煤礦建設中的水文地質災害防范策略分析

王坤奇

摘 要：本文講述了我國水文地質災害發生的危害，主要有礦物層不穩定、沙土液化和地基變形，究其原因，是地下水的影響。基于此，重點闡述了在煤礦建設中，對其防范措施，通過：地下水的防范、地表塌陷的防范、井筒施工的水文地質的防范，希望為相關人士工作提供參考。

關鍵詞：煤礦建設;水文地質災害;防范策略

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.20.054

0 前言

我國地質災害發生頻繁，其中水文地質因素是造成災害的主要內容。不同地區的地形和地質有差異性。經調查發現，我國很多地質災害集中在幾個常見位置，如果在此建設煤礦，就會嚴重影響其工作效率。需要專業人士對其進行勘測考察，使用有效策略預防。

1 水文地質災害出現的危害

1.1 礦物層不穩定

我國各個區域中，水文條件各有不同，地下礦物層一般都是由碳酸鹽等組成，經過長期積累，就會影響地下水流，使其發生變化，并向特定的方向流淌。因為礦物層不穩定，水流速度受其影響愈來愈快，對水施加的動力增大，當超過一定界限的時候，就會出現水平衡失調，造成地質災害[1]。

1.2 沙土液化

沙土在長期的發展中，松軟度下降，變成像水一樣的狀態，這就是沙土液化。產生該問題的原因有很多，最主要的是水文的原因。地震對自然和社會的破壞力是巨大的，在地震過后，就會產生很多含水量高的細微沙土，與原土壤中沙土混合，導致沙土液化，就像洪流一般向下流淌，不斷沖擊地下的礦物質，產生空洞，隨著時間流逝，空洞不斷變大，并經過土壤表層壓力的影響，超過一定限度就會出現坍塌。另外，很多地區中的礦物層中小型顆粒較多，長時間的積累，就會令土層的水壓力增大，超過該土壤能夠承受的范圍，地下水快速沖破地表，形成地質災害。

1.3 地基變形

受水文因素影響，導致地面上建筑物容易出現倒塌，煤礦建設過程中，經常在軟土上進行建筑，軟土從硬度和穩定性上都不強，但是卻能很好地減少地下水侵蝕，令其不能影響地面上建筑物。雖然軟土有很強的抗水壓力，但是在土壤小孔中還是會有壓力，令地基變形，降低其穩定性。

2 煤礦建設中的水文地質災害防范策略分析

2.1 地下水的防范

煤礦建設中，需要對地下水層構造進行勘測，如安置超前探水孔，掌握地下水層在井巷中的實際位置，勘察施工現場后，做好人員配置，制定科學防范方法，常見的防治技術有兩種：第一，增設特殊防噴裝置。該裝置主要是使用高壓頂水鉆，對地下水進行控制。鉆孔過程中，要通過鉆機的自身壓力，水壓到達一定程度后，就會對鉆桿進行夾持。結合作者多年工作經驗得知，使用鉆機對液壓卡盤開展控制，不能起到控制地下水上涌災害的作用。如果在實際工作中，發生鉆具高出鉆孔情況，就會出現嚴重的安全事故。經過技術團隊不斷的研究和努力，在鉆桿上添加異徑防突器，即可降低施工危險的產生。防噴控制的手段，主要運用于高壓閥門的前側，在上面安置減壓器、高壓閥和四通管，經過長期的實踐可知效果明顯，值得運用。第二，排氣壓入濃密水泥漿，傳統的工作是使用豎井深孔涌水控制的形式，在注漿孔中注入水泥，然后將管道埋設在空洞。新型工藝與之不同，是使用水平或者仰視的視線，觀察并預埋注漿孔，科學的摒棄了傳統施工技術中的弊端，注漿凝固后，抗壓能力可高達30MPa，滿足控制地下水的要求。

2.2 地表塌陷的防范

產生該水文地質災害的原因有很多，主要有：第一，煤礦開采后，地下變成采空區，地面上側巖層弱缺少支撐，就會出現頂板的變形和偏移等，如果煤炭還在一直開采，對巖層的移動就會延伸到地表，最終塌陷。第二，煤礦區地層含有大量的地下水，在開采過程中降低水位，含水層的疏干區域面積減少，造成地面大面積下沉。第三，煤礦建設中，會一直進行疏干排水工作，時間一久就會出現地面下沉。此三種中最常見的是鹽熔塌陷，也就是第三種，作者詳細介紹此防治技術：及時進行回填密封工作，對已經產生的塌陷，利用黏土和水泥砂漿等混合攪拌，對其進行回填，減少因為地表水和降水的原因出現嚴重坍塌事故;如果塌陷的位置靠近河流，不但要做好及時回填工作，還要結合坍塌情況，進行河流改道的工作，避免發生坍塌時候，河水流入地下，必要時可在煤礦建設位置附近設置圍欄，避免地表順流入地下;當發生坍塌事故時，如果塌陷位置中有積水，需要立刻排出，保證其土質的疏干狀態，減少再次坍塌的情況發生。

2.3 井筒施工的水文地質防范

針對井筒施工的水文地質防范，在科學勘測下，掌握其產生根本原因后，再使用科學的解決手段，常見的方法是煤礦井筒建設中，使用保水層注漿，提升井筒建設質量。主要工藝流程為：檢測注漿泵-壓水試驗-注漿-注入清水-關閉閥門-清洗注漿管，是井筒施工中的主要防范手段。該環節對水文地質災害的防范，主要有下面幾點注意事項：第一，壓水試驗，每次注漿時都要進行壓水試驗，檢測止漿墊的工作效果，是否有跑漿和竄漿等問題發生。保證煤礦裂縫中的填充物壓力在注漿范圍之外，提升填充的封閉性和透水性。另外對鉆孔吸水量進行檢測，進一步確定巖層的透水參數，為后期工作提供有效數據，避免地質災害的產生。第二，在注漿時，使用低濃度、少量草酸溶液，延長漿液固化時間，避免因其固化時間過快，降低漿液在巖縫中的擴散，不能起到預期的效果。第三，結合壓水試驗的數據，當煤礦中注入一定量的漿液后，就可提升草酸溶液濃度，適當減少固化時間，令其在巖層中擴散的時候逐漸固化，提升注漿效果。

3 結論

綜上所述，煤礦在施工建設中，受地下水的影響，因為地基偏移、沙土液化等，產生水文地質災害，這對人民生命安全有嚴重影響，阻礙煤礦的建設。因此技術人員對其進行分析，提出幾點災害防范策略，促進我國將來煤礦建設的長久發展。

參考文獻：

[1]李文鵬.地質災害隱患和水文地質環境地質調查計劃進展[J].水文地質工程地質，2019，46（02）：1-4.

[2]王志勇.礦山建設中水文地質災害防治措施[J].世界有色金屬，2018（18）：190+192.