礦山建設中地質災害防治技術探析
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【摘要】近年來，社會經濟在快速發展的同時，城市化進程的步伐逐漸加快，對礦產資源的整體需求逐年增加，礦山建設規模持續擴大，其安全問題也備受社會各界的關注。礦山建設環境相對比較復雜，一旦出現地質災害事故，不僅會造成巨大的經濟損失，同時也嚴重威脅曠工的生命安全。所以，針對當前礦山建設過程中存在的地質災害情況采取相應的技術手段加強防治至關重要。論文對當前礦山建設過程中比較常見的地質災害類型進行了分析，并探討了地質災害具體的防治技術措施，希望可以為相關從業人員提供借鑒。
【關鍵詞】礦山建設；地質災害；防治技術
1.1地下水位變化
在礦山建設中，巷道開挖到一定程度時，很可能會出現蓄水溶洞以及地下暗河等水文地質狀況，并且潛在的地下水會進入開挖的巷道當中，同時，很可能會伴隨著泥沙。當礦井開挖過程中出現透水斷層或裂縫等狀況時，很容易造成泥沙堵塞巷道，會嚴重威脅曠工人員的生命安全，并且會損壞礦井下相關機械設備，造成整個開采系統出現癱瘓。
1.2巖石體變形
在礦山建設中，巖石體變形也是比較常見的地質災害，例如，在開采過程中會引發坍塌事故。在采空區，當礦柱的數量不足或受到一定損害的情況下，其整體的支撐能力便會下降，當不足以支撐巖土體的情況下，便會導致地面塌陷；礦體埋藏比較淺的區域，更容易發生塌陷，即使埋藏較深，若采空區沒有及時進行回填作業，也可能會導致塌陷。一旦發生地面塌陷事故，將會對道路、周邊建筑環境以及耕田資源等造成嚴重的損害，與此同時，地表水也很容易灌入坑內，出現淹井事故，嚴重影響采礦作業進度，造成巨大的經濟損失。再者，當采礦區域周邊巖石地殼應力非常強，采礦中進行挖井作業，會擴大采礦礦坑周圍巖石空間，巖石受力會快速釋放能量，很容易會造成巖石破裂，碎片便會噴射，嚴重威脅曠工的生命安全。在采礦作業過程中，如果存在不合理開采的情況，便會導致礦場邊坡失穩以及出現滑坡事故，特別是在露天采礦地質環境中比較常見[1]。
1.3礦體內含有易燃物質
在礦山開采作業過程中，礦體當中很可能會含有一定的易燃物質，如甲烷等，隨著礦井作業深度的持續增加，在地熱影響下，井內的溫度也會持續上升，同時，硫的整體含量不斷增加。在這樣惡劣的環境下進行作業，不僅會對曠工的健康造成一定的威脅，同時，因為井內環境通風狀況不好，隨著易燃氣體的不斷增加，當井內溫度過高時，很容易發生爆炸，造成嚴重的后果。特別是在煤礦作業開采中，時常會發生瓦斯爆炸的情況，但是這樣的地質災害往往是可以采取相應的措施進行防治的，如加強日常維護管理工作，能夠最大程度上減少該類地質災害的發生。
2礦山建設中地質災害防治技術分析
2.1地質災害防治的具體要求
礦山地質災害防治工作中，應結合地質環境狀況、基本條件以及功能需求、技術科學合理性等諸多方面因素進行確定。但因為開發理念和投資的影響，以往只是以傳統的模式進行治理，長期下去，會造成礦產資源整體開發效益較低，同時也會對環境造成嚴重的破壞，資源利用率也不高。隨著科學技術與發展理念的不斷更新，礦山資源開發過程中，地質災害的防治理念與技術也得到了進一步完善。具體工程項目中，常采取以下措施防治地質災害：1）主體井巷在進行施工前，應結合礦區的實際情況編制相應的水文地質預測平面圖與地質說明書。在施工過程中，還應加強對水文地質狀況的實時監測，并及時修改與調整預測結果。2）豎井作業過程中，要嚴格落實施工及驗收規范，加大工程監督力度，并及時全面地了解井筒的地質狀況，對含水量和構造進行預測分析。3）對于已經明確的含水層，可通過布置探水孔及時探知和掌握含水層的具體厚度與位置，并針對所揭露的涌水量和具體施工環境條件，制定相應的治理措施。在巖體中，探水孔的距離應大于10cm，含水層與倒水構造距離應約為10m，巖體的強度無法有效滿足預留巖帽情況下，要結合實際情況進一步確定超前距離。基本原則為，應保障鉆孔5m范圍內的巖體強度和完整性符合探水孔預埋之后注漿過程中的安全承載需要。對于巖體比較完整且涌水量較小的含水層，可采用一般的鑿巖機完成淺孔探水。
2.2地下水防治技術
在礦山建設與開采過程中，水文地質災害是比較常見的情況，存在普遍性、復雜性的特點，地下水會對礦井生產與開采作業造成極大的影響，輕者會直接影響作業進度，對礦山區域的地質環境造成一定的破壞，嚴重情況下會威脅曠工的生命安全，還會造成巨大的經濟損失。面對復雜的礦井開采作業環境，加強水文地質災害防治工作至關重要，所以，礦山建設與開采過程中，要全面落實規范建設、科學發展、安全生產的基本原則，相關工作人員要加大對礦區地質環境的勘察力度，及時全面地了解地下水的分布狀況、變化規律以及類型，在掌握礦區基本狀況的前提下，采取相應的防治技術，嚴格把控施工環節，從而保障礦區建設與開采工作的安全有序進行。可采用排氣壓入水泥漿的方式探測水注漿孔埋設孔口管，主要是將水泥砂漿灌入孔內，之后再將孔口管送進孔內。該工藝無法保障管體和孔壁之間間隙的整體性和密實性。通常情況下需要通過反復進行壓漿處理，但是這樣會影響進度，同時，施工安全無法得到有效保障。通過研究發現，采取排氣壓入濃密水泥漿的方式，能夠最大限度地保障成功率，同時，其耐壓強度能夠達到30MPa，并且抗滲性能較強，可有效滿足長期高壓注漿的整體安全性[2]。另外，可以在鉆孔處加裝特殊的防突防噴裝置，該裝置是高壓頂水鉆進的安全控制器材，鉆機本身在鉆具擊穿高壓水的過程中，有良好的夾持作用，但如果只是采用鉆機液壓卡盤控制，很難滿足高壓涌水鉆進安全防突需求。在實際作業過程中，如果出現鉆具突出鉆孔，很容易導致安全事故。通過反復進行試驗，加裝異徑防突器，能夠保障在高水壓下進行深孔探水作業的整體安全性。具體方法為：在高壓閥門前安裝自伸縮式孔口封閉器、高壓閥門以及安裝高壓閥、減壓器。實踐證明，這種措施效果非常好。
2.3露天滑坡防治技術
在礦井區域，邊坡土石具有一定的重量，且有明顯的下滑趨勢，但因自身的結構特性，同時也在抵抗向下滑動。下滑力和抗下滑力之間相互影響，影響著邊坡的變化狀況。如果下滑力比抗下滑力小，邊坡相對穩定，但如果下滑力比抗下滑力大，邊坡上的巖體便會逐漸向下滑動，從而出現滑坡。在具體防治過程中，首先要對礦區地質環境進行全面勘察，并在此基礎上采取相應的技術措施。可通過修建支擋構造或降低巖石剪應力的方式進行防治，具體如下：1）對斜坡坡角進行有效整平，主要是為了盡可能地減小存在危險性的巖體的質量。邊坡高度較小時，可起到削緩邊坡的作用，同時也使坡面和水平面之間的夾角減小；對于較高的邊坡，能夠結合實際情況將邊坡分為不同的小段，這樣也能夠有效降低滑坡出現的概率。2）修建擋土墻。可結合礦區的實際情況，在容易出現滑坡的區域前面修建擋土墻，這樣也能夠有效避免出現土體滑動。在施工過程中，充分考慮滑動體內的滲水與排水情況，并設置相應的排水設施。3）打防滑樁。在滑動體當中打樁能夠有效避免巖體滑動，樁體可以采用打入的方式，也可以是灌入的方式[3]。另外，還可以通過消除滑坡形成機理的方法進行有效防治。比較常見的是加強坡角保護以及修筑防護堤，從而避免地表水的沖刷。但是，以上方法不適用于露天礦邊坡，在對滑坡進行防治的過程中，要結合實際情況，做到因地制宜，并且還應盡可能避免引起其他不利影響，減少不良后果的發生。
2.4地表塌陷防治技術
地表塌陷主要有以下方面原因：首先，在礦區開采過程中會形成采空區，上方巖層撐力受到影響，頂板發生變形、移動以及破壞，之后隨著作業開采范圍不斷擴大，巖層的變形與移動范圍逐漸擴大到地表，從而導致地表形成塌陷坑。其次，因為礦區作業過程中會抽走地下水，使地下水的水位逐漸下降，含水層疏干部分體積不斷縮小，從而導致地面沉降。還有一種原因是長時間疏干排水，導致出現巖溶塌陷。具體防治措施如下：1）回填密封。對于已經出現的塌陷坑，可采用水泥砂漿、黏土以及其他可用材料進行回填，從而避免地表水滲入。2）河床周圍塌陷區域，可結合實際情況進行河流改道，從而避免地表水的滲入。3）塌陷周邊區域可修建圍堤，這樣也能夠有效避免地下水的灌入。4）及時采取相應的措施排除塌陷坑內的積水，避免再次出現塌陷。5）如果是真空吸蝕作用導致的塌陷，可采用充氣法消除巖溶當中的真空環境，避免出現真空吸蝕作用。6）同時，還應加強對塌陷區域的監測與管理，全面勘察具體時間、地點、規模以及危害等數據信息，為塌陷施工處理提供基礎依據[4]。
3結語
礦山建設與開采過程中，經常會出現滑坡、地下水、潛蝕以及地表塌陷等問題，對礦山的正常建設與生產造成了嚴重危害。為了最大限度地保障礦山建設的穩步有序進行，必須針對存在的水文地質災害采取相應的有效技術措施，從而盡可能地降低安全風險與經濟風險。
【參考文獻】
[1]任萬英,葉積龍,許存勝.礦山建設中水文地質災害防治技術[J].煤炭技術,2018(11):135-137.
[2]馬宏巖,任成廣,李曉東.礦山建設中水文地質災害防治技術[J].硅谷,2018(22):203.
[3]楊培奇.礦山建設中水文地質災害防治技術[J].科學與財富,2018(32):106.
[4]饒紅.礦山建設中水文地質災害防治技術探討[J].建材發展導向,2019(10):159.
作者:付龍劍 單位:中化地質礦山總局地質研究院
