试论矿山建设中水文地质灾害防治技术

2016-03-21梁峻铭

地球 2016年6期

关键词：水文地质滑动滑坡

■梁峻铭

（广东省有色金属地质局九三三队广东肇庆526060）

试论矿山建设中水文地质灾害防治技术

■梁峻铭

（广东省有色金属地质局九三三队广东肇庆526060）

随着我国经济的不断发展，对矿产资源的需求越来越大，开采力度也不断加大，为了保证矿产资源的顺利开采，需要做好水文地质灾害的防治工作。基于此，本文对矿山建设中水文地质灾害防治技术进行探讨。

矿山建设水文地质灾害防止技术

地下水是导致矿山出现地质灾害的主要原因，做好矿山水文地质灾害防治有助于提高矿山建设的安全性，避免出现灾害性事故。在科学合理的基础上，最大限度的减少矿井涌水量，节约施工成本，改良施工环境。在矿山建设过程中，需要从勘察、设计等环节进行控制，做好水文地质灾害的防治工作，保证矿山建设工作的顺利开展。

1 常见的几种类型的地质灾害

在实际的矿山开采时，首先应当详细的勘察水文地质的具体情况，针对潜在的安全隐患及时采取相应的措施，避免出现其他的灾害。如果在矿山开采前没有进行地质勘查，那么就有可能会出现地质灾害，情节较轻的会对矿山开采的进程造成影响，破坏施工设备，并造成较大的经济损失，灾害情节较重的可能会直接影响矿工人员的生命安全。

一是由于地下水位出现急剧变化从而引发的地质灾害。在实际的矿井开采过程中，极有可能会受到地下暗河以及蓄水溶洞的影响，使得矿井内部流入地下水，还会导致大量的泥沙流入巷道里，给予施工带来巨大的影响。若是矿井中存在裂缝以及透水断层，那么地表径流的水会夹带泥沙以及沉积物共同流入到巷道里，从而导致巷道出现堵塞的现象，并影响巷道中工作的矿工工人的生命安全，损坏各种开矿施工的设备仪器，进而致使整个矿山挖掘体系出现崩塌。而这些地质灾害发生前难以进行预测，其破坏力与影响力甚大。

二是由于岩土层发生形变从而导致的地质灾害。当矿山在使用阶段，为了有效的避免采空的矿体出现塌陷，则需要对采空的矿体采取相应的支撑措施。对于浅度埋藏的矿区来说，采空的矿体较为容易出现塌陷的现象，因此，在完成矿体开采后，应当立即采取支撑措施以免发生意外状况。经有关报道分析，最近几年来，浅度埋藏的矿区极易出现塌陷状况，不但会对地面的建筑物的稳定性与可靠性造成影响，而且还会对矿区居民的正常生活产生影响，甚至会导致经济损失。当开发矿区时，通常情况下会将矿脉周围的岩石进行引爆，基于此，在开发矿区前，就需要深入了解地质的实际情况，对爆点进行详细的勘测。若所勘测出的爆点数据出现误差，爆点位置的准确性也随之会出现错误，而岩石成喷雾状爆破时，还会给予矿工工人的生命安全带来影响。

三是水土流失造成的地质灾害。露天开采会造成严重的水土流失。对于沿海地区，采矿排水会导致海水倒灌，致使土地盐碱化。而对于干旱地区，露天开采会破坏植被，并污染水资源，导致土地出现严重的沙化现象。无论是土地盐碱化，还是土地沙化，均会破坏耕地的使用，并诱发沙尘暴，影响生态环境。

2 针对矿山生产中地下水的防治措施

2.1 矿山建设中地下水的防治重点

矿井工人作业时经常会遇到地下水位产生变化的灾害。当工作中接触到地下水时，容易对生产进程造成影响，经济造成损失，地质环境遭到破坏，更有甚至可能会影响矿井工人的财产安全与生命安全。根据相关矿井作业报道表示，在矿井建设中，矿井透水的现象经常出现，并且给予矿区与矿井工人带来的结果都是相对严重的。基于此，为了有效的避免该种现象的持续发生，在进行矿山生产前，应当结合地下水的实际特点与类型，施工条件以及生产设备，通过研究采取相应的方法对地下水情况进行有效防治，从而还矿井工人一个良好的工作环境。

2.2 地下水防治的基本要求

一是严格按照施工规范与验收要求，对所有竣工的竖井工程进行验收，实地对竣工工程进行勘测检查，熟悉井筒的地质特征与地质环境，对井筒中的涌水量以及含水部位进行勘察预测。二是在施工前，应当掌握井巷中水文地质的实际状况并编制预测图，提高对水文地质的勘测与调查，并完善预测结果。三是对于已经勘测检验出的含水层以及导水构造，应当在揭露之前深入了解含水层以及导水构造的实际位置和水层厚度，结合钻孔实际的揭露涌水量和施工设备条件等，制定相应的合理措施，而探水孔的超前距离必须位于坚硬的岩石中，并且必须大于10m，若是所预测的含水层以及导水构造不在预计的范围内时，其中岩体的强度以及完整性难以满足预计时所预留的岩帽，就需要结合实际状况来确定超前的实际距离，所遵循的原则为，确保钻孔10m范围内的演示强度以及完整性都符合实际的安全需求，针对涌水量以及岩体完整性都比较好而又比较分散的含水层，则需要采用普通凿岩机实行浅孔探水操作。

3 地表塌陷原理和防治措施

3.1 地表塌陷的基本原理

可以将矿区地表塌陷主要分为3种情况，即一是当矿山进行建设与生产时，矿井地下从而形成采空区，上覆岩层也没有支撑物进行支撑，顶板也因此发生了形变，再加上开采的范围不断增大，进而导致地表产生塌陷。二是在开采的过程中，将松散地层中的地下水进行抽出，从而致使地下水位面积的出现变化，导致含水层疏干部分被压小，进而致使地表发生塌陷。三是对于岩溶发育的矿区来说，若是长期进行疏干排水就有可能引发岩溶塌陷。

3.2 防治的基本措施

针对上述的第三种情况进行详细的解释，岩溶塌陷形成的原因较多，因此对其成因进行了归纳总结并分为两种主要因素。一是潜蚀论，二是真空吸蚀论。根据岩溶塌陷形成的因素进行了分析，通常采用以下几种方法进行防治。

（1）进行回填密封。为了有效防止塌陷产生的影响，一般情况下采用黏土将已经塌陷的坑进行回填密封。（2）改道河流。针对河床附近产生塌陷情况，不但可以通过回填封口的方法进行密封，同时还可以结合实际状况进行河流改道，从而避免地表水涌入地下。（3）为了以防地表水涌入矿井中，可以于塌陷的四周建立围堤。（4）采用排水方法将塌陷坑中的积水进行排除，确保塌陷坑内保持着疏干的状态，避免再次发生塌陷。（5）帷幕注浆浅部石灰岩含水层，将含水层进入塌陷区的通道进行隔离。（6）若是由于真空吸蚀引发的塌陷现象，通过自然充气法能够有效的破坏岩溶真空地质环境，避免由于真空吸蚀而导致塌陷。（7）根据塌陷形成的因素进行总结分析，并提高对塌陷现象的管理与勘测，深入对塌陷形成的时间、地点、规模、所在底层、影响及变化进行观察，以便采取相应的措施加以管理。

4 露天矿滑坡产生的基本原因以及防治措施

4.1 露天矿滑坡产生的基本原因

露天矿边坡上的土石的重量驱使着它们向下滑动，而因为其土石的形成结构，又存在着抵抗下滑的能力，土石的下滑力和抗下滑力互相消长，其变化反映着边坡的实际变化，若抗下滑力比下滑力大时，则土石保持稳定，也就意味着边坡处于稳定的状况，当抗下滑力比滑力下时，则土石向下滑动，即边坡岩体向下进行滑动，也就是所谓的滑坡现象。

4.2 露天矿边坡滑动防治的基本措施

分析露天矿边坡形成滑坡的主要原因，并采取相应的措施进行防治。

4.2.1 有效的降低岩石剪应力

主要措施有整平斜坡的坡角、修筑挡土墙、打防滑桩等。

（1）将斜坡的坡角进行整平。采用该种方法主要是将高度小的边坡进行削缓，确保坡面夹角比原坡面小；将高度高的边坡划分为台阶，从而降低滑动的发生几率。（2）建立挡土墙，避免边坡发生滑动的现象。在建立挡土墙前应该慎重选择修建的位置，以免挡土墙与滑动体共同下滑。除此之外，设置相应的排水设备，及时排除滑动体内部的水。（3）在滑动体内部打防滑桩，避免岩体出现滑动。

4.2.2 将岩石中的物理性质进行改变

地表水以及地下水是导致岩石性质产生变化的因素，基于此，采用以下几种方法对将岩石中的物质性质进行改变。

（1）建立地表截水沟从而将滑坡上方的地表水流进行拦截；（2）建立排水沟将地下水进行排除，从而降低岩石的含水量；（3）建立排水巷道将滑动体中的地下水进行排除。除此之外，还可以采用电化学法、冻结法、水泥胶结法和焙烧法等措施。

4.3 将滑坡所形成的作用进行消除

通常情况下，采用保护坡角避免受地表水流的冲刷、修导流堤等方法将滑坡形成的作用进行消除，而对于露天矿边坡来说不适用，结合实际情况采取相应的防治措施，从而减少危险事故的发生。