論礦山開(kāi)采對(duì)水文地質(zhì)環(huán)境變化的影響

凌付南

（廣西壯族自治區(qū)地球物理勘察院，廣西 柳州 545005）

礦山建設(shè)導(dǎo)致了一系列的地下水環(huán)境問(wèn)題，尤其20世紀(jì)礦山建設(shè)施工對(duì)地下水采取直接排水疏干的方式，導(dǎo)致在礦山影響范圍內(nèi)地下水位急劇下降，大量水點(diǎn)干涸，加劇區(qū)域水土流失。在可溶巖分布區(qū)，地下水位的下降也會(huì)誘發(fā)巖溶塌陷，造成很大經(jīng)濟(jì)損失。

1 工程概況

1.1 礦山建設(shè)情況

目前某地區(qū)兩江河間地塊地區(qū)已建或擬建的礦山已有23條，已經(jīng)規(guī)劃和在建的有歇馬礦山，西永礦山，西風(fēng)嶺礦山，井口礦山和主礦山等。兩江河間地塊間距約52km，已建礦山在區(qū)內(nèi)最大間距為12.8km，最小間距為60m左右，所有礦山的平均間距約為3.7km。當(dāng)所有在建和規(guī)劃礦山全部修建完成后，平均礦山間距約為2.268km區(qū)內(nèi)礦山建設(shè)的密度也將大量增加。無(wú)疑，在區(qū)內(nèi)礦山全部建設(shè)完成后，這種影響將更嚴(yán)重。

礦山建設(shè)對(duì)地下水的疏干作用非常嚴(yán)重，部分礦山洞口出水量非常大，被當(dāng)?shù)鼐用裼米黠嬘盟畞?lái)源。同一礦山其東西洞口出水量差距較大，如某段礦山東西洞口水量差68.3L/s，而西側(cè)洞口出水量?jī)H為10.3L/s，與東西翼槽谷發(fā)育程度有關(guān)。

礦山建設(shè)對(duì)地下水的監(jiān)測(cè)表明，穿越不同地層時(shí)水量變化較大，一般礦山穿越可溶巖強(qiáng)含水地層時(shí)出水量急劇增大。礦山施工結(jié)束后，礦山涌水量漸漸趨于穩(wěn)定，涌水量大小隨大氣降雨變化明顯。

1.2 水文地質(zhì)情況

建設(shè)區(qū)內(nèi)常年平均降水量達(dá)1082.6mm左右，5到6月為降雨量集中，期間最高降雨量可以達(dá)到746.1mm。占全年天數(shù)62%左右的時(shí)間日降雨量強(qiáng)度大于25mm，統(tǒng)計(jì)到的小時(shí)最高降雨強(qiáng)度為62.1mm/h。

區(qū)內(nèi)無(wú)大型江河等地表水體，只存在溪流及小型水庫(kù)。溪流水系屬某江水系，主要溪流有鳳凰溪、清水溪、龍鳳河上游支流溪水等。

這些溪流均是發(fā)源近，流程短，縱向坡降大，河谷窄，水量小，具有山區(qū)性河流的典型特征。

2 礦山開(kāi)采對(duì)地下水環(huán)境影響分析

地下工程是地下水環(huán)境效應(yīng)的誘因，對(duì)穿越區(qū)含水層的破壞會(huì)導(dǎo)致區(qū)域地下水環(huán)境發(fā)生一系列不可逆的改變。分析礦山建設(shè)產(chǎn)生的地下水環(huán)境效應(yīng)，需要進(jìn)一步分析造成礦山建設(shè)產(chǎn)生地下水環(huán)境效應(yīng)的影響因素，并從礦山工程本身和自然環(huán)境兩個(gè)方面，將礦山建設(shè)對(duì)地下水環(huán)境效應(yīng)的影響因素分為工程因素和自然因素。

工程因素主要包括礦山襯砌堵水方式，施工工藝，工程質(zhì)量等。

自然因素是指存在于自然條件中對(duì)礦山區(qū)地下水環(huán)境產(chǎn)生影響的因素，主要包括含水層的水文地質(zhì)參數(shù)取值，大氣降雨入滲值，地下水類型，地表水體的分布等。

3 礦山建設(shè)產(chǎn)生的水文地質(zhì)問(wèn)題

礦山開(kāi)采建設(shè)由于在原有水文地質(zhì)單元內(nèi)形成新的集水廊道，對(duì)原有地下水系統(tǒng)產(chǎn)生破壞，影響其流場(chǎng)變化，影響區(qū)域地下水水量及水質(zhì)。

疏干地下水水體，引起地表水枯竭，進(jìn)而誘發(fā)巖溶塌陷。對(duì)礦山工程施工而言，如若礦山揭露地下巖溶管道，勢(shì)必引起礦山涌突水災(zāi)害。

3.1 水體疏干

該地區(qū)某江和長(zhǎng)江之內(nèi)縱長(zhǎng)約50公里范圍的河間地塊，礦山建設(shè)密集，這些礦山大多成為區(qū)域穩(wěn)定的地下水排泄口。

根據(jù)對(duì)礦山洞口出水量的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)礦山洞口涌水量多在0L/s～50L/s之間。

地下水位和礦山涌水量在平水期和豐水期變化較大，流量隨降雨變化明顯，暴雨后流量暴漲。

3.2 巖溶塌陷

礦山建設(shè)區(qū)內(nèi)地表巖溶發(fā)育，巖溶塌陷分布廣泛。其形成原因主要是由于既有溶蝕空間內(nèi)由于水壓、氣壓等的變化引起的力學(xué)效應(yīng)，以及工程建設(shè)時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)沖積等致使上覆頂蓋失穩(wěn)產(chǎn)生。礦山工程建設(shè)引起的地下水疏干，導(dǎo)致地下水位變化波動(dòng)，使巖溶豎向管道出現(xiàn)潛蝕和真空吸蝕作用，進(jìn)一步導(dǎo)致豎向巖溶管道的發(fā)育，在地表土體的重力作用下出現(xiàn)塌陷。

3.3 破壞地?zé)豳Y源

礦山建設(shè)區(qū)域地?zé)豳Y源豐富，在背斜兩翼存在大量地?zé)衢_(kāi)發(fā)區(qū)塊。背斜作為良好的儲(chǔ)水構(gòu)造，也是地?zé)崃己玫膬?chǔ)能地區(qū)。本區(qū)進(jìn)行礦山建設(shè)及地下礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)，勢(shì)必穿越某江和雷口坡組地層，造成儲(chǔ)能條件的改變，而且這種破壞是不可逆的。

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，從鉆井的放水試驗(yàn)可知，靜止水位為+210.0m；在降深70.0m～210.0m時(shí)，地?zé)崴@井的出水量在2026.08m3/d～6023.81m3/d。

近年來(lái)流量急劇少較明顯，最低流量已降至3000方以下，水頭高度降至50m以下。

4 結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)某礦山工程建設(shè)狀況，綜合分析得知建設(shè)區(qū)內(nèi)不同地下水循環(huán)系統(tǒng)具有明顯的差異，具體為礦山建設(shè)導(dǎo)致建設(shè)區(qū)內(nèi)水體疏干、巖溶塌陷和地?zé)豳Y源的破壞，且各類地下水環(huán)境負(fù)效應(yīng)點(diǎn)的分布具有明顯地層分帶性，可溶巖中干涸水點(diǎn)數(shù)量明顯多于非可溶巖地區(qū)。同時(shí)，可溶巖地層中干涸泉點(diǎn)占地層中泉點(diǎn)總數(shù)的比例也高于非可溶巖地區(qū)。

參考文獻(xiàn)

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