摘要:隨著人們對礦產資源的需求不斷提升,在進行礦產開采的過程中還經常出現一些水文地質災害,這些災害主要表現在地質勘察上,其對地質礦產勘察的準確性和其他方面都產生非常嚴重的影響。因此這就需要在進行礦山地質勘察的過程中,選取適當的技術手段,有效減少在地質勘察中出現的災害,促使礦產開采更加順利的進行。
關鍵詞:礦山;地質勘察;水文地質;問題;預防措施
引言:地下水既是構成巖土體的重要組成部分,直接影響巖土體的礦山特性,成為改變巖土體特征的因素之一,直接影響建筑物的穩定性和耐久性。由于礦山勘察中對水文地質條件調查、研究的不深入以及沒有足夠的重視,導致地下水引起的各種巖土礦山危害時有發生。為此,正確評價地下水對巖土工程和建筑物的影響,避免其對礦山造成不必要的損失和危害。
一、礦山水文地質的分類
礦山的一切采掘行動起始于礦山的地質調查和勘探,只有地質調查和勘探工作做好了、做細了,后面的采掘行動才能夠有技術的支撐和安全的保障。而礦山水文地質調查又是礦山地質調查的重要組成部分,它的詳細與否、準確與否直接關系著礦井的水害防治,所以,在礦山采掘活動中必須要礦山水文地質調查工作做到位。
為了有針對性地做好礦井水文地質條件的評價工作,一般來說,我們可以根據受采掘破壞或影響的含水層性質、富水性及補給條件,單井年平均涌水量和最大涌水量、開采受水害影響程度和防治水工作難易程度等影響指標,把礦井水文地質劃分為簡單(根據礦井的具體情況,進行正常的水文地質工作)、中等(根據開采需要,進行一些單項的水文地質補充調查、勘探、試驗、動態觀測和正常的井下水文地質工作)、復雜(根據各礦的特點和開采需要,參照中等型礦山的要求進行工作)、極復雜(必須按照水文地質特點和開采需要進行補充調查、勘探和專門試驗,建立井上、下水動態觀測網,堅持長期觀測,健全觀測資料臺帳和歷時曲線等)四個類型。
二、地質勘察中水文地質的若干問題
1、地下水問題
水位地質勘察中的地下水問題是比較突出的問題,對于這一問題要能得到充分重視。在地下水的問題上主要體現在潛水位的上升層面,因為潛水位的上升有著諸多危害存在,一旦這一問題存在就會對地基產生軟化作用,這樣就將粘性土的含水量大大的增加,從而在巖土的強度就因為含水量的增加而降低,對建筑工程就會造成沉降以及變形的危害。還有是潛水位上升會使得地基隆起,以及在兩側出現位移的情況,這樣就會使得建筑基礎存在著上浮的問題,對建筑的穩定性就帶來了很大的危害。同時,也會使得巖土體的力學性能因此而降低。
另外,水文地質勘察過程中的地下水問題還體現在水位下降層面。在這一過程中也會有著諸多危害,如果是水位下降,對巖土的密度就勢必會造成相應的影響,對土體的承載力就會大大增加,這樣就比較容易造成地面的沉降以及坍塌問題的出現。還有就是在水位下降的時候比較對木樁的質量帶來影響,容易造成木樁的腐爛問題發生。再有是水文的下降會使得含鹽層發生溶解,并且會對建筑物造成相應的破壞,同時,由于地下水的下降,就會對巖土的膨脹收縮的概念大大增加,最終就會造成地裂的問題發生。
2、巖土體變形
(1)礦山地面和采空區塌陷。地面塌陷主要發生在地下以井巷開采的礦山。在礦山采空區,若保留礦柱不足,或因礦柱受損而失去支撐能力,就會造成地面塌陷。特別是那些礦體埋藏較淺,產狀較平緩的礦區(如煤礦),地面塌陷現象更為常見。
(2)采礦場邊坡失穩、滑坡與巖崩。主要原因是不合理開采如采剝失調、邊坡角度過陡等造成,這種災害多發生在露天開采的非金屬礦山和建材礦山。
(3)坑內巖爆??觾葞r爆又稱礦山沖擊,這是因礦坑周邊和頂底板圍巖,在受到強大的地殼應力作用而被強烈壓縮,一旦因采掘挖空出現自由面,即有可能產生巖石地應力的驟然釋放,導致巖石大量破裂成碎塊,并向坑內大量噴射、爆散,給礦山帶來危害和災害。
(4)采礦誘發地震。
(5)場庫失穩。
三、地質勘察中水文地質問題的解決策略
1、地下水問題解決策略
對水文地質的勘察過程中地下水問題的解決,要能從多方面加以考慮并實施措施。首先要能對水文地質的勘察評價內容進行明確化,由于對地下水的影響因素比較多樣化,所以要能對這些影響因素的評價能夠明確化。并要能結合實際來制定相應的措施和處理方案。在進行勘察的基礎上對水文地質資料準確的加以提供,要能在勘察報告當中,對水文地質勘察基礎設計以及礦山生產相緊密結合,進行綜合性的加以評價。
為能夠有效保證水文地質勘察中分析的科學合理性,就要能對相應的措施得到科學性的應用。要能夠對地下水活動對巖土體產生的一些作用的分析也要能夠詳細化實施。只有將這些得到了充分重視,才能真正保障地下水問題的解決。
水文地質勘察中地下水問題的解決,要能??建科學化的地下水勘察機制。在機制的科學完善建立下,就能對水文地質勘察的效果良好呈現起到積極保障作用。只有在機制的建立上能得到完善性的建立,才能對實際的變化得到有效適應。并能最大程度的將地下水的問題得到有效解決。不僅如此,還要能夠充分的強化地下水地質勘察的技術含量,將一些先進的技術在勘察中得到充分的應用。
對水理性質研究工作要能得到充分重視和進一步的加強研究。由于巖土水理性質是在巖土以及地下水相互作用下進行顯示的,這就對水文地質的勘察帶來一定的影響。通過理論的研究加強,能夠充分的了解地下水的問題存在的原因,有利于對實際問題的有效解決。
2、礦山采空區地質災害防治
礦山深處是礦山地質災害的多發區,在進行勘察工作時,通常采用物理勘察方法,即高密度電阻率法、視電阻率法及瞬變電磁法。高密度電阻率法就是指把礦山地質中的巖土導電性差異作為基礎的一種物探方法,主要對一些采空區的地下水系進行勘察;視電阻率法與導體材料性質密切相關,正常情況下,金屬礦山是一種良性導電體,呈現出流化物礦體形態,電阻率通常較低,由于空氣的性質為絕緣高阻,可以看出硫化物礦體和空氣電阻率之間存在明顯差異,因而就充分利用了二者之間的物理差異性,探明采空區;采用瞬變電磁法時,由于接地線源和不接地回線能夠像底層下方發送一次脈沖電磁場,當一次脈沖電磁場出現間歇時,可以利用線圈或者接地電極對地下二次渦流的變化情況進行觀測,最終實現地質勘察目的,瞬變電磁法具有探測距離遠、探測速度快信號強及分辨率高等特點,因而在礦山采空區地質災害防治中得到了廣泛應用。 3、礦山地質災害的防治措施
當明確了采空區的詳細位置之后,針對礦山采空區地質災害的防治措施通常包含以下三種:一是進行采礦的進程中,進行采空區的回填工作;二是針對一些存在坍塌隱患的地方設置預警策略,針對礦區現有的建筑實施對應的預防策略;三是礦山的設計與開采應當盡量避免城市建筑與重要設施。
第一,運用3S技術,加強對礦山災害預測的能力。在礦產開發的時候,不可避免的對對礦洞挖深,抽調地下水,這其實就是在破壞環境,我們要做的就是控制住這種趨勢,以免過多的破壞帶來巨大的損失,GPS技術可以精確的定位災害發生地點;RS技術可實時對礦區的形態,破壞程度監控;GIS技術可對災害信息有效分析,方便施工人員掌握礦區信息。
第二,保護礦山環境的政策。實踐證明,要保持對自然環境的良好的狀態,一個適當的政策方針是必不可少的,政策的出現可促使人們有意識的在開發和利用的過程中進行“合理開發,合理利用”的思想,有效的政策,如“誰污染,誰治理”能夠強制性的規范單位對資源的開發過程。
第三,建立完善的礦山環境保護體系。整個體系應該覆蓋調查、勘察、開發、評價和后續的管理過程,對整個開采構成予以正規化、專業化、規范化,確保每個開采單位對整個體系的遵守。這就要求整個體系標準要統一、適用范圍廣,才能夠完成交互的需要。
結語:受多方面因素影響,水文地質勘探工作的開展經常無法依照相關規范、標準執行,造成報告中的數據將會與實際情況存在差異,從而增添了礦山工程的難度。因此在礦山水文工作中需要對前人的工作加以總結并合理應用,對存在遺漏的地方要及時補充,在掌握礦山實際情況的基礎上設計出合理的防治水方案。
參考文獻
[1]李堅.巖土工程勘察中的水文地質問題分析[J].中國新技術新產品,2014,32(8):74-76.
[2]陳曉紅.芻議水文地質巖土工程勘察設計和施工[J].環球人文地理,2016,23(4):53-55.
[3]陳敏進.淺析水文地質巖土工程勘察設計及施工[J].低碳世界,2015,21(3):142-143.
[4]黎惠挺,?W釗,何深龍等.水文地質巖土工程勘察設計及施工[J].城市建設理論研究(電子版),2015,15(13):1502-1504.