针对大型露天矿山的水文地质特征及开采技术条件的探讨

针对大型露天矿山的水文地质特征及开采技术条件的探讨

马宏兵

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摘要：就矿山开发工作而言，大型露天矿山水文地质特征以及开采技术条件的分析，能够为其提供重要的指导作用，在具体落实水文地质特征以及开采技术条件工作的过程中，应该充分掌握一定的方法，尽可能减少对周围环境带来的破坏，同时，还应该有效落实已经被破坏生态环境的恢复工作，借助相关生态学理论来推动我国经济的健康可持续发展。鉴于此，本文就大型露天矿山的水文地质特征及开采技术条件展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。

关键词：大型露天矿山；水文地质；开采技术

1、水文地质与环境地质工作现状

1.1、水文地质工作

信息技术的快速发展为我国水文地质条件勘测工作提供了有利的条件，使地质勘测和地质勘测工作越来越便捷，从而为我国国民经济的发展奠定了良好的基础，但是，在水文地质工作中仍然存在着一系列的问题。一方面，相关地质工作者未能充分认识到水文地质设计以及勘察过程中可持续发展理念的重要性，在开展该项工作的时候未能充分结合实际的环境情况，导致地质工作面临着较大的安全隐患，这样一来不仅会对地质结构的稳定性产生影响，同时还会破坏周围的生态系统。另一方面，在实际开展水文地质工作的过程中，由于受到各种法律措施和制度的影响，使得很多工作都只能停留在理论上，未能将其转换为真正的生产力^[1]。

1.2、环境地质工作

我国的地质结构复杂，不同地区由于受到地壳运行的影响，从而形成了不同结构的地形，因此，给地质勘测以及开采工作带来了很多的问题。很多地方由于地质结构不稳定，在强外力的作用下就很容易导致地质结构面临各种灾害，比如，山体滑坡、水土流失以及水污染等方面的问题。即便我国已经意识到了环境保护对于地质工作的重要性，但是，在实际开展工作的过程中仍然存在着很多问题，从而限制了我国的发展。主要体现在以下方面：（1）我国部分地区的土地使用效率较低，存在着严重的水土流失现象。（2）一些地区的水污染现象严重，使得当地的水资源短缺。（3）一些地区的结构稳定性不高，经常出现水土流失现象。（4）矿产开采工作引发了一系列的地质破坏问题以及环境方面的问题，从而严重威胁到了我国生态系统的稳定性^[2]。

2、大型露天矿山的水文地质特征

我国的地质环境复杂，可以孕育的矿产资源种类也较为丰富，同时，矿产资源在分布上也存在着一定的规律。但是，随着矿产资源开采工作的不断推进，致使大多数矿产资源都集中在一些地质条件比较复杂的区域中，从而加大了矿产资源开发和勘测工作的难度，但是，通过使用同位成矿的相关理论能够有效解决这一问题。基于同位成矿的相关理论，一旦我国某一区域发现了同位成矿，就表明该区域有很大的可能存在着矿带，这样一来就有利于集中采矿，从而有效降低开采成本。但是，在自然界中，要想形成同位成矿仍然存在着一定的难度，主要是因为同位成矿对于地质环境的要求相对较高，其中一个关键的条件是成矿活动中心的地质空间结构比较稳定，只有有效确保中心的稳定性，才能够为形成同位矿提供良好的环境，在确保地质环境稳定的情况下，才能够形成岩通道^[3]。此外，同位矿对于成矿中心地质环境物质的丰富度要求较高，这样一来才能够为矿带的形成提供相应的物质基础。我国很多地方由于受到自然地理环境的影响而形成了同位带，其中最为典型的代表就是辽宁青城子矿田。

3、大型露天矿山开采的技术条件

3.1、地质条件

本文以某大型露天矿山为例，对开采技术条件展开简要概述，该区域的地质构造相对简单，主要以走向的正断层为主，最大的落差大概为60m，通常为20m左右，没有火成岩侵入，属于单斜地层，地层之间的倾角在8~12°范围内，煤层相对问题，适合露天开采。

3.2、技术条件

（1）该区域的地势平坦，全部属于第四系层覆盖，此外，煤层的顶板岩石都属于泥质胶结的砂岩、砂质泥岩的互层以及浅部泥岩，岩石强度相对较低，且岩石松软，单向抗压强度在0.14～1.00MPa范围内，最大2.46MPa，在饱和的状态下，岩石的强度就会明显降低，通常降低大概一半左右，属于松软岩地区，适合使用轮斗和露天电铲来实施开采工作。（2）由于该区域的西侧属于非工作帮，而且煤层的底板位置有大约10～15m的粉砂岩，同时透水性能良好，其下部则为大厚泥岩层，非工作帮低处的积水通过第四系层能够直接向粉砂层渗透，岩石在饱水的状态下其强度就会下降，经常在大厚泥岩和粉砂层接触的脆面发生滑坡现象。层在非工作帮，露天矿发生过多次滑坡，从而给生产和运输工作带来了很大的困难，所以，对于露天矿的开采工作来说，滑坡是一个需要重点关注的问题。（3）根据露天矿的发展规律和现状来分析，边坡稳定角为22°^[4]。

3.3、气候条件

（1）该矿区在冬季的时候气候寒冷，结冻期能够维持7个月之久，冻土层的厚度在2.5～3.5m范围内，从而对剥离工程产生了严重的影响，降低了工作效率。而日平均气温在零下25°的天气大约能够持续50天左右，在这样的低温天气下，就会降低车辆的行驶速度，并且还很容易导致一些机械被破坏，从而加剧各项工作的困难程度。（2）由于该区域的降雨量少，并且年平均降雨量为448mm，然而，蒸发量却高出降雨量的4~6倍，由此可见，气候特别干燥，尤其是在春季和秋季的时候风力较大，风速最大能够达到20m/s，最大风力为8级，这样一来就会加速煤矿自燃，从而为开采工作增加了难度。

4、做好大型露天矿山水文环境和地质工作的建议

水文资料库的建立是有效提升水文环境治理效率的关键，并且也是发展绿色矿山的必要途径。党的十九大以来，我国的矿山积极落实十九大精神，并且积极推进绿色矿山体系的建设过程，将矿山建设逐渐上升到了国家层面，从国家的战略发展角度来分析生态文明建设工作的重要性，将生态文明建设工作和国家的经济建设、文化建设、政治建设以及社会建设紧密联系起来，能够形成新的战略格局。由此可见，在开展水文地质环境发展工作的过程中，需要充分了解水文和地质结构相关的资料，并且要用到先进的勘测方法以及勘测设备来获取大量的数据，在基础上制定出最佳的矿山开采方法。对于数据的搜集，主要包含矿井的水压变化、水文变化以及充水性变化等等。建立完善的水文数据库，能够为治理水文灾害提供有力的支撑^[5]。在新的时代背景下，生态技术和信息技术的快速发展为生态恢复提供了可靠的数据保障，大数据技术、智能传感器技术以及人工智能技术的有效结合，能够有效检测矿山废弃地以及采煤塌陷区的相关指标，从而大大缩减生态演化时间。绿色矿山的建设使人们更加关注人和自然之间的关系，从而为实现绿色矿山建设工作提供可靠的支撑，以此来推动经济的可持续发展，以便更加高效地解决生态环境和经济发展之间的突出矛盾。

结束语：

总而言之，近年来，我国对于可持续发展理念的关注度逐渐提升，并且可持续发展理念在水文地质和环境地质中得到了广泛地应用，从而有效解决了经济发展和环境保护方面的问题。对于矿山的发展而言，对大型露天矿山水文地质特征以及开采条件的研究具有非常重要的意义。

参考文献：

[1]丁银贵.高强度露天矿山工作台阶坍塌影响因素及预防措施研究[J].中国矿业，2020，29(01):101-106.

[2]张登敏.露天矿山地质工作难点应对措施探讨[J].世界有色金属，2019(12):282-283.

[3]毕泗栋.某露天矿山开采技术条件探讨[J].科技经济导刊，2019，27(07):50.

[4]郭有民.露天矿山水文地质环境调查及地质特征分析[J].中国金属通报，2019(02):154+156.

[5]刘金江.大采高露天石灰岩矿山最终边坡角优化研究[D].重庆科技学院，2018.