矿山建设中水文地质灾害防治技术论文

2025-05-29 14:55:52 来源: 作者:xuling
摘要:近几年,随着国家经济和社会的迅速发展,矿山建设项目的规模和数量都在持续增长。在矿山建设中,水文地质灾害是一种较为普遍的现象,会给建设人员带来生命危险,也给有关企业造成经济损失。
摘要:近几年,随着国家经济和社会的迅速发展,矿山建设项目的规模和数量都在持续增长。在矿山建设中,水文地质灾害是一种较为普遍的现象,会给建设人员带来生命危险,也给有关企业造成经济损失。因此,建设人员要全面地分析并掌握水文地质灾害,并根据具体情况采取相应的防治技术,从而提升各建设环节的工作效率与质量。基于此,本文首先简要分析矿山建设中水文地质相关的情况,随后分析了在矿山建设中水文地质灾害的防治技术,最后又从多个方面阐述了矿山建设中水文地质灾害防治的应用措施。
关键词:矿山建设;水文地质;灾害防治技术;应用措施
在矿山建设中,水文地质勘察工作关系到后续的开采工作和施工环节的顺利实施,如果未能严格落实地质水文勘察工作,就可能会给后续的矿山建设带来一定的隐患,从而增加形成水文地质灾害的可能性,这不但会影响到矿山建设工作的顺利进行,还会给人们的生命安全带来危害。而造成矿山建设中水文地质灾害的主要原因有两种,即自然因素和人为因素,这两种情况都会使地下水位发生变化,进而改变矿山工程的水文地质环境。因此,在矿山建设时,相关人员要根据矿山建设的实际情况,全面把握可能会出现的水文地质灾害,探究其变化规律,并且要能够采取有效的水文地质灾害防治技术,以保障建设人员及周边群众的生命财产安全,同时也为今后矿产资源的开发与利用奠定基础。
1矿山建设中水文地质的相关概述
在矿山建设中,水文地质调查是矿山建设勘察的一个重要环节,做好矿山水文地质勘察工作能够更好地控制地下水源,降低后期建设过程中因各种不稳定因素所造成的负面影响。首先,在矿山水文地质勘察工作中,一些建设单位只对地下水源的储量及分布状况有初步认识,并未认识到自然条件、矿层及地下水位移动的变化情况,并且对潜在的水文地质灾害问题没有进行深入分析,缺乏有效的防治手段,从而对后续采矿工作产生不利影响,或将给矿山带来难以估量的损失。其次,因为矿山建设资金投入较大、劳动力密集,虽然能创造较大的经济利润,但也存在很多的安全隐患,因此,要保证矿山建设的安全性,就需要做好前期的准备工作。而水文地质勘察的重点就是为了让相关人员能够详细了解矿产资源集中赋存层、地层结构及地下水稳定性等,并且根据实际情况,可采用相应的水文地质灾害防治技术,以达到降低矿山建设风险的目的,充分保证建设全过程的安全。根据矿山建设需要,相关人员需要勘察施工现场的自然情况,包括气象、湿度、降雨量等;对工程周围地区的地质构造进行调查,包括湖泊、草地等;在平原、高原地区要掌握地层的岩土结构、分布情况等。同时,由于地下水源的流动与补充状况受到周围江河湖泊、地面降水、地壳活动等多种因素的影响,因此,有必要对矿山建设地区的地层含水量、岩土结构等进行详细分析,以便获得较为完整的信息。
此外,水文地质环境分为以下几类:第一,在矿山水文地质中,由于地下水活动频繁,会造成矿山建设开采难度较大,需要通过长时间的调研、分析,才能达到在矿山建设过程中安全风险控制的目的,在这种情形下,要尽量降低矿山建设对地下水资源的干扰,对水文环境进行实时监测,尽量降低可能造成的损失;第二,地下水资源相对稳定,经过长期的地下水系统、雨水补给,排泄方向的演变基本上已有一定的规律性,发现大面积水资源不太可能被利用,所以适合进行矿山建设;第三,地下水文环境比较复杂,要与矿山地区的地质情况相适应,对其构造进行全面地分析,构建立体的勘察网络,通过定点监测,对水位地质情况进行优化,在现代信息技术的支撑下,构建长期的动态监测网络,通过长时间的监测,总结、探测水文地质变化规律,并提出可行的矿山建设方案。
2矿山建设中的水文地质灾害
2.1地下水位变化
通常在进行矿山建设前,建设人员会科学地分析矿山的水文地质条件,从而可以防止地下水变化和地质层结构变化对矿山建设的影响,但是部分建设人员没有按照规定分析水文地质变化情况,给矿山建设带来不安全的因素。
此外,在进行建设时,矿山内部的地下水也会发生变化。如不能实时的观察地下溶洞、地下暗河等部位的水资源,这就会增加地下水流入矿山巷道内的概率,甚至会有淤泥进入到巷道中,这种灾害会导致矿山内出现透水断裂、巷道塌陷等现象,对正在矿山中进行施工的人员生命和财产安全构成威胁。同时,在作业过程中,有些机械设备也会遭受不同程度的损坏或埋藏,导致矿山建设不能顺利进行,给建设单位造成较大的经济损失。
2.2岩土层变形
在矿山建设时,建设人员要结合实际情况对矿体进行挖掘,并做好支撑作业,防止矿体在施工中出现塌陷。然而,在矿山建设中,由于矿体挖空造成岩层变形,就会降低矿体内支承支架的综合承载力,从而发生矿体的塌陷事故。
2.3矿山易燃物
由于矿山中的矿物资源很多,矿物资源都由各种化学元素构成,这些矿物资源具有较强的化学性质,在一定条件下会发生化学反应。比如,一些矿物资源在高温条件下会爆炸,其中以甲烷可燃性气体为代表,当气温上升时,这些可燃气体的爆炸概率也会随之增大。除此之外,在矿山建设过程中,随着开采的深入,矿山内的温度也会不断上升,从而就会增加矿山中的可燃物发生爆炸的概率,进而对建设人员的人身安全构成威胁。
2.4滑坡
由于矿山本身的结构和下滑力之间的作用力相反,如果下滑的作用力超过矿山结构本身所能承受的极限,则边坡上的岩石将在重力的作用下向下滑动,产生滑坡。滑坡灾害的成因有以下几个方面:一是在对深层矿产的开采过程中,上部分覆岩层的受力状况逐渐发生变化,从而诱发滑坡;二是由于设计工作做的不够科学,致使开采受限,造成滑坡灾害;三是由于滑坡面内部有地下水或地表水的流入,导致地质结构疏松,从而诱发了滑坡灾害。
3矿山建设中水文地质灾害防治技术
3.1地下水防治技术
在矿山建设过程中,经常会因地下水位的变动而引发地质灾害,因此,需要采取有效的防治措施。首先,建设前需要对矿山建设现场的地下水类型、流向和含量等进行全面调查和分析,了解矿区周围的地形和水文结构,对含水层的具体位置和储水能力进行合理预测,并在此基础上对矿山建设工程进行科学规划,编制施工方案。其次,建设人员需要对矿区的地下水量进行综合监测,并预测巷道涌水量。当巷道涌水量过大时,应立即采用排水钻孔等有关措施,以实现对巷道涌水量的控制,防止由于地下水管理不善而引发的各类灾害。同时,根据矿山的实际情况来设计探水孔,保证其与岩层之间的距离大于10m。另外,尽量采取“疏堵结合”的措施,减少对生态环境的破坏,达到节省成本的目的。
3.2岩土层变形的防治技术
在矿山建设过程中也会因岩土层变形而引起地面塌陷的情况,对此,工作人员可采用以下措施。第一,对于已经产生塌陷的部位,应及时排出塌陷区内的积水,使其处于疏干状态,避免再次发生潜蚀引起塌陷。随后用黏土、水泥灰浆等物质进行回填,以阻止雨水或地面水的渗入。第二,对于近河道的塌陷,除了采取回填措施以外,还要根据实际情况对河道进行分流,以避免因塌陷引起的地表径流进入地下,造成二次坍塌。第三,在塌陷周边修筑围堤,以阻止地表水经坍陷坑倒灌到井下。第四,在浅部灰岩含水层中,采用帷幕灌浆法,阻断地下水流向沉陷区的通道。第五,如果由于真空侵蚀而导致塌陷,可以采取自然通风法,也就是在溶洞中开洞,以排除溶洞中的负压,避免因负压存在导致的坍塌。此外,建设人员要注意观察塌陷的部位,如果发现存在积水或者漏水等问题,就要立即进行处理,避免再次发生坍塌。
3.3易燃物质爆炸灾害的防治技术
首先,为了保证矿山建设环境的安全性,需要确保矿山内的空气的流通,避免产生爆炸的危险。其次,对建设场所内的甲烷浓度进行动态监测。只采用通风换气的措施是不能确保将可燃气体完善排除的,这就需要安装相应的先进设备,对其进行实时监控,如果可燃气体浓度超过规定值,就会立刻报警,并采取相应的措施。此外,如果是在矿洞里进行爆破,就要让所有人员离开矿洞,到安全的地方避免发生意外,并拉安全警戒线,用来提醒其他施工人员的注意。
3.4滑坡灾害的防治技术
首先,对矿山边坡的坡脚处进行平整处理。滑坡灾害往往因岩体本身的自重而产生,在对边坡的坡脚治理完成后,可减小坡体表层的动力加速度。如果边坡倾斜度较大,则不能简单地采用坡面削缓方法,而是要在边坡上建造一个阶梯,这样才可以最大限度地减少岩石在滑坡中的动能,从而减少滑坡灾害的出现。其次,采用挡土墙来进行施工。通过修建挡土墙可以改善山体滑坡灾害,在采用此种方法的时候,需要先修建排水系统,以便将滑坡区的地下水迅速排出。除此之外,还应对地下水和地表水进行有效治理,以避免其对岩石性能产生影响。一是修建地面截水沟,有效地拦截滑坡上部的径流;二是修建排水渠,通过暗沟、明沟等方式迅速排出地下水,减少岩石中的水分,保证岩石层的结构不会发生变化。
4矿山建设中水文地质灾害防治的应用措施
4.1加强水文地质环境实时监测
首先,在矿山建设中,由于大多数水文地质灾害的出现都比较突然,因此,各相关部门需要通过地质调查来确定矿山建设地区的水文地质状况。在水文地质勘察过程中,要将工作方法、应用范围、调查目标梳理清楚,对各种项目也要进行详细的定义,为进行动态监测提供支撑和保障。同时,建设单位需要利用现代化的信息技术对矿山水文地质的环境进行实施监控,综合采集各种资料,并对其进行分析和处理,提高监测工作的效率和准确性,以确保所采取的水文地质灾害防治技术措施是满足实际需要的。此外,建设单位还要根据实际的情况,对矿山的降雨量进行准确计算,如果超过警戒值,就要加大疏导和管理,避免矿山发生坍塌。
4.2加强人为因素方面防控
由自然因素造成的水文地质灾害具有不可逆性,但人为因素造成地质灾害的情况是可以避免,这也是水文地质灾害防治的一个关键步骤。首先,工作人员要通过对矿山周围水文地质环境的认真调查,加强养护人员对矿山绿化的管理,提高矿山的植被覆盖率,从而增强矿山内涵养水源和防风固沙的能力,使矿山建设区域内的水文地质环境得到良好地保护。其次,注重水环境的保护。由于在矿区内被污染的水源中重金属含量较高,会侵蚀土壤环境,造成严重污染。这就需要对建设过程中产生的废水进行严格控制,防止未经处理的工业废水直接排入到自然水资源中,污染矿区的地下水系统。另外,在矿山建设过程中,要防止过量开采地下水,以免对水文地质环境造成影响,从而减少后期施工过程中发生的水文地质灾害。
4.3强化防治工程规划工作
目前,国家各部门对矿山加固工程的重视程度日益提高,要使矿山建设顺利进行,建设单位就需要充分分析滑坡、坍塌等现象产生的原因,并综合考虑矿区的水文地质情况和实际可能出现的灾害,从而合理地推断出造成这种灾害的具体原因。同时,有关部门应充分关注地质灾害频发的地区,根据实际情况采取相应措施,防止类似问题再度发生。比如,由于边坡地貌也是矿山施工中较为普遍的地貌,工作人员需要对该地貌进行实时监测,比对监测过程中发生的有关资料,一旦发生变形,便可及时进行处理。在进行各项工作前,有关部门都会聘请专业人员对施工团队进行评审,以保证矿山建设的安全性。此外,要想最大限度地减少矿山建设过程中的水文地质灾害,就需要做好区域生态系统的维护与管理,有关部门需要对所在地区的实际矿山建设情况进行调查,对原有的生态环境进行修复,对存在的生态问题进行治理,以保证该矿山开发的规范化。并且对私挖乱采等违法开采活动也要予以严厉打击,防止该地区的矿产资源的枯竭。
4.4积极引入前沿技术措施
随着现代科技的不断创新和发展,建设单位需要在矿山建设中积极引入尖端技术和先进设备。由于矿山建设的水文地质情况比较复杂,这就需要充分发挥地理信息系统、遥感技术、数字信息技术等优势,以更好地适应不同环境下的矿山水文地质的勘察需求,为后期有效防控和治理水文地质灾害提供技术力量。例如,地震勘探技术就是利用矿山下介质的弹性、密度等方面的差别来进行勘探,利用地震波的传播和接收来全面了解矿层的特性,这有助于后期矿山建设工作的顺利进行。
4.5建立应急救援团队
在矿山建设中,一旦出现水文地质灾害,很可能会造成较大的人员损失和经济损失。为了保证在出现事故后,能及时地组织相关人员进行抢救工作,将损失降到最低,建设单位就需要雇佣专业的应急救援队伍,并且对相应的技术人才进行培训,以提高相关管理人员和救生人员处理问题的能力。另外,还需要大量的医护人员,以保证伤员在最短的时间内得到及时治疗,避免出现伤残甚至死亡的情况。
5结语
综上所述,在矿山建设过程中,水文地质灾害会直接影响到矿山建设项目的发展和建设质量。因此,在具体的建设工作过程中,建设单位需要重视矿山建设过程中出现的各种水文地质灾害,对水文地质进行全方位的分析,包括地下水位、岩土层构造、含水量和地质结构变化趋势等,并且根据实际情况来采取相应的灾害防治技术,才能有效地改善矿山建设的质量,降低安全事故的发生概率,为矿山建设创造具有更高安全性的施工环境。
