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浅谈露天矿山水文地质环境调查及地质特征

发表时间：2020/9/23 来源：《基层建设》2020年第17期作者：易韵彬

[导读] 摘要：在地质构造本就十分脆弱的断层或褶皱地带进行矿产开采，一旦配置的设备与技术不够科学，就会引发更多次生灾害。

        广西壮族自治区第四地质队
        摘要：在地质构造本就十分脆弱的断层或褶皱地带进行矿产开采，一旦配置的设备与技术不够科学，就会引发更多次生灾害。同时，过多的人为开采活动如果不配置适宜的方式方法，不仅会让脆弱的生态环境承受更多人为活动的破坏压力，还有可能阻碍我国社会经济的可持续发展。地质勘探人员必须在矿产开采活动落实之前对露天矿山水文地质环境进行科学调查，包括水文环境与地质环境两个部分。与此同时，还要及时对露天矿山地质特征进行总结，主要内容涵盖岩层富水性特征与矿区边坡稳定性特征两个部分。
        关键词：露天矿山；水文地质环境调查；地质特征
        引言
        受采矿设备与技术的限制，采访过程中引发的一系列问题不仅会破坏矿山生态环境，甚至会威胁到生活在周围地区的群众的生命财产安全。因此，对露天矿山，水文地质环境进行科学调查与地质特征分析，能够让矿产开采活动得到更加科学的指导，保证最小化环境破坏的基础上获得最大化的开采效率。
        1露天矿山水文地质环境调查
        1.1水文环境调查
        如果在露天煤矿开采过程中出现矿井充水，就可能引发更为严重的矿山灾害。原因是大气降水或其他原因会使地表水的水量急剧增加，而由于跨区开采活动的落实，开采区域会向地面以下伸入，因此，水往低处流就会在此处积聚，最终导致矿井充水。含水层的涌水渗透问题同样会对矿山开采活动造成较大的影响，尤其是自然界中的岩石在发育过程中，会形成不同的构造形式或大小不一、数量不等的空隙裂缝，而这些空隙裂缝一旦形成，就等于形成了一定的储水空间，因此这种储水层也被称作为是岩石含水层。这种含水层可在自然环境或人为环境中形成，同时属于一种涌流处理的岩石。主要因为内部含有大量的水资源，同时岩石多呈现出层级状。通常情况下，矿道内出现的含水层最为直接的外在体现是致使矿产活动开采区域出现滴水流水或小股状喷涌水的情况。如果矿山所在区域在体制条件上属于蕴藏丰富地下水的岩溶空间，就可能由于岩溶发育情况不同而致使岩溶出现不同构造的类型。这些原因的存在会致使矿山矿床所在层位出现差异，最终岩溶涌水层与含水性也会呈现出其所在矿区的区域地质特征。通常情况下，岩溶层蕴藏的地下水主要来自于矿区大气降水，加上地层构造不同，所以地下水流动的方向也会出现不一致的情况。通常情况下，如果流经上方的裂缝岩溶，那么水流运动方向就以垂直方向为主。如果流经的岩层为花岗岩类型的岩体，那么，水流运动方向则以水平方向为主。如果在地下空间流动过程中遇到突起的岩石或障碍物，地下水便有可能成为矿道内岩溶分水岭，并将岩溶的含水层部分进行分割。
        1.2地质环境调查
        矿山地质环境调查工作主要包含三个部分的内容，分别为土地资源破坏、矿山地质灾害、地形地貌景观破坏。以下是详细内容解析。首先，对于土地资源破坏的调查内容也主要可分为三个层面，潜在问题发生条件、已有问题、环境影响。占重内容与废弃调查两个部分的调查内容构成了潜在问题发生条件，占重内容主要是针对环境进行的调查，分为单一和复杂两种形式；而废弃调查主要是针对人为货车与火车废弃物的土石立方进行的调查，确定产生的数量以及破坏的范围。
        其次是对矿山地质环境进行介绍的调查内容，也主要由三个部分组成，分别为潜在问题，发生条件已有问题，环境影响。潜在问题发生条件由四项调查内容组成，地形条件、地质状况、水文条件与开采环境；变形途径与规模大小调查构成了已有问题的全部；环境影响主要考察的指标分别为生态破坏与威胁条件。

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        最后是对地形、地貌景观破坏的调查内容进行介绍，包含的内容分别为潜在问题发生条件、已有问题程度与环境影响程度三个部分。潜在问题发生条件主要涵盖地貌情况、地形破坏情况、气候与植被覆盖率三个方面；已有问题则由两个部分的调查内容组成，分别为生态遗留历史、破损面积；最后，环境影响调查内容主要为生态破坏状况与人民生命财产损失情况两个方面组成。
        2露天矿山地质特征
        2.1岩层富水性特征
        基岩矿井风化孔隙缝隙中的含水层属于矿区的重要含水层，同时，此含水层中的水多为弱碱性水，矿物质丰富。通常情况下，新鲜基岩矿井的岩石的具体表征是为隔水层，同时在局部地质构造的裂隙带内会有透水源发育，地质勘探人员可以直接根据岩石的透水特性对露天矿山的地层特征进行联系并预测。与此同时，矿山内部垂直方向上的含水岩组通常可分为六类，地质构造中的地下径流通常也是大气降水通过地表流动，再借助沟谷流入到岩石层内的。与此同时，还有一部分的地表径流会通过地质构造中的第三系松散层孔隙间排水功能较好岩石松散层渗透进入到地下径流中，并流向矿井深部。地表径流大多数都会侵蚀在岩层基准面以上，因此，通过沟谷地带时，就会排泄到河流中。只有一小部分会持续向地下渗透，作为基岩低氧化带或中、高腐蚀层的水分补给。而基岩侵蚀层表露区则会直接接触到大气降水的水资源，并获得补给。还有一部分则会接受第三系松散层的渗透，不断向下流动或持续渗透，作为基岩底中氧化带的水分补给。水资源储集完成后，还会形成层压水袋并继续沿着裂隙向下流动，在遇到比较大的地质构造带时，也可能会形成基岩承压构造并在大范围裂隙层中不断积累储存水资源。
        2.2矿区边坡稳定性特征
        在露天矿山中，蕴含的不同岩体类型、构造结构、地质特征等，都会对矿山边坡的稳定性产生影响。一般地，地质断层构造带的断层形式多为断压或压扭性质，其厚度大，断棱岩已发育成熟，因此，开发矿层岩体，其抗蚀性较差，进而在中部厚大岩体部分的自重承受下出现压缩性断裂变形。与此同时，还可能伴随上部岩体位移情况。在倾斜断裂地带的扩展和岩面联合切割的影响下，双层岩体同样会出现位移，同时在压力作用下，方向是逐渐向下的，而随着时间的推移，上部岩体的重心同样也会出现伴随性的外移。
        确定好矿区范围后，地质勘测人员还应对采掘场进行区位勘察，通常情况下，需要结合露天煤矿滑坡产生的规律，保证采掘活动的安全。易滑地层和软弱夹层是导致滑坡出现的内在因素，而采掘活动则是触发滑坡问题出现的人为因素也就是外在因素。所以在落实采掘活动时，必须配合适当的采掘设备与防护措施，保证滑动面不会受到较大扰动。与此同时，对滑动面产生控制的层面种类包括沿新生界地层底界面滑落、沿层面滑落、沿不整合面滑落、沿断层面滑落等。
        结语
        通过对露天矿山水文地质环境调查与地质特征分析，可以总结到的是，在对矿山进行开采操作时，必须对露天矿山的水文地质环境进行全面了解，依据地质特征的发育规律指导后续的矿产开采工作，降低人为活动对脆弱的自然环境所造成的影响，防止矿产开采过程中，引发次生灾害。
        参考文献：
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        [4]张传良.矿山水文地质分析及防灾策略[J].冶金管理，2020（09）：123+125.