礦山建設(shè)中水文地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)

吝飛

摘要：經(jīng)濟的增長對礦山資源的需求在逐漸增多，國內(nèi)的礦產(chǎn)建設(shè)規(guī)模日益擴大，開發(fā)力度也在不斷加強，礦山建設(shè)過程的安全性也受到了高度關(guān)注。若在礦山建設(shè)過程出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害情況，不但會影響到工人的人身安全，而且還會造成大量的經(jīng)濟消耗，對此，怎樣采取科學(xué)的防治技術(shù)來處理水文地質(zhì)災(zāi)害就顯得特別關(guān)鍵?；诖?，文章首先介紹了礦山建設(shè)過程存在的水文地質(zhì)災(zāi)害種類，詳細(xì)闡述了礦山建設(shè)過程防治水文地質(zhì)災(zāi)害的有效方法，僅供參考。

關(guān)鍵詞：礦山建設(shè)；水文；地質(zhì)；災(zāi)害；防治方法

地下水屬于絕大部分礦山災(zāi)害的根源，對其進行處理是礦山建設(shè)和開發(fā)階段的重要工作。注重地下水防治任務(wù)的目的是：確保礦山建設(shè)及生產(chǎn)安全，避免出現(xiàn)災(zāi)害事故；在科學(xué)可行的基礎(chǔ)上，盡可能減少礦井出水量，節(jié)約建設(shè)及生產(chǎn)成本，優(yōu)化建設(shè)條件，確保項目質(zhì)量。針對以上要求，采取有效的措施來處理水文地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)害十分重要。

1、礦山建設(shè)過程常見的水文地質(zhì)事故種類

1.1由于地下水位變化導(dǎo)致的地質(zhì)事故

礦山建設(shè)竣工進行開采時，礦井極有可能會出現(xiàn)地底的蓄水溶洞或是地底暗河，如此一來，巷道中就會涌入地下水，嚴(yán)重的還會有泥沙涌入巷道之中。若礦井中有透水?dāng)鄬踊蚴橇芽p，地面徑流的水體夾雜沉淀物以及泥沙涌入巷道，導(dǎo)致巷道被堵塞，甚至極大影響到在巷道中工作的人員，損壞或是掩埋礦井內(nèi)正在運營開采的機械設(shè)施，甚至?xí)斐傻V產(chǎn)開采系統(tǒng)癱瘓。由于該種災(zāi)害不能做到提前預(yù)測，突發(fā)性很強，并且破壞力大，會引發(fā)十分嚴(yán)重的后果。

1.2礦井中存在的易燃物質(zhì)造成的地質(zhì)事故

礦體中可能存在易燃的物質(zhì)，像甲烷等。隨著礦井深度的逐漸增加，受地?zé)岬淖饔玫V井中的溫度逐漸提高，硫含量也不斷增多。礦工在該種環(huán)境下進行開采工作，除了對本身的健康造成較大的影響外，若礦井中通風(fēng)條件不佳，易燃物質(zhì)逐漸增多積累，以及礦井中溫度偏高將以及引發(fā)爆炸問題，后果無法想象。特別是在煤礦的礦井內(nèi)，瓦斯爆炸的現(xiàn)象十分常見，造成的后果也非常嚴(yán)重。但是，該種地質(zhì)災(zāi)害具有可預(yù)見性，僅需做好常規(guī)管理中的維護任務(wù)，采用適當(dāng)?shù)念A(yù)防策略，就能夠在一定程度上減少該種災(zāi)害的出現(xiàn)幾率。

1.3巖土層變化導(dǎo)致的地質(zhì)問題

礦山在正是投入開采的一段階段，采空的礦體一定要對其加以支撐，以避免其出現(xiàn)塌陷情況。尤其是在前堵埋藏的區(qū)域，采空的礦體容易出現(xiàn)塌陷，一定要對開采完工的礦體及時施加有效的支撐與回填。近些年，淺表煤礦出現(xiàn)地表塌陷現(xiàn)象十分常見，不但影響到地表建筑物的穩(wěn)定性，還會對周邊居民的日常生活造成影響，甚至?xí)斐删薮蟮慕?jīng)濟損失。在礦山建設(shè)中，一般會引爆礦脈附近的巖石，為此事先均會對礦山地質(zhì)條件進行勘探選取起爆點。但是，若勘探的數(shù)據(jù)存在偏差，將會影響起爆點的精準(zhǔn)性，巖石在引爆階段若呈噴射狀的包括，則會對在井中工作的人員造成極大的威脅。

2、礦山建設(shè)過程水文地質(zhì)問題預(yù)防方法

2.1地下水防治的基本要求

①礦井建設(shè)必須嚴(yán)格根據(jù)施工和驗收規(guī)范，開展勘察工作，了解井筒的地質(zhì)環(huán)境，估測井筒的出水量和含水結(jié)構(gòu)的賦存位置。

②針對主體井巷，建設(shè)前要繪制出水文地質(zhì)平面圖、剖面圖，制定礦井施工地質(zhì)說明書。礦山建設(shè)階段，要強化水文地質(zhì)跟蹤勘察、研究，及時調(diào)整預(yù)測結(jié)論。

③對現(xiàn)有的含水層及導(dǎo)水結(jié)構(gòu)，在揭露前經(jīng)過設(shè)置超前探水孔，探測含水層和導(dǎo)水結(jié)構(gòu)在井巷內(nèi)的實際位置與厚度，并結(jié)合鉆孔揭露的出水量和施工環(huán)境、項目要求同經(jīng)濟性進行對比，提出處理的有效策略[1]。探水孔中超前間隔于堅硬巖體內(nèi)不能低于10米。若在預(yù)期的含水層和導(dǎo)水結(jié)構(gòu)形成的部位10米之外，掩體強度和完整性無法符合預(yù)留巖帽時，要結(jié)合實際情況調(diào)整超前間隔。其基本原則為，一定要確保鉆孔打孔5米范圍中巖體強度和完整性符合探水孔孔口灌的預(yù)埋和預(yù)埋后將要灌漿時的安全承載要求。

2.2礦山地下水處理方法

①采取排氣壓入濃密泥漿液的方法水平和仰視探水灌漿孔預(yù)埋孔口管方式。一般情況下，在豎井深孔探水和預(yù)灌漿孔的孔口灌預(yù)埋方法是在孔中灌進水泥漿液后再把孔口灌送進孔中。該種方法難以保證管體和孔壁當(dāng)中間縫的嚴(yán)密穩(wěn)定，通常要求經(jīng)過反復(fù)多次壓漿操作，既浪費時間還影響施工穩(wěn)定[2]。通過實驗分析得知，采取排氣壓入濃密泥漿液的方法，能保證一次成功，凝結(jié)后的耐壓性能能夠高達30MPa，且防滲性完全可以滿足長期高壓灌漿的要求。

②鉆孔增加獨特的防突防噴設(shè)備。鉆孔中防突防噴設(shè)備屬于高壓頂水鉆進穩(wěn)定控制最重要的機械。鉆井環(huán)節(jié)的防突，盡管鉆機自身的液壓卡盤與鉆具穿透高壓水時，會對鉆桿帶來一些夾持作用，但研究表明，只是借助鉆具的液壓卡盤操控，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法符合高壓涌水鉆進穩(wěn)定防突的需要。在進行鉆孔時，如果產(chǎn)生鉆機突出鉆孔的現(xiàn)象，將會引發(fā)安全問題。通過調(diào)查研究和反復(fù)測試發(fā)現(xiàn)，通過在鉆桿中增設(shè)異徑防突設(shè)備，能夠充分保證1000米水頭高度以及更高的水頭壓力條件下穩(wěn)定開展深孔探水工作[3]。防噴的控制途徑是在高壓開關(guān)前端設(shè)置自伸縮式孔口密封器、高壓閥門和孔口管當(dāng)中增加四通管、高壓閥和降壓器，通過實踐研究發(fā)現(xiàn)，效果十分明顯。

2.3露天礦山滑坡防治方法

減少巖石剪應(yīng)力和工程避免滑動的穩(wěn)固支撐，主要方法包括：整平斜坡的角度、修建擋土墻、施加防滑樁等。

首先，整平斜坡的角度。該種方法的目的在于降低有滑坡危害的巖體重量。針對高度偏小的邊坡，能夠削緩坡面，并盡量令皮面和水平面中的夾角低于原本的角度；針對偏大的邊坡，能把邊坡分成各個小段，形成臺階狀，以將之滑坡的可能性。

其次，建立擋土墻。在滑坡的前端建立擋土墻，以避免邊坡出現(xiàn)滑動。擋土墻要建立在穩(wěn)固的地層上，防止產(chǎn)生擋土墻與滑坡一同下滑的情況。另外，還應(yīng)兼顧到滑坡中滲透的水體可以及時排出，為此，需要在墻后安裝排水裝置。

最后，施加防滑樁。在滑坡中打樁引入穩(wěn)定地層，比避免巖體滑動。防滑樁能夠是打入的，也能夠現(xiàn)場灌澆。

3、 結(jié)束語

綜上所述，在礦山建設(shè)及開采過程，經(jīng)常會產(chǎn)生很多像地下水、泥沙、塌陷、井巷項目變形等地質(zhì)災(zāi)害。這些災(zāi)害的出現(xiàn)，給礦山建設(shè)及開采造成了較大的影響。為確保礦山建設(shè)工作的順利開展，必須深入研究水文地質(zhì)災(zāi)害，便于提出更多行之有效的防治方法。

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（作者單位：河北中煤四處礦山工程有限公司）