礦山地質災害對工程施工的影響分析

侯福建

琿春礦業（集團）板石煤業有限公司 吉林琿春 133300

1 礦山地質災害類型及特征

礦山地質災害的成因主要分為兩類：一是，主觀原因。礦山開采不加節制，大量私營礦山只關注產量不注重安全，這是礦山地質災害頻發的重要原因之一。二是，客觀原因。當前的礦山開采技術不可避免地會破壞自然平衡的地殼、破壞地下水平衡，導致礦山地質的不穩定，這是礦山地質災害誘發的本質原因。根據礦山地質災害發生的形式、機理不同，將常見的礦山地質災害分為9類，主要包括：水土流失、崩塌、瓦斯爆炸、煤層自燃、采空區塌陷、巖爆、滑坡、煤與瓦斯突出、泥石流等。在文章中，主要探討工程施工過程中常遭遇的礦山地質災害，以分析這類礦山地質災害對工程施工的影響。

1.1 礦體滑坡

滑坡是巖土體自重、構造力、滲透力等綜合結果，指位于斜坡的巖土體在重力以及水等外力作用下沿某一結構軟弱面發生位移的一種不良地質現象。在邊坡開挖前巖土體內部處于相對平衡狀態，當開挖進行過程中巖體面臨采場的一側出現臨空狀態，導致該方向失去支撐力，巖體內部應力場會不斷進行調整與變化，最終會導致在坡腳和坡頂附近出現應力集中區域，當該處應力超過其強度時則會導致巖體破壞形成滑坡[1]。

1.2 崩塌災害

礦山崩塌通常發生在采礦步驟的尾聲階段以及高陡的邊坡之上。它們通常以泥巖、風化破裂等礦石為主，這種崩塌地質災害發生難以觀察和預測，其發生往往具有突發性。從地質角度來看，塌陷通常發生在斷裂帶的突出部分，這部分結構在力學上處于薄弱位置；另外，在邊坡或其他軟弱結構面的突出部分，也容易發商這種崩塌災害。

1.3 泥石流

在礦山開采過程中產生的大量的松散碎屑堆積物為形成泥石流提供了豐富的物質資源。礦山開采過程中產生的堆積物能否發生位移取決于斜坡上物體的靜力平衡是否被破壞，當堆積物堆積于斜坡上時其自重會向下產生垂直于坡面的正壓力和沿斜坡向下運動的分離及下滑起動力，因堆積物與坡面間產生阻止滑動產生的摩擦力及抗剪強度，及人們常說的臨界起動力，當該起動力小于臨界起動力時則堆積物處于穩定狀態，當其超過臨界起動力時則極限平衡被破壞堆積物會沿坡面向下滑動，尤其是在暴雨的作用下則會形成泥石流。

1.4 采空區的塌陷

采礦過程中采用空場法、留礦法以及崩落法往往在井下形成巨大的采空區和崩落空區，當其達到一定規模則會產生大面積塌陷，造成災害。塌陷坑一般呈橢圓或近圓形，面積略大于采空范圍，深度自內向外逐漸變小，尤其是在礦藏埋深較淺，其松散覆蓋厚度比例大，礦層覆巖強度低，厚度比例小，延性組合復雜的地質情況下，當底層礦藏被開采后，采空區頂板巖層在自身重力和覆蓋巖層及建筑物等的壓力作用下會產生向下的彎曲和移動，而當頂板巖層內部產生的拉長應力超過其極限強度時則頂板會發生斷裂，其上層覆蓋巖層相繼會向下彎曲、移動，直至發生斷裂以及離層等現象，最終波及到地表而形成盆地類型的塌陷坑[2]。

2 工程施工中礦山地質災害因素的影響

2.1 礦山滑坡災害對工程施工的影響

礦山滑坡災害評估應首先調查并分析地質空間條件，環境條件與滑坡組成部分等，以評估礦山滑坡災害的潛在規模，災害發生的潛在風險因素以及對各種類型的災害的影響。礦山滑坡對項目的建設有非常大的影響，不僅會造成人員傷亡，還會直接導致整個項目的建設被延遲或完全中斷，特別是對于大型礦山滑坡災害，這可能導致工程建設計劃失敗。

2.2 崩塌災害對工程施工的影響

礦山倒塌地質災害的評估需要首先確定斜坡的巖性結構，組合，降雨，植被和陡峭的巖壁表面的發展，同時評估工程建設對巖體的影響。然后評估可能存在的煤礦塌陷危險的規模，演變機理和過程，趨勢等，評估其可能的影響，并為工程建設做出更科學的準備和響應。在具體對策上，預防礦山塌方地質災害需要降低臺階高度。當項目施工位于結構表面柔軟或風化破壞的區域時，可以采取措施減緩坡度或降低高度，從而減少該區域的土壤與巖石重量。在項目建設中，還必須防止滾石對工程設備和人員的影響。在經常發生滾石的區域，應安裝攔截裝置與警告標志。當工程操作需要使用爆破或要對邊坡破壞時，最好使用逐孔振動控制爆破和預分裂爆破技術，將風險降到最低。

2.2 礦山泥石流災害對工程施工的影響

礦山開采產生的廢渣與廢土通常聚集在附近。這些堆積物是礦山泥石流災害的物質來源。這些礦山中的礦渣與廢土集中后，原始地形條件發生了變化，非泥石流溝轉化為泥石流溝，這也是礦山地質災害的最常見類型。礦山泥石流災害的規模通常小于天然泥石流溝渠的規模，這主要取決于礦區棄渣與棄土的積量。但是，該礦的棄土相對較松，演化災害頻發率很高。一旦發生泥石流事故，將對附近的工程建設造成毀滅性打擊。通常在大雨后，礦山的泥石流隨時可能噴發，這也增加了工程建設的風險。出于安全原因，一旦礦山泥石流的風險過高，則只能盡可能延遲項目建設。為了防止在項目施工區發生泥石流災害，有必要從源頭開始，輔以主要排泄疏導，并在泥石流的位置和方向設置攔壩，以達到阻擋泥石流或改變泥石流方向，減少災害工程損失[3]。

3 結語

項目建設過程中，影響礦區地質災害的因素很多，除了本文分析的典型地質災害（如礦山滑坡，塌陷，泥石流和采空區塌陷）外，還有瓦斯突出、水土流失、煤層自燃、巖爆，煤和瓦斯爆炸等等各類礦山地質災害。這些地質災害在不同的水文與自然條件下，工程建設的類型等方面也具有不同的演變過程和機理。在實際工程建設過程中，應充分考慮影響地質災害的可能因素，盡可能減少礦山地質災害的影響。