矿山地质灾害超前探测方法研究

邓世龙

（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局七0六队，新疆 阿勒泰 836500）

我国国土面积比较辽阔，地质条件比较复杂，由于技术不够先进，使我国在进行矿山工程施工过程中会出现一些灾害性的现象，所以本文有必要对矿山地质灾害超前探测方法进行分析和研究。

1 研究矿山地质灾害超前探测的重要性

矿山地质灾害就是地质的变化，所引起的建筑工程、生活环境、资源、人身安全等方面的灾害性现象以及过程。而构成矿山地质灾害的主要是由于内、外动力和人类地质作用三个方面。而针对矿井施工本身来讲，是地下施工工程，而由于地质情况比较复杂、多样化，所以经常会遇到坍塌、滑坡等不良的地质，以及还会出现断层、流沙等特殊的地质。而这些现象的性质、规模以及成因都比较复杂，所以这更加突出了矿山地质灾害的突发性。而在实际的矿山工程施工过程当中，其设计方案和勘查文件所提供的工程地质资料，不能保证一定符合时刻变化的实际情况，尽管其资料再详细，也不可能与矿山工程施工具体要求高度符合，由此也就会引发一些在灾害性的地质现象，例如突水、突爆等方面。

传统的钻探方法进行预报，已经不能够适应现代矿山的发展要求，除了成本高，效率低这一弊端，还会在钻进过程当中引发许多不必要的爆炸事故，而这时超前探测这一方法在矿井施工中的应用，能够直接观测到地下物理场的分布情况，以及其发生变化的规律，从而就能够研究在施工前方地质是否存在异常等问题，而这对于矿山工程施工也有着重要的意义。换句话来说，研究矿山地质灾害超前探测方法，除了对矿山工程施工具有重要意义，还能够保护相关人员的生命和财产安全，以及能够实现理想的社会效益和经济效益。

2 超前探测中存在的问题

超前探测及预报的主要方面有地质体和灾害地质体的探测和预报情况、矿山地质条件预报情况、断层探测情况以及围岩类别的预报情况，而相对于其他地面物探来讲，矿井的超前探测，一般距离目标都会比较近，这样更加能够使探测的精度和准度得到保障，但是由于矿山工程施工具有一定特殊性，还会受到许多因素的干扰，使许多之前在地面上能使用的方法到矿井当中却不能很好的使用，所以对于探测方法的选择、观测方式，以及接收方式等方面的研究，也是超前探测和预报需要解决的问题。

除此之外，还有一些原因导致探测的精度、准确性和距离方面存在许多问题。首先，在井下施工工作面积比较小的情况下，就会使物探和观测方案的选择上，不能够合理地看到探测的效果。而就现阶段超前探测方法来讲，主要就是将地面物探方法移植到矿井施工当中，但是这对井下实际条件和环境并没有针对性，而在这不断试验过程当中也没能形成一定的技术理论和相关规程。

除此之外，在矿井内不也具有很多干扰因素，例如在实际施工过程当中有一些设备的功率大，噪音多，以及在实际施工过程当中，有一些特殊地方还需要进行爆破，这都不利于信号的采集和输出，这也就使传统的电机、接地条件无法得到保障，当然对于一些有价值的信息，也就不能进行获取。最后，从数据方面的角度来说，有许多数学物理模型的研究都只是针对于巷道条件，而且大多都是处于在探索的阶段当中，并不能够适用于对井下探测工作当中，这也就使矿井物理探测还有待完善。

3 引发矿山地质灾害的相关构造特征

3.1 引发塌方的相关构造特征

3.1.1 由断层及其破碎带所引发的塌方

在实际的矿山工程施工过程当中，最为常见的地质现象则是断层，而这一普遍构造，能够对矿体的完整和连续性带来不同程度的损坏，从而就是围岩强度不断降低。而对于断层破碎带所在矿区的井下围岩也具有不稳定的因素，因为其主要是由岩溶所发育而成，这就增加了围岩的集水性和导水性，也直接增加了矿井施工地质灾害发生的概率。断层破碎带的判断上，可以通过岩石力学的性质断层复合其特征、破碎带所在地的厚度和围岩结构等方面。如若出现，牵引褶皱、矿物强度降低以及破碎带附近会出现破碎矿物情况，都在说明断层破碎带即将来临。

3.1.2 由严重的风化破碎带及堆积物所引发的塌方

风化破碎带和各种堆积物属于散体结构，这也是构成矿井塌陷的重要地质因素。像风化很深的沟、槽、河谷当中的堆积物就经常出现在地下工程开挖工作面上，这时就会出现大量的水和泥沙、石块坍塌，从而就能造成塌陷事故。

3.2 由井下突水引发地质构造特征

（1）由含水和储水构造所引发的矿井突水灾害：向斜盆地的含水性、矿物特性的分部厚度、地下水位的补给和来源，都会导致相对比较大的矿井出现涌水的现象。而这在实践当中也得到了很好的证明。断层破碎带和侵入岩接触带都是含水的构造，而特别是活动性的断层和扭性断层含水性都比较强。在矿山工程施工当中，开挖矿井涌水量能比预计水量高达五倍以上。

（2）就我国西北地区而言，大多数的地方都是属于石灰岩的地质构造，而石灰岩地区的碳酸盐分布又比较广泛，单层的厚度和连续厚度都会比较大，而随着地下水长期的作用，就会使岩溶发育迅速，而且形态也各不相同，甚至能够形成地下的暗河。而地下水在交替作用当中能够使岩溶发育程度在水平方向和垂直方向上的差异比较大。与此同时，还受断层和褶皱的相互影响，使裂缝的密度就更加的密集，地质发育较为复杂。通过含泥沙的小溶洞出现量以及钻孔融水巨增的情况，来预报地下暗河的来临。井下突水的水量一般比较大，而且突发性比较强，突水点也比较集中，这是其比较鲜明的特点，而且很多地区出现突水大多都集中在雨季。由此可见，在矿山工程施工过程当中，还应该加强超前探测和预报工作，尤其是在雨季。这对于施工的安全性和质量都有着重要意义。

4 结语

综上所述，随着我国经济、科技不断发展，能源需求量不断增加，导致我国大部分矿企工程施工规模急剧上涨。因此，国家和相关施工企业一定要能够针对地质灾害超前探测方法进行研究，从而能够保证在施工过程当中，降低矿山地质灾害的发生概率，能够保证企业达到理想效益、相关人员的生命和财产也能得到保障。