礦山地質(zhì)施工中水文地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)研究

李 燕

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 天水741020）

傳統(tǒng)水文地質(zhì)防治技術(shù)采用整體加固、添加支撐和增強坡面防護的方式，進行礦山地質(zhì)施工的水文地質(zhì)災(zāi)害防治，能夠滿足小角度礦山、小洪水徑流量（小于7萬m3/月）的災(zāi)害防治，當(dāng)應(yīng)用于大型礦山地質(zhì)施工時，存在預(yù)防災(zāi)害有效性較低的不足[1]，為此提出了礦山地質(zhì)施工中水文地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)研究。

本文將常見的礦山地質(zhì)施工水文地質(zhì)災(zāi)害，分為兩大類，即崩塌與滑坡泥石流。有針對性的對不同災(zāi)害進行防治，給出防治手段。實現(xiàn)了本文的研究，實驗數(shù)據(jù)表明，提出的災(zāi)害防治技術(shù)具有較高的有效性。

1 崩塌災(zāi)害的防治技術(shù)分析

崩塌災(zāi)害是發(fā)生數(shù)量較多，造成威危險性較大，影響較為惡劣的一種水文地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象[2]。在礦山地質(zhì)施工中，由于施工過程中，破壞了原有的穩(wěn)定性平衡，易造成崩塌災(zāi)害[3]，為此對崩塌災(zāi)害防治技術(shù)進行分析。

受礦山山體外形、和內(nèi)部巖石層結(jié)構(gòu)影響，當(dāng)?shù)V山山體呈大角度時（大于30°），采用灌漿加固的方式用于崩塌災(zāi)害的防治，灌漿加固是指，在原有松動或易產(chǎn)生崩塌位置。進行灌漿作業(yè)防止因松動不牢固，產(chǎn)生崩塌。灌漿原料為混凝土，其灌漿加固厚度可用公式（1）表示[4]：

式中，σ代表礦山山體角度，xi代表礦山抗崩塌有效承載能力，μ代表礦山巖石結(jié)構(gòu)層結(jié)合強度，n代表降雨侵蝕強度，S代表外載力，包括洪水沖刷力、地震等造成的外載力。另外，礦山開采預(yù)留礦柱不得小于外載壓力，若外載壓力過大，預(yù)留礦柱未達到設(shè)計要求，則易產(chǎn)生崩塌。

當(dāng)?shù)V山山體呈小角度時，采用攔擋方式進行崩塌災(zāi)害的防治。清除表面松動部位，對變化較明顯的凸坡進行清除，搭建攔截建筑、落石平臺，升級排水防滲，減小地下水對滑坡巖土的軟化，減小排水壓力，一般排水壓力控制在0.5MPa以內(nèi)，防止因承載重量大于設(shè)計值而造成崩塌[5]，完成了崩塌災(zāi)害的防治分析。

2 滑坡與泥石流的災(zāi)害防治分析

滑坡與泥石流是礦山地質(zhì)施工中較易產(chǎn)生的水文地質(zhì)災(zāi)害之一，主要是因地表水與地下水活動產(chǎn)生的，受到地表水沖刷力與礦山表面承載力影響較大。為避免滑坡和泥石流的產(chǎn)生，在施工的礦山上搭建攔擋工程、排導(dǎo)工程、護坡工程，用來防護礦山地質(zhì)施工中水文地質(zhì)災(zāi)害。

攔擋工程是指在易產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害的位置，修筑攔砂壩，儲泥池等，控制泥石流的固體和雨洪徑流，削弱滑坡、弱泥石流下泄量。減小和避免因礦山地質(zhì)施工所產(chǎn)生的水文地質(zhì)災(zāi)害。排導(dǎo)工程是在礦山地質(zhì)施工中，修筑急流槽、束流堤，改變泥石流、滑坡流勢，減輕控制水文災(zāi)害。其修建的束流堤寬度根據(jù)歷史最大洪峰的1.5倍進行設(shè)計。

護坡工程是指對礦山坡面進行加固，防止因地表水沖刷和滲入坡體，造成坡體的滑坡或者產(chǎn)生泥石流災(zāi)害，具體防治辦法在坡體上可加混凝土方格骨架，也可在護坡上種植草皮樹木等，實現(xiàn)滑坡與泥石流的災(zāi)害防治?；诒浪鸀?zāi)害的防治技術(shù)分析，完成本文提出的礦山地質(zhì)施工中水文地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)研究。

3 實例分析

為保證本文提出的礦山地質(zhì)施工中水文地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)研究的有效性，進行實驗驗證，驗證過程中，模擬地質(zhì)施工過程，利用傳統(tǒng)水文地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)作為實驗對比對象，進行仿真實驗。

實驗過程中，模擬礦區(qū)礦井?dāng)?shù)量為4個，礦井關(guān)系為相互相鄰關(guān)系，礦山海拔最高170mm，最低40mm，以砂巖、紫紅泥巖為主，斷層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，開采斜深172m～190m，礦區(qū)水文洪水期月徑流量26.5萬m3～30.5萬m3，枯水期月徑流量6.5萬m3～10.5萬m3，礦區(qū)年降水量400mm，年蒸發(fā)量1521.0mm，平均氣溫7.3℃，最高溫度37.2℃，最低溫度-37.2℃，積雪期110～125天，最大凍土深度72cm，礦區(qū)小型地震發(fā)生概率3.5‰，中型及以上地震發(fā)生概率0.15‰。地震峰值加速度為0.17g，地震動反應(yīng)譜特征周期為0.25。

利用確定的模擬參數(shù)，載入仿真實驗計算災(zāi)害產(chǎn)生可能性，得出實驗結(jié)果如表1所示。

表1 災(zāi)害產(chǎn)生可能性實驗對比結(jié)果

根據(jù)實驗結(jié)果，得出傳統(tǒng)水文災(zāi)害防治技術(shù)，在洪水期月徑流量26.5至30.5萬m3下，平均災(zāi)害產(chǎn)生可能性為34.8%，提出的水文地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)，在模擬參數(shù)范圍內(nèi)，平均災(zāi)害產(chǎn)生可能性為8.10%，從而得出，提出的災(zāi)害防治技術(shù)能夠有效的避免災(zāi)害的產(chǎn)生和擴大。

4 結(jié)語

本文提出了礦山地質(zhì)施工中水文地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)研究，基于崩塌災(zāi)害防治技術(shù)的分析，以及滑坡、泥石流災(zāi)害防治技術(shù)的分析，實現(xiàn)了本文的研究，實驗數(shù)據(jù)表明，提出的災(zāi)害防治技術(shù)具有較高的有效性，希望本文的研究能夠為水文地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)提供理論基礎(chǔ)。