内蒙古自治区煤田地质局151勘探队 内蒙古自治区 014010
摘要：传统水文地质防治技术采用整体加固、添加支撑和增强坡面防护的方式，进行矿山地质施工的水文地质灾害防治，能够满足小角度矿山、小洪水径流量（小于7万m3/月）的灾害防治，当应用于大型矿山地质施工时，存在预防灾害有效性较低的不足，为此提出了矿山地质施工中水文地质灾害防治技术研究。本文主要针对矿山地质施工中水文地质灾害防治技术进行简要分析。
关键词：矿山地质；施工；水文地质；灾害防治；技术
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?滑坡与泥石流的灾害防治分析
滑坡与泥石流是矿山地质施工中较易产生的水文地质灾害之一，主要是因地表水与地下水活动产生的，受到地表水冲刷力与矿山表面承载力影响较大。为避免滑坡和泥石流的产生，在施工的矿山上搭建拦挡工程、排导工程、护坡工程，用来防护矿山地质施工中水文地质灾害。
拦挡工程是指在易产生地质灾害的位置，修筑拦砂坝，储泥池等，控制泥石流的固体和雨洪径流，削弱滑坡、弱泥石流下泄量。减小和避免因矿山地质施工所产生的水文地质灾害。排导工程是在矿山地质施工中，修筑急流槽、束流堤，改变泥石流、滑坡流势，减轻控制水文灾害。其修建的束流堤宽度根据历史最大洪峰的1.5倍进行设计。
护坡工程是指对矿山坡面进行加固，防止因地表水冲刷和渗入坡体，造成坡体的滑坡或者产生泥石流灾害，具体防治办法在坡体上可加混凝土方格骨架，也可在护坡上种植草皮树木等，实现滑坡与泥石流的灾害防治。基于崩塌灾害的防治技术分析，完成本文提出的矿山地质施工中水文地质灾害防治技术研究。
3矿山建设过程水文地质问题预防方法
3.1地下水防治的基本要求
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。
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。
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。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。
3.2矿山地下水处理方法
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，既浪費时间还影响施工稳定。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。
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。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。
3.3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。
4实例分析
为保证本文提出的矿山地质施工中水文地质灾害防治技术研究的有效性，进行实验验证，验证过程中，模拟地质施工过程，利用传统水文地质灾害防治技术作为实验对比对象，进行仿真实验。
实验过程中，模拟矿区矿井数量为4个，矿井关系为相互相邻关系，矿山海拔最高170mm，最低40mm，以砂岩、紫红泥岩为主，断层结构复杂，开采斜深172m~190m，矿区水文洪水期月径流量26.5万m3~30.5万m3，枯水期月径流量6.5万m3~10.5万m3，矿区年降水量400mm，年蒸发量1521.0mm，平均气温7.3℃，最高温度37.2℃，最低温度-37.2℃，积雪期110~125天，最大冻土深度72cm，矿区小型地震发生概率3.5‰，中型及以上地震发生概率0.15‰。地震峰值加速度为0.17g，地震动反应谱特征周期为0.25。利用确定的模拟参数，载入仿真实验计算灾害产生可能性，得出实验结果如表1所示。
表1??灾害产生可能性实验对比结果
根据实验结果，得出传统水文灾害防治技术，在洪水期月径流量26.5至30.5万m3下，平均灾害产生可能性为34.8%，提出的水文地质灾害防治技术，在模拟参数范围内，平均灾害产生可能性为8.10%，从而得出，提出的灾害防治技术能够有效的避免灾害的产生和扩大。
5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]新时期煤矿水文地质工作开展研究[J].张端.能源与节能.2018(02)
[2]水文地质在环境保护中的应用探讨[J].付妍.环境与发展.2018(02)
论文作者:赵乐,马鹏坤
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/6
标签：矿山论文; 灾害论文; 水文论文; 地质论文; 矿井论文; 滑坡论文; 地质灾害论文; 《防护工程》2019年9期论文;