论文部分内容阅读
摘要：经济的增长对矿山资源的需求在逐渐增多，国内的矿产建设规模日益扩大，开发力度也在不断加强，矿山建设过程的安全性也受到了高度关注。若在矿山建设过程出现地质灾害情况，不但会影响到工人的人身安全，而且还会造成大量的经济消耗，对此，怎样采取科学的防治技术来处理水文地質灾害就显得特别关键。基于此，文章首先介绍了矿山建设过程存在的水文地质灾害种类，详细阐述了矿山建设过程防治水文地质灾害的有效方法，仅供参考。
关键词：矿山建设；水文；地质；灾害；防治方法
地下水属于绝大部分矿山灾害的根源，对其进行处理是矿山建设和开发阶段的重要工作。注重地下水防治任务的目的是：确保矿山建设及生产安全，避免出现灾害事故；在科学可行的基础上，尽可能减少矿井出水量，节约建设及生产成本，优化建设条件，确保项目质量。针对以上要求，采取有效的措施来处理水文地质灾害灾害十分重要。
1、矿山建设过程常见的水文地质事故种类
1.1由于地下水位变化导致的地质事故
矿山建设竣工进行开采时，矿井极有可能会出现地底的蓄水溶洞或是地底暗河，如此一来，巷道中就会涌入地下水，严重的还会有泥沙涌入巷道之中。若矿井中有透水断层或是裂缝，地面径流的水体夹杂沉淀物以及泥沙涌入巷道，导致巷道被堵塞，甚至极大影响到在巷道中工作的人员，损坏或是掩埋矿井内正在运营开采的机械设施，甚至会造成矿产开采系统瘫痪。由于该种灾害不能做到提前预测，突发性很强，并且破坏力大，会引发十分严重的后果。
1.2矿井中存在的易燃物质造成的地质事故
矿体中可能存在易燃的物质，像甲烷等。随着矿井深度的逐渐增加，受地热的作用矿井中的温度逐渐提高，硫含量也不断增多。矿工在该种环境下进行开采工作，除了对本身的健康造成较大的影响外，若矿井中通风条件不佳，易燃物质逐渐增多积累，以及矿井中温度偏高将以及引发爆炸问题，后果无法想象。特别是在煤矿的矿井内，瓦斯爆炸的现象十分常见，造成的后果也非常严重。但是，该种地质灾害具有可预见性，仅需做好常规管理中的维护任务，采用适当的预防策略，就能够在一定程度上减少该种灾害的出现几率。
1.3岩土层变化导致的地质问题
矿山在正是投入开采的一段阶段，采空的矿体一定要对其加以支撑，以避免其出现塌陷情况。尤其是在前堵埋藏的区域，采空的矿体容易出现塌陷，一定要对开采完工的矿体及时施加有效的支撑与回填。近些年，浅表煤矿出现地表塌陷现象十分常见，不但影响到地表建筑物的稳定性，还会对周边居民的日常生活造成影响，甚至会造成巨大的经济损失。在矿山建设中，一般会引爆矿脉附近的岩石，为此事先均会对矿山地质条件进行勘探选取起爆点。但是，若勘探的数据存在偏差，将会影响起爆点的精准性，岩石在引爆阶段若呈喷射状的包括，则会对在井中工作的人员造成极大的威胁。
2、矿山建设过程水文地质问题预防方法
2.1地下水防治的基本要求
①矿井建设必须严格根据施工和验收规范，开展勘察工作，了解井筒的地质环境，估测井筒的出水量和含水结构的赋存位置。
②针对主体井巷，建设前要绘制出水文地质平面图、剖面图，制定矿井施工地质说明书。矿山建设阶段，要强化水文地质跟踪勘察、研究，及时调整预测结论。
③对现有的含水层及导水结构，在揭露前经过设置超前探水孔，探测含水层和导水结构在井巷内的实际位置与厚度，并结合钻孔揭露的出水量和施工环境、项目要求同经济性进行对比，提出处理的有效策略[1]。探水孔中超前间隔于坚硬岩体内不能低于10米。若在预期的含水层和导水结构形成的部位10米之外，掩体强度和完整性无法符合预留岩帽时，要结合实际情况调整超前间隔。其基本原则为，一定要确保钻孔打孔5米范围中岩体强度和完整性符合探水孔孔口灌的预埋和预埋后将要灌浆时的安全承载要求。
2.2矿山地下水处理方法
①采取排气压入浓密泥浆液的方法水平和仰视探水灌浆孔预埋孔口管方式。一般情况下，在竖井深孔探水和预灌浆孔的孔口灌预埋方法是在孔中灌进水泥浆液后再把孔口灌送进孔中。该种方法难以保证管体和孔壁当中间缝的严密稳定，通常要求经过反复多次压浆操作，既浪费时间还影响施工稳定[2]。通过实验分析得知，采取排气压入浓密泥浆液的方法，能保证一次成功，凝结后的耐压性能能够高达30MPa，且防渗性完全可以满足长期高压灌浆的要求。
②钻孔增加独特的防突防喷设备。钻孔中防突防喷设备属于高压顶水钻进稳定控制最重要的机械。钻井环节的防突，尽管钻机自身的液压卡盘与钻具穿透高压水时，会对钻杆带来一些夹持作用，但研究表明，只是借助钻具的液压卡盘操控，远远无法符合高压涌水钻进稳定防突的需要。在进行钻孔时，如果产生钻机突出钻孔的现象，将会引发安全问题。通过调查研究和反复测试发现，通过在钻杆中增设异径防突设备，能够充分保证1000米水头高度以及更高的水头压力条件下稳定开展深孔探水工作[3]。防喷的控制途径是在高压开关前端设置自伸缩式孔口密封器、高压阀门和孔口管当中增加四通管、高压阀和降压器，通过实践研究发现，效果十分明显。
2.3露天矿山滑坡防治方法
减少岩石剪应力和工程避免滑动的稳固支撑，主要方法包括：整平斜坡的角度、修建挡土墙、施加防滑桩等。
首先，整平斜坡的角度。该种方法的目的在于降低有滑坡危害的岩体重量。针对高度偏小的边坡，能够削缓坡面，并尽量令皮面和水平面中的夹角低于原本的角度；针对偏大的边坡，能把边坡分成各个小段，形成台阶状，以将之滑坡的可能性。
其次，建立挡土墙。在滑坡的前端建立挡土墙，以避免边坡出现滑动。挡土墙要建立在稳固的地层上，防止产生挡土墙与滑坡一同下滑的情况。另外，还应兼顾到滑坡中渗透的水体可以及时排出，为此，需要在墙后安装排水装置。
最后，施加防滑桩。在滑坡中打桩引入稳定地层，比避免岩体滑动。防滑桩能够是打入的，也能够现场灌浇。
3、 结束语
综上所述，在矿山建设及开采过程，经常会产生很多像地下水、泥沙、塌陷、井巷项目变形等地质灾害。这些灾害的出现，给矿山建设及开采造成了较大的影响。为确保矿山建设工作的顺利开展，必须深入研究水文地质灾害，便于提出更多行之有效的防治方法。
参考文献：
[1]罗勇，苏博，江富建，李丹，王云飞. 河南省宝玉石矿山地质灾害分析及防治对策研究[J]. 长江大学学报（自科版），2014，11（16）：29-31.
[2]胡彩春. 大田县干线公路地质灾害分析与防治[J]. 能源与环境，2009，（06）：102-103.
[3]王喜兵. 高阳铁矿复杂水文地质条件下开采技术研究[J]. 金属矿山，2005，（07）：10-13+16.
（作者单位：河北中煤四处矿山工程有限公司）
关键词：矿山建设；水文；地质；灾害；防治方法
地下水属于绝大部分矿山灾害的根源，对其进行处理是矿山建设和开发阶段的重要工作。注重地下水防治任务的目的是：确保矿山建设及生产安全，避免出现灾害事故；在科学可行的基础上，尽可能减少矿井出水量，节约建设及生产成本，优化建设条件，确保项目质量。针对以上要求，采取有效的措施来处理水文地质灾害灾害十分重要。
1、矿山建设过程常见的水文地质事故种类
1.1由于地下水位变化导致的地质事故
矿山建设竣工进行开采时，矿井极有可能会出现地底的蓄水溶洞或是地底暗河，如此一来，巷道中就会涌入地下水，严重的还会有泥沙涌入巷道之中。若矿井中有透水断层或是裂缝，地面径流的水体夹杂沉淀物以及泥沙涌入巷道，导致巷道被堵塞，甚至极大影响到在巷道中工作的人员，损坏或是掩埋矿井内正在运营开采的机械设施，甚至会造成矿产开采系统瘫痪。由于该种灾害不能做到提前预测，突发性很强，并且破坏力大，会引发十分严重的后果。
1.2矿井中存在的易燃物质造成的地质事故
矿体中可能存在易燃的物质，像甲烷等。随着矿井深度的逐渐增加，受地热的作用矿井中的温度逐渐提高，硫含量也不断增多。矿工在该种环境下进行开采工作，除了对本身的健康造成较大的影响外，若矿井中通风条件不佳，易燃物质逐渐增多积累，以及矿井中温度偏高将以及引发爆炸问题，后果无法想象。特别是在煤矿的矿井内，瓦斯爆炸的现象十分常见，造成的后果也非常严重。但是，该种地质灾害具有可预见性，仅需做好常规管理中的维护任务，采用适当的预防策略，就能够在一定程度上减少该种灾害的出现几率。
1.3岩土层变化导致的地质问题
矿山在正是投入开采的一段阶段，采空的矿体一定要对其加以支撑，以避免其出现塌陷情况。尤其是在前堵埋藏的区域，采空的矿体容易出现塌陷，一定要对开采完工的矿体及时施加有效的支撑与回填。近些年，浅表煤矿出现地表塌陷现象十分常见，不但影响到地表建筑物的稳定性，还会对周边居民的日常生活造成影响，甚至会造成巨大的经济损失。在矿山建设中，一般会引爆矿脉附近的岩石，为此事先均会对矿山地质条件进行勘探选取起爆点。但是，若勘探的数据存在偏差，将会影响起爆点的精准性，岩石在引爆阶段若呈喷射状的包括，则会对在井中工作的人员造成极大的威胁。
2、矿山建设过程水文地质问题预防方法
2.1地下水防治的基本要求
①矿井建设必须严格根据施工和验收规范，开展勘察工作，了解井筒的地质环境，估测井筒的出水量和含水结构的赋存位置。
②针对主体井巷，建设前要绘制出水文地质平面图、剖面图，制定矿井施工地质说明书。矿山建设阶段，要强化水文地质跟踪勘察、研究，及时调整预测结论。
③对现有的含水层及导水结构，在揭露前经过设置超前探水孔，探测含水层和导水结构在井巷内的实际位置与厚度，并结合钻孔揭露的出水量和施工环境、项目要求同经济性进行对比，提出处理的有效策略[1]。探水孔中超前间隔于坚硬岩体内不能低于10米。若在预期的含水层和导水结构形成的部位10米之外，掩体强度和完整性无法符合预留岩帽时，要结合实际情况调整超前间隔。其基本原则为，一定要确保钻孔打孔5米范围中岩体强度和完整性符合探水孔孔口灌的预埋和预埋后将要灌浆时的安全承载要求。
2.2矿山地下水处理方法
①采取排气压入浓密泥浆液的方法水平和仰视探水灌浆孔预埋孔口管方式。一般情况下，在竖井深孔探水和预灌浆孔的孔口灌预埋方法是在孔中灌进水泥浆液后再把孔口灌送进孔中。该种方法难以保证管体和孔壁当中间缝的严密稳定，通常要求经过反复多次压浆操作，既浪费时间还影响施工稳定[2]。通过实验分析得知，采取排气压入浓密泥浆液的方法，能保证一次成功，凝结后的耐压性能能够高达30MPa，且防渗性完全可以满足长期高压灌浆的要求。
②钻孔增加独特的防突防喷设备。钻孔中防突防喷设备属于高压顶水钻进稳定控制最重要的机械。钻井环节的防突，尽管钻机自身的液压卡盘与钻具穿透高压水时，会对钻杆带来一些夹持作用，但研究表明，只是借助钻具的液压卡盘操控，远远无法符合高压涌水钻进稳定防突的需要。在进行钻孔时，如果产生钻机突出钻孔的现象，将会引发安全问题。通过调查研究和反复测试发现，通过在钻杆中增设异径防突设备，能够充分保证1000米水头高度以及更高的水头压力条件下稳定开展深孔探水工作[3]。防喷的控制途径是在高压开关前端设置自伸缩式孔口密封器、高压阀门和孔口管当中增加四通管、高压阀和降压器，通过实践研究发现，效果十分明显。
2.3露天矿山滑坡防治方法
减少岩石剪应力和工程避免滑动的稳固支撑，主要方法包括：整平斜坡的角度、修建挡土墙、施加防滑桩等。
首先，整平斜坡的角度。该种方法的目的在于降低有滑坡危害的岩体重量。针对高度偏小的边坡，能够削缓坡面，并尽量令皮面和水平面中的夹角低于原本的角度；针对偏大的边坡，能把边坡分成各个小段，形成台阶状，以将之滑坡的可能性。
其次，建立挡土墙。在滑坡的前端建立挡土墙，以避免边坡出现滑动。挡土墙要建立在稳固的地层上，防止产生挡土墙与滑坡一同下滑的情况。另外，还应兼顾到滑坡中渗透的水体可以及时排出，为此，需要在墙后安装排水装置。
最后，施加防滑桩。在滑坡中打桩引入稳定地层，比避免岩体滑动。防滑桩能够是打入的，也能够现场灌浇。
3、 结束语
综上所述，在矿山建设及开采过程，经常会产生很多像地下水、泥沙、塌陷、井巷项目变形等地质灾害。这些灾害的出现，给矿山建设及开采造成了较大的影响。为确保矿山建设工作的顺利开展，必须深入研究水文地质灾害，便于提出更多行之有效的防治方法。
参考文献：
[1]罗勇，苏博，江富建，李丹，王云飞. 河南省宝玉石矿山地质灾害分析及防治对策研究[J]. 长江大学学报（自科版），2014，11（16）：29-31.
[2]胡彩春. 大田县干线公路地质灾害分析与防治[J]. 能源与环境，2009，（06）：102-103.
[3]王喜兵. 高阳铁矿复杂水文地质条件下开采技术研究[J]. 金属矿山，2005，（07）：10-13+16.
（作者单位：河北中煤四处矿山工程有限公司）