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矿山地下开采活动对地下水环境的影响初探

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甘肃省地质矿产开发局第一地质矿产勘查院,甘肃省天水市,741020

摘要: 本文首先提出了矿山地下开采活动对地下水环境的影响,然后对降低矿山开采对地下水环境影响的策略进行阐述,主要包括加强当地水文条件的探测、地下采矿工程的安全防护措施、地质缺陷的防护措施、加强地面环境保护,以此来促进矿山地下开采活动的安全进行,同时切实维护好地下水环境,防止受到任何污染和破坏问题。
关键词: 矿山;地下开采活动;下水环境;影响
DOI:10.12721/ccn.2024.157393
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在社会不断发展过程中,矿业及地下开采部门扮演着重要的角色,基于本质视角,地下采矿活动的开展,主要是指加强地下水通道重建方法的应用,以此来开发并利用地下水资源,而且这也是净化地下水环境的重要渠道之一。在矿井排水方面,与基坑工程排水之间有着密切的联系,但是在大量基坑排水的影响下,极容易造成废水的出现,并加剧土壤的干燥程度,进而对于作物的生产造成了极大的影响。基于此,应加强专业基坑开挖方法的应用,保证水环境的高度稳定,并促进地下采矿作业的顺利进行。

一、矿山地下开采活动对地下水环境的影响

第一,对地下水位方面的影响。在矿山开采中,极容易影响到地下水的水流情况等,所以在矿山开采前,对于开采人员来说,应仔细调查和分析当地的岩层,实现岩层富水量的顺利获取。但是在实际开采时,难免会破坏到矿山的地下水岩层,分析其原因,主要是因为岩层的地下水比较丰富,而且涉及到较大的缝隙,而矿山开采所形成的冲击力,会增大岩层的缝隙,甚至对整个岩层造成影响,进而造成安全事故的出现。同时,破碎的岩层,会明显改变地下水径流的流向,其中,地下水漏斗情况经常发生,严重降低地下水水位,不断减少地下水的储量。因此,应高度注重地下水环境这一方面,确保岩层的完好无损,有效控制地下水位。

第二,对破坏水土环境的影响。在矿山地下开采活动中,地下水径流的下垫面会受到极大的破坏,在矿井不断挖掘过程中,会大大增加采空塌陷区的面积,会降低矿层裂隙的含水量,同时也会影响到水土的湿润度与黏合力。长期下去,如果土壤的黏性严重缺失,便会引发水土流失问题。

第三,对减少地底基流的影响。在矿山工程建设方面,对水资源的需求量较大,由于受到生产性排水的影响,地下水资源的流通速度会出现降低,进而使地底的基流大大减少。同时,在矿井排水时,基于安全视角,实际排水量往往会比计算的矿井涌水量数值要高一些,但是这会造成过度抽干情况的出现,严重降低地底基流的水分,无法向地区浅表层提供充足的水资源。同时在地底基流减少的影响下,也会威胁到周围村落的供水系统,地下水压降低显著,引发供水系统的故障问题。此外,人们获取的水分也会出现明显减少,周围土壤极为干燥,这对于农作物的生长造成了严重的威胁,甚至影响到人们的正常生产与生活。

二、降低矿山开采对地下水环境影响的策略

(一)加强当地水文条件的探测

为了促进矿山开采活动的顺利进行,应紧密结合矿山的地理位置,仔细探测和分析水文地质条件。也就是说,当地的水文条件,与地下水的环境影响之间有着密切的关联。所以为了防止过度影响到地下水环境,应加强水文条件的有效控制与探测,保证矿山开采计划的科学性与合理性【1】,给予矿山开采有效的保护,并控制好矿山与地下水之间的距离,保证高度的独立状态,进而避免矿山的开采对地下水造成任何不利的影响。

(二)地下采矿工程的安全防护措施

第一,合理选择采矿工艺。为了促进地下采矿工程的顺利进行,房柱工艺与胶结充填工艺均具有较高的应用优势,其开采价值显著。而且废土与矿渣的回填也是至关重要的,有效控制采空区面积,形成对地表沉降反应的有效预防,进而避免地下水的水质出现异常变化。第二,合理进行井道处置工作。在设置井道时,既要选择低段位置,也要与河谷之间保持安全距离,同时在无岩溶地区的布置也非常有必要,如果矿体上下壁结构的规则性不够,弱富水巷道为首选,保证井道设置的合理性,最大程度地规避洪水事件。

(三)地质缺陷的防护措施

在掘进和回采工作中,对于断层和裂缝位置,注浆和喷锚加固工作必须要及时进行,防止导水裂缝出现恶化。为了促进灌浆封堵操作的顺利进行,应通过注浆方法,以此来对岩层渗水或裂缝问题进行控制【2】,并起到避免外层地下水进入开采区域的预防作用。在挡土墙结构施工建造中,要想防止水流进入巷道内,帷幕灌浆方法的应用非常有必要,并且也要加强纵向截水墙结构的应用。除此之外,在斜井建造后,钢筋混凝土支护对于防止地表塌陷具有极大的帮助,同时井壁帷幕注浆方法也值得应用。

(四)加强地面环境保护

在某段河流通过矿区时,会明显增加河床的渗透性,此时,可以在渗漏位置,加强不透水人工河床的构建,为解决水渗透问题创造有利的条件。也可以进行堤坝的建造,及时阻断河流,加强人工河流的应用,及时排出矿区中的水。同时,可以根据水流的方向进行排水沟的设置【3】,以便于及时排出水体。另外,为了对大气降水渗入量进行控制,表面防渗处理和渠道填充方式比较适合应用,同时借助植物的合理种植,也可以保证地层结构的稳固性。

三、结束语

总而言之,在经济社会发展的背景之下,虽然显著提升了国民经济水平,但是也存在着一些负面影响,如在矿山地下开采活动中,极容易影响到地下水环境的稳定性,其后果不堪设想。对此,应采取切实有效的防治和处理措施,将安全的开采环境提供给施工团队,及时排除安全隐患,推动开采活动的顺利实施,同时更好地顺应可持续化发展之路,切实维护好人类的生存环境。

参考文献:

[1]梁宏伟. 地下开采煤矿区新增补充耕地与煤矿开采相互影响分析:以龙岩市某地下开采煤矿为例[J]. 中国矿业, 2023, 32 (12): 65-72.

[2]兰舟, 王培涛, 王春贤, 张艺山, 张博, 黄铂然, 马驰. 石碌铁矿北一采区露天转地下开采沉陷机理研究[J]. 有色金属工程, 2023, 13 (10): 105-117.

[3]安晶, 宫长亮, 陈小伟, 孙健, 谢盛青, 张磊, 熊赞民, 张建立, 张少杰, 任鹏召. 露天坑固化回填与地下开采相互影响模拟研究[J]. 中国矿山工程, 2023, 52 (04): 10-15.