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矿山水文地质类型及地下水对采矿的作用及影响浅析

2021-04-10陈勇

新型工业化 2021年2期
关键词:水文地质水文矿山

陈勇

(山东省核工业二四八地质大队,山东 青岛 266000)

0 引言

近年来,随着煤炭开采业的不断发展,各种类型矿山的发展不断加速,安全问题更加恶化。在严重的矿山洪水事故中,若是不能迅速精准地控制矿山的水文地质危险因素,不但会影响生产期间人员和财产的流失,而且会影响矿区的生态环境,对经济社会将表现出更强大的影响力。在这方面,分析矿山的水文地质类型和防止其对地下水开采产生影响的预防措施在实践中相当重要。

我国是自然资源丰富,矿产资源丰富的国家,但是不能过度开采,要保持资源的可持续发展。采矿项目只能在国家政策许可的条件下开发,采矿工程不是随便的工程,是一项复杂的技术过程,不合理的操作和其他自然因素在采矿过程中会导致各种安全事故发生,安全事故的发生会影响采矿项目的进展,在严重的情况下会影响采矿人员个人的安全以及矿山周边居民的生命财产。原有矿山地质结构会被采矿项目而破坏,降低矿山和周围山脉的稳定性,并导致山体滑坡的事故发生。特别是,水文地质类型的不同有可能造成水文事故。所以,需要采取科学预防措施以确保采矿安全。

1 地下水对采矿的影响

在采矿过程中会经常发生采矿事故。一般而言,造成采矿事故的原因大多为人为因素和物理因素。无论何种因素,对采矿人员和周边居民造成的损害都非常大,并且会影响采矿项目的进度。考虑到多种因素,政府和矿产开发公司必须采取适当的防范措施和处理计划,以最大程度地减少人为因素和物理因素对采矿项目的影响,并减少采矿事故的发生,以下是对导致采矿水文事故的各种因素的具体分析[1]。

1.1 地下水对矿山基础的影响

在开采过程中,有必要认真分析地下水对矿山基础的影响并进行适当的调查。除非有特殊要求,否则规划人员在规划采矿项目的基础时需要确定基础结构的位置,一般安装在地下水位之上,如有特殊要求,应在地下水位之下安装必要的基础设施,采取防水措施,并采取必要的防腐处理,以在一定程度上提高矿山的稳定性。在承压水层中安装基础设施时,必须严格控制地下水水位高度,利用降低水位的方法尽量防止地下水喷出现象发生,并确保采矿工程进展顺利。

1.2 物理因素

在水文地质类型采矿项目中,物理因素是造成水文事故的主要原因之一。物理因素经常与矿山本身的地质和结构特征以及环境和采矿气候有关,这是造成水文事故的主要原因。如果要减少水文事故发生的可能性,则需要将其从根源上排除,但是不可能彻底消除事故根源,只能更好的控制。矿产资源的水文地质类型,要求在正式开采之前做好预测和水文事故安全风险应急措施。在水文地质矿山中经常有大量的地下水蓄积,把沉积的地下水的排出是采矿过程的重要步骤。要排除地下水,必须首先确定地下水沉积物的详细位置,以使矿井中的地下水不会失衡。气候因素主要是阴雨天气对采矿施工的影响,而采矿期间出现大雨则会导致滑坡等事故。因此,在开采之前,有必要预测和了解施工期间的天气状况,并与当地气候局联系以获取真实的气候数据,从而避免在雨天开采。

1.3 地下水变化影响矿山

地下水位受物理环境和人为因素的影响而波动,但随着当前采矿业的飞速进步,许多地方的地下水都受到人工开采的影响,因此发生了很大变化。加入在矿山土壤层的支撑能力之外,便会造成严重的破坏,出于这个原因,导致地下水位上升表现为降水增加、温度变化、人工灌溉和建筑破坏。地下水位的持续上升会直接在土壤中出现盐碱化现象,从而导致矿山建筑物严重腐蚀,并增加发生安全事故和安全问题的可能性。另外,地下水位呈上升趋势后,将会发生许多边坡塌陷、滑坡等地质灾害。人类无法抵抗自然灾害,但是为了有效地预防自然灾害,有必要在以后的工作中进行大量的研究和分析。导致地下水位下降的因素主要是人为因素,例如排除地下水和改变河流流向。当地下水下降时,矿山的岩石和土壤固化,将会引起严重的问题,诸如地面塌陷和裂缝,非常影响矿山的地质状况并阻碍矿山的开采工作。由于这些因素,地下水位的反复变化,会使矿山的地基变形[2]。

2 地下水对采矿工作的影响以及作用

2.1 矿山土质层

采矿过程中地下水的变化可能会对采矿基础设施工程产生严重影响。开采时,如果没有特别需要,可以根据地下水的上升位置设置监测点并进行监督,而且可以根据地下水的变化采取预防措施。在此过程中,采矿工作会对周围的岩层造成不同程度的损害,因此需要保护和处理岩层以增加稳定性。同样,较高的地下水压力也可能导致涌水和喷发,对于这样的突发状况,需要填充基础设施并有效管理地下水位。

2.2 加强防治意识以及安全隐患排查

采矿过程中具有许多潜在的安全风险,如果要减少发生水文安全事故的可能性,就要消除隐患。消除潜在安全风险,可以从以下方面进行:首先,建立完整的安全风险消除工作体制,为整个工作制定详细而具体的计划,然后根据计划执行各项任务,从而尽快高效的完成任务,其次,在调查潜在安全风险的过程中,需要记录和分析有关数据和信息,以利于后续操作。最后,对于所调查的所有隐性安全风险,应采取相应的解决方案,以防止因处理不及时而导致严重的后果,那么消除安全风险工作就没有效果[3]。

2.3 加强安全隐患的排查,增加资金投入

建立积极的观念,并且增加资本投资,大致可以分为以下几个方面。(1)建立积极的观念,增加水文地质事故管理预算的资金投入。为了确保采矿工程的顺利展开,政府和企业都必须不断增加资本投资并,用资金保障来减少安全风险事件的发生。(2)合理解决水文事故中搬迁补助费与治理预算资金的关系,加大投入资金的力度。如果发现潜在的安全风险时,必须及时避免和管理。不论发生任何地质或水文事故,都需要做好全面管理和安抚工作。诸如,需要及时向受影响的居民提供财政补助,并且要抓好矿业权管理,做好包容性治理工作,确保市场秩序稳定,提高矿产资源服务的综合效益。(3)发生的水生地质事故必须根据治理、搬迁的成本因素进行处理,选择合适的方法进行处理。此外,加强采矿权的管理,科学合理地制定地方采矿权设置计划,严格规范地方采矿权。从源头上改善采矿权市场的机制,以提高市场运作和资源管理服务的水平。从安全机制的角度出发,有必要最大程度减少安全事故的发生,企业要做好全面防范潜在安全隐患,加强水文地质条件的监测检查,避免各种安全隐患的工作。在资源开采过程中,要预防和管理较为容易发生的地质水文事故,增强对矿产资源的保护,重视环境维护工作。为了保持矿产资源更好的开采,必须及时分析水文地质事故发生的可能性,与此同时要调查重大风险问题和潜在的安全风险,提高调查和处理工作效率。对于事故频发的地区,列为重要的研究部分,企业工作人员必须实时了解矿产的条件状况,在工作过程中收获工作经验,并完成调查工作。在调查期间,应注意设备、人员和地理环境等影响因素。此外,必须使用多种监督方式来监督矿井的具体状况并适当地收集数据,进行分析和处理。实时监测岩石变形和位移状况,检测周围的岩石,以短信的形式提供全面的分析和报告监测信息,以防止发生潜在的安全问题。

2.4 水文地质监测

必须加强水文和地质监测,以减少发生地下水安全事故的可能性,及时发现可能由地下水因素引起的潜在安全风险,并立即找到有效的解决方案。例如:2015年以后的矿业公司中,为防止发生安全事故,将相关人员分配到要调查的检测区域和经常发生地下水安全事故的区域,并在现场进行监控,通过监测系统可以实现全面的综合测量[4]。

矿山的水质特性对水文地质调查有一定影响。水质性质是与固体、液体和气态岩石的性质密切相关,例如水溶性、持水性和透水性等,这些性质在矿山与地下水的相互作用下表现出来。水质的常见频率是在每年淡水季和丰水季期间,采样两次地下水,可以针对特定情况适当增加采样频率。了解水质变化的规则后,也可以每1至2年进行一次采样。矿山中的地下水种类很丰富,根据埋藏条件的不同,可分为上层停滞水、潜水和承压水。此外,根据水层的各种孔隙特征,可以将其分为孔隙水、裂隙水和岩溶水,不同形式的地下水对水的物理性质有不同的影响。

通过测试和分析有关水物理特性的数据,可以为水文研究矿井中地下水位和体积的变化提供基本的设计依据。根据研究水理特性,不仅改变了矿山的强度,而且还引起矿山变形,直接影响建筑物的稳定性。通过了解水理特性在矿山地质调查工作中的作用和影响,可以确保矿山地质调查和评价工作的综合性,进一步推动矿山地质调查工作的顺利开展[5]。

2.5 机制创新

要及时创新管理机制,依据实际情况制定科学合理的应急管理措施,并建立一支高度专业化的采掘队伍,对已经发生的一些安全事故,要及时进行预防和管理。矿井周围可能会修建水库,因此有必要集中精力加强对水库的固定,从而保持一定程度的生态平衡。相关工作人员需要建立防范观念,在问题发生之前加以预防,经常性注意一些危险区域,并及时关注天气情况的变化。如果遇到下雨的天气,则需要及时采取措施以确保采矿安全,从而有效地避免灾难。由于矿产资源开发中经常发生地质水文事故,所以有必要提高对采矿工作的防治水平,以确保生态环境的可持续发展。在有效利用矿产资源的同时,也要考虑采矿对环境的影响。在矿产资源产业发展的进程中,资源价值不断体现出来,经济的飞速增长受到一定程度的抑制,矿产资源的有偿开发能够有效地防止过度开采的发生,在市场上也可以采取一些措施,进行市场控制。为了健全安全生产控制机制,需要严格遵守法律法规,取得安全生产许可证。除此之外,将加强对安全生产和安全管理的监督,使矿业公司得到有效的监督和管理。第一,安全监督部门必须开展工作,开展研究工作,明确煤矿公司的安全水平,以利于安全许可证的审批和管理。第二,必须完善责任和权利机制,利用约束责任和权利的方法,适当奖励在采矿业安全管理中表现良好的员工,并且采取提高工资的措施来激励员工。

3 结语

在进行任何采矿工作之前,有必要对矿山的水文地质和地下水进行调查,进行充分的准备工作,掌握矿区的地质条件,实施相应的预防措施,并使用先进的高科技技术进行测量和测试,并严格遵守这些规定。在采矿过程中,必须严格按照安全管理的要求,并针对每种环境选择不同的采矿手段和措施,只有强化管理安全控制,从而积累采矿经验,才能减少矿山的水文地质类型和地下水对采矿的影响,进一步提高采矿的安全性和效率[6]。

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