煤礦建設(shè)中的水文地質(zhì)災(zāi)害防范策略分析

王坤奇

摘 要：本文講述了我國水文地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的危害，主要有礦物層不穩(wěn)定、沙土液化和地基變形，究其原因，是地下水的影響?；诖?，重點(diǎn)闡述了在煤礦建設(shè)中，對(duì)其防范措施，通過：地下水的防范、地表塌陷的防范、井筒施工的水文地質(zhì)的防范，希望為相關(guān)人士工作提供參考。

關(guān)鍵詞：煤礦建設(shè);水文地質(zhì)災(zāi)害;防范策略

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.20.054

0 前言

我國地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻繁，其中水文地質(zhì)因素是造成災(zāi)害的主要內(nèi)容。不同地區(qū)的地形和地質(zhì)有差異性。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國很多地質(zhì)災(zāi)害集中在幾個(gè)常見位置，如果在此建設(shè)煤礦，就會(huì)嚴(yán)重影響其工作效率。需要專業(yè)人士對(duì)其進(jìn)行勘測考察，使用有效策略預(yù)防。

1 水文地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)的危害

1.1 礦物層不穩(wěn)定

我國各個(gè)區(qū)域中，水文條件各有不同，地下礦物層一般都是由碳酸鹽等組成，經(jīng)過長期積累，就會(huì)影響地下水流，使其發(fā)生變化，并向特定的方向流淌。因?yàn)榈V物層不穩(wěn)定，水流速度受其影響愈來愈快，對(duì)水施加的動(dòng)力增大，當(dāng)超過一定界限的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)水平衡失調(diào)，造成地質(zhì)災(zāi)害[1]。

1.2 沙土液化

沙土在長期的發(fā)展中，松軟度下降，變成像水一樣的狀態(tài)，這就是沙土液化。產(chǎn)生該問題的原因有很多，最主要的是水文的原因。地震對(duì)自然和社會(huì)的破壞力是巨大的，在地震過后，就會(huì)產(chǎn)生很多含水量高的細(xì)微沙土，與原土壤中沙土混合，導(dǎo)致沙土液化，就像洪流一般向下流淌，不斷沖擊地下的礦物質(zhì)，產(chǎn)生空洞，隨著時(shí)間流逝，空洞不斷變大，并經(jīng)過土壤表層壓力的影響，超過一定限度就會(huì)出現(xiàn)坍塌。另外，很多地區(qū)中的礦物層中小型顆粒較多，長時(shí)間的積累，就會(huì)令土層的水壓力增大，超過該土壤能夠承受的范圍，地下水快速?zèng)_破地表，形成地質(zhì)災(zāi)害。

1.3 地基變形

受水文因素影響，導(dǎo)致地面上建筑物容易出現(xiàn)倒塌，煤礦建設(shè)過程中，經(jīng)常在軟土上進(jìn)行建筑，軟土從硬度和穩(wěn)定性上都不強(qiáng)，但是卻能很好地減少地下水侵蝕，令其不能影響地面上建筑物。雖然軟土有很強(qiáng)的抗水壓力，但是在土壤小孔中還是會(huì)有壓力，令地基變形，降低其穩(wěn)定性。

2 煤礦建設(shè)中的水文地質(zhì)災(zāi)害防范策略分析

2.1 地下水的防范

煤礦建設(shè)中，需要對(duì)地下水層構(gòu)造進(jìn)行勘測，如安置超前探水孔，掌握地下水層在井巷中的實(shí)際位置，勘察施工現(xiàn)場后，做好人員配置，制定科學(xué)防范方法，常見的防治技術(shù)有兩種：第一，增設(shè)特殊防噴裝置。該裝置主要是使用高壓頂水鉆，對(duì)地下水進(jìn)行控制。鉆孔過程中，要通過鉆機(jī)的自身壓力，水壓到達(dá)一定程度后，就會(huì)對(duì)鉆桿進(jìn)行夾持。結(jié)合作者多年工作經(jīng)驗(yàn)得知，使用鉆機(jī)對(duì)液壓卡盤開展控制，不能起到控制地下水上涌災(zāi)害的作用。如果在實(shí)際工作中，發(fā)生鉆具高出鉆孔情況，就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的安全事故。經(jīng)過技術(shù)團(tuán)隊(duì)不斷的研究和努力，在鉆桿上添加異徑防突器，即可降低施工危險(xiǎn)的產(chǎn)生。防噴控制的手段，主要運(yùn)用于高壓閥門的前側(cè)，在上面安置減壓器、高壓閥和四通管，經(jīng)過長期的實(shí)踐可知效果明顯，值得運(yùn)用。第二，排氣壓入濃密水泥漿，傳統(tǒng)的工作是使用豎井深孔涌水控制的形式，在注漿孔中注入水泥，然后將管道埋設(shè)在空洞。新型工藝與之不同，是使用水平或者仰視的視線，觀察并預(yù)埋注漿孔，科學(xué)的摒棄了傳統(tǒng)施工技術(shù)中的弊端，注漿凝固后，抗壓能力可高達(dá)30MPa，滿足控制地下水的要求。

2.2 地表塌陷的防范

產(chǎn)生該水文地質(zhì)災(zāi)害的原因有很多，主要有：第一，煤礦開采后，地下變成采空區(qū)，地面上側(cè)巖層弱缺少支撐，就會(huì)出現(xiàn)頂板的變形和偏移等，如果煤炭還在一直開采，對(duì)巖層的移動(dòng)就會(huì)延伸到地表，最終塌陷。第二，煤礦區(qū)地層含有大量的地下水，在開采過程中降低水位，含水層的疏干區(qū)域面積減少，造成地面大面積下沉。第三，煤礦建設(shè)中，會(huì)一直進(jìn)行疏干排水工作，時(shí)間一久就會(huì)出現(xiàn)地面下沉。此三種中最常見的是鹽熔塌陷，也就是第三種，作者詳細(xì)介紹此防治技術(shù)：及時(shí)進(jìn)行回填密封工作，對(duì)已經(jīng)產(chǎn)生的塌陷，利用黏土和水泥砂漿等混合攪拌，對(duì)其進(jìn)行回填，減少因?yàn)榈乇硭徒邓脑虺霈F(xiàn)嚴(yán)重坍塌事故;如果塌陷的位置靠近河流，不但要做好及時(shí)回填工作，還要結(jié)合坍塌情況，進(jìn)行河流改道的工作，避免發(fā)生坍塌時(shí)候，河水流入地下，必要時(shí)可在煤礦建設(shè)位置附近設(shè)置圍欄，避免地表順流入地下;當(dāng)發(fā)生坍塌事故時(shí)，如果塌陷位置中有積水，需要立刻排出，保證其土質(zhì)的疏干狀態(tài)，減少再次坍塌的情況發(fā)生。

2.3 井筒施工的水文地質(zhì)防范

針對(duì)井筒施工的水文地質(zhì)防范，在科學(xué)勘測下，掌握其產(chǎn)生根本原因后，再使用科學(xué)的解決手段，常見的方法是煤礦井筒建設(shè)中，使用保水層注漿，提升井筒建設(shè)質(zhì)量。主要工藝流程為：檢測注漿泵-壓水試驗(yàn)-注漿-注入清水-關(guān)閉閥門-清洗注漿管，是井筒施工中的主要防范手段。該環(huán)節(jié)對(duì)水文地質(zhì)災(zāi)害的防范，主要有下面幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：第一，壓水試驗(yàn)，每次注漿時(shí)都要進(jìn)行壓水試驗(yàn)，檢測止?jié){墊的工作效果，是否有跑漿和竄漿等問題發(fā)生。保證煤礦裂縫中的填充物壓力在注漿范圍之外，提升填充的封閉性和透水性。另外對(duì)鉆孔吸水量進(jìn)行檢測，進(jìn)一步確定巖層的透水參數(shù)，為后期工作提供有效數(shù)據(jù)，避免地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生。第二，在注漿時(shí)，使用低濃度、少量草酸溶液，延長漿液固化時(shí)間，避免因其固化時(shí)間過快，降低漿液在巖縫中的擴(kuò)散，不能起到預(yù)期的效果。第三，結(jié)合壓水試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，當(dāng)煤礦中注入一定量的漿液后，就可提升草酸溶液濃度，適當(dāng)減少固化時(shí)間，令其在巖層中擴(kuò)散的時(shí)候逐漸固化，提升注漿效果。

3 結(jié)論

綜上所述，煤礦在施工建設(shè)中，受地下水的影響，因?yàn)榈鼗啤⑸惩烈夯?，產(chǎn)生水文地質(zhì)災(zāi)害，這對(duì)人民生命安全有嚴(yán)重影響，阻礙煤礦的建設(shè)。因此技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行分析，提出幾點(diǎn)災(zāi)害防范策略，促進(jìn)我國將來煤礦建設(shè)的長久發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李文鵬.地質(zhì)災(zāi)害隱患和水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查計(jì)劃進(jìn)展[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2019，46（02）：1-4.

[2]王志勇.礦山建設(shè)中水文地質(zhì)災(zāi)害防治措施[J].世界有色金屬，2018（18）：190+192.