摘要:近年来,随着我国经济的快速发展以及科学技术的进步需要资源的正常开发与利用,这也是保障社会基础设施完善的材料之一。矿山的水文地质条件是影响矿山生产效率与安全的重要因素,其复杂程度决定着矿山需要采用的安全措施等级。因此,需要对矿山的水文地质类型以及对矿山安全生产的影响进行分析,确定矿山安全生产等级,提高资源开采效率。
关键词:矿山;水文地质;勘查类型;地下矿产;开采;影响
引言
矿山开采安全问题一直是限制矿山资源利用效率的重要制约因素,也是严重危及井下采矿工人生命安全的最直接的安全隐患。我国是资源需求大国,对矿产资源的开发利用提出了较高的要求,为满足社会市场的基本需求,必需进行较大规模的开采活动。矿山开采环境是极其复杂的,不仅可能面临采空区域上覆岩层形变引起的岩爆、塌陷等事故,还可能出现因地下水而造成的突水、冒水等,而后者主要与矿山所在区域水文地质条件关系密切。因此,加强矿山水文地质类型的研究工作,有助于降低地下矿产开采的危险度。
1矿山水文地质勘查
矿山水文地质勘查的工作是要基于某个区域的水文地质条件进行的地质调查研究工作。主要是了解地质结构、地质成分因素、地表水径流、地下水流向成因等方面问题。通过一系列信息和数据,综合分析矿山工程建设施工中使用阶段可能发生的情况和产生的影响。矿山水文地质勘查工作的内容包括①水文地质测绘:收集区域地下水的资料,观测和记录地质现象;②物理勘探:寻找地下水源,确定水层位置及水流方向;③水文地质钻探:与物理勘探相结合,也用于找寻地下水,确认地下水的存在与否;④地下水动态观测:对地下水资源进行基本的调查和了解,收集地下水位、水质及水温等相关基础资料,观测时间一般为十二个月;⑤地质试验及实验室取样分析:取得相应区域的各种参数,就地质结构、化学成分、地下水水样、矿层矿样和土壤样本进行调查和实验,以获取相关信息。⑥最终基于所有工作内容编制相应的税务地质报告和图件。现阶段,随着科学技术和经济建设的不断发展,时代产物应用于矿山水文地质勘查工作,也使得勘查工作中的具体环节中的工艺方法有了显著提升,从而提高水文地质勘查的工作效率和工作质量,能够高效迅速的发现相关问题,及时解决,提高了区域的稳定性和安全性。
2矿山水文地质类型的划分
矿山水文地质类型的划分原则不同,所划分的类型也存在差异,一般按照矿山充水类型和矿山水文地质复杂程度划分。
2.1矿山充水类型划分
矿山充水类型划分是根据地质勘查结果,根据地下水赋存条件的差异进行划分,常见的有以下6种类型:①孔隙型地下水,该类地下水是矿山中常见的组成类型,地下水常赋存于密集的孔隙中;②岩溶型地下水,主要发育在碳酸盐岩广布的区域,及地下水主要赋存于溶洞及溶蚀裂隙中;③裂隙型地下水,主要与矿区导水构造关系密切,地下水赋存于构造破碎带、节理、裂隙中;④地表型水体,主要指的是地表湖泊等通过水体的下渗作用补给深部地下水,开矿过程中可能引发大量水体的影响;⑤老空水型,这是在开采过程中不按照设计严格进行采矿活动所致;⑥混合型,矿山充水因素较为复杂,为上述多种类型的混合,该类矿山水文地质条件复杂,对开采活动影响较大。
2.2矿山水文地质的型的划分
根据矿山水文地质勘察的复杂程度,可以将其划分为极复杂型、复杂型、中等型和简单型。①极复杂型,这种矿山类型中含有的老空水较多,很可能出现坍塌。②复杂型,这种矿山类型具有较多的充水现象,而且具有比较复杂的地质构造,在勘探的过程中很难全面的掌握其规模和范围,具有一定的勘探难度。③中等型,这种矿山类型只有少量的老空水和较为复杂的水文条件,基本上不影响勘查工作,能够确定其范围和规模。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆④简单型,这种矿山类型具有比较简单的水文和地质条件,可以通过比较简单的手段对其进行勘探,而且具有较小的治理难度。
3水文地质类型对地下矿产的开采影响
水文地质对于地下矿产开采的影响主要就是体现在地下水的影响方面,因此水文地质类型主要反映的就是不同特征和不同复杂程度的地下水情况。所以,本文通过对水文地质类型中的承压水、潜水以及上层滞水的特征,阐述了其对地下矿产资源开采的影响。
3.1地下水压力的危害
地下水指的是存在于地下一定深度以下的水体。这部分水体一般都具有承压的特点,处于两个相对稳定的受力隔水层之间。如果外界的条件没有发生明显的改变,那么上部的岩层对于地下水的静压力以及地下水的承压力是相同的,互相平衡且不会出现动压力的变化。当开始采矿时,设备对地质进行了扰动,地下水上部的岩层不断剥落,使得地下水的静压力受到了变化,因此受力不再平衡,这就导致局部区域的地下水承压力高于上部的静压力,就形成了冒水事故。如果在采矿的平峒内土层分布中存在比较多的粉土层的时候,由于地下水的渗流还会造成流沙现象,沙土的流失导致粉土层发生形变与位移。另外如果开采矿物的平硐与地下水存在的含水层距离比较接近的时候,由于地下水的压力增加还可能引发周围的地下水压爆围岩造成突水事故。所以,在进行地质勘查时,必须核实充水因素是否为承压水,而且应当查明承压水存在的位置,并加以标注,避免出现突水冒水等事故。
3.2地下水变化影响矿山
在人为因素和自然因素的双重影响下,地下水的水位会发生变化,这种变化达到一定程度就会危害矿山土层,甚至危害整个矿山项目。施工破坏、人工灌溉、气温变化、降水量增加都可能导致地下水位的上升,使土壤中盐碱化的现象加剧,对矿山建筑物进行腐蚀。一旦地下水位上升,河岸和斜坡地段就可能发生严重的地质灾害,例如斜坡会发生滑移或崩塌,威胁矿山项目的安全。人为因素也可能造成地下水位的下降,例如地下水排除或者河流改道。如果地下水位下降,会造成矿山土土层的变硬,从而造成地面的沉降和开裂,破坏当地的地质条件,造成基础变形。地下水位的过大变化会带走矿山土层中的胶结物,使矿山土层体的强度降低,不利于矿山施工。
3.3地下水对矿山开矿基础设施的影响
地下资源的开发过程是复杂的,在开采过程中必须考虑地下水的影响作用,因此,在设计矿山基础设施时必须将其设置于当地地下水平均水位之上,对于某些矿山开采需要,在地下水水位之下也可设置相应的基础,但必须进行相应的防护处理。矿山基础设施的稳定、安全性能直接关系着矿山开采的安全性能,需对矿山基础设施进行保护。但是,随着地下水水位等的变化,使得原来位于地下水水位上部的基础设施位于地下水中,使得基础设施的损耗速率明显增强,甚至严重影响着设施的正常使用,严重者造成井下安全事故的发生。因此,地下水对矿山基础设施的影响较大,间接的影响了矿山的安全生产。
结语
矿山的水文地质类型对于地下矿产的开发和使用影响较大,复杂的水文地质特点给矿产资源的开发和使用带来了一定的困难,本文主要对地下水的类型进行了介绍,并对地下水对矿山开采可能造成的影响进行了研究,地下水可能会造成岩层冒水、突水事故,水位变化可能造成设备设施的压力增加,也可能压爆围岩,地下水也会对基础设施造成一定的影响,因此,在实际开采中,应当针对上述的问题采取措施。本文对地下水可能影响矿山开采的几个点进行了分析,对于提高矿山开采安全有一定的现实意义。
参考文献:
[1]孟武.矿山水文地质类型及地下水对采矿的作用及影响浅析[J].世界有色金属,2018(18):141-142.
[2]孙晓民,李明慧.关与矿山水文地质类型及地下水对采矿影响的防范措施研究[J].世界有色金属,2017(24):152+154.
[3]王朝亮.论矿山水文地质类型及地下水对采矿影响的防范措施[J].黑龙江科技信息,2017(14):83.
论文作者:张立鹏
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/10/31
标签:地下水论文; 矿山论文; 水文地质论文; 类型论文; 地质论文; 土层论文; 水文论文; 《基层建设》2019年第22期论文;