矿山建设中水文地质灾害防治技术

吴吉虎

【摘 要】随着经济的快速发展，对能源的需求量不断加大，矿产资源开采量的增加，矿山建设规模也在不断扩大。在矿山建设中最重要的就是安全生产的问题，一旦有地质灾害发生，直接威胁作业中的矿工的生命安全，还会造成巨大的经济损失。随着矿山安全事故的层出不穷，安全生产成为矿山建设的重点问题，对水文地质灾害的防治越来越重视。

【关键词】矿山建设；水文地质；灾害防治

引言

为了满足经济飞速发展对能源的需求，我国的资源开采量不断增加，矿山建设的数量和规模不断加大，特别是煤矿的需求量的加大，使得矿产开采运行速度加快。

伴随着开采量的增加，安全生产的问题也成为全社会共同关注的问题。水文地质勘探是矿区建设和开采运行的基础工作，做好水文地质勘探工作对发现水文地质方面的问题，及时采取措施防范和规避十分有利，是预防矿区发生水文地质灾害的基本保障。

一、矿区水文地质勘探的必要性分析

我国地质结构复杂，水文地质受多方面因素的影响，为了矿井建设的安全施工和安全投入运行，必须对矿区进行水文地质的勘探，了解矿区的基本水文地址特征，从而有针对性的制定水文地质的防范方案，设计与水文地质特征相适应的矿井建设。

水文地质勘探的准确性和全面性是矿井建设和运行的技术政策、分类指导的有效依据。对矿区进行水文地质看唐是矿井对地下水进行有效防治的基础，具有举足轻重的关键地位，可以说水文地质勘探工作的质量直接关系着矿井防治水工作的质量。

只有对地下水文地质的情况及其变化规律进行掌握，才能及时的采取有效的措施，真正的做到防患于未然，使工作具有目的性。矿区水文地质勘探技术是建立在地质学科、地球物理勘探学科、岩土工程学科等多种学科的基础之上的，随着其不断的融合和发展，最终形成独立的学科并在实践中不断地发展完善。

二、矿山建设中水文地质灾害的常见类型

传统的水文地质勘探中通过抽水试验、电测井等技术对灰岩含水性的变化进行勘探，但是并没有取得理想的效果。这是由于勘探方法有限，得到资料和数据不全面造成的。

钻孔水位只是表示的混合水位，冲洗液的量也是混合的消耗量，得到的是综合的结果，比较笼统，缺乏详细的资料，无法对岩层钻孔内含水量及其变化规律准确的反映出来。通过钻孔进行抽水试验，不仅耗费大量的人力、物力和财力，而且钻孔抽水数量有限，很多矿区都是混合抽水，试验资料有限，无法为含水层和隔水层的划分方面提供充分的、可靠的依据。

1、因地下水位变化引起的地质灾害

矿山建设完工进行开采时，矿井很有可能会接触到地下的蓄水溶洞或者地下暗河，这样巷道内就很可能涌进地下水，甚至会有泥沙涌进巷道中来。

如果矿井有透水断层或者裂缝存在，地表径流的水流夹杂沉积物和泥沙涌进巷道，造成巷道的堵塞，甚至会对巷道中作业的矿工人员造成安全威胁，将矿井中进行开采作业的机器设备损坏或者掩埋，更严重的会导致矿山发掘系统瘫痪。因为这种灾害无法事先预测，突发性极强，而且破坏力大，会造成非常严重的后果。

2、矿体内含有的易燃物质引起的地质灾害

矿体内可能会含有易燃的气体，如甲烷等。矿井深度不断增加的过程中，受地热的影响井内的温度不断上升，硫的含量也逐渐增加。

矿工在此种条件下进行开采作业，除了对自身的健康度具有一定的影响，如果井内通风条件不好，易燃气体不断地增加积累，如果井内温度过高就极容易引起爆炸的发生，后果不堪设想。

尤其是在煤矿的矿井中，瓦斯爆炸的事故屡见不鲜，带来的后果也极为严重。但是此种地质灾害是具有预见性的，只要做好日常管理的维护工作，采取恰当的预防措施，就可以在很大程度上降低此种灾害的发生率。

3、岩土层变形引起的地质灾害

矿山在投入使用一段时间后，采空的矿体必须对其进行支撑，以防止其发生塌陷。特别是在浅度埋藏的矿区，采空的矿体极易发生塌陷，必须对开采完毕的矿体及时的进行支撑和回填。

近年来，浅表煤矿发生地面塌陷时有发生，不仅影响地面建筑的安全性，影响矿区居民的正常生活，而且会造成一定的经济损失。在对矿区进行开发时，通常会引爆矿脉周围的岩石，因此事先都会对矿区地质情况进行勘测选择起爆点。

但是如果勘测的数据发生误差，就会影响起爆点的准确性，岩石在引爆的过程中如果成喷射状的爆破，会对井下进行开采作业的工人带来安全威胁。

三、矿山建设中水文地质灾害防治的基本原则

无论是在进行矿山建设的过程中，还是矿井投入生产运行的过程中，受到地下水的影响是常见的状况，具有一定的普遍性。地下水的揭露对矿井生产具有不利的影响，轻者影响开采进度，破坏矿区的地质环境，重者会造成矿井发生水文地质灾害，对矿工的生命财产带来威胁的同时还会造成经济上的巨大损失。

矿井透水的灾害屡见不鲜，使得水文地质灾害的防治越发重要。因此，矿山建设必须遵循科学发展、规范建設、关爱生命、安全生产的基本原则，对地下水的类型、分布、变化规律和特点进行详细的勘探和检测，全面了解矿区地下水的基本情况，合理设计，严格施工，全方位的采取各种防治方法。

四、矿山建设中水文地质灾害的防治技术

1、综合物探技术。

综合物探技术结合了地震预测技术和电法勘探技术，主要对矿区的地质构造和矿井水的问题进行勘探。综合物探技术操作起来方便快捷，成本投入低。

在使用物探技术对矿区进行水文地质勘探时，可以将矿区的高分辨率三维地震数据体的作用充分发挥，在根据获取的钻孔资料对采矿的目的层的地质构造进行细致的分析，从而建立起系统的、完整的地层构造的立体图像。

同时配合电法勘探技术对矿区地下水的储存情况、分布情况、岩溶裂隙的程度进行深入的研究和分析，达到对地下构造的隔水层厚度和导水性了解的目的。

2、水文地质灾害防治的具體要求

要达到理想的防治效果，就必须秉持科学严谨的态度，按照规范标准进行施工。

首先，竖井工程的建设要严格按照标准工艺要求进行施工，施工前做好地质勘察工作，全面了解井筒的地质条件，对地下水的基本情况进行分析，预测井筒涌水发生的可能性及涌水量的大小。

其次对于主体井巷的建设在施工前应该根据水文地址勘察的结果编制水文平面图和剖面图，制定详细的地质说明书。施工期间做好水文地质的研究和跟踪工作，根据水文地质条件的变化及时对预测结果进行修改。

再次，在对已知的含水层或导水构造揭露之前利用探水孔对其位置和厚度进行预先的探知，根据探知结果结合具体的实际条件和工程要求制定合理的措施进行预防。

在钻孔开孔5米的范围之内岩体的强度与完整性满足探水孔孔口管的预埋及预埋后可能需要注浆时安全承载需要。如果岩体具有良好的完整性，而且涌水量不大、分散的含水层，可使用普通的凿岩及直接对岩体进行浅孔探水。

3、矿山水文地质灾害的防治技术。

（1）采用排气压入密水泥浆方式水平或仰视探水注浆孔埋设孔口管工艺。

在竖井建设进行钻深孔进行探水或注浆埋设孔口关的工艺多采用先将水泥灌入到孔内，然后再向孔内送入孔口管进去的方法。这种工艺的弊端在于管体和孔壁之间存在一定的间隙，很难做到真正的无缝，要最大程度减小间隙，就需要采取反复压浆的方法，操作起来非常繁琐，又难以保证施工安全。现今采用排气压入浓密水泥浆方式，可以从根本上解决这一问题，且抗渗性良好。

（2）钻孔加装特殊的防突防喷装置。

钻孔的防突防喷装置是高压顶水钻进安全控制最核心的器材。多年的实践证明如果单纯利用钻机的液压卡盘进行防突控制，效果并不理想，无法满足安全防突的需要。如果在钻孔过程中钻具突出钻孔，就会引起安全事故的发生。

现今新开发的异径防突器，在钻杆上进行加装，可以在一千米的高度的水头压力下安全的进行深孔探水。防喷的控制措施是在高压阀门前端安装自伸缩式孔口封闭器、高压阀门与孔口管之间安装四通管、高压阀及减压器。经过实践检验，此种防突访喷装置使用效果良好，极大的提高了钻孔的安全性。

结束语

综上所述，在矿山的建设过程中，经常会出现一些地质问题。这些现象会给矿山的建设带来很大的危害。

为了保证矿山的安全生产，必须要对地质现象进行分析研究，以便保证矿产建设生产过程中的安全。

参考文献：

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