矿山开采区水文地质环境破坏与修复治理研究

许强

内蒙古自治区地质调查研究院 010010

摘要：矿山开采在保障矿产资源供应、促进区域经济发展的同时，也会对水文地质环境产生持续影响。地下开采、矿坑排水、采空区形成、废石堆放和尾矿排放等活动，可能造成含水层破坏、地下水位下降、水质污染、地表塌陷和生态退化。本文围绕矿山开采区水文地质环境破坏与修复治理展开分析，从破坏表现、形成原因、治理技术和长效机制四个方面进行论述，提出应坚持调查评价先行、源头控制、分区治理和动态监测相结合，以提升矿山水文地质环境治理成效。

关键词：矿山开采区；水文地质环境；含水层破坏；地下水污染；修复治理

引言

矿产资源开发是工业生产和基础设施建设的重要支撑，但矿山开采活动往往会改变原有地层结构和地下水循环条件。随着开采深度和开采强度不断增加，采空区形成、含水层扰动、矿井疏干排水、废渣堆存和污染渗漏等问题逐渐显现，部分矿区出现地下水位下降、水质恶化、泉水断流、地表塌陷和生态退化等现象。水文地质环境一旦遭到破坏，修复周期长、治理成本高。因此，研究矿山开采区水文地质环境破坏与修复治理具有重要现实意义。

一、矿山开采区水文地质环境破坏的主要表现

矿山开采对水文地质环境的影响，最直接表现为地下水赋存条件和运移条件发生改变。在矿山开采区水文地质特征分析中，地下水分类及其特征分析是核心基础内容。不同类型地下水的埋藏条件、补给来源、径流通道和水质特征不同，受到开采扰动后的变化也不同。地下开采形成采空区后，原本相对稳定的岩层结构被破坏，裂隙扩大，隔水层受损，地下水可能沿裂隙向采区集中，造成矿井涌水量增加。若排水持续进行，周边地下水位会下降，形成降落漏斗，影响居民井水、农田灌溉和地表水体补给。这说明矿山开采区水文地质环境具有明显的系统性，一处含水层或隔水层受到扰动，往往会影响周边地下水补给、径流和排泄关系，进而引发连锁变化。

水质恶化也是矿山开采区常见的水文地质环境问题。矿石、围岩和废石在开采、破碎、堆放过程中暴露于空气和水中，可能释放重金属、硫化物、酸性物质和悬浮颗粒，进入地下水或地表水后造成污染。部分矿区由于废渣堆场防渗措施不足，雨水淋溶后形成污染渗滤液，长期下渗会威胁浅层地下水安全。矿坑排水若未经处理直接外排，也可能改变河流、沟渠和湿地水质。水文地质环境破坏并不一定在短时间内完全显现，有些污染具有隐蔽性和滞后性，一旦扩散到含水层中，治理难度会明显增加。

二、矿山开采区水文地质环境破坏的形成原因

随着社会经济发展，矿产资源需求增长，矿山开采规模和开采深度不断扩大，水文地质环境承受的压力也随之增加。地下开采过程中，巷道掘进、顶板冒落、采空区形成和矿井排水都会改变地下水原有通道，使含水层之间发生异常连通。导致水文地质环境的主要因素是地下开采工作，如果破坏了穿越区含水层，会导致带下水环境产生不可逆变的负面反应。虽然不同矿区地质条件存在差异，但含水层破坏、隔水层失效和地下水补排关系改变，是许多矿山水文地质问题产生的重要基础。

管理不到位也会加剧水文地质环境破坏。部分矿山在开采前水文地质调查不充分，对含水层分布、断裂构造、老采空区积水和地下水补给条件掌握不清，导致开采设计缺少针对性。开采过程中，一些企业过于重视产量和进度，对矿坑排水、废水处理、废石堆存和生态保护投入不足，水文地质风险没有得到及时识别。停采或闭坑后，若缺少系统治理，采空区积水、边坡渗漏、废渣污染和地表塌陷仍可能持续影响周边环境。矿山水文地质环境破坏既有自然地质条件复杂的原因，也与开采方式、管理水平和治理投入密切相关。特别是在老矿区和多期开采区域，历史资料不完整、采空区分布复杂，如果前期排查不细，后续治理就容易出现遗漏，增加环境修复难度。

三、矿山开采区水文地质环境修复治理技术路径

修复治理应建立在详细调查和科学评价基础上。治理前需要查清矿区地层结构、含水层类型、地下水流向、水位变化、水质状况、采空区分布和污染源位置，明确破坏程度和风险范围。对于地下水位下降较明显的区域，应分析矿井排水量、补给条件和周边用水需求，合理调整排水方案，减少无序疏干；对于含水层受损区域，可采用帷幕注浆、裂隙封堵、隔水层修复和采空区充填等方式，恢复或改善地下水阻隔条件；对于存在涌水风险的矿区，应加强超前探水、分区隔离和排水监测，避免突水事故和水资源过度流失。治理方案还应结合矿山开采现状、闭坑计划和周边用水需求进行调整，避免单纯依靠工程措施处理局部问题，而忽视区域水循环恢复。

水质污染治理需要源头控制与末端修复结合。对矿坑水、选矿废水和废石淋滤水，应根据污染物类型采取沉淀、中和、过滤、吸附、人工湿地或生物修复等处理措施，达到要求后再回用或排放。废石堆场和尾矿库要完善防渗、截排水和雨污分流设施，减少污染物随雨水下渗。已经受到污染的地下水，可根据污染范围和程度采用抽出处理、原位修复、反应墙拦截和自然衰减监测等方法。治理过程中不能只追求短期水质改善，还要关注污染源是否彻底控制、地下水流场是否稳定、修复效果是否能够长期保持。

四、矿山开采区水文地质环境治理的长效机制

矿山水文地质环境治理不能只依靠工程措施，还需要完善全过程管理机制。矿山建设前，应开展水文地质条件评价和环境影响分析，把含水层保护、排水方案、污染防控和生态修复纳入开采设计。开采过程中，要建立地下水位、水量、水质和地表变形监测体系，对矿坑涌水、采空区积水、废渣渗滤液和周边水井变化进行持续跟踪。监测数据应及时用于生产调整和风险预警，不能只作为资料归档。对于水文地质条件复杂、突水风险高或生态敏感的矿区，更要提高监测频次，设置应急预案，避免小隐患发展成大事故。

闭坑后的治理同样重要。矿山停采并不意味着环境风险自然消失，采空区积水、废弃巷道、尾矿库、废石场和地表塌陷区仍可能长期影响水文地质环境。相关单位应按照“谁开发、谁保护，谁破坏、谁治理”的原则，落实矿山地质环境恢复治理责任，开展土地复垦、水系修复、植被恢复和污染场地治理。地方管理部门也应加强验收评估和后续监管，防止治理工程重建设、轻维护。未来矿山水文地质环境治理应向数字化、精细化方向发展，利用遥感监测、地下水动态模型和信息化平台，提高风险识别和治理决策能力，使矿产资源开发与生态环境保护保持协调。应鼓励矿山企业、地方监管部门和技术单位共同参与后期评估，定期复查治理效果，确保修复工程能够长期稳定发挥作用。

结论

矿山开采区水文地质环境破坏主要表现为含水层受损、地下水位下降、水质污染、矿井涌水、地表塌陷和生态功能退化，其形成与地质构造、开采方式、排水活动、废弃物处置和管理水平密切相关。修复治理应坚持调查评价先行，针对不同破坏类型采取含水层修复、污染阻控、采空区处理、矿坑水治理和生态恢复等措施。要完善监测预警、责任落实、闭坑治理和后期管护机制，推动矿山治理由事后修复转向全过程防控。

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