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研究矿山地质施工中水文地质灾害的防治
摘要:水文地质因素及条件是发生水文地质灾害的前提,为了有效开展水文地质灾害的防治工作以及防治技术研究,需要深刻的了解水文地质因素。在矿山地质施工过程中,工程施工单位需要对水文地质条件进行全面研究和分析,水文地质条件重点包含了施工区域的地下水环境状况、地下水分布情况以及地质条件变化规律等多方面问题。
关键词:矿山地质施工;水文地质灾害;防治
在矿山地质施工过程中经常会受到复杂地质条件因素的影响,造成矿山地质施工存在诸多安全隐患问题,其中水文地质灾害是其中比较常见的问题之一,在矿山地质施工过程中工程施工单位,必须要针对施工区域范围内的水文地质条件进行全面勘查和分析,同时针对一些比较复杂的地区水文地质状况进行深入探索,对水文地质灾害问题的表现形式,以及产生的严重后果加以全面了解,有效提出针对性的水文地质灾害防治工作方法,保证矿山地质施工的安全顺利开展。
一、地质灾害特性
1、群发性。群发性是以往发生地质灾害的明显特点。由于地下开采会对原来的地质构造造成较大的破坏,特别是开采深度越深,使得原来稳定的内应力发生移位,对周围岩石的稳定性破坏越大,而且随着开采工作面的不断向前推进,会扩大地质构造的破坏范围,最终导致连续大范围地质构造破坏,这就是群发性。继发性很容易导致开采区域内的地表大范围开裂、下沉,在不同地点,不同时间多次出现,对周边作业环境造成严重的影响。
2、灾害强度大。山体崩塌问题发生的基本原因主要是由于矿山区域进行的过度开采作业,同时甚至在开采的实际过程中实施露天采矿作业。矿山开采方法是造成地质灾害出现的关键因素。除了各种不科学不合理的矿山开采作业活动外,人类其他的自然改造活动也会导致出现地质破坏情况,因此保护当地地质环境十分重要。由于矿山地质灾害发生后很难控制,如重大矿山地质灾害如水、火、瓦斯等一旦发生后对矿井重要设施产生严重破坏作用,造成设施很难二次修复或修复周期长、难度大,地质灾害发生后很难在短时间进行控制,灾害强度大。
3、不可避免性。随着开采技术及工艺的不断提升,对矿井地质灾害的控制及防范措施不断加强,然而很难在短时间内完全控制地质灾害。通过研究发现,地质灾难都是危险因素达到一定条件才会发生的。所以在矿井开采时能够制定出一套合理有效的应对方案,即使不能杜绝地质灾害的发生,也能提前做好地质灾害的防御工作。
二、矿山地质施工中水文地质灾害的表现形式
1、矿体结构性崩塌现象。矿体结构性崩塌的主要原因就是水文地质因素导致的,发生崩塌还会连带产生其他地质灾害,是矿山地质施工中非常严重的现象。然后造成矿体结构性崩塌现象是需要有一定原因的。例如在矿层中包含碳酸物质,同时在矿体的矿层顶层结构中的土质较为疏松以及矿体的下部结构有地下水不断地流动,以上这些都会导致矿体中的矿层受到不同程度的压力影响,长时间的冲击作用会导致矿体的整个结构受损,同时还会导致土质的韧性和强度下降,最终导致矿体结构性崩塌。
2、地面沉降现象。随着经济的飞速发展,城市化进程和现代化进程也处于高速发展时期,同时也加大了我们对日常生活用水的需求量,相关管理部门也慢慢的增加了对地下水资源的开发力度。地面塌陷沉降现象主要是在过度开采矿产资源和开发油气工程导致的,严重破坏了水文地质环境,从而导致地质发生不规则的变化,加上人们过度开发地下水资源,以至于出现大范围的地面沉降现象。该灾难主要是人为因素致使,所以说这一系列的水文地质灾害是可控制的,在实际的矿山施工中,相关部门必须要及时制定合理的预防措施并利用有效的防治技术保证地质灾害的预防工作进行。
3、露天滑坡。露天滑坡现象是矿山地质施工中非常容易出现的现象,也是发生最频繁的灾害。通过总结多方面的资料分析,加上实地调研情况来看,总结滑坡灾害产生的原因有以下几个方面:一是在实际的开发深层的矿产工作时,上部分的覆岩层受力状态会不断发生变化导致滑坡现象;二是由于设计工作的不合理,导致开采过程的不合理性,容易引发滑坡现象;三是出现地表水或者说地下水进入到滑坡的裂面内部,使得地质疏松致使滑坡现象出现。
三、水文地质灾害的防治技术措施
1、地下水的防治措施。在实际的对矿产的开发利用工程中,最基础的防治工作就是要对地下水治理。因为地域不同致使不同的矿区中的水文地质因素也大不相同,同时造成矿产矿区的充水因素也是不完全相同的。所以在进行地下水防治工作时,相关工作人员需要提前检测地下水的相关信息,了解地下水源的状态和规律变化情况。在矿产工程施工前,要对矿区进行全面的地下室监测并预测巷道涌水量。如果出现巷道涌水量较大的情况,必须及时采取相关措施,例如排水钻孔等方案排出地下水,从而控制巷道涌水量,预防因地下水管理不当出现的各种灾害。
2、矿体结构崩塌的防治措施,矿区的矿体结构崩塌是因自然水文地质因素造成的自然现象。它的发展速度较为缓慢,所以在实际的工程中,检测人员可以利用有效地勘测方法,及时并准确的监测矿体结构崩塌的风险,同时制定合理有效的支撑工作,加强对矿体上部结构的支撑力度。同时监测工人在开采工作是还应该着重注意地下水的流向以及区域范围的水文地质因素实现动态监测,避免安全事故的发生,保证开采作业的安全性。
3、选择合适的开采方式。在开采煤层时,不同的开采方式对于岩层的扰动是不同的。对岩层的扰动越大,则诱发矿山地质灾害的可能性也就越大。因此,需根据煤层赋存地质条件选择合适的开采方式。当矿山工作面靠近大断层时,应适当降低开采速度,以减小对岩层的扰动。在采用放顶煤开采时,若煤层与含水层的间距比较小,则应适当降低采放比,以免冒落带或裂隙带穿过含水层。更为重要的是,在进行开采设计时就应充分考虑工作面的地质构造情况,并做出相应的安全回采预案,例如,在断层附近开采时,采用钻孔来对断层附近的岩体进行卸压。
4、露天滑坡的防治措施。实际的矿山开发建设中,露天滑坡现象非常常见。根据本文作者上述段落对产生露天滑坡的原因进行总结分析。因此我们从原因入手,对于露天滑坡灾害必须要采取对症下药的防治方案,防治方案要兼具针对性。首先是地表开采工程的不合理操作导致的滑坡现象,这就需要相关管理人员在施工时合理的控制工作面边坡的角度,避免较大过大,或者我们还可以将坡面改造重修,建设成为台阶状;其次是地下水引发的滑坡现象,需要技术人员在坡脚位置建设排水沟做好引流工作,有效避免滑坡现象发生。
综上所述,在实际的矿山地质施工中,极易出现各种类型的水文地质灾害,给矿山的生产和开发带来极大的不利影响。所以实际的矿山开发建设工作时,应相关工作人员必须要在做遵守原则的前提下,对出现的水文地质灾害进行防治工作,同时在实际的防治工作中,必要对矿山的所在区域中水文地质特征情况进行调查研究,及时的对症下药,改革和创新防治技术措施符合本地的实际情况,确保矿山生产开发的安全性以及矿山防治工作的有序进行。
参考文献
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