摘要：矿山地下水防治技术的有效应用可以更好地保障矿产资源生产安全，同时也可以通过地下水防治技术的有效应用避免水资源浪费或矿山开采过程中引发的水资源污染问题，应当引起关注和重视。本文主要从矿山地下水灾害的主要表现形式、矿山地下水防治技术及技术应用过程中应注意的关键问题三个方面展开论述，合理应用矿山地下水防治技术，保障矿产资源开采安全。

　　关键词：矿山；地下水防治；生产安全；矿产资源开采

　　经济社会的迅速发展及人们消费能力的不断提升，使得现阶段社会对于矿产资源的需求变得越来越高，矿产资源开采规模越来越大，而在矿产资源开采的过程中各种类型的地下水及地表水都很有可能会涌入工作面，影响矿产资源开采工作的正常开展，甚至可能会因地下水灾害带来较大的人员伤亡和财产损失，在这样的背景下，合理应用地下水防治技术则显得十分必要，而在分析矿山地下水防治的常见技术及技术应用要点之前，首先则需要了解矿山地下水灾害的主要表现形式。

　　1矿山地下水灾害的主要表现形式

　　1.1矿井突水

　　矿井突水是矿山水害的常见问题，在矿产资源开采的过程中很有可能会因勘测工作落实不到位或施工技术参数控制不当，导致工作面与含水层溶洞、溶穴、陷落柱、构造破碎带等接近或沟通，进而引发出水事故。在矿产资源开采的过程中很有可能会在掘进和工作面回采环节导致岩层的天然平衡遭到了较大的破坏和影响，周围水体在静水压力和矿山压力等多重作用下会通过薄弱处进入工作面，进而引发矿井突水问题。而在矿井突水问题分析的过程中需要注意不同地区、不同环境下矿井出水问题的呈现特点也存在着一定的差异，部分矿井地区的矿井突水呈逐渐变化，出水量较小，能够给人足够的反应空间，但是部分地区往往受地质情况、水压力和矿井压力等多重因素的影响，导致矿井突水并没有渐进变化的过程，会在较短的时间内涌入大量地下水。引发较为严重的安全事故，威胁相关工作人员的人身安全，同时出水后矿产资源开采单位还需要付出大量的排水成本排水，且矿井结构的稳定性也会因此受到较大的冲击，甚至会导致矿区直接报废，无法继续开采，不利于矿产资源开采经济效益的提升和资源利用率的提升。

　　1.2地面塌陷

　　在矿产资源开采的过程中地面塌陷的问题也是较为常见的问题，尤其是在金属资源等相应矿产资源开采的过程中地面塌陷问题更为常见且，单个矿区地面塌陷空间面积最大能够达到50000m3，塌陷点也相对较多，在同一矿区中可能会出现数十个甚至数百个塌陷区域，对于周边环境和周边居民及工作人员的人身安全危害相对较大，而若塌陷区域发展到水域去，则会直接增加地下水的补给，导致采矿作业无法正常开展，严重的情况下可能会影响周边建筑、交通、农田、水利。例如水口山铅锌矿、凡口矿、铜录山矿、安庆铜矿、新桥硫铁矿等相应的矿产资源开采区域都出现了该类问题。

　　1.3井下泥石流

　　在矿产资源开采的过程中可能会涉及到矿床疏干和巷道揭露破碎带等相应的工作内容，而在这些工作环节中井下泥石流是较为常见的事故，一旦泥石流问题出现，不仅会导致采矿作业无法正常开展，也会破坏设施设备甚至引发人员伤亡。如多次出现井下泥石流问题，最大一次泥沙量甚至达到了8000m3，高峰锡矿、三山岛金矿也出现了该类问题。

　　1.4其他水害

　　除了矿井突水、地面塌陷及井下泥石流以外，在矿产资源开采的过程中还很有可能会因地下水问题引发滑坡、片帮、崩落、海水入侵等相应问题。

　　首先，从滑坡的角度来分析，在矿产资源开采的过程中很有可能会因淤泥层等相应软弱结构面的出现进而导致地下水渗透，边坡稳定性很容易会受到冲击，在地下水渗流潜蚀作用下引发滑坡事故，例如孤山铁矿就出现过滑坡事故。

　　其次，在矿产资源开采的过程中若遇到较为松散的岩体或较为软弱的结构面，且该地区地下水的压力相对较大，这时则很容易会出现片帮、崩落等相应事故。

　　最后，从海水入侵的角度来分析，若矿产资源所处区域临近海边，很容易会在含水结构导通下引发海水入侵问题。例如在三山岛金矿开采的过程中就出现了海水入侵问题，在金矿涌水量中海水占60%以上。由此可见，加强矿山地下水防治是十分必要的，而就现阶段来看在矿山地下水防治可供借鉴和选用的技术方法是相对较多的。

　　2矿山地下水防治技术

　　2.1堵水技术

　　堵水技术是指在矿产资源开采的过程中通过构建地下隔水屏障的方式来最大化的降低地下水对于矿产资源开采安全所产生的影响和冲击，避免地下水向开采区域渗透，而常用的堵水技术主要包含帷幕注浆技术和防渗墙技术，帷幕注浆技术是指在矿产资源开采的过程中可通过钻孔的方式向地下含水层注入水泥或化学浆材，进而形成隔水帷幕，有效避免地下水进入矿产资源开采区域，该项技术的适配性相对较强，在地质条件较为复杂或含水层渗透性相对较强的区域应用可以达到较好的效果，也是现阶段较为常用的隔水技术。该项技术在实践应用的过程中需着重引起关注和重视的则是结合地方实际情况来对注浆材料做出适当优化和调整，并调整材料配比。在此基础之上，可借助定向注浆工艺来保障隔离效果。而较为常见的定向注浆工艺主要包含随钻测斜与轨迹修正方法，即在施工的过程中可借助孔底马达和侧斜仪来控制注浆轨迹，确保注浆段与裂隙面正交。而另外一种则是分段升压注浆法，即在注浆作业的过程中，通过低压渗透、中压扩散、高压紧密的方式达到良好的注浆效果。在山东某铁矿深部开采的过程中就采用了隔水帷幕工艺，该铁矿的开采深度超过了800m，受含水层影响在开采作业开展的过程中出现了突水事故，为了更好地降低地下水所带来的危害和影响，在铁矿开采的过程中拟定使用地面垂直注浆、井下补充注浆的方式进行地下水防治，引入了水泥、水玻璃双浆液材料进行定向注浆，注浆后防水效果相对较好。

　　从防渗墙技术的角度来分析，该项技术是通过机械成槽并浇筑混凝土或黏土材料的方式形成墙体，进而实现对地下水的拦截，在防渗墙技术应用的过程中需要紧抓承槽工艺和墙体耐久性设计两个维度来展开分析加强技术控制和技术管理。例如在云南某金属矿露天转地下施工的过程中就采用了防渗墙技术，因在该矿产工程开采期间处于雨季地表水会通过松散层渗入到施工区域，涌水量相对较大，为此采用了C30混凝土，并将防渗墙的厚度和总长分别控制为0.8m和1200m，有效减少了涌水量。

　　2.2排水技术

　　在矿产资源开采的过程中排水技术的合理应用可以提前将矿井资源矿产资源开采区域的地下水疏干，降低地下水水位，进而减少涌水风险，保障施工安全，在排水技术应用的过程中可根据矿产资源地区的实际情况来建立疏干排水系统。在疏干排水系统构建的过程中，可以通过建立渗流场与开采进度耦合模型的方式对钻孔布局参数和水位控制要求做出适当调整。除此之外，还可通过水位监测技术与自动化控制技术来更好地提高排水效率，这就需要在排水的过程中引入压力传感器，例如振弦式传感器，并将其放置于水仓、巷道低洼处实时采集水压信息，配合流量监控装置，如电磁流量计算动态流量，还可以引入人工智能技术智能启停降低能耗，同时提高排水效率和排水能力。

　　2.3生态修复技术

　　首先，在地下水防治的过程中疏干排水很容易会出现水源污染问题，同时也会降低地下水的水位，影响地方环境，这时则可通过污水处理技术的有效应用，将处理后的矿坑水回灌至含水层，以此来更好地维护地下水的动态平衡。例如在内蒙古有色金属矿开采的过程中，因需要保证矿产资源开采安全采用了疏干排水方式，导致了该地区及周边20km2的地下水位明显下降，进而引发地表裂缝、牧草枯死等相应问题，为了更好地解决该类问题则引入了活性炭加硫化钠组合工艺，对矿坑水进行沉淀、过滤、吸附处理，使之达到了相应的标准要求以后回灌至含水层，地下水位也因此回升，有效避免了地下水位大幅下降带来的生态环境问题。

　　其次，在矿产资源开采过程中可以在开采的地表区域铺设防渗材料，例如HDPE膜，这可以有效降低降水等多重因素影响矿产资源开采安全。同时还可通过种植耐旱植物的方式来更好地维护地表生态环境，例如可以选择沙棘等相应植被，配合生物菌剂来提高植物的成活率，形成生物保护层。例如新疆某露天矿因黄土覆盖疏松，在雨水时很容易会携带大量泥沙深入地下，导致地下水环境受到较大的破坏和影响，为此则通过铺设HDPE膜的方式来构建主防水层，并在膜下设置碎石导流层来更好地收集雨水，在膜上覆盖50cm的黏土层，种植梭梭、沙棘等相应的耐旱植物，将收集到的雨水应用于植物种植当中，大大减少了排土场下渗水量。

　　3地下水防治技术应用的关键问题与实践思考

　　3.1技术选择的系统性与适配性问题

　　事实上，在矿山地下水防治的过程中所需要考量的因素是相对较多的，例如该地区的地势地形、气候特点、地质条件以及气象条件等都需要考量在内。在这样的背景下若采用单一的地下水防治技术往往无法达到预期的防治效果，必须通过技术选择的优化和协调构建完善的地下水防治体系，建立综合防治方案，进而提高防治效果和防治质量，这就需要相关工作人员在实践工作落实的过程中做好数据收集、整合和分析工作，明确不同地下水防治技术的适用范围、应用优势，结合地方实际情况具体问题具体分析，做好技术搭配，并优化技术参数，保障技术应用的适配性，避免采用一刀切式设计导致最终的防治效果受到较大的影响和冲击。

　　例如在山东铁矿工程建设中采用了帷幕注浆技术来落实地下水防治作业，但是在初期时未能充分考量矿产资源开采区域的裂缝走向，进而导致了局部注浆效果不佳，防水效果也因此受到了较大的影响，后通过三维物探技术的有效应用定位裂缝，明确裂缝走向，在此基础之上对注浆孔角度作出调整解决了实际问题，保障了注浆效果。为此，相关工作人员在防水技术应用之前需通过钻探、物探、水文监测等多种方法构建水文地质模型，对设计方案作出适当的调整和改进。

　　3.2做好动态监测和应急管理

　　在矿产资源开采地下水防治工作落实的过程中，地下水环境具有动态变化的特征，客观环境、降雨降雪以及开采进度的变化都很有可能会对地下水位造成较大的影响，出现涌水量突变等相应情况，为了更好地解决这一问题，在地下水防治的过程中必须加强动态监测与应急能力的建设。

　　首先，从动态监测的角度来分析，需通过传感器技术等相应现代化技术收集更加完整全面的信息数据，了解矿产资源开采区域地下水的环境的实际情况，以数据驱动决策，为防水技术参数的优化及调整提供更多的参考与借鉴。

　　其次，需通过大数据技术、人工智能技术等相应现代化技术的有效应用提高应急管理能力和风险预警能力。在传感器系统建设的基础之上，可通过人工智能技术自动识别各项数据，判断其数据是否超过安全阈值范围，若超过阈值范围会自动触发警报，将报警信息发送给相关工作人员，由相关工作人员分析解决对策和处理方案。

　　最后，在矿产资源开采的过程中地下水灾害具有突发性强、影响大的特质，在这样的背景下，为了更好地保障应急管理能力达标，提高应急管理效果，则需在前期数据收集整合结束以后根据数字模型和已有的数据信息明确可能存在的风险问题，在此基础之上，建立应急预案，并将应急预案与专家系统相融合，这样自动监测系统在监测数据超过安全阈值范围后会自动提取监测数据的关键词及数据来源等相应信息，借助人工智能技术自动对接专家系统和数据库，提取相应的应急预案，分析最佳解决对策，为应急管理提供更多的助力。

　　3.3树立全生命周期管理意识

　　矿山地下水防治应当贯穿于矿产资源开采的全过程，从矿山规划阶段到闭坑后生态恢复中的每一环节都需要将地下水防治作为重要的管理内容，只有这样才可以达到较好的防治效果，协调经济发展与环境保护之间的矛盾。因此相关工作人员在实践工作落实的过程中需建立全生命周期管理意识，明确不同阶段矿山地下水防治的核心要点及注意事项，调节管理方向和管理重点，进而更好地提高管理成效。例如内蒙古矿山回灌工程并非在出现生态问题以后才启动的，而是在开采的初期阶段就预留了回灌井位置，并结合矿产资源开采的实际情况，具体问题具体分析设置了废水处理设施，进而达到了较好的环境保护效果和地下水防治效果，在保证矿产资源生产安全的同时最大化地降低了矿产资源开采过程中对于生态环境所造成的破坏和影响。相关单位也可以通过加强教育培训等多种方式提高管理建设效果，使地下水防治和施工安全观念深入人心。

　　4结语

　　在矿产资源开采过程中加强矿山地下水防治，可以更好的保障矿产地资源开采安全，也可以为环境保护提供助力，应当引起关注和重视，对地下水防治技术做出科学选择。在此基础之上，保障技术应用的系统性与适配性、平衡好环保与安全各方要素配合动态监测及应急能力建设和全生命周期管理意识建设来更好的提高矿山地下水防治质量和水平，更好的预防各类风险问题，提高各类风险问题的应急响应能力和处理能力，避免地下水灾害带来较大的人员伤亡和财产损失。