染 范围， 其中最主要的是对分水岭处的供水井进行封堵。
4 结语
总之，矿山开采业的发展能促进我国经济的腾飞，是社会工 业化发展中不可或缺的部分，而水文地质因素与矿山开采条件 息息相关， 故而相关部门应该重视对水文地质因素的研究， 并且 要鼓励业内人士积极开创出有效的防治措施，降低矿山地灾发 生频率， 从而促进我国矿山行业的繁荣发展。
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