關(guān)于礦山開采對地下水資源的影響分析

（華北地質(zhì)勘查局五一四地質(zhì)大隊，河北 承德 067000）

實踐表明，礦產(chǎn)開采必然會對其周圍地下水造成一定程度的影響，表現(xiàn)為水位降低或提升、水質(zhì)惡化等方面。為盡可能減小這種不利影響，首先應(yīng)綜合分析可能造成的影響，以此為防治方案的制定提供依據(jù)[1]。

1 礦山開采作業(yè)對地下水資源影響的評價等級劃分

以某調(diào)查區(qū)為例進(jìn)行分析。經(jīng)調(diào)查，該區(qū)飲用水主要來源于地表水，沒有集中與分散式水源。經(jīng)測評，該區(qū)地下水屬“不敏感”范疇[2]。根據(jù)現(xiàn)行技術(shù)導(dǎo)則，將調(diào)查區(qū)地下水資源影響評價等級確定如下：廢石場影響評價等級為二級；礦山開采區(qū)影響評價等級為三級；工業(yè)場地影響評價等級為三級。等級劃分時采用的標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 地下水資源影響評價等級劃分標(biāo)準(zhǔn)

2 現(xiàn)狀調(diào)查

按照現(xiàn)行技術(shù)導(dǎo)則開展調(diào)查區(qū)主要污染源調(diào)查工作。在礦區(qū)周圍進(jìn)行地質(zhì)勘探，沒有其它類型的工業(yè)企業(yè)。區(qū)內(nèi)低山丘陵帶基本無居民居住，居民主要集中于平原帶，總體上看生活污染程度相對較低。通過對區(qū)內(nèi)耕地實際分布情況的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，耕地集中于低山丘陵帶，耕地面積約占總面積14%，總體上看農(nóng)業(yè)污染程度也很低。

上述調(diào)查工作結(jié)束后，進(jìn)行一期監(jiān)測工作。按相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合區(qū)內(nèi)污染特征及其組成因子，將區(qū)域內(nèi)地下水資源監(jiān)測項目確定如下：氨氮、無機(jī)鹽、酚類、重金屬、pH、硬度、溶解固體、硫化物和細(xì)菌總數(shù)等。對于地下水質(zhì)量，主要通過單因子標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法來完成評價。經(jīng)監(jiān)測，本區(qū)地下水基本滿足現(xiàn)行III類質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

3 預(yù)測評價

區(qū)內(nèi)礦山開采方式以地下開采為主，礦體中含有的地下水與開采后從地表巖石位移處進(jìn)入的地表水組成了礦坑排水。開采范圍內(nèi)，基巖裂隙水基本不具富水性，同時目標(biāo)礦體集中于石英脈當(dāng)中，圍巖以千枚巖為主，構(gòu)造為隔水巖層，較不發(fā)育，地下水受開采影響相對較小。由于存在礦坑排水，所以周圍地下水實際水位將因此出現(xiàn)變化，表現(xiàn)為產(chǎn)生降落漏斗。通過對地質(zhì)報告的研究發(fā)現(xiàn)，開采范圍內(nèi)的地下水以裂隙水為主，至于礦坑排水，其可能造成的影響可采用以下公式計算得出：

式（1）中，R表示影響半徑，單位：m；S表示水位降深，單位：m；H表示含水層實際厚度，單位：m；K表示滲透系數(shù)，單位：m/d。

綜合所有鉆孔所在位置的地質(zhì)條件和水位情況，并參考柱狀圖，采用上述計算公式，得出如表2所示的計算結(jié)果。

表2 礦坑排水影響計算

從表2中可以看出，礦坑排水可能造成的最大影響為81m。據(jù)此，采用以下公式還能算出引用影響半徑：

式（2）中，R0表示引用影響半徑，單位：m；R表示影響半徑，單位：m；r0表示引用半徑，單位：m，采用以下公式計算：

將現(xiàn)有數(shù)據(jù)代入式（3）算出引用半徑為1110.76m，再將其代入式（2）可得引用影響半徑等于1197.76m。

（1）礦山開采。在礦山開采過程中，從礦體角度講，實際上是不斷疏干礦體中存在的地下水的動態(tài)過程，同時疏干水往往不向外部排放。

所以開采并不會區(qū)域地下水的水質(zhì)造成太大影響。實際工作中，對于礦坑涌水，先進(jìn)行絮凝與沉淀，然后在出水水質(zhì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時，用于現(xiàn)場降塵、種植和沖洗，基本不向外排放?？梢?，無論是涌水還是從礦體中得到的疏干水，對地下水的水質(zhì)都沒有太大影響。

（2）工業(yè)場地。在工業(yè)場地，可能對地下水造成不利影響的工作為水處理站。對此，根據(jù)現(xiàn)行技術(shù)導(dǎo)則，在正常條件下，可不對其造成的影響進(jìn)行預(yù)測，即只進(jìn)行非正常條件下的影響預(yù)測。在非正常條件下，因受到眾多外界因素的影響，處理站中的沉淀池等設(shè)施可能存在滲漏問題，導(dǎo)致地下室受到影響。滲漏量取廢水量10%，將鋅與Cd作為預(yù)測因子。根據(jù)預(yù)測結(jié)果可知，雖然工業(yè)場地中的沉淀池滲漏可能對域地下水造成一定程度的污染，但區(qū)域下游基本沒有飲水井，所以對飲用水不會造成影響。而這并不代表可以不進(jìn)行防治。

（3）生活污染。統(tǒng)計表明，該區(qū)生活污水排水量相對較小，污染物以SS、COD等為主，污水先后經(jīng)過化糞池和生化處理系統(tǒng)后，出水可直接用于現(xiàn)場場地沖洗與綠化。因綠化用水對水質(zhì)沒有太高要求，同時污水排放量還相對較少，所以處理后用于綠化等方面的水不會對區(qū)域地下水造成不利影響，基本實現(xiàn)了生活污水零排放或少排放。

4 應(yīng)對措施

①從源頭上做好控制。在正常條件下，區(qū)內(nèi)礦山開采時產(chǎn)生的礦井及生活排水均實行綜合利用模式，這在很大程度上減小了對地下水造成的不利影響。此外，生活垃圾和固廢物必須嚴(yán)格按照要求及時處理，或根據(jù)固廢物類型進(jìn)行綜合利用，不得隨意堆放廢物，以免降雨后形成淋溶水向地下滲透，造成污染。盡可能切斷所有可能對地下水造成污染的源頭。②采用分區(qū)污染防治的措施。以區(qū)域地下水污染防治規(guī)劃分區(qū)為依據(jù)，在工業(yè)場地著手劃分污染防治工作分區(qū)。對工業(yè)場地而言，應(yīng)將污染防治的重點放在地面防滲上，即采用有效措施對地面進(jìn)行硬化。③切實加強(qiáng)地下水動態(tài)監(jiān)測。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)條件，結(jié)合礦山開采工程各項特征，在關(guān)鍵節(jié)點布置動態(tài)監(jiān)測點，以掌握地下水位實際變化。同時，對建設(shè)單位而言，還應(yīng)構(gòu)建完善的管理體系，編制可行的監(jiān)測及管理制度，并配以先進(jìn)高端的設(shè)備儀器，以此為可能發(fā)生的應(yīng)急事件處理提供基礎(chǔ)保障。④制定礦山開采應(yīng)急預(yù)案，組建專業(yè)隊伍展開跟班調(diào)查和研究，根據(jù)涌水量等信息對涌水通道和來源進(jìn)行判斷。如果發(fā)現(xiàn)涌水的主要來源為采空區(qū)，或涌水量出現(xiàn)較大程度的變化，則必須立即停產(chǎn)，組織現(xiàn)場人員撤離，啟動應(yīng)急預(yù)案。

5 結(jié)語

本區(qū)通過對礦山開采時可能造成的地下水影響的分析、預(yù)測和判斷，制定了行之有效的應(yīng)對方案，并在工程實踐中取得良好效果，不僅在開采作業(yè)時未發(fā)生涌水等安全事故，而且區(qū)域地下水的水質(zhì)與水位始終處在理想、可控的狀態(tài)。

[1]戚賞,劉磊,杜丹,郭玉娟.河南省丘陵區(qū)煤礦礦山地質(zhì)環(huán)境問題特征分析——以新安煤礦為例[J].中國科技信息,2017(23):67-69+71.

[2]閆鑫宇,吳先勇,權(quán)振龍.科卡礦區(qū)地下水資源開采方案優(yōu)化研究[J].城市道橋與防洪,2017(12):181-184+191+19.