矿山地质施工中水文地质灾害防治处理技术的分析

2022-04-04黄世穆

科技创新导报 2022年23期

黄世穆

（核工业华东二六七工程勘察院江西九江 332000）

在矿山项目建设中，常见多类水文地质灾害，当灾害产生之后，将会对项目施工进度产生影响，还会造成较大的施工经济损失，情况严重时，将会对矿井内施工人员的人身安全构成威胁，对施工企业的整体效益及社会声誉均会产生较大影响。所以，当前在矿山建设之前，要注重对水文地质勘察现状进行判定，针对现有的各项潜在风险，及时制定相对应的防护应对措施，以此来提升矿山地质施工成效。

1 水文地质灾害相关概述

水文地质主要是地下水流动及变化现状。由于地面下的结构复杂程度较高，所以，地下水流动现状也变得较为复杂。当前，地壳运动及矿山地质灾害产生都能从一定程度上表现为地下水的流动变化，地下水的开发与利用也会诱发各类矿山地质灾害问题。在矿山项目建设施工中，会受到地下水环境影响，当地下水被揭露后，将会对项目整体建设进度产生较大影响，致使项目建设成本递增，还会影响到项目施工进度，情况严重时还会产生地质灾害情况，对施工人员的人身安全构成较大威胁。从目前实地调查及项目建设研究现状中能得出，当前，我国地下水诱发的灾害问题日益增多。所以，为了能加速社会经济长远可持续发展，对广大群众生命安全进行维护，在矿山建设中，要基于地下水类型等特征及项目建设实际现状，制订不同的解决应对方案，以此来提升地下水防治成效，实现矿山项目建设长远发展［1］。

2 矿山地质施工中常见的地质灾害类型

2.1 因地下水位变化导致的地质灾害

在矿山项目建设中，矿山开挖到一定位置之后，矿井会遇到地下暗河及蓄水溶洞等，此时，各类地下水会涌到已开挖的巷道内，还会夹挟带较多泥沙。当开发矿井中含有裂缝及透水断层时，将会导致巷道内由于泥沙、沉积物影响导致堵塞问题产生，对施工技术人员的人身安全构成较大威胁，对施工机械设备的运行会产生较大干扰，导致矿山开挖系统运行效能降低。此类地质灾害类型难以提前预测，加上灾害事故一经产生，破坏性较大，极易导致较为严重的后果［2］。

2.2 矿体内易燃物诱发的地质灾害

矿体内含有较多易燃性气体，如甲烷气体等，当矿井深度逐步递增，受到地热影响，将会导致矿井内温度不断递增，硫含量逐步增加，矿工在此类环境下进行开采作业，会对自身健康产生一定威胁。井内通风状况不好，大量易燃性气体增加，会导致井内温度上升，从而诱发爆炸问题，在爆炸后，会诱发崩塌、滑坡等地质灾害。在煤矿矿井中，各类瓦斯爆炸问题较为常见，产生的后果较为严重。但是，此类灾害具备预见性，要注重高效化开展日常管理维护，选取针对性的预防管控措施，能最大限度降低此类灾害发生概率［3］。

2.3 岩土层变形导致的地质灾害

矿山在投入一段时间之后，采空的矿体要注重做好针对性支撑，避免发生塌陷事故。在浅度埋藏施工矿区，采空矿体会导致塌陷情况产生，所以，要及时对开采完毕的矿体进行支撑、回填。近年来，浅表煤矿产生塌陷的事故较多，会对地面建筑整体安全性产生较大威胁，对矿区群众正常生活会产生较大负面影响，各类灾害事故也会造成较大经济损失。在矿区开发建设中，要提前勘测起爆点，引爆煤矿周边岩石。但是，当各项勘查数据存有一定误差时，会对起爆点的精确性产生较大负面影响。在岩石引爆过程中，如果出现喷射状爆破情况，会对井下开采施工作业人员的自身安全构成较大威胁，如图1所示。

图1 矿山地质灾害

3 矿山生产中地下水防治措施探析

3.1 矿山建设地下水防治重点

现阶段，矿井工人在生产作业阶段会导致地下水位变化产生的各项灾害，当生产中遇到地下水时，将会对生产进度产生负面影响，地质环境遭到破坏，会威胁到施工人员的生命和财产安全。在矿井施工建设中，矿井透水情况时常发生，其对矿区生产及矿井人员产生的负面危害较大。所以，为了对此类现状集中管控，在矿山生产之前，要注重对地下水变化特征及施工类型进行分析，整合施工生产设备及现有的施工条件，有针对性地研究相应的施工方法，做好地下水问题防治工作，构建更为稳定的施工环境［4］。

3.2 地下水防治基本要求

当前，要注重集中整合项目施工规范及施工验收要求，做好竣工竖井项目集中验收，对竣工工程进行多方面勘测检查，全面掌握井筒地址现状及周边施工环境情况。对井筒内含水情况及涌水现状集中勘察预测，在施工前做好井巷中水文地质情况判定，编制对应的预测图，这样能有效强化水文地质勘察调查成效，对预测结果有效整合。针对已经勘测检验的含水层、导水结构，在揭露前，要判定含水层、导水结构具体位置、水层厚度等，结合具体揭露涌水情况及施工设备应用现状等，制订针对性施工对策。对探水孔超前位置进行判定，要居于硬度较高的岩石中。当预测导水结构、含水层不在规定的预计范围内时，岩体强度、完整度难以达到预计预留岩帽，这样也结合实际现状判定超前的实际距离。在施工中，要遵循的基本原则就是：对钻孔10m范围内延时强度、完整度进行判定，适应施工安全要求。对于完整度及涌水量较好的含水层，在施工中可以应用凿岩机实施潜孔探水。

4 矿山地质施工中水文地质灾害防治处理技术实践探析

4.1 明确灾害防治基本原则

在矿山建设阶段，矿井投入到生产运行阶段，受到地下水影响属于常见情况，其具有普遍性。地下水揭露对矿井生产会产生不利影响，如影响到施工开采进度、对开采区域地质环境会产生较大负面影响、情况严重会产生地质灾害。在现阶段矿井建设中，要注重遵循科学发展、安全生产基本原则，对地下水分布现状、变化规律、基本类型、表现特征等进行全面勘探与检测，掌握地下水基本现状，做好多重设计，规范化施工，由此展开多方位防治管控操作。在生产中，鼓励运用各类先进的清洁技术，实现矿山废弃物资源化、减量化发展。调查矿山生态环境各项资料数据，拟订完善的环保恢复计划。针对矿山开采中的滑坡、泥石流、裂缝、地面塌陷等问题，集中防控，完成矿山废弃物高效化、资源化处理，建立规范化的生态管理系统与预警防控系统，实现资源开发与环境保护协调发展［5］。

4.2 地下水防治基本要求

竖井施工中，要严格依照施工技术要求及验收规范执行，展开工程多方面勘察，对井筒地质环境进行判定，预判井筒涌水量及含水构造赋存位置。在主体井巷施工中，在项目施工前，要注重规范化编订水文地质预测平面图、剖面图，编订建井地质说明书。在井巷施工中，施工管理部门要强化水文地质情况跟踪、数据研究，集中整合与修改预测结果。在项目施工中，针对含水层及导水构造，要在施工揭露之前布置超前探水孔，获取含水层、导水构造在井巷当中的具体位置、基本厚度，再参照钻孔揭露的涌水量、施工环境、施工条件、工程要求等，对钻孔揭露涌水量、施工条件、建设要求、经济性进行对比，提出完善的治理措施。探水孔超前距离要在坚硬度较高的岩体中，不能低于10m，当预计含水层、倒水结构出现的位置在10m范围外，岩体强度及完整度不能满足预留岩帽，要结合施工实际现状判定超前距离［6］。

在施工中，要确保钻孔开孔5m范围内，岩体强度、完整度能适应探水孔孔口管及预埋注浆安全性要求。对于涌水量较小、掩体完整度较好且相对分散的含水层，可以在施工中运用凿岩机进行探水。在地下水治理中，要着重对水文地质情况、功能、井巷属性要求进行判定。随着目前大型矿山施工建设范围逐步扩大，要对原有的地下水治理观念进行转变，注重疏堵结合，目前以堵为主的方式逐步成为主流。在矿山井巷拓展与生产中，要在科学发展观的指引下拟定与矿床特征及技术经济相对应的地下水治理方式。

4.3 合理选用灾害防治技术

在施工中，可以选取排气压入浓密水泥浆方式对孔口管展开注浆操作。施工人员在埋设孔口管及探水施工中，大多数要将水泥灌入到钻孔内部，之后将孔口管送到孔内，此类施工操作方式能保障孔口管与钻孔孔壁之间存有相应缝隙，其难以实现紧密贴合。此时，施工技术人员要规范化展开压浆处理操作，这样能有效控制二者之间的缝隙。在实际操作中，会消耗较多时间，也难以提高施工操作质量与安全性，技术人员运用排气压入浓密水泥浆，此项技术措施能获取较高施工成效，还能强化施工抗渗作用［7］。

在钻孔中，要规范化运用防突防喷应用装置，其是高压顶水钻进施工中较为关键的应用器材。从长期施工实践中能得出，单方面运用钻机液压卡盘展开防突控制，获取的施工成效受限，难以适应安全防突操作要求，在钻孔中应用的钻具要能突出钻孔，这样也可以实现对各类安全事故的有效控制。近年来，随着各项技术应用全面创新，可以规范化应用异径防突器，可以在钻杆上加装，这样能在1000m 高度的水头压力中实施安全化深孔探水。在防喷管控中，可以在高压阀门前装配自伸缩式孔口封闭器与高压阀门，在施工中，确保空口管之间能有效对接减压器、高压阀、四通管。从施工实践中能看出，此类防突防喷应用装置整体效能较高，有助于提升钻孔施工整体安全性。

当前，为了能全面调控采矿工程项目中各类水文地质灾害发生概率，要重点做好各个区域生态系统综合维护与管理。现阶段，要注重全面构建当地的生态环境，对治理阶段存有的生态环境问题集中管控，便于实现生态恢复。另外，相关管理部门还要对各区域私挖滥采等非法采矿行为集中管控。当地相关管理部门要重点做好各项调查研究，对各地区矿产开采情况集中收集，保障区域施工具有较高规范性，防止区域资源出现枯竭情况，还要对矿采区域规范化划分，防止矿采区域出现较为严重的水文地质灾害情况［8］。