基于矿山资源开采水文地质问题探讨

[摘要]矿山矿产资源开采的水文地质问题，对生态环境具有污染性的破坏，另外还会造成水土流失、植被受损、滑坡崩塌、地表沉陷等问题，为此我们需要在矿山开采的过程中，从水文地质环境问题视角，从地面控制测量、采场测量、矿山基本矿图的测绘、矿区范围监测等方面探讨水文地质问题的防治方法。

[关键词]矿山开采 资源环境 水文地质

[中图分类号] TD741 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-9-60-1

1矿山资源开采的常见水文地质问题

矿山资源开采的水文地质问题，诱发了大量矿山事故，据不完全统计，矿山开采死亡率，仅次于交通事故，常见的水文地质问题有以下几种：

（1）地表沉陷

地面沉陷是矿山开采常见的土地破坏问题，在沉陷事故发生之前，通常可以在地表上看见明显的张裂缝和岩层错动的迹象，随着开采深度的加深，裂缝呈扩张趋势，对作业区域和周围地面，形成极大的安全隐患。譬如2002年5月份，云南省兰坪县金顶镇南场铅锡矿由于过度开采，造成严重的地表沉陷事故，该事故导致5人失踪。

（2）顶板冒落

据不完全统计，每年的煤矿事故中，大约有43%的矿工遇难于顶板冒落事故，已经被列为矿山开采监督管理组织的重点，是当前急需解决的矿山地质问题。譬如2012年10月10日，云南省文山州丘北县腻脚乡水米冲煤矿发生了严重的顶板冒落事故，落下的岩石造成了4名矿工死亡。

（3）地下水灾害

矿山地下水灾害也颇为常见，譬如1999年山东莱芜矿谷家台二矿区发生严重的井下涌水事故，总共造成29人死亡，再如2001年广西西南丹县大厂矿区发生矿坑涌水，拉甲坡西矿和龙山锡矿同时被淹没，直接死亡人数为81人。矿山的地下水灾害，主要体现为突水淹井、井下涌水、井下泥石流、海水入侵等。

（4）其他地质问题

除了以上的矿山地质问题之外，深部岩爆、露天矿高陡边坡失稳、露天矿排土场失稳等，对矿山的安全作业同样构成极大的威胁，是当前矿山安全开采的重要课题。

2矿山资源开采水文地质问题的防治措施

鉴于矿山资源开采常见的水文地质事故问题，笔者认为在矿山开采前和开采过程中，有必要做好以下的防治措施：

（1）地面控制技术

一方面是统一坐标系和高程基准。坐标体系和高程标准，可以根据1980北京坐标系和1986黄海高程基准，然后建立统一的地面测量控制系统和井下测量控制系统，形成起算矿山测量数据的控制网。另一方面是布设控制网，首先是综合考虑矿区的地理位置和地形条件，确定控制网的基本等级，在选点GPS的时候，确保视野开阔，周围没有大面积水域、大型建筑物等的信号反射干扰物，笔者建议在接近井点和采区的位置，设置工作控制点，用于测量矿坑内外的联系和露天采场。其次是测量高程控制，布设四等水准网，采用光电测距三角高程测量的方法，将水准网高程误差控制在20mm左右，如果联测位置比较偏僻，可利用GPS拟合高程，作为矿山开采区的高程基准。最后是布设导线和施测，采用闭合差在1/4000以内的闭合导线，控制测量的误差和方位角的闭合差，采用往返进行的方式，测量出井下观测站的边长和高程。

（2）采场布置

首先是标定矿井井口点，在矿山检测资源储量的时候，需要测量井口坐标，结合地面控制测量时候布设的控制网，在控制网的经纬仪上面，引点测量井口的坐标，如果控制网不完整，则可采用GPS的方式，进行点位的实测。其次是定向测量巷道和回采工作面，定向测量通常采用一井或者两井定向的方法，控制点位定向的误差。巷道的定向测量，是利用经纬仪在运输巷道内测量并标定腰线，如果由于巷道面积所限，可用罗盘代替；回采工作面测量，是基于控制导线，定向竖直或者倾斜巷道，然后分水平逐级定向，最后得出同一水平范围内的测量结果之差。根据测量的结果，绘制出工程平面图和剖面图，然后计算工程的基本规格，譬如开采基本量等。再次是敷设碎步导线，。在没有磁性物质影响的矿区，可以采用罗盘敷设碎步导线。导线的长度需要控制在20m以内，磁方位角置于导线的两端，然后分别测量一次，两次的差值不能够大于2°。

（3）绘制矿山基本矿图

一方面是地下矿山基本矿图：井上区域地形图，囊括了井口、烟囱、水塔、高压输电线、低压输电线、钻孔、围墙、电线杆、篱笆、通讯线、道路、河道、沟渠等的标识井上井下对照图，在井田范围内，将地面的地形、地物和井下巷道等，统一绘制在同一张图纸上，并注明井上和井下的对应关系；采掘工程平面图，绘制出开采煤层的巷道、回采工作面、临时点、发火区、积水区等，原则是每个月绘制一次。另一方面是露天矿山基本矿图：根据露天矿山的测量精度和频率要求所绘制的矿田区域地形图、工业广场平面图、分阶段采剥工程平面图、采剥工程平面图，采剥工程综合平面图、排土场平面图、防排水系统图。

（4）矿区范围监控

首先是设置参考站，对中和整平仪器，检查天线、主机、电源等是否正常，然后至少量测两次参考站接收天线的高度，确定符合限差要求之后，调节参考站的定向指北线偏离范围，以及有限设置天线的标志位置，确保作业期间内，标志都基本保持一致。其次是采集流动展数据，利用流动站采集矿区拐点位置的三维数据，在采集的时候，要尽量控制接收天线流动杆的稳定状态和垂直状态，否则会出现明显的点位偏移误差。再次是处理内业，将测量和采集的数据，输入到电脑软件当中，然后利用成图的软件，结合地形地质图，根据矿山规模和矿区面积，确定矿区范围图的比例尺，然后统一规范图名、图框、拐点、图例等。矿区范围的坐标，采用3°带国家坐标系坐标标定，拐点编号则顺时针顺序，用阿拉伯数字表明。

3结束语

综上所述，矿山资源开采的水文地质问题，表现为地表沉陷、顶板冒落、地下水灾害等，为此，笔者认为在矿山开采前和开采过程中，有必要采用精确的测量技术，对矿山的地面、采场、矿区范围、非法采矿、破坏性采矿、保安矿柱等进行测量，为矿山安全开采提供科学合理的数据资料，最大限度控制矿山开采事故的发生。

参考文献

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