矿山建设中地质灾害防治技术探析

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【摘要】近年来，社会经济在快速发展的同时，城市化进程的步伐逐渐加快，对矿产资源的整体需求逐年增加，矿山建设规模持续扩大，其安全问题也备受社会各界的关注。矿山建设环境相对比较复杂，一旦出现地质灾害事故，不仅会造成巨大的经济损失，同时也严重威胁旷工的生命安全。所以，针对当前矿山建设过程中存在的地质灾害情况采取相应的技术手段加强防治至关重要。论文对当前矿山建设过程中比较常见的地质灾害类型进行了分析，并探讨了地质灾害具体的防治技术措施，希望可以为相关从业人员提供借鉴。

【关键词】矿山建设；地质灾害；防治技术

1矿山建设中常见的地质灾害类型

1.1地下水位变化

在矿山建设中，巷道开挖到一定程度时，很可能会出现蓄水溶洞以及地下暗河等水文地质状况，并且潜在的地下水会进入开挖的巷道当中，同时，很可能会伴随着泥沙。当矿井开挖过程中出现透水断层或裂缝等状况时，很容易造成泥沙堵塞巷道，会严重威胁旷工人员的生命安全，并且会损坏矿井下相关机械设备，造成整个开采系统出现瘫痪。

1.2岩石体变形

在矿山建设中，岩石体变形也是比较常见的地质灾害，例如，在开采过程中会引发坍塌事故。在采空区，当矿柱的数量不足或受到一定损害的情况下，其整体的支撑能力便会下降，当不足以支撑岩土体的情况下，便会导致地面塌陷；矿体埋藏比较浅的区域，更容易发生塌陷，即使埋藏较深，若采空区没有及时进行回填作业，也可能会导致塌陷。一旦发生地面塌陷事故，将会对道路、周边建筑环境以及耕田资源等造成严重的损害，与此同时，地表水也很容易灌入坑内，出现淹井事故，严重影响采矿作业进度，造成巨大的经济损失。再者，当采矿区域周边岩石地壳应力非常强，采矿中进行挖井作业，会扩大采矿矿坑周围岩石空间，岩石受力会快速释放能量，很容易会造成岩石破裂，碎片便会喷射，严重威胁旷工的生命安全。在采矿作业过程中，如果存在不合理开采的情况，便会导致矿场边坡失稳以及出现滑坡事故，特别是在露天采矿地质环境中比较常见[1]。

1.3矿体内含有易燃物质

在矿山开采作业过程中，矿体当中很可能会含有一定的易燃物质，如甲烷等，随着矿井作业深度的持续增加，在地热影响下，井内的温度也会持续上升，同时，硫的整体含量不断增加。在这样恶劣的环境下进行作业，不仅会对旷工的健康造成一定的威胁，同时，因为井内环境通风状况不好，随着易燃气体的不断增加，当井内温度过高时，很容易发生爆炸，造成严重的后果。特别是在煤矿作业开采中，时常会发生瓦斯爆炸的情况，但是这样的地质灾害往往是可以采取相应的措施进行防治的，如加强日常维护管理工作，能够最大程度上减少该类地质灾害的发生。

2矿山建设中地质灾害防治技术分析

2.1地质灾害防治的具体要求

矿山地质灾害防治工作中，应结合地质环境状况、基本条件以及功能需求、技术科学合理性等诸多方面因素进行确定。但因为开发理念和投资的影响，以往只是以传统的模式进行治理，长期下去，会造成矿产资源整体开发效益较低，同时也会对环境造成严重的破坏，资源利用率也不高。随着科学技术与发展理念的不断更新，矿山资源开发过程中，地质灾害的防治理念与技术也得到了进一步完善。具体工程项目中，常采取以下措施防治地质灾害：1）主体井巷在进行施工前，应结合矿区的实际情况编制相应的水文地质预测平面图与地质说明书。在施工过程中，还应加强对水文地质状况的实时监测，并及时修改与调整预测结果。2）竖井作业过程中，要严格落实施工及验收规范，加大工程监督力度，并及时全面地了解井筒的地质状况，对含水量和构造进行预测分析。3）对于已经明确的含水层，可通过布置探水孔及时探知和掌握含水层的具体厚度与位置，并针对所揭露的涌水量和具体施工环境条件，制定相应的治理措施。在岩体中，探水孔的距离应大于10cm，含水层与倒水构造距离应约为10m，岩体的强度无法有效满足预留岩帽情况下，要结合实际情况进一步确定超前距离。基本原则为，应保障钻孔5m范围内的岩体强度和完整性符合探水孔预埋之后注浆过程中的安全承载需要。对于岩体比较完整且涌水量较小的含水层，可采用一般的凿岩机完成浅孔探水。

2.2地下水防治技术

在矿山建设与开采过程中，水文地质灾害是比较常见的情况，存在普遍性、复杂性的特点，地下水会对矿井生产与开采作业造成极大的影响，轻者会直接影响作业进度，对矿山区域的地质环境造成一定的破坏，严重情况下会威胁旷工的生命安全，还会造成巨大的经济损失。面对复杂的矿井开采作业环境，加强水文地质灾害防治工作至关重要，所以，矿山建设与开采过程中，要全面落实规范建设、科学发展、安全生产的基本原则，相关工作人员要加大对矿区地质环境的勘察力度，及时全面地了解地下水的分布状况、变化规律以及类型，在掌握矿区基本状况的前提下，采取相应的防治技术，严格把控施工环节，从而保障矿区建设与开采工作的安全有序进行。可采用排气压入水泥浆的方式探测水注浆孔埋设孔口管，主要是将水泥砂浆灌入孔内，之后再将孔口管送进孔内。该工艺无法保障管体和孔壁之间间隙的整体性和密实性。通常情况下需要通过反复进行压浆处理，但是这样会影响进度，同时，施工安全无法得到有效保障。通过研究发现，采取排气压入浓密水泥浆的方式，能够最大限度地保障成功率，同时，其耐压强度能够达到30MPa，并且抗渗性能较强，可有效满足长期高压注浆的整体安全性[2]。另外，可以在钻孔处加装特殊的防突防喷装置，该装置是高压顶水钻进的安全控制器材，钻机本身在钻具击穿高压水的过程中，有良好的夹持作用，但如果只是采用钻机液压卡盘控制，很难满足高压涌水钻进安全防突需求。在实际作业过程中，如果出现钻具突出钻孔，很容易导致安全事故。通过反复进行试验，加装异径防突器，能够保障在高水压下进行深孔探水作业的整体安全性。具体方法为：在高压阀门前安装自伸缩式孔口封闭器、高压阀门以及安装高压阀、减压器。实践证明，这种措施效果非常好。

2.3露天滑坡防治技术

在矿井区域，边坡土石具有一定的重量，且有明显的下滑趋势，但因自身的结构特性，同时也在抵抗向下滑动。下滑力和抗下滑力之间相互影响，影响着边坡的变化状况。如果下滑力比抗下滑力小，边坡相对稳定，但如果下滑力比抗下滑力大，边坡上的岩体便会逐渐向下滑动，从而出现滑坡。在具体防治过程中，首先要对矿区地质环境进行全面勘察，并在此基础上采取相应的技术措施。可通过修建支挡构造或降低岩石剪应力的方式进行防治，具体如下：1）对斜坡坡角进行有效整平，主要是为了尽可能地减小存在危险性的岩体的质量。边坡高度较小时，可起到削缓边坡的作用，同时也使坡面和水平面之间的夹角减小；对于较高的边坡，能够结合实际情况将边坡分为不同的小段，这样也能够有效降低滑坡出现的概率。2）修建挡土墙。可结合矿区的实际情况，在容易出现滑坡的区域前面修建挡土墙，这样也能够有效避免出现土体滑动。在施工过程中，充分考虑滑动体内的渗水与排水情况，并设置相应的排水设施。3）打防滑桩。在滑动体当中打桩能够有效避免岩体滑动，桩体可以采用打入的方式，也可以是灌入的方式[3]。另外，还可以通过消除滑坡形成机理的方法进行有效防治。比较常见的是加强坡角保护以及修筑防护堤，从而避免地表水的冲刷。但是，以上方法不适用于露天矿边坡，在对滑坡进行防治的过程中，要结合实际情况，做到因地制宜，并且还应尽可能避免引起其他不利影响，减少不良后果的发生。

2.4地表塌陷防治技术

地表塌陷主要有以下方面原因：首先，在矿区开采过程中会形成采空区，上方岩层撑力受到影响，顶板发生变形、移动以及破坏，之后随着作业开采范围不断扩大，岩层的变形与移动范围逐渐扩大到地表，从而导致地表形成塌陷坑。其次，因为矿区作业过程中会抽走地下水，使地下水的水位逐渐下降，含水层疏干部分体积不断缩小，从而导致地面沉降。还有一种原因是长时间疏干排水，导致出现岩溶塌陷。具体防治措施如下：1）回填密封。对于已经出现的塌陷坑，可采用水泥砂浆、黏土以及其他可用材料进行回填，从而避免地表水渗入。2）河床周围塌陷区域，可结合实际情况进行河流改道，从而避免地表水的渗入。3）塌陷周边区域可修建围堤，这样也能够有效避免地下水的灌入。4）及时采取相应的措施排除塌陷坑内的积水，避免再次出现塌陷。5）如果是真空吸蚀作用导致的塌陷，可采用充气法消除岩溶当中的真空环境，避免出现真空吸蚀作用。6）同时，还应加强对塌陷区域的监测与管理，全面勘察具体时间、地点、规模以及危害等数据信息，为塌陷施工处理提供基础依据[4]。

3结语

矿山建设与开采过程中，经常会出现滑坡、地下水、潜蚀以及地表塌陷等问题，对矿山的正常建设与生产造成了严重危害。为了最大限度地保障矿山建设的稳步有序进行，必须针对存在的水文地质灾害采取相应的有效技术措施，从而尽可能地降低安全风险与经济风险。

【参考文献】

[1]任万英,叶积龙,许存胜.矿山建设中水文地质灾害防治技术[J].煤炭技术,2018(11):135-137.

[2]马宏岩,任成广,李晓东.矿山建设中水文地质灾害防治技术[J].硅谷,2018(22):203.

[3]杨培奇.矿山建设中水文地质灾害防治技术[J].科学与财富,2018(32):106.

[4]饶红.矿山建设中水文地质灾害防治技术探讨[J].建材发展导向,2019(10):159.

作者:付龙剑 单位:中化地质矿山总局地质研究院