基于礦山建設(shè)中水文地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)的研究

熊志君

（中鼎國(guó)際工程有限責(zé)任公司 江西南昌 330096）

基于礦山建設(shè)中水文地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)的研究

熊志君

（中鼎國(guó)際工程有限責(zé)任公司 江西南昌 330096）

當(dāng)前，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷加快，對(duì)于礦產(chǎn)的應(yīng)用也逐漸增多，作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)中的基本資源，礦產(chǎn)的開(kāi)發(fā)步伐也逐漸加快。而由于過(guò)度的開(kāi)采和開(kāi)發(fā)中的破壞，使得礦山所處位置的地質(zhì)條件每況愈下，并為礦產(chǎn)的開(kāi)采埋下了極大的安全隱患，尤其是水文地質(zhì)災(zāi)害，為礦山建設(shè)造成了嚴(yán)重的影響，不僅帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，更會(huì)威脅到人們的生命安全。本文簡(jiǎn)要闡述了礦山建設(shè)中水文地質(zhì)災(zāi)害的種類(lèi)，并進(jìn)一步探討了對(duì)礦山建設(shè)中水文地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行防止的技術(shù)和措施，旨在為礦產(chǎn)資源得以更好的開(kāi)發(fā)，做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

礦山建設(shè)；水文地質(zhì)；地質(zhì)災(zāi)害；防治措施

引言

新時(shí)代背景下，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開(kāi)對(duì)礦產(chǎn)資源的需求，這也使礦產(chǎn)資源成為了現(xiàn)階段我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基本能源來(lái)源。但隨著礦產(chǎn)資源的逐漸開(kāi)發(fā)，水文地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題也在逐漸增多，由于施工操作不當(dāng)或地質(zhì)勘察不足，使得礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)中的安全事故頻發(fā)，此類(lèi)問(wèn)題，已成為社會(huì)各界普遍關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。水文地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，不僅會(huì)對(duì)人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的危害，還會(huì)導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化的加劇。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，過(guò)去10年間，我國(guó)因礦產(chǎn)的開(kāi)發(fā)所引起的地質(zhì)性災(zāi)害多達(dá)上萬(wàn)起，造成了極大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)此，人們逐漸認(rèn)識(shí)到杜絕不規(guī)范的礦產(chǎn)開(kāi)采、維護(hù)礦山環(huán)境、以及避免地質(zhì)災(zāi)害的再次發(fā)生，是現(xiàn)階段礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)中亟待解決的問(wèn)題，因此，對(duì)于“礦山建設(shè)匯總水文地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)”的研究，就具有極大的現(xiàn)實(shí)意義。

1 礦山水文地質(zhì)災(zāi)害的類(lèi)型

礦山發(fā)生水文地質(zhì)災(zāi)害的類(lèi)型有非常多種，就目前來(lái)講，涉及到危害性比較大的類(lèi)型有地層表面崩塌、滑坡災(zāi)害、巖溶塌陷災(zāi)害、地下水災(zāi)害等。

1.1 地層表面崩塌

地層表面崩塌容易發(fā)生的位置是用井巷開(kāi)采的地下礦山。當(dāng)?shù)V山開(kāi)采到達(dá)特定程度，就極易形成面積較大的采空區(qū)。而采空區(qū)位置，如果保留下來(lái)的礦柱不足，亦或是因?yàn)榈V柱受到損壞，則會(huì)使支撐能力降低，造成最終的地面崩塌問(wèn)題。尤其是一些礦體產(chǎn)狀平緩與淺埋藏的礦區(qū)，更容易出現(xiàn)地層表面崩塌的問(wèn)題。如果采空區(qū)沒(méi)有及時(shí)回填，若礦層繼續(xù)開(kāi)采，其范圍擴(kuò)展至臨界值時(shí)，地表則會(huì)形成較采空區(qū)為大的塌陷型盆地。再者，在分布巖溶的位置，亦會(huì)由于礦山的排水干疏問(wèn)題導(dǎo)致地面表層崩塌。雖然有了上面的分析，可是眾所周知，采礦的過(guò)程與機(jī)理均十分復(fù)雜，其中會(huì)涉及到巖層構(gòu)造、成分等多方面的問(wèn)題，故而至今未能形成被普遍接受的塌陷理論。

1.2 滑坡災(zāi)害

滑坡災(zāi)害，是由邊坡巖體重力作用而形成的災(zāi)害現(xiàn)象。一方面，邊坡上方巖體有向下的作用力，另一方面，而邊坡下方也有向上的支撐力，若下方的支撐力由礦山的建設(shè)而出現(xiàn)削弱的情況，則巖體向下的作用力就要大于支撐力，從而使巖體沿邊坡下滑，出現(xiàn)滑坡災(zāi)害。

1.3 巖溶塌陷災(zāi)害

若巖溶區(qū)域經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的疏干排水，則會(huì)出現(xiàn)巖溶塌陷現(xiàn)象。在進(jìn)行礦山中礦床開(kāi)采過(guò)程中，由于要對(duì)礦產(chǎn)進(jìn)行挖掘，則就需要對(duì)施工作業(yè)位置進(jìn)行疏干排水工作，而當(dāng)水源減少、水位降低時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)原有的支撐結(jié)構(gòu)遭到破壞，進(jìn)而出現(xiàn)巖溶坍塌現(xiàn)象。此外，有時(shí)在進(jìn)行礦產(chǎn)資源開(kāi)采中，也會(huì)將地表水源進(jìn)行破壞，使得礦坑內(nèi)充水條件極具惡化，也會(huì)出現(xiàn)塌陷現(xiàn)象。

1.4 地下水災(zāi)害

地下水災(zāi)害較為常見(jiàn)的是崩塌災(zāi)害和泥石流災(zāi)害。其中，崩塌不僅會(huì)出現(xiàn)在直立裂隙中，還存在于水平或傾斜裂隙中。由于礦山的建設(shè)，會(huì)由于巖體中孔隙水壓力的不斷增強(qiáng)，而對(duì)巖體產(chǎn)生出臨空面的作用力，也會(huì)使有效的應(yīng)力減弱，對(duì)裂隙移動(dòng)進(jìn)行抵抗的摩擦力也會(huì)有所降低，在此綜合作用下，會(huì)發(fā)生崩塌現(xiàn)象。而泥石流災(zāi)害的產(chǎn)生，是由于礦山的建設(shè)會(huì)生成大量的礦渣、碎石和剝離土，且大多在山坡上堆積，若突遇暴風(fēng)雨，則會(huì)使急速的雨水與泥沙、碎石等混合，形成大面積的滑落流動(dòng)現(xiàn)象，這便是泥石流災(zāi)害形成的原因，見(jiàn)圖1。

2 礦山建設(shè)中水文地質(zhì)災(zāi)害的防治技術(shù)與措施

2.1 在水文地質(zhì)勘察工作上進(jìn)行提升

通過(guò)對(duì)水文地質(zhì)進(jìn)行充分的勘察，能夠有針對(duì)性的設(shè)計(jì)出切實(shí)可行的水文地質(zhì)災(zāi)害的防治和改善方案。針對(duì)礦山的綜合因素不同，不能僅依靠以往的水文地質(zhì)災(zāi)害防治經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，應(yīng)當(dāng)對(duì)勘察與設(shè)計(jì)做靈活運(yùn)用，且要將兩者做緊密結(jié)合，唯有如此，才能有效的解決水文地質(zhì)中的災(zāi)害問(wèn)題。對(duì)礦山的勘察，可通過(guò)實(shí)地勘察與地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System）做結(jié)合比較與參照，例如：在礦產(chǎn)資源的礦床內(nèi)進(jìn)行地下水觀測(cè)設(shè)備的設(shè)立，以便隨時(shí)監(jiān)測(cè)地下水的實(shí)時(shí)狀態(tài)。同時(shí)，礦山中礦床的規(guī)模、地形、地勢(shì)等要素，也是進(jìn)行礦山水文地質(zhì)工作的依據(jù)。同時(shí)，防治方案的設(shè)計(jì)也要嚴(yán)格遵循水文地質(zhì)勘察中的數(shù)據(jù)信息，以勘察數(shù)據(jù)為基本依據(jù)，唯有如此，才能對(duì)水文地質(zhì)勘察工作做到有效的提升。

圖1 泥石流災(zāi)害形成原因

2.2 水文地質(zhì)災(zāi)害的綜合防治技術(shù)與措施

2.2.1 對(duì)于滑坡的防治措施

對(duì)于滑坡現(xiàn)象，可采用三種措施進(jìn)行防治。①設(shè)立支撐結(jié)構(gòu)，并對(duì)巖體的剪應(yīng)力進(jìn)行有效的削減。支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)立可通過(guò)修擋土墻或進(jìn)行邊坡整平來(lái)完成。在地層相對(duì)堅(jiān)固且穩(wěn)定的位置修建擋土墻，墻體后方再修建引水或排水渠，其作用為防止巖體的滑動(dòng)，且能夠避免擋土墻受邊坡巖體的影響而出現(xiàn)同步滑動(dòng)的現(xiàn)象，同時(shí)，還能夠?qū)r體滑動(dòng)中出現(xiàn)的水流，做到及時(shí)的排出。而邊坡整平，則是通過(guò)對(duì)邊坡的角度做削減，使邊坡與水平面的夾角盡量減小，以此來(lái)避免巖體的滑動(dòng)。②建立防護(hù)堤，減少地表水流對(duì)巖體進(jìn)行沖刷，進(jìn)而形成滑坡現(xiàn)象。此種措施是在對(duì)滑坡所形成的機(jī)理做出充分分析和了解后，以建立防護(hù)堤的方式，對(duì)滑坡形成的作用進(jìn)行明顯削弱或消除。③對(duì)巖體的物理性質(zhì)進(jìn)行改變。設(shè)置排水巷道或排水渠，將地表水與地下水進(jìn)行及時(shí)的排出，防止水流對(duì)巖體產(chǎn)生作用，形成滑坡。同時(shí)，此種方式也能夠有效的減少巖體的含水量，對(duì)滑坡也能夠起到相應(yīng)的預(yù)防作用。

2.2.2 對(duì)于巖溶塌陷的防治措施

①在塌陷出現(xiàn)時(shí)，要對(duì)塌陷位置中所存積水做及時(shí)的疏導(dǎo)和排除。②為防止地表水的滲入，將塌陷位置進(jìn)行及時(shí)的回填作業(yè)，所用到的材料可以是粘土，也可利用水泥砂漿等。③采用修建圍堤法，對(duì)塌陷位置進(jìn)行有效的防水保護(hù)。④有些塌陷是由于真空吸蝕引起，對(duì)此就要進(jìn)行塌陷位置的充氣，使其所具有的真空狀態(tài)消除。

2.2.3 對(duì)于地下水的防治措施

對(duì)于地下水的防治，可采用排氣壓入濃密水泥漿的方式進(jìn)行防治處理。此種措施不僅能夠使固結(jié)后的耐壓能力增強(qiáng)，還能夠有效防止地表水的滲入。此外，在對(duì)鉆孔設(shè)備的選取上，也要進(jìn)行反復(fù)的試用和調(diào)試，傳統(tǒng)的鉆孔設(shè)備較易在操作中出現(xiàn)鉆具超出鉆孔的情況，這會(huì)導(dǎo)致事故的發(fā)生，若在鉆具的鉆桿上加裝防突裝置，則能夠解決此類(lèi)問(wèn)題，并做到很好的鉆孔注漿作業(yè)。同時(shí)，還需要注意的是，對(duì)于含水層要使用超前探水孔做深度以及位置的探明，進(jìn)而再通過(guò)涌水量等方面進(jìn)行充分分析，以設(shè)計(jì)出更為合理的防治措施。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，新形勢(shì)下，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)于礦產(chǎn)資源的需求逐年增加，而在礦產(chǎn)資源開(kāi)采中，會(huì)對(duì)礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境造成不同程度的破壞，地質(zhì)環(huán)境的破壞，也會(huì)對(duì)礦產(chǎn)的開(kāi)采起到制約和危害作用，為解決此類(lèi)問(wèn)題，唯有對(duì)礦山建設(shè)中的水文地質(zhì)災(zāi)害做出明確的分析和總結(jié)，采用支撐結(jié)構(gòu)的搭建、修建排水巷道等方式進(jìn)行水文地質(zhì)災(zāi)害的改善或消除，也唯有如此，才能在保證礦山建設(shè)安全的基礎(chǔ)上，有效的提升礦產(chǎn)資源的開(kāi)采量，也唯有如此，才能使礦產(chǎn)資源為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展建設(shè)做出相應(yīng)的推動(dòng)。

[1]馬宏巖，任成廣，李曉東.礦山建設(shè)中水文地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)[J].硅谷，2014，22：203+206.

[2]任萬(wàn)英，葉積龍，許存勝.礦山建設(shè)中水文地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)[J].煤炭技術(shù)，2011，11：135～137.

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A

1004-7344（2016）26-0200-02

2016-8-26