試論礦山建設中水文地質災害防治技術

■梁峻銘

（廣東省有色金屬地質局九三三隊廣東肇慶526060）

試論礦山建設中水文地質災害防治技術

■梁峻銘

（廣東省有色金屬地質局九三三隊廣東肇慶526060）

隨著我國經濟的不斷發展，對礦產資源的需求越來越大，開采力度也不斷加大，為了保證礦產資源的順利開采，需要做好水文地質災害的防治工作。基于此，本文對礦山建設中水文地質災害防治技術進行探討。

礦山建設水文地質災害防止技術

地下水是導致礦山出現地質災害的主要原因，做好礦山水文地質災害防治有助于提高礦山建設的安全性，避免出現災害性事故。在科學合理的基礎上，最大限度的減少礦井涌水量，節約施工成本，改良施工環境。在礦山建設過程中，需要從勘察、設計等環節進行控制，做好水文地質災害的防治工作，保證礦山建設工作的順利開展。

1 常見的幾種類型的地質災害

在實際的礦山開采時，首先應當詳細的勘察水文地質的具體情況，針對潛在的安全隱患及時采取相應的措施，避免出現其他的災害。如果在礦山開采前沒有進行地質勘查，那么就有可能會出現地質災害，情節較輕的會對礦山開采的進程造成影響，破壞施工設備，并造成較大的經濟損失，災害情節較重的可能會直接影響礦工人員的生命安全。

一是由于地下水位出現急劇變化從而引發的地質災害。在實際的礦井開采過程中，極有可能會受到地下暗河以及蓄水溶洞的影響，使得礦井內部流入地下水，還會導致大量的泥沙流入巷道里，給予施工帶來巨大的影響。若是礦井中存在裂縫以及透水斷層，那么地表徑流的水會夾帶泥沙以及沉積物共同流入到巷道里，從而導致巷道出現堵塞的現象，并影響巷道中工作的礦工工人的生命安全，損壞各種開礦施工的設備儀器，進而致使整個礦山挖掘體系出現崩塌。而這些地質災害發生前難以進行預測，其破壞力與影響力甚大。

二是由于巖土層發生形變從而導致的地質災害。當礦山在使用階段，為了有效的避免采空的礦體出現塌陷，則需要對采空的礦體采取相應的支撐措施。對于淺度埋藏的礦區來說，采空的礦體較為容易出現塌陷的現象，因此，在完成礦體開采后，應當立即采取支撐措施以免發生意外狀況。經有關報道分析，最近幾年來，淺度埋藏的礦區極易出現塌陷狀況，不但會對地面的建筑物的穩定性與可靠性造成影響，而且還會對礦區居民的正常生活產生影響，甚至會導致經濟損失。當開發礦區時，通常情況下會將礦脈周圍的巖石進行引爆，基于此，在開發礦區前，就需要深入了解地質的實際情況，對爆點進行詳細的勘測。若所勘測出的爆點數據出現誤差，爆點位置的準確性也隨之會出現錯誤，而巖石成噴霧狀爆破時，還會給予礦工工人的生命安全帶來影響。

三是水土流失造成的地質災害。露天開采會造成嚴重的水土流失。對于沿海地區，采礦排水會導致海水倒灌，致使土地鹽堿化。而對于干旱地區，露天開采會破壞植被，并污染水資源，導致土地出現嚴重的沙化現象。無論是土地鹽堿化，還是土地沙化，均會破壞耕地的使用，并誘發沙塵暴，影響生態環境。

2 針對礦山生產中地下水的防治措施

2.1 礦山建設中地下水的防治重點

礦井工人作業時經常會遇到地下水位產生變化的災害。當工作中接觸到地下水時，容易對生產進程造成影響，經濟造成損失，地質環境遭到破壞，更有甚至可能會影響礦井工人的財產安全與生命安全。根據相關礦井作業報道表示，在礦井建設中，礦井透水的現象經常出現，并且給予礦區與礦井工人帶來的結果都是相對嚴重的。基于此，為了有效的避免該種現象的持續發生，在進行礦山生產前，應當結合地下水的實際特點與類型，施工條件以及生產設備，通過研究采取相應的方法對地下水情況進行有效防治，從而還礦井工人一個良好的工作環境。

2.2 地下水防治的基本要求

一是嚴格按照施工規范與驗收要求，對所有竣工的豎井工程進行驗收，實地對竣工工程進行勘測檢查，熟悉井筒的地質特征與地質環境，對井筒中的涌水量以及含水部位進行勘察預測。二是在施工前，應當掌握井巷中水文地質的實際狀況并編制預測圖，提高對水文地質的勘測與調查，并完善預測結果。三是對于已經勘測檢驗出的含水層以及導水構造，應當在揭露之前深入了解含水層以及導水構造的實際位置和水層厚度，結合鉆孔實際的揭露涌水量和施工設備條件等，制定相應的合理措施，而探水孔的超前距離必須位于堅硬的巖石中，并且必須大于10m，若是所預測的含水層以及導水構造不在預計的范圍內時，其中巖體的強度以及完整性難以滿足預計時所預留的巖帽，就需要結合實際狀況來確定超前的實際距離，所遵循的原則為，確保鉆孔10m范圍內的演示強度以及完整性都符合實際的安全需求，針對涌水量以及巖體完整性都比較好而又比較分散的含水層，則需要采用普通鑿巖機實行淺孔探水操作。

3 地表塌陷原理和防治措施

3.1 地表塌陷的基本原理

可以將礦區地表塌陷主要分為3種情況，即一是當礦山進行建設與生產時，礦井地下從而形成采空區，上覆巖層也沒有支撐物進行支撐，頂板也因此發生了形變，再加上開采的范圍不斷增大，進而導致地表產生塌陷。二是在開采的過程中，將松散地層中的地下水進行抽出，從而致使地下水位面積的出現變化，導致含水層疏干部分被壓小，進而致使地表發生塌陷。三是對于巖溶發育的礦區來說，若是長期進行疏干排水就有可能引發巖溶塌陷。

3.2 防治的基本措施

針對上述的第三種情況進行詳細的解釋，巖溶塌陷形成的原因較多，因此對其成因進行了歸納總結并分為兩種主要因素。一是潛蝕論，二是真空吸蝕論。根據巖溶塌陷形成的因素進行了分析，通常采用以下幾種方法進行防治。

（1）進行回填密封。為了有效防止塌陷產生的影響，一般情況下采用黏土將已經塌陷的坑進行回填密封。（2）改道河流。針對河床附近產生塌陷情況，不但可以通過回填封口的方法進行密封，同時還可以結合實際狀況進行河流改道，從而避免地表水涌入地下。（3）為了以防地表水涌入礦井中，可以于塌陷的四周建立圍堤。（4）采用排水方法將塌陷坑中的積水進行排除，確保塌陷坑內保持著疏干的狀態，避免再次發生塌陷。（5）帷幕注漿淺部石灰巖含水層，將含水層進入塌陷區的通道進行隔離。（6）若是由于真空吸蝕引發的塌陷現象，通過自然充氣法能夠有效的破壞巖溶真空地質環境，避免由于真空吸蝕而導致塌陷。（7）根據塌陷形成的因素進行總結分析，并提高對塌陷現象的管理與勘測，深入對塌陷形成的時間、地點、規模、所在底層、影響及變化進行觀察，以便采取相應的措施加以管理。

4 露天礦滑坡產生的基本原因以及防治措施

4.1 露天礦滑坡產生的基本原因

露天礦邊坡上的土石的重量驅使著它們向下滑動，而因為其土石的形成結構，又存在著抵抗下滑的能力，土石的下滑力和抗下滑力互相消長，其變化反映著邊坡的實際變化，若抗下滑力比下滑力大時，則土石保持穩定，也就意味著邊坡處于穩定的狀況，當抗下滑力比滑力下時，則土石向下滑動，即邊坡巖體向下進行滑動，也就是所謂的滑坡現象。

4.2 露天礦邊坡滑動防治的基本措施

分析露天礦邊坡形成滑坡的主要原因，并采取相應的措施進行防治。

4.2.1 有效的降低巖石剪應力

主要措施有整平斜坡的坡角、修筑擋土墻、打防滑樁等。

（1）將斜坡的坡角進行整平。采用該種方法主要是將高度小的邊坡進行削緩，確保坡面夾角比原坡面小；將高度高的邊坡劃分為臺階，從而降低滑動的發生幾率。（2）建立擋土墻，避免邊坡發生滑動的現象。在建立擋土墻前應該慎重選擇修建的位置，以免擋土墻與滑動體共同下滑。除此之外，設置相應的排水設備，及時排除滑動體內部的水。（3）在滑動體內部打防滑樁，避免巖體出現滑動。

4.2.2 將巖石中的物理性質進行改變

地表水以及地下水是導致巖石性質產生變化的因素，基于此，采用以下幾種方法對將巖石中的物質性質進行改變。

（1）建立地表截水溝從而將滑坡上方的地表水流進行攔截；（2）建立排水溝將地下水進行排除，從而降低巖石的含水量；（3）建立排水巷道將滑動體中的地下水進行排除。除此之外，還可以采用電化學法、凍結法、水泥膠結法和焙燒法等措施。

4.3 將滑坡所形成的作用進行消除

通常情況下，采用保護坡角避免受地表水流的沖刷、修導流堤等方法將滑坡形成的作用進行消除，而對于露天礦邊坡來說不適用，結合實際情況采取相應的防治措施，從而減少危險事故的發生。

5 結論

綜上所述，在礦山施工建設中，常常會遇到滑坡、流砂、潛蝕、坍陷等病害。一旦出現這些病害，會影響礦山建設的順利開展。為了保證礦山建設的順利開展，需要認真做好水文地質災害的分析，并提出合理的預防措施。

[1]周先軍，李淑琴.礦山地質勘查與勘查災害防治 [J].中國高新技術企業，2012, (18).

[2]胡向德，黎志恒.甘肅省礦山地質災害及其基本特征 [J].中國地質災害與防治學報,2013,(02).

P694[文獻碼]B

1000-405X（2016）-6-443-1

梁峻銘（），男，壯族，學士，助理工程師，研究方向為水工環地質。