董偉明，呂赟珊

（1.浙江久核地質(zhì)生態(tài)環(huán)境規(guī)劃設(shè)計有限公司，浙江 湖州 313000；2.浙江省核工業(yè)二六二大隊，浙江 湖州 313000）

在巖石內(nèi)部集中應(yīng)力影響作用下，產(chǎn)生了斷裂位移問題，改變地質(zhì)構(gòu)造，使得地殼產(chǎn)生各種斷裂構(gòu)造問題。隨著巖石受力狀況變化，所形成的斷裂程度也各不相同，進(jìn)而產(chǎn)生了多種斷裂構(gòu)造，不同斷裂構(gòu)造和地下水文地質(zhì)環(huán)境差異，呈現(xiàn)出不同水文地質(zhì)特征。和礦山地質(zhì)災(zāi)害之間存在密切聯(lián)系。而斷裂構(gòu)造相關(guān)水文地質(zhì)條件對于礦山地質(zhì)災(zāi)害的影響也成為當(dāng)下主要研究內(nèi)容。

1 斷裂構(gòu)造相關(guān)水文地質(zhì)特征分析

地殼中形成了多樣斷裂構(gòu)造，普遍是由巖石內(nèi)部集中應(yīng)力所形成的斷裂位移以及地質(zhì)斷裂構(gòu)造，因為不同巖石的受力狀況各不相同，所以斷裂程度也各不相同包括斷層裂隙、斷層、節(jié)理以及劈理等類型，而該種斷裂構(gòu)造以及地下水文特征存在差異，形成不同水文地質(zhì)特征，對于礦山地質(zhì)災(zāi)害防控具有直接影響。劈理這種斷裂構(gòu)造的水文地質(zhì)特征如下：因為地應(yīng)力直接作用于巖體，導(dǎo)致變形、位移和斷裂，屬于早期變形產(chǎn)物，解理在巖石兩側(cè)沒有位移，對應(yīng)延伸、寬度小、透水性差和富水性差。如果沒有結(jié)構(gòu)性影響，地下水遷移將遇到明顯障礙。

節(jié)理主要水文地質(zhì)特征如下：節(jié)理主要是在地應(yīng)力影響下，巖石尚未產(chǎn)生突出位移斷裂特征，在巖石的變形、位移以及破裂中期出現(xiàn)。在一次構(gòu)造影響之下，對應(yīng)節(jié)理呈現(xiàn)成群規(guī)律，同時帶有某種組合模式，構(gòu)成地下水儲存場所以及運(yùn)輸通道，假如環(huán)境條件相同，則張性節(jié)理內(nèi)所體現(xiàn)出的透水性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出剪性節(jié)理。但因為地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜，富水性、透水性、膠結(jié)狀況、填充狀況、節(jié)理密度和節(jié)理之間關(guān)系較為緊密。斷層結(jié)構(gòu)的水文地質(zhì)特征如下：斷層屬于巖石當(dāng)中隨著斷裂面產(chǎn)生的斷裂特性，對整個區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造起到很好的控制作用，此外還會影響區(qū)域演化和成礦作用，影響區(qū)域地下水流場以及邊界。礦區(qū)內(nèi)的水文地質(zhì)環(huán)境還會被斷層所影響，對于含水層內(nèi)相關(guān)水力狀況產(chǎn)生一定的溝通作用，促進(jìn)水文地質(zhì)條件越加復(fù)雜化。

斷裂破碎帶主要具有水文地質(zhì)特征如下：在地質(zhì)作用的影響下，斷裂進(jìn)一步發(fā)育成更寬、更深的斷裂帶，也就是斷裂破碎帶。與斷層相比，其水文地質(zhì)特征非常相似，但其導(dǎo)水性和儲水性均優(yōu)于斷層，因為斷層兩端發(fā)育相對破碎的巖石裂隙，因此，擴(kuò)大了整體儲水空間，便于地下水運(yùn)輸，因此，在該礦床的開采過程中需要引起更多的重視[1]。

2 影響斷裂構(gòu)造相關(guān)水文地質(zhì)特征的主要因素

（1）力學(xué)性質(zhì)的影響。力學(xué)性質(zhì)差異會對斷裂構(gòu)造區(qū)域的水文地質(zhì)特征產(chǎn)生不同影響，第一是壓扭性以及壓性應(yīng)力方面的影響，斷裂會受到壓扭性應(yīng)力以及壓性應(yīng)力等方面的影響，通常會形成較寬破碎帶，于寬度較大斷帶產(chǎn)生應(yīng)力增大現(xiàn)象，剪應(yīng)力降低呈正相關(guān)規(guī)律，糜棱巖、斷層泥以及擠壓鏡體處于主斷裂中較為突出，擁有良好隔水性。而斷層兩端壓碎巖以及斷裂巖帶通過不斷發(fā)展變成了地下通道，和下盤相比，上盤透水性更加突出。通常情況下，集中壓應(yīng)力能夠形成高角度沖斷層，如果斷開寬度較大，同時還和斷面附近巖石碎裂程度存在直接聯(lián)系，斷層中的弱透水性較為突出。第二是張性以及張扭性力的影響，在從下到上延伸過程中，張性斷裂存在明顯差異性，大部分條件下，縱張深度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出橫張深度。和壓性斷裂相比，盡管在寬度層面，張性斷裂和壓性斷裂相比更窄一些，但張性角礫巖卻展現(xiàn)出發(fā)育粗大的特征，對應(yīng)增加的純應(yīng)力以及粒徑大小和剪應(yīng)力降低之間呈現(xiàn)出某種正相關(guān)特性。第三是剪應(yīng)力方面的影響，斷裂構(gòu)造在脆性巖體當(dāng)中表現(xiàn)出平直、光滑的特性，獨(dú)立存在節(jié)理缺少良好透水性，至于兩組交叉節(jié)理區(qū)域擁有更強(qiáng)透水特性，特別是石灰?guī)r以及白云巖發(fā)育地帶，交匯間剪裂面部位容易產(chǎn)生溶蝕裂隙問題，提升整體透水性[2]。

（2）巖性的影響。巖性對于斷裂構(gòu)造相關(guān)水文地質(zhì)的影響主要包括以下幾點(diǎn)：第一是因為斷裂傾向方面切割巖石的差異性，使得斷面不同位置存在較大的水文地質(zhì)特征差異，所以不能單純把某些狀況總結(jié)為透水或不透水狀況。第二是兩盤斷層中的位移問題，柔性巖石普遍分布于斷層兩側(cè)，而斷層力學(xué)性質(zhì)可以表現(xiàn)為扭性和壓性，斷面不存在透水性，假如屬于張性特征，則弱滲透段滲透率低。脆性巖石普遍在斷層兩側(cè)出現(xiàn)，在判斷面是否具備透水性過程中，需要進(jìn)一步聯(lián)系斷層力學(xué)特征以及巖石于斷距錯動區(qū)域內(nèi)組合特性、巖層富水性特征還有斷面傾斜角度陡緩程度。第三是如果擠壓破碎帶內(nèi)沒有產(chǎn)生突出位移現(xiàn)象，則會產(chǎn)生脆性巖層。而處于相同應(yīng)力下，鄰近柔性巖層部位相關(guān)變形特征可以表現(xiàn)為揉皺特征以及側(cè)向壓取代破碎帶，為此巖性以及發(fā)育之間存在緊密聯(lián)系破碎帶，具備良好透水性。第四是斷層透水性屬于某種條件下帶有一定方向性。緩傾斜層狀巖石當(dāng)中，在水平方向展現(xiàn)出均勻透水性，垂直方向中展現(xiàn)均一透水性，而部分陡峭巖層的透水性則較為復(fù)雜。第五是柔性巖層中的斷層規(guī)模較大，越是深入的部位，透水性相繼減弱。

（3）構(gòu)造多期迭加的影響。構(gòu)造多期迭加方面的影響包括以下現(xiàn)象，第一是多期迭加影響，斷裂構(gòu)造形成后，會陸續(xù)產(chǎn)生新應(yīng)力，同時斷裂面也會產(chǎn)生新活動，一個接一個的活動，對前面的斷裂水文地質(zhì)造成不良影響，導(dǎo)致水文地質(zhì)環(huán)境更為復(fù)雜，盡管對于該方面研究較為不足，但通過觀察斷面填充狀況，能夠發(fā)現(xiàn)各種細(xì)粒填充物持續(xù)增加，斷裂層透水度相繼下降。多次活動對斷裂產(chǎn)生了直接影響，特別是最后一次活動，容易影響地質(zhì)透水性。第二是交叉構(gòu)造影響，斷裂構(gòu)造不同方向之間彼此交叉，使得地下水流方向產(chǎn)生了明顯變化，比如相關(guān)區(qū)域水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜，兩條斷裂同時擁有透水性，且彼此交叉，提高了整體透水性。交叉斷裂內(nèi)如果一個不透水，一條透水，則需要對當(dāng)前地下水流向以及不透水?dāng)嗔褗A角大小進(jìn)行分析，其中不透水?dāng)鄬拥淖杷Ч鼮橥怀?，在初步阻斷地下水后在交叉位置匯聚。假如兩個交叉斷裂構(gòu)造都不透水，由于交叉部位產(chǎn)生某種斷裂寬度，能夠擴(kuò)大該區(qū)域內(nèi)富水性，按照礦床排水角度，交叉斷裂容易產(chǎn)生不利影響。第三是不同類型構(gòu)造互相疊加的影響，斷裂疊加于褶皺上方，或形成的斷裂構(gòu)造再次被褶皺影響，上述狀況進(jìn)一步加大了地質(zhì)水文條件復(fù)雜度，斷裂構(gòu)造在不斷迭加后展現(xiàn)出以下特征：第一是和單一斷裂層相比，其擁有更強(qiáng)透水性。第二是透水性方面，展現(xiàn)出構(gòu)造不均勻特點(diǎn)，出現(xiàn)了地段差異，產(chǎn)生明顯變化，地段具有較強(qiáng)透水性。在前期形成斷裂土中再次迭合褶皺構(gòu)造，使得構(gòu)造內(nèi)水文地質(zhì)環(huán)境持續(xù)惡化，在褶皺后期改造影響下，早期斷面承受不同應(yīng)力作用影響，使得斷裂帶不同區(qū)域擁有不同透水性，無法把其中某一區(qū)域水文地質(zhì)特征當(dāng)成整個斷裂構(gòu)造透水性特征。

3 礦山地區(qū)斷裂構(gòu)造水文地質(zhì)災(zāi)害防治策略

（1）強(qiáng)化水文地質(zhì)災(zāi)害防治。礦山內(nèi)部構(gòu)造坍塌普遍是水文地質(zhì)問題所導(dǎo)致的，同時還會衍生出各種地震災(zāi)害。礦層內(nèi)含有各種碳酸碳，同時礦層上部突然呈現(xiàn)出疏松狀態(tài)，礦層下部經(jīng)常性流通地下水，直接沖擊礦層。在長期沖擊下，直接破壞整個礦層。在城市化建設(shè)不斷加速條件下，對于地下水資源開發(fā)規(guī)模相繼擴(kuò)大。天然氣、礦山開采等工程容易對水文地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生某些不良影響，最終導(dǎo)致產(chǎn)生不同地質(zhì)變化，引發(fā)大規(guī)模地質(zhì)沉降問題。

針對礦山地質(zhì)災(zāi)害，需要進(jìn)一步強(qiáng)化防治措施，治理礦山地質(zhì)災(zāi)害過程中，相關(guān)技術(shù)人員需要改善原本的盲目化治理問題，開始治理礦山地質(zhì)災(zāi)害前，需要對當(dāng)下礦山區(qū)域所形成的地質(zhì)災(zāi)害實施合理分析、科學(xué)調(diào)查和全面研究，隨后在此基礎(chǔ)上實施科學(xué)分析，形成合理的防治措施，在防治處理中，需要率先針對由井下開采所引發(fā)的水污染問題進(jìn)行分析，明確井下開采對于水文環(huán)境的影響和威脅以及對于地下水均衡系統(tǒng)的破壞，提出有效的根治措施。大部分條件下，還需要指導(dǎo)礦山企業(yè)強(qiáng)化地下污水治理過程，當(dāng)前地下水污染的礦山需要結(jié)合自身發(fā)展現(xiàn)狀采取有效治理活動，同時，針對破壞地下水生態(tài)平衡，造成地下水污染的情況，采取綜合治理措施，以此為基礎(chǔ)，面向地下水污染狀況實施多方控制，并在后續(xù)防治工作中全面控制地下水污染源。除此之外，地質(zhì)工作人員還需聯(lián)系地區(qū)和城市差異進(jìn)行系統(tǒng)考量，深入分析區(qū)域內(nèi)水資源開放和利用狀況。縱觀國內(nèi)水資源利用現(xiàn)狀，可以發(fā)現(xiàn)水資源儲備較為豐富，但同樣存在不完善和不合理的問題，導(dǎo)致地下水應(yīng)用過量。地質(zhì)突出形成的沖擊力同樣會威脅地質(zhì)穩(wěn)定性，如果地下水過度開發(fā)，產(chǎn)生漏斗形，容易引發(fā)區(qū)域沉降危害。為此需要各個城市以及各個地區(qū)不斷強(qiáng)化對于地下水資源的判斷與評估，通過系統(tǒng)分析，明確地下水開發(fā)策略。

（2）提高地質(zhì)災(zāi)害檢測力度。提高礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治科學(xué)性以及檢測水平。在針對礦山地質(zhì)災(zāi)害實施全面監(jiān)測和防治中，我國相關(guān)部門需要進(jìn)一步提升礦山地質(zhì)災(zāi)害分析科學(xué)性和檢測準(zhǔn)確性，并創(chuàng)建全方位防治策略。為此需要針對礦山地質(zhì)災(zāi)害建立完善的地質(zhì)災(zāi)害防控體系，可以積極引入國外先進(jìn)設(shè)備以及監(jiān)測技術(shù)，同時立足于國內(nèi)現(xiàn)實發(fā)展?fàn)顩r，明確礦山地質(zhì)發(fā)展獨(dú)特性和礦山地質(zhì)災(zāi)害特殊性，從而能夠針對各種突發(fā)性狀況進(jìn)行層次性和針對性處理。盡量避免在礦山地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)區(qū)域內(nèi)開展施工建設(shè)，為此需要面向施工區(qū)域?qū)嵤┤娴刭|(zhì)勘察，同時在正式施工前，充分了解當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)狀況，實施針對性檢測方案，確保工程施工合理規(guī)避地殼變化。

4 結(jié)語

主要研究了斷裂構(gòu)造相關(guān)水文地質(zhì)條件對于礦山地質(zhì)災(zāi)害的影響，系統(tǒng)分析含水層具體分布狀態(tài)以及相關(guān)變化混合聯(lián)通、中斷狀況，研究礦床水文地質(zhì)，需要始終堅持?jǐn)嗔褬?gòu)造思想指導(dǎo)，對于進(jìn)一步揭示礦床水文地質(zhì)發(fā)展規(guī)律，提高礦山地質(zhì)災(zāi)害防治水平具有重要意義。