水工环地质特征及矿山开发保护研究

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水工环地质特征及矿山开发保护研究
陈国兵
摘要：本文主要研究和探讨了水工环地质特征及矿山开发保护。

首先，介绍了水工环地质的基本概念，包括水文地质和工程地质的特征和影响。

其次，分析了矿山开采对水工环地质的影响，包括水文地质和工程地质方面的影响。

探讨了矿山废弃物的组成和特点以及矿山开采对环境的影响。

最后，介绍了矿山开发对水工环地质和工程地质的保护策略，包括加强监测和管理、采取有效的保护措施以及加强矿山废弃物的管理和处置等。

关键词：水工环地质；矿山开发；保护研究
1 水工环地质特征
1.1 水工环地质基本概念
水工环地质是指在工程设计、施工、运营及管理过程中，综合考虑地下水、地质及环境等因素，对水文地质、工程地质和环境地质等进行研究，实现工程建设过程中水环境保护和地质灾害防治的一门综合性学科。

具体而言，水工环地质主要研究以下内容。

（1）水文地质特征。

包括地下水的形成、分布、流动、水质、水位及泉水等水文地质特征。

（2）工程地质特征。

包括建筑物、隧道、地下工程等的地质结构、地质构造、岩土特性、岩溶特征、地震地质等工程地质特征。

（3）环境地质特征。

包括土地、地表水、地下水、大气等自然环境因素与人类活动对地质环境的影响及环境保护。

水工环地质在矿山开发中有着重要的应用价值，可以为矿山开发提供科学依据和技术支持，实现矿山生产的安全、高效和环保。

同时，对于城市供水、环境治理、基础设施建设等方面也具有重要的应用价值。

1.2 水文地质特征
水文地质是一门研究地下水与地质、地形、水文等因素之间关系的科学，也探究地下水在自然和人为条件下形成、分布、运移以及水文地质作用的过程。

水文地质特征是水文地质的基本概念之一，它包括以下内容：（1）地下水的形成。

地下水主要来自大气降水、地表径流以及地下水补给，其中以大气降水补给最为常见。

地下水形成的条件包括含水层、渗透性岩层、自然补给区域、压水区域等。

（2）地下水的分布。

地下水在地下层中分布不均匀，与岩石类型、构造特征、地下水补给、地下水埋深等因素有关。

根据地下水分布特征，可将地下水划分为自由水、流动水、孔隙水、裂隙水等不同类型。

（3）地下水的流动。

地下水在地下层中通过孔隙和裂隙流动，地下水流动速度较慢，通常是每天几米到几十米。

但是地下水的流动具有一定的方向性和规律性。

（4）地下水的水质。

地下水的水质与地质背景、地下水补给、地下水流动、环境因素等有关。

在矿山开发中，矿山附近地下水的水质容易受到开采活动、尾矿库排放等因素的影响，容易出现污染现象。

（5）地下水的水位和泉水。

地下水的水位是指地下水面与地表面的接触面高度，水位的高低受到地下水补给量和排泄量的影响。

泉水是指地下水从地表喷出形成的自然水体，泉水的形成与地下水补给、地下水流动速度、地下水压力等有关。

在矿山开发中，泉水的分布和漏水情况是重要的地下水问题之一。

工程地质是将地质学的理论和方法应用于工程实践中，研究地质因素对工程建设、运行和安全的影响，并提出相应的工程措施和建议。

工程地质特征是工程地质研究的基础，包括以下内容。

（1）工程地质构造。

工程地质构造包括地壳构造、岩石构造和地震构造等方面。

它们直接影响工程地质环境的稳定性和变化性，是进行工程地质调查和设计的重要依据。

（2）工程地质岩性。

岩石的物理性质、力学性质、工程性质等因素对工程的稳定性和安全性有着至关重要的影响。

工程地质岩性的研究可以为工程设计和施工提供重要参考。

（3）工程地质断裂和节理。

断裂和节理是岩石中最常见的裂隙结构，它们会对工程地质环境的稳定性产生重要影响。

在工程地质调查和设计中，必须对断裂和节理进行充分的研究和评价。

（4）工程地质地貌。

地貌是地表地貌和地下地貌的总称，它对工程环境的稳定性和变化性产生重要影响。

在工程地质调查和设计中，必须对工程地质地貌进行充分的研究和评价。

（5）工程地质水文地质。

工程地质水文地质是指地下水与工程地质环境相互作用的过程和规律。

它对工程建设、运行和安全都有着重要的影响，必须进行充分的研究和评
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价。

在矿山开发中，工程地质特征的研究可以为矿山设计和施工提供重要参考，确保矿山的安全稳定性和环境保护。

2 矿山开发对水工环地质的影响
2.1 矿山开采对水文地质的影响
首先，矿山开采会破坏原有的地下水动态平衡，导致地下水位下降或上升。

当矿山开采的深度较大时，地下水位的下降可能会导致周边地区的水源供应不足，甚至引发地下水流失，并形成地下空洞。

而地下水位的上升则可能导致矿山附近的地面沉降或形成湿地。

其次，矿山开采过程中产生的废水和尾矿等污染物质会对地下水质造成污染。

经过矿山开采后的地下水中，常常含有较高浓度的重金属和有毒有害物质，严重威胁着周边地区的水源质量和生态环境。

最后，矿山开采过程中常需进行大量的土方工程和堆矿工程，导致土地覆盖层减少、土壤侵蚀速度加快，加剧了水土流失的程度。

同时，矿山开采对水资源需求量大，可能会造成周边地区的水资源供应冲突。

若矿山开采对地下水资源的利用较高，将对周边农业、生态环境和城市供水产生重大影响。

为减少矿山开采对水文地质环境的影响，需要采取科学合理的矿山开采方式和工程技术措施，并建立健全的环境监测和管理体系，确保矿山开采的可持续性和环境友好性。

2.2 矿山开采对工程地质的影响
矿山开采过程中需要进行大量的爆破和挖掘工程，导致地表和地下的岩土体结构受到严重破坏和变形，从而影响周边的地质环境。

这些破坏和变形可能会导致土壤沉降、地面塌陷、地震等地质灾害的发生，对矿山周边建筑物、交通设施等工程构筑物的安全性产生重要影响。

矿山开采过程中还需要进行大量的土方工程和堆矿工程，从而导致地表的土体结构发生变化。

这些变化可能引发土壤侵蚀、地表水渗漏和滑坡等地质灾害的发生，对矿山周边的农业、生态环境和城市规划等产生重要影响。

此外，矿山开采过程中还需要进行大量的隧道工程和地下巷道开挖工程，从而导致地下岩土体结构的破坏和变形。

这些破坏和变形可能会引发地下岩层的移动和变形，进而引发地震等地质灾害的发生，对矿山周边的地质环境和工程结构的安全性产生重要影响。

为减少矿山开采对工程地质环境的影响，需要采取科学合理的矿山开采方式和工程技术措施，并建立健全的环境监测和管理体系，确保矿山开采的安全性和可持续性。

同时，还需要加强对矿山开采对周边地质环境和工程结构的影响进行评估和预测，为矿山开采的科学决策和管理提供重要依据。

矿山废弃物指的是在矿山开采和选矿过程中产生的各类固体废弃物。

根据不同的矿山类型和开采方式，矿山废弃物的组成和特点也有所不同。

一般来说，矿山废弃物包括以下几个方面。

（1）粉状废弃物。

矿山开采和选矿过程中，产生的矿石粉末、破碎的岩石、选矿废渣等都属于粉状废弃物。

这些废弃物容易形成粉尘，在空气中悬浮并对人体和环境造成污染和健康危害。

（2）固体废弃物。

这类废弃物主要包括废矿渣、尾矿、废矿石和废矿物等。

这些废弃物通常需要占用很大的空间，并对土地和水资源造成严重的污染和损害。

（3）液态废弃物：矿山开采过程中产生的废水和矿浆等也属于矿山废弃物的范畴。

这些废弃物含有大量的有毒有害物质，可能对周边的地下水资源和水环境造成严重污染和影响。

（4）其他废弃物。

除了上述所提到的废弃物，矿山开采还会产生废油、废金属、废矿棒等。

这些废弃物中常含有大量的有毒有害物质和金属元素，对环境和人体健康造成严重威胁。

总体来说，矿山废弃物的组成和特点非常复杂。

其中的有毒有害物质、重金属和放射性元素等对环境和人体健康产生的影响极大。

因此，我们必须采取有效的管理和治理措施来减少矿山废弃物对环境的负面影响。

2.3 矿山开采对环境的影响
首先，矿山开采需要占用大量土地资源，这会破坏地表和地下的生态环境，导致土地沉降和崩塌等问题。

同时，矿山废弃物的堆放和废水的排放也会对土地造成严重污染和破坏。

这些影响可能会持续数十年甚至更长时间。

其次，矿山开采过程中需要大量的水资源进行冶炼和选矿等。

同时，也会产生大量的废水和污水，其中含有大量的有毒有害物质和金属元素等，对周边的水资源和水环境造成严重的污染和影响。

这些污染物可能会对水生生物产生严重危害，破坏水生态系统的平衡。

最后，矿山开采过程中产生的粉尘和烟尘等污染物也会对空气质量产生影响，同时还会产生大量噪声污染，对周边的居民和生态环境造成不利影响。

这些污染物对人体健康和动物的生态习性都会产生危害。

矿山开采还需要清理植被和动物栖息地等，导致生物多样性的丧失和生态系统的破坏。

此外，由于矿区地质条件的变化，也容易引发地质灾害，如山体滑坡、泥石流、地面塌陷等，对周边的人员和建筑物等造成威胁。

矿山开采对环境的影响是非常复杂和深远的。

为了减
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少和避免其对环境的负面影响，我们必须采取一系列科学合理的措施。

例如，加强环境保护监管，推行可持续开采，促进资源循环利用等，从而保护环境、维护生态安全。

3 矿山开发保护研究
3.1 矿山开发对水工环地质的保护策略
为了合理利用和保护矿区内的地下水资源，需要对水文地质特征进行充分了解。

在开采前应进行调查和研究，明确地下水的流动和储存条件，制定科学合理的开采方案，以避免对地下水资源的破坏和浪费。

此外，在矿山开采过程中，需采取防渗措施，以防止开采活动对地下水造成损害和污染。

对工程地质特征的保护，需要制定先进的开采方案，以预防地质灾害的发生。

在选址和开采前，应进行详细的地质勘探和评价，确定地质构造和岩石性质，并制定相应的支护和加固措施。

同时，在矿山开采过程中需要实时监测地质变化和地质灾害的发生，并采取相应的应急措施，以确保矿山的安全稳定开采。

针对矿山废弃物的处理和管理，应采用科学的技术手段，有效避免对水环境和土壤的污染。

在开采过程中，需要评估废弃物的产生量和种类，并制定相应的处理方案，选择适当的处理工艺和设备。

同时，在废弃物的处理和管理过程中，应加强监测和管理措施，以防止污染物的溢出和泄漏。

为减少矿山开采对生态环境的影响，需要加强生态修复和保护工作。

在矿山开采结束后，应进行生态修复和恢复措施，推广合适的植被和树木种植，改善矿区的生态环境。

同时，在矿山开采过程中，需采用可持续开采方式，避免过度开采和资源浪费，以保护生态环境和水资源。

3.2 矿山开发对工程地质的保护策略
为了避免对地质环境的破坏，需要制定科学合理的开采方案。

在选址和开采前，应进行详细的地质勘探和评价，确定地质构造和岩石性质，并制定相应的支护和加固措施。

同时，在矿山开采过程中需要实时监测地质变化和地质灾害的发生，并采取相应的应急措施，以保证矿山的安全稳定开采。

为加强矿山的地质环境监测和评估，要及时了解地质环境的变化和演化趋势。

针对矿山地质灾害、地下水、地震等问题，需要制定应急预案，加强监测和预警工作，以确保矿山的安全稳定开采。

在开采过程中需要采用先进的技术手段和设备，以减少对地质环境的破坏。

需选择合适的采矿方法和支护技术，减少地质灾害的发生。

此外，矿山开采结束后，还需进行地质环境的修复和恢复工作，以还原矿山的自然环境。

为加强矿山管理和监督，要制定科学合理的规划和管理制度，严格落实安全生产、环境保护、能源节约等各项规定，加强监督和检查工作，提高矿山的安全管理水平。

3.3 施工质量检验和评定方法
施工质量检验和评定方法在建设工程管理中扮演着重要的角色，对确保工程质量具有重要作用。

常见的施工质量检验和评定方法如下。

（1）抽样检验法。

根据国家或地方的建设工程质量检验规定，对施工过程中的关键工序和材料进行抽样检验，以判断工程质量是否符合要求。

（2）现场检验法。

在工程施工过程中，对关键工序和节点进行现场检查和测量，通过观察、测量等手段来评定施工质量。

（3）检测分析法。

利用各种物理、化学和力学测试方法对施工过程中的材料和结构进行检测，通过分析检测结果来评定施工质量。

（4）质量验收法。

在施工完成后，对整个工程进行验收，对各项工程质量指标进行检查和评定，以确定工程质量是否符合设计和施工标准。

（5）现代技术手段。

随着信息技术的发展，现代技术手段如无损检测、数字化检测等已经广泛应用于建设工程的施工质量检验和评定中。

在选择施工质量检验和评定方法时，应综合考虑工程类型、施工阶段、质量要求等因素，采取合适的方法进行检验和评定，以确保工程质量符合要求。

同时，在施工过程中应加强监督和管理，强化质量控制和质量保证措施，提高施工质量。

4 结语
矿山开发是推动社会经济发展的重要力量，但随之而来的环境问题和资源枯竭的威胁也不容忽视。

矿山开采对水工环地质和工程地质的影响是不可避免的，但采取有效的保护措施可以最大限度地减轻其影响，保护环境和生态系统的稳定和可持续性。

本文对于矿山开发中的水工环地质和工程地质特征、矿山开采对其的影响及保护策略进行了研究和探讨，旨在提供有益的参考和建议，推动矿山开发和环保事业的可持续发展。

我们相信，在全社会的共同努力下，矿山开发和环保可以达到双赢的局面，实现经济、社会和环境的可持续发展。

（作者单位：江西省地质局有色地质大队）
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