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矿山地质勘查中水文地质问题分析和水文地质灾害防治论文

发布时间:2024-01-05 11:47:42 文章来源:SCI论文网 我要评论














SCI论文(www.lunwensci.com)
 
   摘要 :在矿山建设中,存在多种水文地质灾害。一旦 发生,将造成严重破坏和经济损失,甚至危及矿工人身安 全,给企业带来巨大影响。因此,在采矿作业前应进行水 文地质调查,及时处理安全隐患,并采取综合防范措施, 最大限度减少不良影响。

  关键词 :矿山,地质勘查,水文地质,地质灾害

  矿山地质勘查与后期工程建设及矿产资源开发密切 相关。若未做好矿山地质勘查工作或收集施工区域相关信 息不充分,将为后续工作埋下安全隐患,引发地质灾害, 不仅威胁矿山作业人员的生命安全,还会对周边环境造 成更大损害。矿区地质灾害的发生与自然和人为原因导致 的地下水流量改变有关,进而影响矿区水文地质环境。因 此,矿山地质勘查应充分预测与观察矿区现状,掌握水文 地质问题,制定科学有效的防灾减灾对策,为施工人员和 周围群众创造良好工作环境, 支持后续施工及采矿工作。

  1 地质勘查中水文地质问题分析

  1.1 地下水上涨引发问题


  地下水上升是地质勘查中的特殊问题,造成原因有人 为和自然因素。地下水持续上升影响当地水文地质构造, 土壤硬度和强度发生变化 ;地基软化、土体松散导致一系 列问题,如盐碱化、沼泽化,再加上土壤被雨水冲刷会造 成严重破坏。这将极大影响工程的正常进行,削弱工程稳 定性, 降低工程施工安全性。

  1.2 地下水下降引发问题

  地下水退化主要由人为因素引起。例如修建堤坝阻止 上游水流, 使下游地下水减少导致地下水位降低 ;采矿时 为保障采矿安全需要抽出大量地下水 ;某些地区为满足 日常用水需求过度利用地下水导致地下水逐渐下降, 引发 地裂、塌陷和地表塌陷,加剧地壳不稳定性,增加地震发 生几率。同时,还会导致资源枯竭,严重影响区域居民生 存,增加自然灾害可能性,破坏区域生态环境和谐稳定,既不能保证社会稳定, 也不能顺利进行项目。

  1.3 地下水频繁升降引发问题

  地下水水位的高程变动很容易受到人工灌溉、人工引 水、天然降雨等多种外部因素的影响。由于天然干旱等原 因,地下水位相对不稳定,经常发生起伏。这会导致该地 区岩土体发生不均匀的变形,严重影响土壤的平整性,降 低土层的承载力, 容易造成构筑物的损坏。

  1.4 地下水压力引发问题

 
 地下水压力的变化也是由人为因素引起的。在工程建 设中,比如矿山等,采用传统的技术和方法会造成局部挤 压,进而引起地下水压力的突然变化。这种变化会影响岩 土承受能力的测量和计算,进而导致结构的变化和破坏, 降低工程的稳定性, 增加事故的发生几率。

  2 矿山地质施工过程中水文地质灾害的主要表现方式

  2.1 矿体结构产生塌陷


  在矿山建设中,由于水文地质条件恶劣,容易发生分 层矿体的结构坍塌。一旦矿体结构坍塌,将引发一连串的 灾难。这是矿山地质建设中非常危险的事故。矿体结构坍 塌的主要原因是水文地质条件。例如,矿体内部含有大量 的碳酸化合物,上部构造较疏松,而下面还有大量的水 流。这些问题导致矿体结构的稳定性降低。长期以来,矿 山地质条件下,矿体结构的稳定性进一步降低,导致矿体 结构破坏,进而影响周边岩体结构和支撑强度,最终导致 严重的矿山结构坍塌。通过工作人员进行调查与分析,确 定了矿山坍塌的主要原因, 并采取相应的防治对策。

  2.2 地面沉降问题

  
随着人民生活水平的提高,对水的需求也越来越大, 相关部门开始加强对地下水的开采和管理。在某些大型矿 山和石油天然气项目的施工中, 地下水环境质量受到严重 影响,导致某些区域的地下水环境恶化,地下水资源开发 困难,进而导致地表的塌陷。地下水环境受到严重破坏是主要原因,对地下水的组成和分布产生了干扰。在这种区 域进行地质工程,会引发水文地质灾害,从而影响矿山的 安全。

  2.3 露天滑坡

  露天滑坡是矿山地质工程中经常遇到的一类问题,也 是发生频率最高的一类问题。通过数据的分析与研究,结 合工作人员的现场调查, 确定了导致滑坡地质灾害的主要 原因。此外,由于矿山地质工作不合理,整个矿山的采矿 工作出现问题,导致滑坡事故发生。最后,由于水文、地 质等因素的作用,大量的水会流入山体滑坡表面,使滑坡 的地质状况变得更加松软, 增加了滑坡发生的几率。


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  3 矿山地质施工中水文地质灾害的防治技术

  3.1 滑坡与泥石流的灾害防治分析

 
 在矿山工程施工中,为了防止发生滑坡、泥石流等地 质灾害,必须在矿山适当的地段修建拦截工程、护坡工 程、排水工程等综合工程,以达到防治工程地质灾害的目 的。其中,拦截工程是指在矿山地质灾害发生部位设置适 当的拦截设备。比如,修建蓄水池,可以科学地控制泥石 流和雨水的流量,减少泥石流的下泄,降低洪水造成的损 失 ;在排水工程中,通过在矿山的地质条件下修建急流 槽、束流堤,改变泥石流和滑坡的流速,起到引导和避险 的作用。而护坡工程则采用钢筋混凝土框架结构来加固矿 山斜坡。此外,在山坡上种植一些草皮和树木,对于泥石 流、山崩等灾害有着很好的控制作用。

  3.2 地表塌陷的防治技术

 
 在矿山地质工作中,防治地表塌陷的方法有 :①对已 形成的塌陷,应采用水泥砂浆、黏土等其他材料,及时进 行充填和封堵, 防止地表水和雨水的渗透 ;②若塌陷在河 床附近,则根据具体情况采取回填、封闭等措施,避免因 塌陷作用而造成地表水流加速 ;③除了以上几种方法外, 还可以在塌陷附近修建堤坝, 有效地阻止雨水的渗透 ;④ 如果有雨水或地下水渗入到塌陷的坑洞中, 需要及时进行 排水,保证塌陷坑一直保持排水,避免二次冲刷导致更大 的塌陷 ;⑤对于浅层石灰岩储层,采用帷幕灌浆,并对渗 入塌陷区的径流进行彻底截断。

  3.3 塌陷灾害的防治技术分析

  在矿山水文地质灾害中,滑坡是最常见且破坏程度较 大的灾害类型。塌陷灾害的产生通常是由于在矿山地质建设中,矿体本身的稳定性受到损害。因此,必须加强对塌 陷的防治技术的研究。

  从矿体的角度来看,当矿体形状和内部岩体结构导致 倾斜超过 30 度时,需要进行注浆加固,以防止灾害发生。 注浆加固主要在可能发生坍塌的地方使用注浆法进行加 固。通常,注浆材料主要采用混凝土,并结合实际塌陷状 况计算注浆厚度。另外,在注浆前应彻底清理掉表面的松 软部分,尤其是突出的突出部分。在此基础上,对原有排 水系统进行改造, 以最大限度地降低系统的压力。


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  4 水文地质灾害的防治工作策略

  4.1 地下水防治工作措施


  为了有效预防和治理矿山的水文地质灾害,必须采取 相应的措施。由于受各种地质条件的影响,国内某些矿山 在进行地质工程时所面临的水文地质条件也有很大差别, 从而对工程建设的质量造成很大影响。因此,在开展地下 水治理工作中,有关工作人员要对其进行有效的核查,并 对其具体组成、变化规律等进行全面调查。在正式开工 前,有关工作人员必须对矿区内的地下水进行全面监控, 并对其进行充分了解, 以及对最大地下水环境流量进行测 试。当出现某些复杂的地下水环境时,应采取相应措施, 以确保地下水环境达到矿山地质施工的安全要求, 避免造 成重大的水文地质灾害。

  4.2 矿体结构塌陷防治措施

  由于矿体结构坍塌是总体发展速度较慢的,其原因主 要受制于水文地质条件。相关的测试人员能够有效地利用 先进的地质勘探方法, 对矿山结构坍塌的各类风险进行精 确监控,并对其进行科学、高效的支持,从而提高矿山的 支护能力和稳定性。同时,有关部门的工作人员要掌握矿 区地下水的具体流向,了解矿区的水文地质状况,从而有 效预防各类安全事故, 确保矿山建设的安全高效进行。

  4.3 露天滑坡防治工作策略

  
露天滑坡是矿山建设中较为普遍的一种地质灾害。 针对露天滑坡的地质灾害, 应采用相应的治理措施, 并在 开采过程中防止出现不合理的作业问题。为了避免大规 模滑坡的发生,在实际工程中必须对控制工作面斜坡的 倾角进行有效控制,从而避免了斜坡倾角的发生。同时, 考虑到地下水环境因素导致的滑坡问题,有关部门必须 设置相应的排水管设施, 以保证污水的排泄, 预防地质灾害的发生。

  4.4 做好勘查工作

 
 水文地质勘查中,有关部门应根据所在地区的地形地 貌、水文气候等因素,结合水文地质条件,制订并提出地 质勘查、设计、施工等工作,保证资料的正确性。在进行 地质勘查时,应密切关注地下水位的变化,了解地下水的 类型、性质、水文状况和岩土的具体状况,并做好相应的 记录,以确保工程的安全。岩土水力学是岩土与地下水相 互作用的一系列特征, 其最突出的特征是岩土的水力性质 和岩土的物理性质。在这种情况下,岩体的软化和膨胀都 会影响到结构的强度和形态, 从而影响结构的稳定性。

  4.5 加强人为因素的防控

 
 由于自然原因造成的水文地质灾害多为不可逆性的, 而由人为因素引起的水文地质灾害是可以避免的, 这对水 利地质灾害的防治具有极其重要的意义。因此,应注重矿 区的生态环境绿化工作,适当扩大植被的覆盖范围,以达 到涵养水源、防风固沙的目的,并能有效地保护矿区的水 文环境。矿山企业应加强对废水的治理,采取合理的处理 方法,防止废水直接排入江河、湖泊,以免污染物质通过 河水流入地下水,导致矿区的地下水环境受到污染。因为 污染水源中含有大量的重金属,会对土壤造成严重的破 坏,从而产生难以估计的地质灾害。另外,通过进行矿山 地质调查,采集相关资料,绘制全面合理的施工图,按照 施工图的要求进行开挖,不仅可以提高工作效率,还可以 避免对矿区环境造成的损害和污染。同时,要防止过度开 采地下水,避免造成水文地质环境的改变,从而大大提高 未来水文地质灾害发生的概率。加强宣传和教育力度,提 高人民的环保意识, 并对违法违规行为进行针对性处理。

  4.6 实时监测水文地质情况

  进行矿山地质调查时,应事先调查当地的水文地质 状况,并在采矿过程中加强对矿区水文地质状况的监测, 以保证水文变化控制在可预测的范围内,防止人员和财 产的损失。在进行测量时,应根据现场条件,对水文地质 勘查难度较大的矿山, 要时刻注意降雨量, 一旦超出警戒 线,就必须采取措施防止大范围崩塌。对于水文地质调查 工作较为简单的矿山, 应尽量避免发生滑坡等问题。相关 部门应按照上述方法建立科学合理的监督机制,确保每个矿山的地质勘探工作符合当地实际,并在施工过程中 严格执行。

  4.7 建设紧急救援团队

  在开展水文地质灾害防治工作的同时,相关部门还应 组建一支应急队伍,并保持其处于工作状态。一旦发生地 质灾害,应急小组将立即派出救援人员前往现场进行救 援,尽量减少对被困人员的人身伤害。救援队伍不仅需要 有管理人员、救生员,还需要足够的医疗人员,以便能在 最短的时间内对伤员进行救治, 防止因伤势严重导致人员 伤亡的发生。

  4.8 提升地质勘查工作的规范性

  对勘探者来说,在分析水文地质问题造成的危险时, 必须结合工程地区的实际情况, 提高地质勘查的科学性 ; 在此基础上,进一步充分发挥水文地质分析在地质灾害 预防中的作用, 并提出了相应的对策。由于水文地质调查 工作的范围很广,因此,在进行地质勘查前,必须制定出 一套科学的勘测方案。在实际调查中, 相关人员要从两个 方面着手。第一,在进行水文地质勘探工作时,要明确自 己的工作重点,同时,还要对今后的工作进行细致的规 划,以保证工程地质调查工作的顺利进行。同时,在关键 的工作中,要加强勘测人员的质量控制,并事先进行统 筹。第二,水文地质勘查工作的程序比较繁琐,对勘查人 员的职业素质要求很高,并严格按照设计规范的要求进 行工作, 以严格控制施工中的违章行为, 保证工程测量结 果的准确性。

  5 结论

  总之,随着矿山开采工作的不断开展,减少矿山安全 事故对矿山安全的持续发展具有重大的现实意义。为此, 必须加大对矿山建设中水文地质灾害防治工作的研究力 度,深入分析、研究各类地质灾害,提前制定相应的控制 对策和应急方案,以确保工作人员的安全。在今后的发展 中,要进一步完善当前的防治技术体系,不断优化各种防 治技术, 从而使矿山生产走向现代化、科学化。
 
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