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水文地质因素对矿山地质灾害的影响及防治措施
摘要:我国地大物博,物产丰富,常会出现各种各样的矿山地质灾害。水文地质因素是造成矿山地质灾害的原因之一,水文地质指的是自然界中地下水的各种变化和运动,地下水会在一定程度上形成矿山地质灾害,威胁到人们的生活与生产安全。通过保护地质环境,做好水文预报工作,对水文地质进行实时监控,采用科学的方式完成治理,完善应急处理措施这些方式完成对矿山地质灾害的防治工作,尽量减少矿山地质灾害的发生,保障人民群众生命财产安全。
关键词:水文地质因素;矿山地质灾害;影响;防治措施
引言
水文地质因素对矿山地质灾害的影响比较明显,为了避免矿山地质灾害对人们的生产生活造成影响,就需要地质研究人员做好对水文地质因素的分析与研究工作,降低水文地质因素对矿山地质灾害的影响。
1水文地质的概述
水文地质是自然界中地下水的各种变化与运动,水文地质主要是研究地下水的分布和形成规律,以及地下水的物理性质和化学成分,还有地下水资源及其合理利用与地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。地下水普遍分布面积较广,可以当做农业用水或者生活用水,地下水的循环是自然形成的,所以会造成一些矿山地质灾害,研究人员需要对水文地质进行深入的研究分析,找到地下水的流动规律,这样就能有效地预防矿山地质灾害,还能提高地下水的利用率。
2水文地质因素对矿山地质灾害的影响分析
2.1矿体塌陷
在爆破或挖掘矿体时矿山自身的平衡性遭到破坏,转移了原有的矿体中心点,水文地质因素对矿体的扰动进一步扩大,从而导致矿山地质灾害发生。不过,矿体塌陷只有在特定条件下才会出现,也就是矿层中的碳酸物质达到一定含量,并且矿山的矿层下方频繁流动地下水或矿层上方土层缺乏密实性,在这种情况下,矿层受到的冲击力便会大大增加。经过长时间的冲击,矿层将会逐渐受到破坏,导致矿层下方的土层韧性和土层强度大幅降低,进而引发矿体的塌陷问题。从客观层面来讲,自然因素虽然是导致矿体塌陷的重要因素,但是勘查地质的行为也会影响地下水正常流向,使得矿山附近的水文地质发生变化,从而造成矿体塌陷的严重后果。与此同时,开发矿山的强度过大,将会直接破坏矿山周围的地质环境,影响矿山的含水层。矿山地质勘查时含水层自身的隔水性、导水性、含水性会出现一定变化,在水动力层面受到扰动,并破坏含水层的正常构造,致使矿体塌陷这类灾害的发生。整体来看,破坏含水层结构分为以下三种类型,(1)因建设矿井揭露了含水层;(2)因扩展导水裂隙带造成矿井中出现含水层渗漏现象;(3)裂隙带将含水层引至采空区使得底板突水。这三种情形都会影响矿山的覆岩发育破坏矿体,增加含水层渗漏的整体速度,当岩层遭到贯穿后,矿山便会有拉伸裂隙的出现,从而引发塌陷区积水的现象对矿山的安全开发造成巨大影响。破坏含水层后,一般会采取各种排水活动,使矿体出现一个降落地下水的漏斗,伴随矿山地质勘查活动的深入开展,漏斗的面积也会不断地增加进而面积给矿体带来持续性的破坏,威胁了整个矿山的稳定性,甚至还会伴有滑坡、崩塌等多种矿山地质灾害的发生。
2.2水位变化打破平衡
在矿山开采的时候会大量的抽排地下水,使得地下水的水位下降,也打破了区域水平衡。水位的变化可能会让地下水出现枯竭现象,不仅为生活与工农业发展带来诸多不便,也会对矿山的开采造成影响。当停止排水以后,地下水的平衡还是会持续的发生变化,含水层会出现介质回灌,导致断层的导水性也相应的产生了变化。地下水的平衡关系到地形地貌的变化与基础的地质构造,一旦平衡受到的破坏,就会改变水的作用力,出现矿山地质灾害,不仅阻碍了矿山的开采进度,也会威胁到矿山的周围环境与开采安全。
2.3沉降地面
在外力影响下,分散介质和分散相会出现定向运动,也就是外部因素能够给各种物质带来影响,使其上部出现下沉。在水文地质因素视角下,引发沉降地面的根本原因是地下结构和土壤结构具有不同密度,由于上部的土壤结构存在较大的密度,因此外部因素对其产生扰动后便会导致下沉问题的出现。一般来说,沉降地面会在地壳运动和地下水流动等情况下发生。从影响因素的种类来看,引起沉降地面现象的原因包括人为因素与自然因素两种。其中,自然因素指的是矿山附近的水文地质活动让矿山地面的平衡结构受到破坏,从而导致地面发生相应沉降。人为因素指的是开发矿山的过程中存在深挖、爆破和开凿等行为,这些开发矿山的行为会使水文地质结构受到扰动,改变地下的平衡结构,从而地面发生相应沉降。由此可知,由于自然因素引发沉降地面的情形较少,相比之下,沉降地面更多地是由人为因素所致,要求防治矿山地质灾害时应将人为因素作为主要的切入点。
2.4山体滑坡地质灾害
形成山体滑坡的主要原因,除了倾斜部分的岩土层自身重力作用以外,还有地下水的运动冲击,使得山体结构中较为脆弱的部分遭受破坏,发生位置偏移顺着山体斜坡进行滑动。山体滑坡的出现多是在雨水天气,严重的时候还会形成泥石流灾害,山体滑坡的形成主要来自于水文地质因素的影响,地下水的流动会引起地质的变化,让岩石土层出现软化并逐渐被侵蚀,再加上雨水的冲击,就会形成山体滑坡造成矿山地质灾害。
3解决水文地质因素对矿山地质灾害影响的实际防治措施
3.1修复破坏区域
为了减少矿山地质灾害的发生,需要对破坏情况严重的矿山的地质结构进行修复,这样才能有效地解决水文地质因素对矿山地质灾害的影响。首先可以在地面塌陷严重的区域设置围栏,并设立安全警示标志,防止意外事故的发生,其次可以采用就近取土的方式对塌陷地区进行掩埋填充,最后是对塌陷区域进行支撑与加固,有效地阻止二次崩塌与滑坡现象的出现。在已经出现崩塌与滑坡的地区,需要进行减重与挡墙处理,这样能使矿山坡体相对保持稳定,在坡脚处修建拦渣坝与挡墙,就能有效减缓滑坡灾害,防止滑坡对生活与工作区域造成破坏。针对于泥石流的防治,主要采取防护、排导与拦挡的方式,又或者在矿山进行植被改造,通过增加树木的方式预防泥石流的发生,这样就能在一定程度上防止矿山地质灾害的发生,保护了矿山周围的环境与矿山勘察开采人员的安全。
3.2完善灾害应急预案
为了防治矿山的各种地质灾害,应健全和完善地质灾害的应急预案,当地质灾害发生后,工作人员可以第一时间实施灾害应急预案中的内容,降低水文地质因素在矿山地质方面产生的不良影响,有效降低人身财产损失。与此同时,运用灾害应急预案时,应始终坚持以人为本原则,先救人、后救财。
3.3做好预报工作
水文预报工作能有效控制矿山地质灾害的发生。水文地质因素有着极强的突发性,水文预报工作就是对这些突发性进行预防研究,尽量减少矿山地质灾害的发生,预报工作不仅能较少损失,还能更有效地保障安全。在进行水文预报工作之间,需要进行大量的资料数据收集,找到矿山地质灾害的相关事件内容,并对这些数据信息进行深入的分析,这样才能做好预报工作,降低矿山地质灾害的发生概率。水文预报还需要对灾害发生的范围与频次进行分析,根据这些数据制定相应的解决措施,这样才能真正发挥出水文预报的效用,也尽可能消除矿山地质灾害对环境的破坏与人类的威胁。在科技信息技术飞速发展的今天,对矿山地质灾害进行检测时可以运用高科技设备,这样不仅能更加精准的了解到地质变化,还能提升水文预报的准确性。
3.4监测水动力平衡
水动力平衡包括地表水、地下水两方面。要想使矿山附近的水动力平衡得到保持,应积极监测矿山地表水与地下水的水量、水位、水质。第一,应对监测点展开严格控制,使用水文钻孔来形成一个监测井,借助定点采样法来分析和测试水文的质量。第二,应从水平衡变化风险的角度出发,在地质勘查时选取对覆岩破坏小的手段,防止不良钻孔布置其中,以此来稳定含水层的整体结构。第三,应做好矿坑排水的收集工作,对排水量展开严密的计算,时刻把握含水层受到的矿区排水影响。与此同时,监测矿山地表水、地下水的工作重点是修复,工作要素包括含水层水质、水位、厚度、流速、水温等,对矿山地质勘查过程中影响水平衡的内在规律加以分析,从而有效的保护水平衡依据提供给矿山地质灾害防治工作。
3.5采取实时监控
水文地质因素常常是在不知不觉中对矿山地质灾害产生影响的,为了更准确的进行因素变化记录,可以采取实时监控的方式,这样就能掌握更多的变化细节,分析出可能出现灾害的时间,及时采取防治措施减小灾害带来的损失。在对水文地质因素进行实时监控的过程中,需要对细微变化进行分析研究,根据变化反应分析出可能出现的矿山地质灾害类型,找到相应的解决方法。实时监控不仅能观察记录到自然因素对地质的改变与影响,有效地控制人为因素,防止因为人为破坏而出现的矿山地质灾害发生。随着季节的交替与气候的变化,地质结构也会产生相应的改变。比如:夏季的时候,雨水较为丰富,这就会使得地下水位不断上涨,甚至在雨水过多时还会出现水位超标的现象,致使地下的土层结构遭受破坏,最终形成矿山地质灾害。在雨水较多的季节里,需要加强对地下水位的监测,及时发现土层的变化,这样才能有效地防止灾害发生。
3.6完善处理措施
防治措施虽然能起到一定的预防效果,但还是会有意外情况的发生,矿山地质灾害发生之后需要进行紧急处理,要把灾害的影响降至最低,要以保障生命安全为第一要务,还要排除周围的不利因素,这样才能有效地控制灾害现场。不同的矿山地质灾害需要采取的处理措施也不相同,但前提条件一定是以人为本,要先保障人员的安全,然后再进行后续的处理工作。矿山地质灾害发生之后,需要对灾害的类型进行分析判断,然后根据灾害的严重程度,适当的采取加固处理,防止二次危险的发生。发生灾害的位置也是制定处理方案措施时需要考虑的因素,如果灾害发生在人群密集地区,就需要架设警示标志,及时的疏导交通,尽快的解决矿山地质灾害问题,保障群众的安全。水文地质因素影响下产生的矿山地质灾害具有破坏性强特点,灾害发生的范围也相对较广,想要减少水文地质因素对矿山地质灾害的影响效果,就需要结合当地的实际情况,完善矿山地质灾害处理措施,进行详细的责任划分,做好灾害预演工作,全面的提升灾害控制处理效果,保障人民群众的生命财产安全。矿山地质灾害要在分析详细情况的基础上完善应急处理措施,这样才能最大程度的发挥处理作用,有秩序的控制灾害现场。
结语
综上所述,矿山地质灾害的发生有很大原因是受到了水文地质因素的影响,为了降低灾害带来的环境与安全威胁,需要对水文地质因素深入了解,分析可能出现的矿山灾害类型并及时制定治理措施,这样才能及时的防止矿山地质灾害发生。针对水文地质因素的研究能及时的分析出矿山地质灾害的形成与发生时间,采取相应的防治措施,能有效保障群众的生命安全,也能让矿山地质灾害造成的损失控制在最小的范围之内,不会影响到之后的国家建设发展。
参考文献:
[1]郑家根,王震.谈水文地质因素对矿山地质灾害的影响[J].华东科技学术版,2022,000(008):P.290-290.
[2]蒋志宇.水文地质因素对矿山地质灾害的影响及防治措施[J].世界有色金属,2021,No.541(01):237+239.
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