矿山地质灾害对工程施工的影响分析

侯福建

珲春矿业（集团）板石煤业有限公司 吉林珲春 133300

1 矿山地质灾害类型及特征

矿山地质灾害的成因主要分为两类：一是，主观原因。矿山开采不加节制，大量私营矿山只关注产量不注重安全，这是矿山地质灾害频发的重要原因之一。二是，客观原因。当前的矿山开采技术不可避免地会破坏自然平衡的地壳、破坏地下水平衡，导致矿山地质的不稳定，这是矿山地质灾害诱发的本质原因。根据矿山地质灾害发生的形式、机理不同，将常见的矿山地质灾害分为9类，主要包括：水土流失、崩塌、瓦斯爆炸、煤层自燃、采空区塌陷、岩爆、滑坡、煤与瓦斯突出、泥石流等。在文章中，主要探讨工程施工过程中常遭遇的矿山地质灾害，以分析这类矿山地质灾害对工程施工的影响。

1.1 矿体滑坡

滑坡是岩土体自重、构造力、渗透力等综合结果，指位于斜坡的岩土体在重力以及水等外力作用下沿某一结构软弱面发生位移的一种不良地质现象。在边坡开挖前岩土体内部处于相对平衡状态，当开挖进行过程中岩体面临采场的一侧出现临空状态，导致该方向失去支撑力，岩体内部应力场会不断进行调整与变化，最终会导致在坡脚和坡顶附近出现应力集中区域，当该处应力超过其强度时则会导致岩体破坏形成滑坡[1]。

1.2 崩塌灾害

矿山崩塌通常发生在采矿步骤的尾声阶段以及高陡的边坡之上。它们通常以泥岩、风化破裂等矿石为主，这种崩塌地质灾害发生难以观察和预测，其发生往往具有突发性。从地质角度来看，塌陷通常发生在断裂带的突出部分，这部分结构在力学上处于薄弱位置；另外，在边坡或其他软弱结构面的突出部分，也容易发商这种崩塌灾害。

1.3 泥石流

在矿山开采过程中产生的大量的松散碎屑堆积物为形成泥石流提供了丰富的物质资源。矿山开采过程中产生的堆积物能否发生位移取决于斜坡上物体的静力平衡是否被破坏，当堆积物堆积于斜坡上时其自重会向下产生垂直于坡面的正压力和沿斜坡向下运动的分离及下滑起动力，因堆积物与坡面间产生阻止滑动产生的摩擦力及抗剪强度，及人们常说的临界起动力，当该起动力小于临界起动力时则堆积物处于稳定状态，当其超过临界起动力时则极限平衡被破坏堆积物会沿坡面向下滑动，尤其是在暴雨的作用下则会形成泥石流。

1.4 采空区的塌陷

采矿过程中采用空场法、留矿法以及崩落法往往在井下形成巨大的采空区和崩落空区，当其达到一定规模则会产生大面积塌陷，造成灾害。塌陷坑一般呈椭圆或近圆形，面积略大于采空范围，深度自内向外逐渐变小，尤其是在矿藏埋深较浅，其松散覆盖厚度比例大，矿层覆岩强度低，厚度比例小，延性组合复杂的地质情况下，当底层矿藏被开采后，采空区顶板岩层在自身重力和覆盖岩层及建筑物等的压力作用下会产生向下的弯曲和移动，而当顶板岩层内部产生的拉长应力超过其极限强度时则顶板会发生断裂，其上层覆盖岩层相继会向下弯曲、移动，直至发生断裂以及离层等现象，最终波及到地表而形成盆地类型的塌陷坑[2]。

2 工程施工中矿山地质灾害因素的影响

2.1 矿山滑坡灾害对工程施工的影响

矿山滑坡灾害评估应首先调查并分析地质空间条件，环境条件与滑坡组成部分等，以评估矿山滑坡灾害的潜在规模，灾害发生的潜在风险因素以及对各种类型的灾害的影响。矿山滑坡对项目的建设有非常大的影响，不仅会造成人员伤亡，还会直接导致整个项目的建设被延迟或完全中断，特别是对于大型矿山滑坡灾害，这可能导致工程建设计划失败。

2.2 崩塌灾害对工程施工的影响

矿山倒塌地质灾害的评估需要首先确定斜坡的岩性结构，组合，降雨，植被和陡峭的岩壁表面的发展，同时评估工程建设对岩体的影响。然后评估可能存在的煤矿塌陷危险的规模，演变机理和过程，趋势等，评估其可能的影响，并为工程建设做出更科学的准备和响应。在具体对策上，预防矿山塌方地质灾害需要降低台阶高度。当项目施工位于结构表面柔软或风化破坏的区域时，可以采取措施减缓坡度或降低高度，从而减少该区域的土壤与岩石重量。在项目建设中，还必须防止滚石对工程设备和人员的影响。在经常发生滚石的区域，应安装拦截装置与警告标志。当工程操作需要使用爆破或要对边坡破坏时，最好使用逐孔振动控制爆破和预分裂爆破技术，将风险降到最低。

2.2 矿山泥石流灾害对工程施工的影响

矿山开采产生的废渣与废土通常聚集在附近。这些堆积物是矿山泥石流灾害的物质来源。这些矿山中的矿渣与废土集中后，原始地形条件发生了变化，非泥石流沟转化为泥石流沟，这也是矿山地质灾害的最常见类型。矿山泥石流灾害的规模通常小于天然泥石流沟渠的规模，这主要取决于矿区弃渣与弃土的积量。但是，该矿的弃土相对较松，演化灾害频发率很高。一旦发生泥石流事故，将对附近的工程建设造成毁灭性打击。通常在大雨后，矿山的泥石流随时可能喷发，这也增加了工程建设的风险。出于安全原因，一旦矿山泥石流的风险过高，则只能尽可能延迟项目建设。为了防止在项目施工区发生泥石流灾害，有必要从源头开始，辅以主要排泄疏导，并在泥石流的位置和方向设置拦坝，以达到阻挡泥石流或改变泥石流方向，减少灾害工程损失[3]。

3 结语

项目建设过程中，影响矿区地质灾害的因素很多，除了本文分析的典型地质灾害（如矿山滑坡，塌陷，泥石流和采空区塌陷）外，还有瓦斯突出、水土流失、煤层自燃、岩爆，煤和瓦斯爆炸等等各类矿山地质灾害。这些地质灾害在不同的水文与自然条件下，工程建设的类型等方面也具有不同的演变过程和机理。在实际工程建设过程中，应充分考虑影响地质灾害的可能因素，尽可能减少矿山地质灾害的影响。