礦山地質施工中水文地質災害防治技術研究

李 燕

（甘肅省地質礦產勘查開發局第一地質礦產勘查院，甘肅 天水741020）

傳統水文地質防治技術采用整體加固、添加支撐和增強坡面防護的方式，進行礦山地質施工的水文地質災害防治，能夠滿足小角度礦山、小洪水徑流量（小于7萬m3/月）的災害防治，當應用于大型礦山地質施工時，存在預防災害有效性較低的不足[1]，為此提出了礦山地質施工中水文地質災害防治技術研究。

本文將常見的礦山地質施工水文地質災害，分為兩大類，即崩塌與滑坡泥石流。有針對性的對不同災害進行防治，給出防治手段。實現了本文的研究，實驗數據表明，提出的災害防治技術具有較高的有效性。

1 崩塌災害的防治技術分析

崩塌災害是發生數量較多，造成威危險性較大，影響較為惡劣的一種水文地質災害現象[2]。在礦山地質施工中，由于施工過程中，破壞了原有的穩定性平衡，易造成崩塌災害[3]，為此對崩塌災害防治技術進行分析。

受礦山山體外形、和內部巖石層結構影響，當礦山山體呈大角度時（大于30°），采用灌漿加固的方式用于崩塌災害的防治，灌漿加固是指，在原有松動或易產生崩塌位置。進行灌漿作業防止因松動不牢固，產生崩塌。灌漿原料為混凝土，其灌漿加固厚度可用公式（1）表示[4]：

式中，σ代表礦山山體角度，xi代表礦山抗崩塌有效承載能力，μ代表礦山巖石結構層結合強度，n代表降雨侵蝕強度，S代表外載力，包括洪水沖刷力、地震等造成的外載力。另外，礦山開采預留礦柱不得小于外載壓力，若外載壓力過大，預留礦柱未達到設計要求，則易產生崩塌。

當礦山山體呈小角度時，采用攔擋方式進行崩塌災害的防治。清除表面松動部位，對變化較明顯的凸坡進行清除，搭建攔截建筑、落石平臺，升級排水防滲，減小地下水對滑坡巖土的軟化，減小排水壓力，一般排水壓力控制在0.5MPa以內，防止因承載重量大于設計值而造成崩塌[5]，完成了崩塌災害的防治分析。

2 滑坡與泥石流的災害防治分析

滑坡與泥石流是礦山地質施工中較易產生的水文地質災害之一，主要是因地表水與地下水活動產生的，受到地表水沖刷力與礦山表面承載力影響較大。為避免滑坡和泥石流的產生，在施工的礦山上搭建攔擋工程、排導工程、護坡工程，用來防護礦山地質施工中水文地質災害。

攔擋工程是指在易產生地質災害的位置，修筑攔砂壩，儲泥池等，控制泥石流的固體和雨洪徑流，削弱滑坡、弱泥石流下泄量。減小和避免因礦山地質施工所產生的水文地質災害。排導工程是在礦山地質施工中，修筑急流槽、束流堤，改變泥石流、滑坡流勢，減輕控制水文災害。其修建的束流堤寬度根據歷史最大洪峰的1.5倍進行設計。

護坡工程是指對礦山坡面進行加固，防止因地表水沖刷和滲入坡體，造成坡體的滑坡或者產生泥石流災害，具體防治辦法在坡體上可加混凝土方格骨架，也可在護坡上種植草皮樹木等，實現滑坡與泥石流的災害防治。基于崩塌災害的防治技術分析，完成本文提出的礦山地質施工中水文地質災害防治技術研究。

3 實例分析

為保證本文提出的礦山地質施工中水文地質災害防治技術研究的有效性，進行實驗驗證，驗證過程中，模擬地質施工過程，利用傳統水文地質災害防治技術作為實驗對比對象，進行仿真實驗。

實驗過程中，模擬礦區礦井數量為4個，礦井關系為相互相鄰關系，礦山海拔最高170mm，最低40mm，以砂巖、紫紅泥巖為主，斷層結構復雜，開采斜深172m～190m，礦區水文洪水期月徑流量26.5萬m3～30.5萬m3，枯水期月徑流量6.5萬m3～10.5萬m3，礦區年降水量400mm，年蒸發量1521.0mm，平均氣溫7.3℃，最高溫度37.2℃，最低溫度-37.2℃，積雪期110～125天，最大凍土深度72cm，礦區小型地震發生概率3.5‰，中型及以上地震發生概率0.15‰。地震峰值加速度為0.17g，地震動反應譜特征周期為0.25。

利用確定的模擬參數，載入仿真實驗計算災害產生可能性，得出實驗結果如表1所示。

表1 災害產生可能性實驗對比結果

根據實驗結果，得出傳統水文災害防治技術，在洪水期月徑流量26.5至30.5萬m3下，平均災害產生可能性為34.8%，提出的水文地質災害防治技術，在模擬參數范圍內，平均災害產生可能性為8.10%，從而得出，提出的災害防治技術能夠有效的避免災害的產生和擴大。

4 結語

本文提出了礦山地質施工中水文地質災害防治技術研究，基于崩塌災害防治技術的分析，以及滑坡、泥石流災害防治技術的分析，實現了本文的研究，實驗數據表明，提出的災害防治技術具有較高的有效性，希望本文的研究能夠為水文地質災害防治技術提供理論基礎。