中国建筑材料工业地质勘查中心宁夏总队宁夏银川750021
摘要:随着我国经济的不断发展,对能源的需求不断扩大,随之矿业也得到了快速的发展。矿山开采是一项比较复杂的工程,尤其是在安全生产方面,必须高度重视并加以防范,尽量避免出现安全事故,才能保障矿山开采的经济效益,促进社会发展和经济稳定。本文主要探讨水文地质因素对矿山地质的影响,并提出了相应的防范思路和治理对策。
关键词:水文地质;因素;矿山地质;影响
1矿山水文地质水综合防治工程主要方向
1.1地面塌陷防治工程
矿山水文地质水综合防治工程中排水系统的构件会对矿山灰岩的裂缝岩融水水位出下降的情况,导致溶洞内出现填充物同时产生压密沉降的现象,从而形成溶洞上方空腔形成。在溶洞上方空腔的形成,会使溶洞上方土质层失去依靠,缺少支撑物,同时空腔的出现缺少其他物质的及时补充,在空腔中会形成一种真空状态,对溶洞上方土层造成吸蚀情况。除此之外,融水水位的大幅度下降过程中会由于土层本身渗透性所带来的限制,在后期出现下降速度缓慢的情况,形成水头差,造成一定程度渗透坡降,而且对上层覆盖土层产生潜蚀。由于真空与潜蚀的双重影响,在一定程度上会导致溶洞上方相应位置在失去支撑的情况下土粒向溶洞内流失,形成土洞。地下水位的不断下降,会导致土洞不断向上发展,土层不断变薄。当土层厚度减少到一定程度时,在应力作用下,地面会出现坍塌现象。这种坍塌现象在土层薄的地区更容易出现。在矿上地质土洞发展到一定程度时,一旦出现连续降雨的情况,土层自身抗压能力减小,同样会造成塌陷。
1.2地裂缝防治工程
由于地下水会给矿山地质带来溶蚀作用,因此地质基岩顶面会出现较大的起伏情况,上层覆盖土层结构不均匀,在基岩顶部出现上拱部位。由于地质在这种情况下,土质层较薄,尤其在对于一些粉质黏土层与软塑状黏土层来说,会很快变薄消失。矿山开采过程中,矿坑在进行排水后会出现水位下降的情况,土层中水压会慢慢减小,效应力逐渐增加。这时土粒之间缝隙变小,土体出现压缩情况,导致沉降事故发生。由于土层的不均匀分布,在发生沉降时情况也会有所差异。基岩面上拱情况出现区域,其沉降量最小。且除上拱区域的其他部位出现沉降较大,在土层上拱区域出现一定拉张应力,从而导致地面裂缝的出现。
2水文地质因素对地质灾害的影响
2.1地下水位变化引起矿山危害
地下水位并不是一成不变,它会受到外界因素的影响而发生升降的变化。随着我国近几十年来采矿行业的迅速发展,人工采矿业导致很多地方的地下水位发生了巨大的变化。一旦地下水位超出了矿山土层的承受范围,就会导致出现地质灾害。地下水位的变化主要归结为两种,一种是地下水位的上升,一种是地下水位的下降。导致地下水位持续上升的主要因素有气温的变化、施工的破坏、降水量的增加以及人工灌溉等等。当地下水位上升到一定幅度之后,就会造成土壤中出现酸碱化现象,从而腐蚀矿山建筑物,埋下安全隐患。另外,地下水位上升,还可能引发滑移、斜坡崩塌等地质灾害现象。然而这些因素都是自然因素,人力无法更改,只能依靠在工作中加强勘查与分析来进行防范。
2.2地下水压力作用引起矿山土层危害
如果没有外力因素的影响,在稳定的自然环境下,地下水的压力一般会保持在一个平衡的状态,但是如果出现人为灌溉、采矿频繁等因素后,就会使地下水的压力遭到破坏,如果地下水的压力被破坏,就会出现局部压力过大,一旦遇到矿山内部的粉土层,就会出现流砂现象,也就是通常所说的管涌现象,管涌现象会导致矿山基础出现位移现象和变形现象,从而引发非常严重的安全事故。所以在矿山开采的过程中,要尽量减少对地下水构成的压力作用,同时在开采的过程中,不断加强对矿山地质条件的各项指标的监测与记录,及时发现隐患问题,从而尽早采取处理措施,防止出现更大的安全问题。
3矿山地质工程中地下水问题认识
通过对地质工程分析可知,在诸多影响地质工程的不良因素当中,水文地质问题占据最主要的位置。基于复杂的地质条件、水文特征等因素影响,工程单位要想实现地质工程能够顺利开展,则需要结合地质工程的实际需要,不断强化对水文地质问题管理,给予水文地质问题足够的重视,并积极采取优化措施,妥善处理好矿山水文地质存在的问题。与此同时,工程单位还需要结合常见的问题,逐渐展开对地质工程进行勘查,重点加强对地下水等问题进行勘测,及时寻找到其可能会影响地质工程质量等问题。在进行地质工程勘查时,要重点加强对地下水位情况进行测量,分别在丰水期与枯水期进行检测。
而地质工程主要针对水文地质问题进行开展勘查,同时对于勘查季节、水位变化等要求较为严格。只有保证在以上两个条件的基础上,才能够开展有针对性的勘查工作。在做好相关准备工作的基础上,需要深入对矿山水文地质问题等进行勘查,并根据实际的勘查结果进行深入分析,确保水位等问题能够被及时挖掘出来,以此来督促工程单位制定出较为完善的解决方案,为地质工程施工过程中针对水文地质问题解决策略的提出,提供重要的数据保障基础,进而降低水文地质问题对于地质工程的影响。
基于此情况下,工程单位在实际的勘查工作当中,要给予水文地质问题足够的重视,组织专门的技术人员,不断强化岩土工程勘查工作。同时,要确保实际的勘查数据的准确性,从而提高工程单位对水文地质问题的分析能力,进而全面提高地质工程的质量。
4矿山水文地质对地质工程的腐蚀防治措施
由于地质工程周边环境受到污染,造成了水文地质问题污染。而水文地质问题污染主要受到诸多方面因素所影响,这种污染可以采取有效措施对其进行有效的防治。具体的防治措施体现在以下几方面内容:其一,加强对工业生产管理,减少工业废料的排放,最低程度化降低工业废料的影响。其二,加强对污水净化排放工艺管理,不断完善其管理体系,合理利用工业生活的废料。此外,相对于混凝土环境暴露条件,可以通过抗硫酸盐水泥进行防治。基于腐蚀严重的区域而言,可用沥青、高分子树脂等涂膜对桩身进行防腐蚀保护。此外,还可以通过排水换土、场地降水等方法进行防治。
5露天滑坡矿防治
矿山水文地质水综合防治工程中最大难度在于对露天滑坡矿的防治工作。露天滑坡矿出现的主要原因为在露天矿的岩体由于一定重量容易出现滑坡的情况。但是由于矿山整体结构存在一定稳定性,整体结构会存在一定下滑力与抗下滑力。当抗下滑力小于下滑力时,重力会影响到露天矿岩石导致其下滑。因此需要针对矿山抗滑动支撑与岩体物质性质变化两方面进行研究。
在构件抗滑动支撑方面,能够在一定程度上能够降低岩体剪应力,主要采取整平斜角坡、构建挡土墙以及打防滑桩等手段;在促使岩体物质性质变化过程中,通常会采用地下与地表水同时作用使岩体性质发生变化。因此,主要采取修建明沟与暗沟的方式使地下水排出,最大程度减少矿山岩石中的含水量。同时做好矿山地质表面截水沟的修建工作,对截水沟进行合理设计,并对排水沟进行充分利用,及时排出矿山岩体中的地下水。
结语:
总而言之,在工程勘查快速发展的背景下,水文地质工作推动着勘查水平的提高。为了保障矿山工程开发的安全性,在地质勘查过程中做好水文地质温蒂的预防和治理,进而提升矿山的开发质量,以确保矿产事业的持续发展。
参考文献:
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