基于特殊地形環(huán)境的礦區(qū)巖土勘察策略分析

裘德利　鄧兵強(qiáng)

（江西省建筑設(shè)計研究總院　江西　南昌　330000）

基于特殊地形環(huán)境的礦區(qū)巖土勘察策略分析

裘德利鄧兵強(qiáng)

（江西省建筑設(shè)計研究總院江西南昌330000）

伴隨我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國煤礦區(qū)的數(shù)量和煤礦的年開采量也逐漸的增加，并且，由于我國社會發(fā)展對于煤礦資源需求量的不斷擴(kuò)大，使得煤礦開采業(yè)也隨之不斷的發(fā)展。近幾年，由于我國科學(xué)技術(shù)水平明顯的提升，開采煤礦的技術(shù)也隨之提升，且被廣泛的應(yīng)用到開采行業(yè)之中。在此種情況下，一些地形條件相對特殊的礦區(qū)，其勘察巖土的方式和技術(shù)的發(fā)展也逐漸的成熟起來。因此，本文以地形環(huán)境較為特殊的煤礦區(qū)為研究點(diǎn)，就該區(qū)域內(nèi)地裂縫的特點(diǎn)以及勘察巖土的策略進(jìn)行簡單的分析。

特殊地形礦區(qū)；巖土勘察策略；分析

引言

根據(jù)目前我國多年的煤礦開采經(jīng)驗，我國礦區(qū)的技術(shù)工人一直都是按照國家相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求和自身經(jīng)驗來進(jìn)行巖土的勘察工作的；從勘察的效果來看，對于一些地形環(huán)境相對較好的礦區(qū)來講，該方法可以取得十分良好的效果。但是對于一些比較特殊的地形環(huán)境來說，在進(jìn)行巖土勘察工作時，則往往有可能由于受到了人為因素的干擾，而對最終的勘察結(jié)果造成一定的影響。從當(dāng)前我國影響我國礦區(qū)勘察工作的發(fā)展因素來看，地裂縫因素對于巖土勘察工作的順利進(jìn)行帶去了極大的阻礙，特別是對于勘察結(jié)果的合理性造成了十分嚴(yán)重的影響。因此，要想推動我國礦區(qū)巖土勘察工作的發(fā)展，對地裂縫進(jìn)行全面的研究和分析，并找出對于此種特殊地形的勘查方法是一項必須進(jìn)行的工作。

1　導(dǎo)致地裂縫問題出現(xiàn)的原因

1.1地裂縫問題出現(xiàn)的主要原因

地質(zhì)活動的主要影響就是地裂縫的產(chǎn)生，地震是證明二者關(guān)系最有力的證明，但是發(fā)生在煤礦區(qū)的大面積地裂縫現(xiàn)象卻不僅僅是由于單一型地質(zhì)運(yùn)動所造成的。全球經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，再配以科學(xué)技術(shù)手段的不斷更新，人們憑借這些對土地的地層進(jìn)行了大規(guī)模的改造，使得地質(zhì)條件也在一定的程度上受到了改變。所以，地裂縫的產(chǎn)生也不僅僅是因為地震的影響，地質(zhì)的運(yùn)動與底下的熔巖發(fā)育都會成為地裂縫產(chǎn)生的主要原因[1]。除此之外，由于能源的日益匱乏，人們對于各礦產(chǎn)資源的開發(fā)也是加大了力度，地下水的開采與利用程度也在日益增加，這些都會進(jìn)一步導(dǎo)致地裂縫出現(xiàn)的問題會呈現(xiàn)出大范圍擴(kuò)散的趨勢。

1.2煤礦出出現(xiàn)特殊地形的原因

一般情況下，煤礦區(qū)之所以會出現(xiàn)地裂縫這種特殊類型的地形，主要就是由于礦區(qū)本身的地質(zhì)原因或者是礦區(qū)的地質(zhì)層長期的受到了地下水的侵蝕；并且，由于煤礦區(qū)的周邊也存有一些住戶，這些住戶的日常用水來源都是通過對地下水的開采獲取的，而且，礦區(qū)工作人員日常的飲用水的來源也是如此；長此以往，就會導(dǎo)致礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境發(fā)生了極大的變化，地面出現(xiàn)了沉降的現(xiàn)象，嚴(yán)重時，就會導(dǎo)致地表開裂，出現(xiàn)地裂縫地形。因此，礦區(qū)周邊的建筑物要采用主動避讓的方式來盡可能的避開開采區(qū)的地裂縫；正常情況下，在礦區(qū)地裂縫周邊的5～8m之內(nèi)是不允許修建建筑物的。此外，保障礦區(qū)地裂縫周邊環(huán)境的空曠性，不僅可以有效的降低特殊地形的危害、為巖土勘察工作帶去一定的便利；從煤礦開采行業(yè)長期發(fā)展的角度來看，此種行為對于推動該行業(yè)的發(fā)展也具有十分積極的作用。

2　礦區(qū)開采方式的分析

2.1巖土勘察特點(diǎn)分析

巖土勘察與結(jié)構(gòu)工程的勘察是不同的，因為巖土材料與結(jié)構(gòu)材料相比，其本身具有較大的不確定性，對巖土工程進(jìn)行成功的勘察需要對沿途的特性有著準(zhǔn)確的了解，這一點(diǎn)在巖土材料的勘察中是重中之重。進(jìn)行巖土材料的工程勘察是對巖土工程提供數(shù)據(jù)以及為地址研究提供資料的重要過程，是進(jìn)行所有的土木工程的項目建設(shè)的重要基礎(chǔ)。通過勘察來對巖土的勘察參數(shù)以及材料的性能來進(jìn)行預(yù)估是較為特殊的巖土的工程問題，這主要是因為材料的主要性能施工之前就已經(jīng)按照勘察的規(guī)格與要求進(jìn)行質(zhì)量的控制與保持，相關(guān)的資料或者是數(shù)據(jù)都已經(jīng)獲得，切得到的過程相對容易。一般的來說，對于施工現(xiàn)場的巖土性質(zhì)進(jìn)行了解首先是要通過對沿途工程的勘察來進(jìn)行的[2]。在進(jìn)行這一勘察工程時，要求工程師要勘察過程中所需要的一切的相關(guān)巖土性能以及足夠的參考資料。巖土的特性通常都不會按照指定的要求與規(guī)格來進(jìn)行制造或者是對其進(jìn)行加工處理，作為巖土工程師所需要處理的大多都是巖石或者是土樣，它們都屬于自然的、天然的材料，大部分的對于巖土的工程勘察的參數(shù)是利用對工程勘察的測試來進(jìn)行推導(dǎo)或是預(yù)估的。所以，在巖土勘察的工程之中，需要巖土工程師對于巖土的特性與材料性能都具有較為充分的了解，對巖土勘察這一工作有著較大的熱愛，盡所能的將每一項工作都做到細(xì)致無誤。

2.2靜力觸探勘察方法分析

所謂的靜力觸探法，其主要指的就是借用壓力裝置的作用，通過力學(xué)作用將裝著觸探頭裝置的觸探針壓入將要試驗的土層當(dāng)中；并借用相關(guān)的測量系統(tǒng)，詳細(xì)的測量土層的貫入主力，從而對土層中帶有的一些基本的物理力學(xué)特點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步的確認(rèn)。由于該勘察方法屬于一種對于巖土勘察有重要作用的土體原位測試方法，所以，其在礦區(qū)的巖土勘察工作中被廣泛的應(yīng)用。雖然，靜力觸探法無法獲得到真實(shí)的土質(zhì)樣本；但是，同其他一次性的巖土勘察方法不同，該方法可以進(jìn)行連續(xù)的試驗；并且，由于其涉及到的專業(yè)性操作手法較少，所以，在實(shí)際的操作時也十分的便利、其勘察的結(jié)果準(zhǔn)確性也相對較高。而且，由于該勘察方法可以連續(xù)的獲取到不同深度土層性質(zhì)變化的信息數(shù)據(jù)，所以，其勘察結(jié)果的合理性也要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的高于傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)貫入式的勘察手法。此外，以往通過靜力觸探法獲取到的試驗數(shù)據(jù)主要包括了摩擦力、椎尖阻抗力和摩擦比等方面的內(nèi)容；但是，在判斷土層的分類時，由于粘性的土層其摩擦力相對較大，而砂質(zhì)的土層則與其相反，這就使得在計算摩擦比值時會存在一定的差異，此時，可以通過分析摩擦比配合的狀態(tài)來判斷土層類型。該勘察方法和判斷方式具體如圖1～2所示。

圖1　靜力觸探法內(nèi)部設(shè)計

圖2　靜力觸探法勘察成果曲線

2.3地裂縫地形具體勘察策略

通常情況下，地裂縫地形主要具有以下幾大特點(diǎn)：①裂縫的平面形態(tài)會呈現(xiàn)出一種間距不等的平行排列狀態(tài)；②相鄰的兩個地裂縫之間的距離為600～2000m之間，且每一條地裂縫的長度都可以達(dá)到數(shù)公里或者是數(shù)十公里，其延伸性也相對較長[3]。雖然，不同礦區(qū)地裂縫分布的特點(diǎn)和產(chǎn)生的原因會存在著一定的差異，但是，其對于環(huán)境和煤礦開采產(chǎn)生的影響都是一致的。因此，要想有效的提高巖土勘察工作的效率，保證其勘察結(jié)果的合理性。煤礦行業(yè)的勘察人員對礦區(qū)的總平面進(jìn)行勘察工作時需要做到：①需要做好雨水和污水排水系統(tǒng)的妥善處理工作，使得施工場地的水不會排到地裂縫之中；②在進(jìn)行實(shí)際的巖土勘察工作時，其各項勘察規(guī)定一定要盡量的避免會跨越主的地裂縫和次級地裂縫，如果一定需要跨越，則可以依靠一些可靠性較高的防護(hù)措施來進(jìn)行保護(hù)。

3　結(jié)論

總而言之，在地裂縫這種特殊的礦區(qū)環(huán)境中，礦區(qū)的巖土勘察工作不僅要面臨復(fù)雜的工作環(huán)境，還需要保證勘察人員具備極高的專業(yè)技能，只有這樣，才可以保證勘察工作的順利進(jìn)行。并且，由于引發(fā)地裂縫地形出現(xiàn)的原因較多，因此，對勘察結(jié)果合理性產(chǎn)生影響的因素構(gòu)成相對來講也比較復(fù)雜。因此，勘察人員在實(shí)際的工作過程中，不僅需要全面細(xì)致的分析地裂縫問題產(chǎn)生的原因，還需要制定出健全的控制策略，保證將地質(zhì)運(yùn)動對巖土勘察的影響降到最低，以便能夠減少地裂縫因素對井下工作人員人身安全造成危害的概率。

[1]陳友輝.特殊地形環(huán)境下礦區(qū)巖土勘察方法及工程處置[J].煤炭技術(shù)，2012，10（08）：129～130.

[2]汪校強(qiáng).地裂縫特殊地形環(huán)境下的煤礦區(qū)巖土勘察[J].江西建材，2015，11（06）：217～221.

[3]莫時雄.典型金屬礦山巖土工程環(huán)境評價體系與預(yù)警系統(tǒng)研究[D].中南大學(xué)，2008.

TD166

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1673-0038（2015）19-0197-02

2015-4-25