礦山建設中水文地質災害防治技術

吝飛

摘要：經濟的增長對礦山資源的需求在逐漸增多，國內的礦產建設規模日益擴大，開發力度也在不斷加強，礦山建設過程的安全性也受到了高度關注。若在礦山建設過程出現地質災害情況，不但會影響到工人的人身安全，而且還會造成大量的經濟消耗，對此，怎樣采取科學的防治技術來處理水文地質災害就顯得特別關鍵。基于此，文章首先介紹了礦山建設過程存在的水文地質災害種類，詳細闡述了礦山建設過程防治水文地質災害的有效方法，僅供參考。

關鍵詞：礦山建設；水文；地質；災害；防治方法

地下水屬于絕大部分礦山災害的根源，對其進行處理是礦山建設和開發階段的重要工作。注重地下水防治任務的目的是：確保礦山建設及生產安全，避免出現災害事故；在科學可行的基礎上，盡可能減少礦井出水量，節約建設及生產成本，優化建設條件，確保項目質量。針對以上要求，采取有效的措施來處理水文地質災害災害十分重要。

1、礦山建設過程常見的水文地質事故種類

1.1由于地下水位變化導致的地質事故

礦山建設竣工進行開采時，礦井極有可能會出現地底的蓄水溶洞或是地底暗河，如此一來，巷道中就會涌入地下水，嚴重的還會有泥沙涌入巷道之中。若礦井中有透水斷層或是裂縫，地面徑流的水體夾雜沉淀物以及泥沙涌入巷道，導致巷道被堵塞，甚至極大影響到在巷道中工作的人員，損壞或是掩埋礦井內正在運營開采的機械設施，甚至會造成礦產開采系統癱瘓。由于該種災害不能做到提前預測，突發性很強，并且破壞力大，會引發十分嚴重的后果。

1.2礦井中存在的易燃物質造成的地質事故

礦體中可能存在易燃的物質，像甲烷等。隨著礦井深度的逐漸增加，受地熱的作用礦井中的溫度逐漸提高，硫含量也不斷增多。礦工在該種環境下進行開采工作，除了對本身的健康造成較大的影響外，若礦井中通風條件不佳，易燃物質逐漸增多積累，以及礦井中溫度偏高將以及引發爆炸問題，后果無法想象。特別是在煤礦的礦井內，瓦斯爆炸的現象十分常見，造成的后果也非常嚴重。但是，該種地質災害具有可預見性，僅需做好常規管理中的維護任務，采用適當的預防策略，就能夠在一定程度上減少該種災害的出現幾率。

1.3巖土層變化導致的地質問題

礦山在正是投入開采的一段階段，采空的礦體一定要對其加以支撐，以避免其出現塌陷情況。尤其是在前堵埋藏的區域，采空的礦體容易出現塌陷，一定要對開采完工的礦體及時施加有效的支撐與回填。近些年，淺表煤礦出現地表塌陷現象十分常見，不但影響到地表建筑物的穩定性，還會對周邊居民的日常生活造成影響，甚至會造成巨大的經濟損失。在礦山建設中，一般會引爆礦脈附近的巖石，為此事先均會對礦山地質條件進行勘探選取起爆點。但是，若勘探的數據存在偏差，將會影響起爆點的精準性，巖石在引爆階段若呈噴射狀的包括，則會對在井中工作的人員造成極大的威脅。

2、礦山建設過程水文地質問題預防方法

2.1地下水防治的基本要求

①礦井建設必須嚴格根據施工和驗收規范，開展勘察工作，了解井筒的地質環境，估測井筒的出水量和含水結構的賦存位置。

②針對主體井巷，建設前要繪制出水文地質平面圖、剖面圖，制定礦井施工地質說明書。礦山建設階段，要強化水文地質跟蹤勘察、研究，及時調整預測結論。

③對現有的含水層及導水結構，在揭露前經過設置超前探水孔，探測含水層和導水結構在井巷內的實際位置與厚度，并結合鉆孔揭露的出水量和施工環境、項目要求同經濟性進行對比，提出處理的有效策略[1]。探水孔中超前間隔于堅硬巖體內不能低于10米。若在預期的含水層和導水結構形成的部位10米之外，掩體強度和完整性無法符合預留巖帽時，要結合實際情況調整超前間隔。其基本原則為，一定要確保鉆孔打孔5米范圍中巖體強度和完整性符合探水孔孔口灌的預埋和預埋后將要灌漿時的安全承載要求。

2.2礦山地下水處理方法

①采取排氣壓入濃密泥漿液的方法水平和仰視探水灌漿孔預埋孔口管方式。一般情況下，在豎井深孔探水和預灌漿孔的孔口灌預埋方法是在孔中灌進水泥漿液后再把孔口灌送進孔中。該種方法難以保證管體和孔壁當中間縫的嚴密穩定，通常要求經過反復多次壓漿操作，既浪費時間還影響施工穩定[2]。通過實驗分析得知，采取排氣壓入濃密泥漿液的方法，能保證一次成功，凝結后的耐壓性能能夠高達30MPa，且防滲性完全可以滿足長期高壓灌漿的要求。

②鉆孔增加獨特的防突防噴設備。鉆孔中防突防噴設備屬于高壓頂水鉆進穩定控制最重要的機械。鉆井環節的防突，盡管鉆機自身的液壓卡盤與鉆具穿透高壓水時，會對鉆桿帶來一些夾持作用，但研究表明，只是借助鉆具的液壓卡盤操控，遠遠無法符合高壓涌水鉆進穩定防突的需要。在進行鉆孔時，如果產生鉆機突出鉆孔的現象，將會引發安全問題。通過調查研究和反復測試發現，通過在鉆桿中增設異徑防突設備，能夠充分保證1000米水頭高度以及更高的水頭壓力條件下穩定開展深孔探水工作[3]。防噴的控制途徑是在高壓開關前端設置自伸縮式孔口密封器、高壓閥門和孔口管當中增加四通管、高壓閥和降壓器，通過實踐研究發現，效果十分明顯。

2.3露天礦山滑坡防治方法

減少巖石剪應力和工程避免滑動的穩固支撐，主要方法包括：整平斜坡的角度、修建擋土墻、施加防滑樁等。

首先，整平斜坡的角度。該種方法的目的在于降低有滑坡危害的巖體重量。針對高度偏小的邊坡，能夠削緩坡面，并盡量令皮面和水平面中的夾角低于原本的角度；針對偏大的邊坡，能把邊坡分成各個小段，形成臺階狀，以將之滑坡的可能性。

其次，建立擋土墻。在滑坡的前端建立擋土墻，以避免邊坡出現滑動。擋土墻要建立在穩固的地層上，防止產生擋土墻與滑坡一同下滑的情況。另外，還應兼顧到滑坡中滲透的水體可以及時排出，為此，需要在墻后安裝排水裝置。

最后，施加防滑樁。在滑坡中打樁引入穩定地層，比避免巖體滑動。防滑樁能夠是打入的，也能夠現場灌澆。

3、 結束語

綜上所述，在礦山建設及開采過程，經常會產生很多像地下水、泥沙、塌陷、井巷項目變形等地質災害。這些災害的出現，給礦山建設及開采造成了較大的影響。為確保礦山建設工作的順利開展，必須深入研究水文地質災害，便于提出更多行之有效的防治方法。

參考文獻：

[1]羅勇，蘇博，江富建，李丹，王云飛. 河南省寶玉石礦山地質災害分析及防治對策研究[J]. 長江大學學報（自科版），2014，11（16）：29-31.

[2]胡彩春. 大田縣干線公路地質災害分析與防治[J]. 能源與環境，2009，（06）：102-103.

[3]王喜兵. 高陽鐵礦復雜水文地質條件下開采技術研究[J]. 金屬礦山，2005，（07）：10-13+16.

（作者單位：河北中煤四處礦山工程有限公司）