礦山建設中水文地質災害防治措施

程嚴毅

摘 要：礦山建設中出現的水文地質災害問題會對建設過程及結果造成嚴重影響。為此，本文首先分析了水文地質災害的幾種常見類型，然后總結了水文地質災害防治原則，最后提出具有針對性的水文地質災害防治措施，以期提升礦山建設的安全性和環保性。

關鍵詞：礦山建設;水文地質災害;崩塌;滑坡

中圖分類號：P694;TD76文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）07-0062-03

Abstract： The hydrogeological disaster in the mine construction will have a serious impact on the construction process and results. Therefore， this paper first analyzed several common types of hydrogeological disasters， then summarized the prevention and control principles of hydrogeological disasters， and finally put forward targeted hydrogeological disaster prevention and control measures， in order to improve the safety and environmental protection of mine construction.

Keywords： mine construction;hydrogeological hazards;collapse;landslide

水文地質，地質學分支學科，指自然界中地下水的各種變化和運動的現象。因水文地質而引發的地質災害通常包括三種，即地下水變動災害、塌陷災害、滑坡災害。根據統計結果可知，2018年我國共發生了2 966起地質災害，其中以滑坡災害和崩塌災害最為常見[1]。若在礦山建設過程中遭遇地質災害，不僅會引發重大人員傷亡事件，而且會嚴重阻礙礦山建設進程。因此，應選用科學、合理的方法及手段來應對由水文地質引發的各類災害，以實現礦井開發的安全性，為礦業發展提供有效的保障。

1 礦山建設過程中常見的水文地質災害

在礦山開采過程中，水文地質災害主要包含以下幾種類型：一是地下水位發生改變而引發的地質災害;二是內部巖土發生變形之后引發的地質災害;三是礦體易燃物在燃燒后導致的地質災害。

1.1 地下水位發生改變而引發的地質災害

在礦山建設過程中，發生地質災害最常見的原因是地下水位發生變化。當地下水位發生變動之后，開采好的礦井會與地下暗河相接觸，大量的地下水會快速涌入礦井的巷道中，形成礦道灌水的情形。此外，地下水中含有大量的泥沙，一旦泥沙積聚過量，且無法被有效排出，就會使地下礦井發生堵塞，不但會嚴重破壞施工環境，而且對礦井作業人員來說極具危險性。

1.2 內部巖土發生變形之后導致的地質災害

巖土層發生變形后會引發山體塌陷和滑坡等問題。出現這些問題的原因是礦山開采有可能導致巖石內出現中空現象，進而引發巖土層的結構變形。統計結果顯示，我國礦山開采過程中因巖土層發生變形而引發的大型崩塌事件共有三千多例，大型滑坡事件和泥石流事件共有兩千多例，規模屬于中小型的崩塌、滑坡以及泥石流事件的共有十幾萬例[2]。地表發生塌陷可以分為以下三種情形：第一，在礦山建設過程中，對巖石進行爆破而導致礦山的土質層發生松動，進而引發地面塌陷;第二，礦山開采致使地下水含量大幅度降低，使地面發生沉降，進而造成塌陷;第三，礦區內過度進行疏干排水，引發巖溶塌陷。

1.3 礦體易燃物燃燒后引發的水文地質災害

礦山內的礦產資源量是極為豐富的。從元素構成來看，構成礦產資源的元素種類較多，導致礦產資源的化學性質較為顯著，在一定條件下會發生激烈的化學反應。部分礦產資源還能在高溫條件下直接發生爆炸，引發安全事故。礦山的溫度通常會隨著深度的增加而不斷升高，而且硫含量也會不斷上漲，因此礦山底部的易燃物質燃燒爆炸發生率極高。如果礦山中的煤炭資源較為豐富，那么會有大量的瓦斯氣體分布其中，位于較深位置的瓦斯氣體通常具有較高的爆炸發生率[3]，對礦井施工人員的人身安全造成極大的威脅，且易在爆炸之后給施工企業造成難以挽回、不可計量的經濟損失。

2 防治水文地質災害的原則

2.1 安全第一

在礦山建設過程中，防治水文地質災害的一個重要目標是為施工人員提供安全保障。如果在防治過程中仍會對施工人員的安全造成威脅，那么就需要調整防治策略。具體來講，在防治水文地質災害時，應盡量消除地質破壞對施工人員造成的不利影響，以及礦山內易燃物質對施工人員形成的安全威脅。總的來說，施工人員不應和任何危險物質發生直接接觸。

2.2 因地制宜

在水文地質災害防治過程中，需要充分考量礦山的水文特點、地質特點和氣候條件。由于不同施工區域所對應的施工條件不同，因此，在防治水文地質災害時，要因地制宜，不能過于依賴某種防治技術而導致防治效果變差。

2.3 敢于創新

在針對復雜的地理環境時，各類水文地質災害防治手段可能存在一定的限制，此時，可以考慮采取以下三種措施：第一，借鑒更加先進的防治理念及手段;第二，將單一的防治手段結合在一起使用;第三，創造新的防治理念及手段。無論采用何種措施，都要符合綠色、高效的發展理念。

3 礦山建設過程中防治水文地質災害的措施

3.1 做好地下水防治工作

通過對比分析可知，礦山開采過程中最容易遭遇的水文地質災害就是因地下水位發生變化而引發的地質災害。因此，為了保證礦山建設的安全與穩定，應將解決地下水問題作為首要工作目標。具體來講，工作人員可以根據礦山的實際情形采取相應的災害防治手段。在施工之前，應當了解施工區域的地下水情況，包括地下水類型、含量以及流向等;同時，還要做好礦山建設工程規劃，并將礦山周圍的水文構造及地理環境等因素納入考慮范圍[4]。在進行礦山建設時，應遵循以下原則：第一，施工作業流程應當符合相關規定，切勿為了追趕工期或者是降低成本而隨意刪減應有的施工操作步驟，或者不按照規定與要求開展相關工作;第二，設計人員需要結合已有的地質勘測結果來對施工流程進行科學、合理的規劃，不僅要選取合適的礦井位置，而且要對實際位置進行分析和預測;第三，合理設計礦井含水層，在安裝時與巖體的距離不能少于10 m。

對于地下水的防治，需要考慮方方面面，不僅要對水文地質進行分析，還要對井巷功能進行合理規劃。控制地下水最好的方式是疏堵結合。與我國傳統的地下水治理手段疏干相比，這種新型手段能夠降低生態環境的損害程度，并起到節約成本、提升資源利用率的效果。

3.2 做好礦山滑坡災害的防治工作

在處理礦山滑坡問題時，應當結合滑坡的實際情況。主要的處理方式有兩種：一是減少滑坡地區巖石的剪應力;二是改變巖石的物理特性。想要減少滑坡地區巖石的剪應力[5]，可以采用以下三種手段。第一，在礦山斜坡的坡腳處實施整平操作。巖石之所以會發生滑坡災害，與其自身擁有較大的質量有十分緊密的聯系。對坡腳進行處理之后，巖石滑坡坡面方向的動力加速度就會減少，因而可以起到緩解滑坡的作用。如果坡面的傾斜度較高，此時就不能只是削緩坡面，而是要在坡面處修筑臺階，將坡面搭建為一級一級的臺階，以有效減少巖石在滑坡過程中具有的動能，進而起到緩解和制止滑坡的效果。第二，修筑擋土墻。對于一些可能會發生山體滑坡的位置，可以通過設置擋土墻的方式來抵擋滑坡。需要注意的是，如果使用該方法，還需要設置合理的排水系統來清理滑坡地段下方的地下水。第三，可以在發生滑坡的地方鉆打防滑樁，通過增強阻力的方式緩解坡體滑動。巖石的性質發生改變主要是因為受到了地表水及地下水的作用。想要改變巖石的物理性質，就要加強對地表水及地下水的處理，以減少對巖石的作用。具體方法有以下三種：第一，修建地表截水溝，通過截水溝來攔截滑坡上方的地表水流;第二，修建排水溝，將地下水以明溝或暗溝的方式排出，減少巖石中的含水比例;第三，修建排水巷道，將滑動體中的地下水利用排水巷道排出。

3.3 做好巖溶地表塌陷災害的防治工作

由巖層變形所導致的地表塌陷以巖溶塌陷為代表。在面對這種塌陷狀況時，可以選用以下幾種方法進行處理。第一，做回填與密封處理。如果塌陷已經形成了一片凹陷區域，那么就可以使用礦區周圍的泥土和砂石等物質回填至凹陷區內，并對塌陷口做密封處理，避免雨水浸潤。第二，在完成回填操作之后，也可以結合實際情況進行疏導操作，如果塌陷區域與河流的距離較短，此時應對河流的流向進行調整，避免河水流入塌陷區，使其再次發生塌陷。第三，可以在已經塌陷的位置附近修建圍堤，避免地表水灌入。第四，需要對已經發生塌陷的位置進行嚴格的監管，一旦出現積水滲水等情況，需要立即進行清理，避免二次塌陷。

3.4 做好易燃物質爆炸災害的防治工作

在礦區內施工還需要對易燃易爆物質進行防治處理。具體來說，要做好以下幾方面工作。第一，保持良好的通風。如果易燃易爆物質大量堆積在礦井內，發生爆炸的可能性就會非常高，此時應通過換氣操作及時將易燃易爆物質排出礦井，為施工人員營造安全的工作環境。第二，對施工區域內的甲烷濃度進行實時檢測。若良好的通風換氣也不能保證易燃易爆物質的快速排出，就需要采用更加精細的手段進行防治，具體來講，可對甲烷等易燃氣體的濃度進行監測，一旦濃度超過設定標準，施工人員應立即撤離并進行相應的處理。如果礦區內正在開展爆破工作，施工人員一定要遠離該區域，同時應當設置安全防線，禁止任何人員靠近爆炸區域。

3.5 做好生物防治工作

爆破所形成的粉塵會對自然環境造成惡劣影響，有時還會對當地居民的生活質量造成影響。為此，應當利用生物防治技術來解決粉塵彌散等問題。為了盡可能地減少負面影響，建設起步階段就應該開始進行生物防治。與此同時，還需要在建設過程中強化防災和減災理念及措施，充分利用植被的過濾作用，為修復當地的生態環境提供支持。

4 結論

在礦山建設過程中，水文地質災害的影響值得高度關注。在施工過程中，應當針對不同類型的水文地質災害進行相應防治，避免發生人員傷亡或建設受阻等情況。

參考文獻：

[1]王坤奇.煤礦建設中的水文地質災害防范策略分析[J].山東工業技術，2019（20）：62.

[2]楊春理.工程地質勘察中的水文地質危害分析及對策研究[J].資源信息與工程，2016（3）：56-57.

[3]鄭軍，朱斌，張伯林，等.南京東部山區礦山法施工的地鐵隧道水文地質災害及對策研究[J].城市軌道交通研究，2017（12）：50-53.

[4]長生.基于做好礦山水文地質設計工作的分析[J].黑龍江水利科技，2012（10）：193-195.

[5]李俊實.礦山地質勘察設計與施工中水文地質問題探析[J].世界有色金屬，2018（7）：193，195.