水工环地质勘查对金属矿山建设重要性研究

引言

金属矿产作为现代工业发展的基石，其战略地位愈发凸显。我国作为全球最大的金属矿产生产与消费国之一，金属矿山的高效开发对保障国家资源安全和经济稳定至关重要。矿坑涌水引发的淹井事故、边坡失稳造成的人员伤亡、尾矿库渗漏导致的环境污染等事件屡见不鲜，不仅造成巨大的经济损失，还严重威胁周边居民生命财产安全与生态平衡。因此，加强水工环地质勘查在金属矿山建设中的应用研究迫在眉睫。

一、水工环地质勘查对金属矿山建设的核心重要性

1.1 安全保障层面

水工环地质工作作为金属矿山建设及生产经营基础性地质工作之一，在金属矿山工程建设、生产经营过程中，通过对矿区水文地质、工程地质条件进行勘查，预测矿井涌水和矿山边坡的稳定性的合理性，提早做出防治水和边坡及采空区的防治灾害的对策，从而使得金属矿山生产建设更加安全稳定。如某铅锌矿通过开展铅锌矿井采空区稳定性监测及数值分析，实现对铅锌矿井采空区稳定性防治提前预警，及时采取采空区充填支护措施，防止顶板冒落，未造成重大安全事故，节省了矿体开采损失等。

1.2 经济优化层面

金属矿山建设过程中利用水工环地质勘查工作，从多方面为金属矿山建设实现经济最优化提供依据。在开展矿山建设过程中，水工环地质勘查工作结果可以为企业避开地质条件复杂地段，提供建设成本更低、开采难度小、无必要工程量投入；开展开采阶段的水文地质勘查工作可以对矿坑涌水量进行精准估算，能够对企业设计合理的排水方案，避免产生因矿坑涌水量过大或者排水量设计过小对金属矿山建设造成的经济损失问题，某铁矿经过合理优化其水文地质排水方案每年可节约排水用电成本300 多万元。

1.3 环保合规层面

由于绿色环保要求趋严，金属矿山必须通过水工环地质勘查保障企业发展“绿色、环保”的硬指标。环境地质勘查可掌握和评价矿山建设活动对周边区域生态环境的影响情况，能够较好避免区域生态红线的规划建设，避开涉及的自然保护区、水源地等地质敏感地区。在矿山生产过程中，水文地质勘查可检测区域地下水水质状况，及时识别和发现选矿废水污染环境问题，可因地制宜采取防渗堵漏等措施避免水体污染。工程地质勘查可为排土场、尾矿库规划建设提供地质依据，通过排土场、尾矿库的防渗、加固治理等工作，可有效预防泥石流、溃坝等环境危害事件。

二、金属矿山建设中的水工环地质问题及危害

2.1 水文地质问题

水文地质问题是金属矿山建设以及开采中多发且危害性大的问题。矿坑涌水是金属矿山最典型也是最严重的问题之一，在金属矿山采矿过程中开采地表地层的结构，连通地层中的含水层，使得水体注入矿山采矿坑中，遇到强含水层或者导水构造可能会发生大规模突水事件，长期大规模的排泄可能会造成本地区域性的水位大幅度下降，形成降落漏斗，导致周围的泉水干涸，水井枯竭，影响人民的日常生活用水以及农业灌溉用水；矿井废水中往往含有重金属、酸类物质和选矿药剂，如果未经处理直接排放会造成地表水体和地下水体的污染，如某铅锌矿的选矿废水直接渗入地下，造成周边浅层的地下水中的重金属类指标超标几十倍之多，对生态环境以及居民身体造成危害。

2.2 工程地质问题

工程地质问题严重影响金属矿山建设安全与稳定。露天矿边坡失稳是常见隐患，受降雨、爆破振动、不合理开采顺序等因素影响，边坡岩体稳定性降低，易发生滑坡、坍塌。某露天金矿因持续降雨与过度开采，高陡边坡突发滑坡，掩埋作业设备与运输道路，

直接经济损失超千万元。地下开采引发的地面塌陷问题也不容忽视，采空区顶板长期受应力作用逐渐变形垮塌，导致地表出现塌陷坑，破坏地表建筑物与基础设施，某银矿周边因采空区塌陷，致使多栋房屋开裂，数十名居民被迫搬迁。

2.3 环境地质问题

金属矿山建设对环境地质造成多方面破坏。土地资源破坏首当其冲，露天开采挖损大量土地，排土场、尾矿库堆放占用大面积土地，且废弃物中的有害物质渗入土壤，造成土壤污染与肥力下降，某锰矿排土场周边土壤重金属含量超标，致使周边数公里土地无法耕种。植被破坏与生态失衡问题显著，矿山建设砍伐大量植被，破坏动植物栖息地，生物多样性锐减。

三、基于勘查结果的金属矿山建设优化措施

3.1 水文地质问题应对措施

针对水文地质问题，需构建 “防 - 排 - 治 - 用” 一体化解决方案。利用勘查获取的地下水分布与径流数据，采用超前钻探、瞬变电磁法等技术实施超前探水，提前查明导水构造和富水区。如在某铜矿开采中，通过三维地震勘探定位隐伏断层，提前采用帷幕注浆技术截断地下水通道，使矿坑涌水量减少。依据涌水量预测结果，设计分级排水系统，结合自动化水位监测设备，实现按需排水，降低能耗成本。推广矿井水资源化利用，将处理后的矿井水用于矿山降尘、选矿工艺补水，提高水资源循环利用率。

3.2 工程地质问题应对措施

工程地质问题的解决需兼顾稳定性提升与风险预警。对于露天矿边坡，基于岩石力学参数和结构面分析，采用 “削坡减载 + 锚固支护 + 植被护坡” 综合技术。针对地下开采采空区，根据勘查确定的顶板稳定性，采用尾砂胶结充填、嗣后充填等技术，控制地表沉降。在地基处理方面，对软弱地基采用强夯法、深层搅拌桩等技术增强承载力，对岩溶地区采用注浆填充、梁板跨越等措施。

3.3 环境地质问题应对措施

环境地质问题治理以生态修复和污染防控为核心。在土地修复方面，对排土场和尾矿库实施分层覆土、客土改良，种植耐性植物恢复植被。某铜矿通过微生物菌剂改良尾矿土壤，配合种植紫花苜蓿等固氮植物，三年内植被覆盖率从 5% 提升至 65% 。针对重金属污染，采用植物萃取、固化稳定化技术降低土壤污染物活性。在生态保护上，基于勘查划定的生态敏感区，调整矿山建设布局，避让自然保护区和水源地。对已破坏的生态系统，开展 “山水林田湖草” 系统修复，重建生物廊道。在污染防控方面，对尾矿库实施防渗改造，采用 HDPE 膜 + 膨润土复合防渗层，对粉尘、废气进行实时监控，配套布袋除尘、脱硫脱硝装置，确保污染物达标排放。

结语

水工环地质勘查是金属矿山建设安全运营与绿色发展的核心保障。其通过精准识别水文、工程及环境地质风险，有效规避灾害、降低成本、守护生态。但当前勘查技术仍存精细化不足、多源数据融合度低等问题。未来需加速智能化勘查技术迭代，完善全流程规范标准，以实现金属矿山资源开发与生态保护的协同共进。

参考文献

[1] 许海啸. 水工环地质勘查对金属矿山建设重要性研究[J]. 中国金属通报,2024,(08):125-127.

[2] 赵龙刚. 水工环地质勘查对金属矿山建设重要性研究[J]. 世界有色金属,2017,(17):219+221.