基于矿山资源开采水文地质问题探讨

李恒猛

（山东省第六地质矿产勘查院，山东 威海 264209）

1 水文地质概述

对地下水进行科学合理的应用，能够降低矿山开采过程中，不稳定因素的出现几率，控制好危险事件。另外，对于矿层地质内容的深入性研究，同样属于地质工程内容。实际矿山开采时，由于自然条件的变化，含矿特质和地下水运动情况等，均会对后续井下开采产生影响，倘若无法进行全面的勘测操作，将会对后续开采工作产生影响。当前，从地质勘测过程中也能了解到，人们对水文地质问题不够重视，只是对地下水资源进行简单了解，很可能为后续操作留下安全隐患，无法让人民群众生命和财产安全得到保障。

2 矿山资源开采水文地质问题研究的重要性

从矿山地质勘察角度来说，水温地质勘测具体十分重要的意义，尤其是在水温地质勘测上，需要对地下水资源实际情况进行充分了解，降低整个开采过程地质风险出现几率，降低生态环境破坏程度，意义非常明显。

2.1 强化采矿工程的安全性

从水文地质问题研究过程中能够看出，相关工作人员首先要做的就是对地下水进行全面研究，将具体情况明确，设置合理的开采计划。在此过程中，能够有效降低安全隐患问题的出现几率。倘若地下水位处于较低状态，土壤也会保持松软状态，自身承载能力大幅下滑，这对于地面建筑工程建设会造成研究影响，最终演变成无法预料的安全事故。因此，相关工作人员需要对水文地质问题提高重视程度，让采矿工程始终处于安全状态，强化建筑物整体稳定性，降低资源浪费数量。

2.2 施工质量评价

实际水文地质勘察工作执行时，可以在一定程度上确保矿山施工处于有效状态，及时发现一些安全隐患所在，并采取针对性的解决措施，将问题全面解决。除此之外，工作人员还要对采矿工程质量进行评估，生对施工人员培训工作的重视程度，使其保持在较高的专业水准之下，这也是后续工作顺利开展的前提条件。

3 矿山资源开采中常见的水文地质问题

3.1 地表沉陷

地表沉陷属于是矿山资源开采过程中最为常见的土地破坏问题之一，沉陷事故出现之前，往往也会出现一些征兆，例如工作人员会在地面上发现很多裂缝，岩层也会呈现出错动现象，再加上开采力度的提升，地表裂缝越来越明显。除此之外，该类问题也会对周围地面和区域产生极大威胁。例如，在2012年云南省某地铅锡矿开采时便出现了该问题，主要是由于过度开采所引发的，地表沉陷幅度较大，最终演变成严重的安全事故，导致5人失踪，为企业带来极大经济损失，以及不良的社会影响。

3.2 顶板冒落

从相关数据统计中能够看出，煤矿事故大约有43%左右是由顶板冒落事件引起的，该事故形式也被纳入到矿山资源开采监督管理组织重点工作内容之中，属于是当前矿山开采水文地质问题中急需解决的内容。例如，在2013年云南省某煤矿出现了顶板冒落问题，受下落岩石影响，导致4名矿工遇难，因此，各个煤矿企业需要对顶板冒落问题提高重视程度。

3.3 地下水灾害

随着矿山开采工作的延续，开采深度也逐渐提升，此种作业环境之下，很容易出现地下水灾害问题。例如，在山东莱芜某煤矿开采时，其中一个矿区便出现了严重的地下涌水问题，导致29名矿工当场死亡。相比之下，该种地下水灾害在矿山资源开采过程中极容易出现，具体表现为井下涌水、突水淹井以及井下泥石流等等，一旦出现该种灾害，很难在短时间内采取有效的应对措施。

3.4 其他问题

除了上述几种常见的水文地质情况之外，在实际矿山资源开采工作中，还会遇到深部岩爆、露天矿山排土场失稳以及露天矿高陡边坡失稳等问题，同样会对矿山安全作业产生影响。为此，在矿山企业生产时，需要对矿山资源开采工程进行深入性研究，做到将安全隐患全部消除，进而为后续工作的开展创造更多有利条件。

4 矿山资源开采水文地质问题的治理措施

4.1 地面控制技术

首先，建立统一坐标系和高程基准。想要真正实现二者的有效设计，工作人员可以根据1980背景坐标系和1986黄海高程基准进行，之后还要保证地面测量控制系统和井下测量控制系统处于统一状态，让矿山测量数据控制网显得更加完善。其次，进行控制网的有效布设。在此过程中，工作人员需要考虑好矿山自身所在的地理位置和地形条件特点，将控制网基本等级展示出来，在实际GPS选点时，还要保证视野开阔，周围不存在大面积积水或者是大型建筑物等，否则会对信号形成反射干扰。另外，最好在接近井点和采区位置设置控制点，将矿内外联系和露天矿场特点表现出来。在高程控制测量上，工作人员应提前布设好水准网，并使用光电测距三角高程测量手段，让水准网误差始终保持在20mm左右。如果联测位置十分偏僻，可以应用GPS拟合高程进行，将此作为矿山开采区高程基准点。最后，执行导线和施测布设操作，应用闭合差在1/4000以内的闭合导线，对误差和方位角闭合差进行全面控制，借助于往返进行的形式，明确井下观测站边长以及高程。

4.2 采场布置

首先，对矿井井口点进行合理标定，实际矿山资源储量检测时，工作人员需提前明确测量井口的坐标内容，与地面控制测量所布置的控制网结合在一起。除此之外，在实际控制网经纬仪中，引入测量井口坐标信息，此时，如果控制网处于不完善状态，工作人员应借助于GPS方式进行，实现对点位的全面测定。其次是对巷道和回采工作面进行定向测量，所谓定向测量，主要是通过一井或者是两井定向方式，将控制点位定向误差明确。对于巷道定向测量，则是借助于经纬仪实现巷道内测量操作，并将腰线标定出来，但由于巷道面积限制，工作人员也可以改用罗盘。在回采工作面测量上，主要以控制导线为基础，分清定向竖直或者是倾斜巷道，分出水平逐级定向，最终将测量结果误差呈现出来。最后，管理者还要根据最终测量结果，将平面图和剖面图绘制出来，明确工程基本规格，如开采基本量等等。随后进行碎步导线敷设，如果周围没有磁性物质影响，可以应用罗盘记性碎步导线敷设，实际导线长度应控制在20m以内，磁方位角也要设置在导线两端，之后进行分别测量，将差值控制在2°以内。

4.3 矿山基本矿图绘制

想要完成矿山基本矿图绘制，相关工作人员第一步要做的就是将地下矿山基本矿图信息呈现出来，这也是井上区域地形图表现的一种形式，具体涉及到的内容有烟囱、水塔、高压输电线、低压输电线和围杆以及通讯线等等。之后对井下和井上对照图标识出来，使其处于井田范围内，做到地面地形、地物和井下巷道的有效统一，将其呈现在同一张图纸上，并标注好井下和井上之间的对应关系。其次，在采掘工程平面图设计上，需要绘制出开采煤层巷道以及回填工作面和发火区等，最好做到一月绘制一次。更为重要的是，在露天矿山基本矿图绘制上，相关工作人员可以根据矿山测量精度和和频率，将矿田区域地形图和工业广场平面图等内容呈现出来，让排土场平面图和防水系统图等内容始终处于完善状态。

4.4 矿区范围监控

首先，工作人员需要设置合适的参考站，实现相关仪器的中和整平操作，看电源、天线等是否处于正常运行状态，之后测量两次参考站接收天线高度，看其是否满足限差要求，调节参考站定向指北线偏离范围，以及有限设计天线的标志位置，保证整体装置与实际要求相符。其次，对流动展数据进行采集，并通过流动站明确矿区拐点位置的三维数据，采集时，工作人员需要尽可能控制接收天线流动杆稳定状态和垂直形态，降低误差问题的出现几率。再次是对内业进行处理，将测量和采集数据转移到电脑软件之中，然后通过成图软件，与地形地质图结合在一起，根据实际矿山规模和矿区面积，确定矿区范围图比例尺，让图名、图框和拐点等得到有效统一。对于矿区范围坐标，工作人员可以选择3°带国家坐标系中的坐标规则，让拐点得到有序编号，以顺时针为主，按照顺序进行，之后利用阿拉伯数字标注出来。

4.5 强化整体勘察操作的重视程度

矿山企业除了保证稳步发展之外，还要尽可能提升对水文地质勘察工作的重视程度，这也能够直接影响到水文地质勘察工作的投入情况，以及最终问题的处理效率。所以说，在实际矿山开采过程中，工作人员应积极意识到水文地质勘察操作可能存在的问题，以及问题能够带来哪些危害，强化工作人员对该方面的认知。除此之外，实际矿山开采期间，管理者要在初始阶段准备好相应的勘察资金，投入更多的人力物力，这也是确保水文地质勘察质量的前提所在，控制好矿山开采过程中风险问题的出现几率，让企业始终处于良好发展状态。

5 结论

综上所述，从矿山资源开采过程中能够看出，水文地质问题主要涉及到的内容有地表沉陷、地下水灾害等等。在实际开采时，管理者不仅要重视工程安全和质量情况，同时还要明确采矿操作对周围环境的影响，与具体地质情况相结合，制定合理的控制措施，尽可能将矿山开采事故保持在最低状态。