礦山地質(zhì)災(zāi)害防治中水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)的應(yīng)用

王 凱，張 立

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 天水 741020）

地質(zhì)災(zāi)害是一種常見自然災(zāi)害，其中礦山地質(zhì)災(zāi)害的危害性尤為巨大，容易造成嚴(yán)重的生命和財(cái)產(chǎn)損失，因此有效防治礦山地質(zhì)災(zāi)害意義重大。將水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)應(yīng)用于礦山地質(zhì)災(zāi)害防治工作之中，能夠推動防治工作的有效開展。礦山地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生與礦山的地質(zhì)環(huán)境和地質(zhì)結(jié)構(gòu)存在密切關(guān)系，因此在開展災(zāi)害防治工作時(shí)要充分利用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)勘察礦山所在地的自然環(huán)境，有效解決礦山地質(zhì)災(zāi)害防治工作中遇到的問題。

1 水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在礦山地質(zhì)災(zāi)害防治工作中的作用分析

1.1 及時(shí)反饋地質(zhì)勘察信息

利用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)進(jìn)行礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治可以實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘察信息的及時(shí)反饋。傳統(tǒng)的地質(zhì)勘察方式不能第一時(shí)間反饋勘察信息，導(dǎo)致勘察信息的時(shí)效性不強(qiáng)，影響礦山地質(zhì)災(zāi)害防治的整體效果[1]。

利用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)可以有效提升信息反饋的時(shí)效性，確保工作人員可以在最短時(shí)間內(nèi)獲得地質(zhì)信息，及時(shí)制定防治措施，提高地質(zhì)災(zāi)害防治水平。

1.2 有效提升人力資源的利用率

水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)可以及時(shí)將勘察信息反饋給不在現(xiàn)場的工作人員，實(shí)現(xiàn)資源的實(shí)時(shí)共享。專業(yè)技術(shù)人員的工作調(diào)配問題是影響礦山地質(zhì)災(zāi)害防治工作成效的關(guān)鍵因素。利用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)實(shí)時(shí)共享地質(zhì)情況，有效提升了災(zāi)害防治工作中人力資源的利用率。

2 常見礦山地質(zhì)災(zāi)害的類型

2.1 地震災(zāi)害

地震災(zāi)害產(chǎn)生于地殼運(yùn)動，不同震級對地質(zhì)的破壞程度不同[2]。由于地震災(zāi)害具有較強(qiáng)的突發(fā)性，且影響范圍廣泛，震級較大的地震會對人民生命和財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重破壞。

2.2 山體滑坡、泥石流災(zāi)害

山體滑坡和泥石流是礦山地質(zhì)災(zāi)害中經(jīng)常出現(xiàn)的災(zāi)害類型。這些地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生的根本原因在于礦山開采過程中地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，開采區(qū)域土質(zhì)松軟，失去了承受突發(fā)性力量的能力[3]。如果在礦山開采過程中，地質(zhì)工程建設(shè)缺少規(guī)劃性，礦山地質(zhì)發(fā)生較大改變，極易造成山體滑坡和泥石流災(zāi)害的發(fā)生。

2.3 地面塌陷

造成礦區(qū)地面塌陷主要原因有兩方面：一方面，礦山開采過程中沒有按照開采標(biāo)準(zhǔn)提前做好巖柱或者礦柱等支撐保護(hù)，完成礦山開采之后沒有按照規(guī)定進(jìn)行地質(zhì)填補(bǔ)操作；另一方面，礦山地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)硬度不夠，一旦受到大量水體的浸泡，也容易出現(xiàn)地面塌陷的情況。

2.4 礦山地質(zhì)裂縫

在礦山開采過程中如果破壞了地質(zhì)結(jié)構(gòu)的完整性，致使其出現(xiàn)斷層，就很容易發(fā)生地質(zhì)裂縫災(zāi)害[4]。倘若在礦山開采之前沒有進(jìn)行認(rèn)真地調(diào)研和分析，缺少科學(xué)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)直接進(jìn)行開采行動，就會造成地質(zhì)結(jié)構(gòu)中的承壓層受到破壞。承壓層結(jié)構(gòu)一旦變形，就會造成地質(zhì)裂縫災(zāi)害的發(fā)生。

2.5 采空區(qū)災(zāi)害

采空區(qū)是指礦層開采空了之后形成的空間。當(dāng)?shù)V山出現(xiàn)采空區(qū)之后，表面覆蓋的巖層由于失去支撐，位置和形狀發(fā)生改變，逐漸破壞塌陷，致使地面建筑發(fā)生變形，地表大面積下沉、凹陷。

采空區(qū)的出現(xiàn)給礦山以及周邊居民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成了極大的威脅，工作人員以及機(jī)械設(shè)備都有可能掉入采空區(qū)受到傷害。

3 水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在礦山地質(zhì)災(zāi)害防治工作中的實(shí)際應(yīng)用

3.1 在地震災(zāi)害防治中的應(yīng)用策略

采用雷達(dá)技術(shù)能實(shí)現(xiàn)短距離的地質(zhì)勘測工作，有效保證勘測結(jié)果的準(zhǔn)確性。地質(zhì)雷達(dá)向地下傳遞電磁波，當(dāng)電磁波在傳輸過程中遇到障礙物就會返回地面，根據(jù)電磁波的頻率和振幅原理，即可以精準(zhǔn)地對地質(zhì)特征進(jìn)行分析。地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用既可以實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘察的自動化，同時(shí)又可以確?？辈旖Y(jié)果的精確性。利用地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)開展地質(zhì)災(zāi)害防治，對地裂縫和地面塌陷問題也具有較好的應(yīng)用效果。

地殼運(yùn)動過程中會產(chǎn)生兩種波形，一種是傳播速度很快的縱波，一種是影響范圍比較大的橫波?？v波對地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響較小，但是橫波則會對地質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大的影響，破壞力也比較大，同時(shí)還會引發(fā)山體滑坡等其他地質(zhì)災(zāi)害。因此，在礦山地質(zhì)災(zāi)害防治工作中運(yùn)用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)時(shí)，要充分考量各種因素的影響，確保不破壞地質(zhì)結(jié)構(gòu)，有效降低地震帶來的危害，同時(shí)保證不會對地震救援工作產(chǎn)生不良影響。

3.2 GPS技術(shù)在具體施工過程中的應(yīng)用策略

水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)中的GPS技術(shù)可以最大程度地提高地質(zhì)勘察的精準(zhǔn)性，在礦山地質(zhì)災(zāi)害防治中的作用十分重要。GPS技術(shù)是RTK技術(shù)的基礎(chǔ)，借助遙感勘測方法，重點(diǎn)對災(zāi)害發(fā)生地進(jìn)行勘察工作，詳細(xì)分析地面坍塌、山體滑坡、泥石流災(zāi)害發(fā)生地的地質(zhì)特點(diǎn)，為后期災(zāi)害防治工作提供數(shù)據(jù)參考。RTK技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是勘測范圍比較廣泛，定位精準(zhǔn)性比較高，操作過程自動化程度較高，可以有效提高工作效率。

3.3 地面坍塌災(zāi)害防治的應(yīng)用策略

在利用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)進(jìn)行地面坍塌災(zāi)害防治時(shí)，需要對坍塌區(qū)域的具體地質(zhì)情況進(jìn)行整體的調(diào)查。從上文的分析中可以看出地面坍塌的主要原因是地表巖石或者土質(zhì)松軟。在完成整體調(diào)查和分析之后，還要利用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)對地面坍塌災(zāi)害發(fā)生的概率進(jìn)行預(yù)判，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行下一步的災(zāi)害防治工作。

3.4 礦山地質(zhì)裂縫災(zāi)害防治的應(yīng)用策略

利用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)進(jìn)行礦山地質(zhì)裂縫災(zāi)害防治工作時(shí)，要提前做好地質(zhì)檢測和分析工作。精準(zhǔn)掌握出現(xiàn)裂縫的位置，并對地質(zhì)結(jié)構(gòu)中容易出現(xiàn)裂縫的位置進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注，提前預(yù)警，從而達(dá)到地質(zhì)裂縫防治的目的。需要注意的是，開采地下水時(shí)必須嚴(yán)格遵守相關(guān)開采標(biāo)準(zhǔn)，建立地下水開采管理機(jī)制，避免盲目開采的同時(shí)，規(guī)避人為因素造成的地質(zhì)裂縫。

圖1 GPS技術(shù)對地質(zhì)災(zāi)害質(zhì)量監(jiān)測

4 結(jié)論

水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在礦山地質(zhì)災(zāi)害防治工作中發(fā)揮著十分重要的作用，一方面，可以有效分析礦山地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生的原因，為防治工作的開展提供依據(jù)；另一方面，通過對引發(fā)礦山地質(zhì)災(zāi)害的因素進(jìn)行有效預(yù)防和控制，減少地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全不受侵害。在礦山地質(zhì)災(zāi)害防治工作中，預(yù)防的作用要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于修復(fù)和治理。水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)可以有效提高礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治效果。