岩溶区矿山开采抽排地下水引发的地质灾害及其防治

技术与市场　技术研发　第ｌ９卷第２Ｊ￣１１２０１２年　岩溶区矿山开采抽排地下水　引发的地质灾害及其防治　韦伟昌　（河池市地质勘察设计院，广西河池５４７０００）　摘要：岩溶区的地质灾害时常发生，特别是在进行矿山开采活动时更加频繁。文章针对广西环汪某矿区的矿山地质环境，　分析了因矿山开采抽排地下水引发的地面变形、岩溶地面坍塌和地下水位下降等地质灾害，并且根据灾害发生原因介绍了　相关地质灾害的防治措施，在保证矿山开采活动带来经济效益的同时，尽可能地减少对人民和社会带来的负面影响。　关键词：岩溶区；矿山开采；抽排地下水；地质灾害；防治措施　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０ｏ６—８５５４．２０１２．０２．０１４　０引言　括Ｆ２０１、Ｆ２０２、Ｆ４０１、Ｆ４０２，倾角基本范围为３５。～５０。，属于张　矿山开采可以说是支撑我国经济发展的产业之一，它给经　扭性的断层，规模不大，但破碎带比较发育，导水性能好，容易　济的发展和人民的生活带来了有利条件。然而，由于人们忽略　形成地下水渗流通道。地层含水主要是岩浆岩裂隙含水岩组、　了矿山开采中经济社会和环境协调发展的战略目标，过度的开　碳酸盐岩溶洞裂隙含水岩组、碎屑岩类裂隙含水岩组等。矿床　采带来了诸多矿山环境问题，引起了水圈、大气圈、岩石圈和生　中水的来源主要包括地表水、地下水、大气降水和构造断裂水，　物圈等环境的变化。本文主要针对岩溶地区矿山开采过程中因　而该矿山地下水的来源主要是大气降水并沿着岩石的溶洞和　抽排地下水而引发的一些地质灾害问题，并且根据突显的相关　缝隙向ＮＥ方向流动，其流量约为２．６　Ｌ／Ｓ。　灾害提出一些相应的防治措施。　２岩溶区矿山开采抽排地下水引发的地质灾害　１　矿山地质环境介绍　该矿山开采矿种主要是铁矿，矿体埋藏标高为＋３６０一　该矿区属剥蚀低缓丘陵地貌，海拔高度一般在２４０～４６９．８　ｍ　＋２３０　ｍ，采用方法为自上而下回采的耙矿留矿法，并对不同地　之间，最低侵蚀基准面２４０　ｍ，山坡坡度一般１０。～２５。，植被较　区的矿井分别进行排水。由于开采过程复杂且地质的构造和水　发育，自然山体较稳定，沟谷较发育，地形切割不强烈，地表自　文特性导致矿山开采时抽排地下水引发了一系列地质灾害。从　然排水条件良好，地形地貌条件中等【１］。该矿体地势北东低，南　目前的观察现状可知，引发的地质灾害主要包括地面变形、岩　西高，其东侧为界牌岭短轴倾伏背斜，属于溶蚀丘陵，侵蚀基准　溶地面塌陷和地下水位的下降。　面标高为３４０．８　ｈａ；西南侧属于剥蚀低山，标高为５８４．１　ｍ。该地　２．１地面变形　区的气候属于亚热带气候，气候温和，雨量充沛，易受东南季风　地面变形是矿山开采活动中常见的负面影响之一，通常会　影响。根据资料显示，该区年平均降雨量１　７０６．８　ｍｍ，平均气温　因地面变形而引起房屋的墙壁裂开，地基下沉甚至房屋倒塌　１７．６℃。从矿区水文地质图中可知，ＳＮ向断层包括Ｆ１～Ｆ５，其　等，主要形成原因可以归结为以下３种情况：　中Ｆ１、Ｆ３、Ｆ４倾角为５Ｏ。～８０。走向正断层，Ｆ４、Ｆ５倾角ｌ５。左　１）由于矿山地区的地貌特征，再加上山前斜坡的因素，容　右，规模最大的属于Ｆ４，其中破碎带宽度为５Ｏ～７０　ｍ，长度约为　易在该区域产生地面变形，特别是对于植被覆盖面积小的区　３～４　ｋｍ，背斜东西两翼被Ｆｌ和Ｆ３走向断层切割。ＮＷ向断层包　域，更容易出现因矿山开采抽排地下水而引发地面变形。　２）土层结构也是引发地面变形的另一个不可忽略的因素。　由于岩溶区很难精确的探测岩溶管道和溶洞的空间地理位置，　溶洞的形态各异和岩溶水分布状况了解不够准确，再加上溶洞　发育并不是非常的均匀，这种复杂的土层结构使得排水工作很　难精准实施，从而出现理论与实际不符的情况，也就出现地面　变形。　３）地下水对地面的作用也会导致地面变形的问题。当地下　水被过度抽排时，会使得地下水的水位骤降，在某些范围内水　分布情况会形成漏斗型，进而水的流动方向和速度等都会受到　影响。特别是对于坡度比较大的地区，这种因水流速度增加而　造成更大的冲击，对二元结构土层中的细粒不断冲刷，对土层　技术研发　侵蚀和掏空，进而加剧了地表变形的产生。　２．２岩溶地面塌陷　该矿区范围内曾多次发生过岩溶地面塌陷，其因坍塌产生　的塌坑高达２００多个，影响总面积达Ｎ３ｏ　０ｏＯ多平米。形成的主　要原因：①由于在开采的过程中，不断地抽排地下水，再加上地　下水对溶岩有一定的侵蚀作用，进而使得溶岩表层的覆盖物或　者洞穴和裂隙之问的填充物不断地被侵蚀，这就促进了岩溶地　面坍塌现象的发生。②矿区上覆土层厚度４～１０　ｍ，风化壳厚度　５～１５　ｍ，发生岩溶塌陷的机会较大［１１２１。③过多地抽排地下水，　使得水的流动加剧，溶洞内填充物大量流失，岩洞表面因水位　降低，浮力减小，洞穴出现负压，岩洞地质环境失去相对平衡，　也易导致岩溶地面塌陷。　２．３地下水位下降　该矿区范围内曾发生过几次溶洞突水，流量２　０００　ｍ３／ｈ～　５　０００　ｍ３．／ｈ之间，停止挖掘后，水位可控制在２５０　ｍ标高左右。显　然，发生事故后，由于出现缝隙突水，会造成地下水位的下降，　进而出现地表水和山沟等地水体干涸，无论是对居民的日常生　活用水还是农作物都造成严重影响。　３防治措施　矿山开采引发的地质灾害和环境问题的防治一直是一项　系统、复杂的工作，它涉及到人民群众和社会的利益。所以在矿　山开采过程中，特别是岩溶区的矿山开采，需要保持警惕，时刻　做好防范措施，避免不必要问题的发生。　３．１地面变形防治措施　地面变形的防治措施是尽可能地减少地面变形的范围和　控制地面变形的程度。防治思想主要是减少矿体采空排水与基　岩裂隙水以及基岩裂隙水与第四系含水层之间的连通性，主要　措施如下：①开采之前应仔细勘察岩溶区的地质情况，比如说　采用物探的方法来探测裂缝发育区域，对该区域的岩体可采用　水泥和缓凝剂，通过钻孔进行压力注浆处理，特别是已出现较　严重地面变形的地段，应该用水泥进行注浆处理。②地面沉降　变形的区域，由中心向四周扩散，逐渐布置由小到大的钻孔井，　并通过管道使地下水流入分布到这些孔井中，目的就是保持地　下水均衡的状态。总之，为了尽可能地减少地面变形情况的发　生，主要是防患于未然，采取一些防范措施，控制和杜绝因采矿　而大量地抽排地下水，对已出现一定程度的地面变形，需要及　时采取措施防止地面变形程度加剧，并定期进行变形测量、变　形区岩土工程勘察等。　３．２岩溶地面塌陷防治措施　岩溶地面塌陷主要由矿坑突水和岩溶发育不均而引起，防　治主要从这两方面着手。建立监测网络系统，时刻检测岩溶发　育及其周边的地面变形情况和地下水下降情况，时刻掌握岩溶　区域的地质变化和地质灾害发生趋势，以便采取适当的应对措　施。具有潜在岩洞塌陷的区域，为防治地表水的渗入而出现坍　塌，可以在周边修建排水沟来减少地表水的渗入。矿坑突水易　导致溶洞坍塌，所以避免溶洞坍塌就需积极地预防矿坑突水情　２４　ＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹ　ＡＮＤ　Ｍ．ＡＲＫＥＴ　Ｖｏ１．１９Ｎｏ．２，２０１２　况的发生。一旦出现地下水大幅度地降低、矿坑突水、地面大量　漏水、建筑物和地面变形，就需要采取预防措施，避免水位的持　续下降，可对岩溶通道进行帷幕灌浆和局部注浆处理。同时为　防止地面水的涌出，可封堵涌水口，以免出现溶洞坍塌。为了避　免因岩溶坍塌对周边的房屋和建筑造成影响，需要先勘察周边　的地质环境，浅基旧房可以利用灌浆的方法来加强房屋的地　基，对于新建房屋，可以采用可靠的基础型式来稳固地基，以防　隐伏的岩溶出现地质灾害。　３．３地下水位下降的防治措施　地下水位下降的防治措施主要就是利用地下水位网络系　统进行时刻监控，通过布设地下水位观测井，定期监测地下水　动态，及时掌握地下水位下降幅度，预测地下水位降落漏斗的　发展趋势，以便提前采取预防措施控制区域地下水位超幅度降　低【ｌ】０　４结语　通过对岩溶区矿山开采抽排地下水引发的地质灾害的分　析，我们了解了矿山开采过程中带来的地质环境问题关系到广　大人民群众的民生问题，也是决定社会可持续发展的因素之　一。只有做到合理地开采矿山，重视生态环境问题，对正在进　行的矿山开采活动，要加强监督检查和防范措施，避免因矿山　开采而带来的诸多地质灾害问题。同时，对于已经出现的地质　灾害，要采用科学的技术手段来避免事故的进一步恶化，减少　矿山开采引发的地质灾害带来的不必要经济损失，进一步保证　人民群众的财产和生命安全。　参考文献：　『１１何春盛，曾宪暖．浅谈岩溶区矿山开采抽排地下水引发的　地质环境问题和地质灾害及其防治【Ｊ】．资源环境与工程，　２００７（１０１．　［２】　陈国良．国家突发地质灾害应急预案［Ｍ］．北京：中国地质科　学出版社，２００６．　『３１邓安云，任玉芬．矿山开采环境地质问题分析与防治建议　［Ｊ］．云南地质，２００９（２８）．　ｆ４］原沁波．矿山开采对地质环境的影响及防治对策研究［Ｊ】．科　技情报开发与经济，２０１　１（９）．　『５】　罗小辉，席祖平，周虹．浅析矿山开采中如何预防采空地面　塌陷『Ｊ１．中国井矿盐，２０１ｌ（２）．