水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在礦山地質(zhì)災(zāi)害防治中的應(yīng)用

唐勤

（中建材西南勘測設(shè)計有限公司，成都610000）

1 引言

礦山資源在開發(fā)過程中出現(xiàn)的多種不同的地質(zhì)災(zāi)害，導(dǎo)致礦山工作受到影響，嚴(yán)重威脅工作人員的生命財產(chǎn)安全，所以，需要加強(qiáng)礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治工作。水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)因其獨(dú)特的優(yōu)勢，在礦山地質(zhì)災(zāi)害防治中發(fā)揮出了很好的應(yīng)用效果，與傳統(tǒng)地質(zhì)技術(shù)相比，水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)防治效果更加有效，能夠顯著促進(jìn)礦山地質(zhì)災(zāi)害防治工作質(zhì)量提升。因此，近年來水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在礦山地質(zhì)災(zāi)害中得以廣泛應(yīng)用，在很大程度上提高了礦山生產(chǎn)的安全性，為生產(chǎn)工作人員提供了更可靠的安全保障。

2 水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在礦山地質(zhì)災(zāi)害防治中應(yīng)用的意義

水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在我國地質(zhì)災(zāi)害防治工作中具有廣泛的應(yīng)用。在我國地質(zhì)災(zāi)害工作不斷進(jìn)步的背景下，水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)得到了很大的發(fā)展，應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，近年來，在我國礦山建設(shè)中得到了較為廣泛的應(yīng)用，尤其是現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，對水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在礦山地質(zhì)災(zāi)害防治中的應(yīng)用發(fā)揮了關(guān)鍵的推動作用。與此同時，在國家提出“綠色礦山”建設(shè)目標(biāo)后，綠色礦山建設(shè)成為我國資源開發(fā)的重點(diǎn)建設(shè)工程，通過將現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用于綠色礦山建設(shè)工程中，能夠全面提高綠色礦山的管理水平。數(shù)字化技術(shù)、信息化技術(shù)以及自動化技術(shù)能夠有效推動礦山生產(chǎn)工藝進(jìn)步、管理水平提高，為綠色礦山建設(shè)提供更加全面的信息資源，在綠色礦山建設(shè)工程中發(fā)揮了重要的作用。水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在礦山地質(zhì)災(zāi)害防治中的應(yīng)用，拓寬了礦山地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測范圍，促進(jìn)了礦山地質(zhì)災(zāi)害防治水平提升，同時，也推動了礦山地質(zhì)災(zāi)害防治工作向科學(xué)化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化方向不斷邁進(jìn)。現(xiàn)如今，水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)已成為礦山地質(zhì)災(zāi)害防治中不可或缺的重要技術(shù)手段，是提高礦山生產(chǎn)安全性的必要技術(shù)措施[1]。

3 礦山常見地質(zhì)災(zāi)害分析

地質(zhì)災(zāi)害可以分為地震、坍塌、滑坡、地面沉降以及地面裂縫等類型，因?yàn)榈V山生產(chǎn)的獨(dú)特模式，需要對含有礦產(chǎn)資源的山體進(jìn)行挖掘與改造。所以，相比于其他生產(chǎn)領(lǐng)域更容易出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害。礦山開發(fā)范圍內(nèi)一旦出現(xiàn)了地質(zhì)災(zāi)害，不僅會導(dǎo)致礦山基礎(chǔ)設(shè)施被損壞，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，還會威脅礦山資源開采作業(yè)人員的生命安全。根據(jù)我國礦山地質(zhì)災(zāi)害過去的發(fā)生情況，礦山區(qū)域內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害有以下幾種。

3.1 地震

地震地質(zhì)災(zāi)害是最為常見且破壞性最強(qiáng)的地質(zhì)災(zāi)害類型之一。地震災(zāi)害屬于自然因素，無法人為控制，是由于地球板塊的運(yùn)動而產(chǎn)生的劇烈的相互作用，具有較強(qiáng)的不確定性，現(xiàn)有技術(shù)水平還不能做到對地震災(zāi)害的準(zhǔn)確預(yù)警，而地震災(zāi)害在礦山區(qū)域內(nèi)發(fā)生會導(dǎo)致山體以及建筑物倒塌，相比于其他區(qū)域所造成的危害性更大，所以，需要做好水工環(huán)地質(zhì)工作，提高礦山生產(chǎn)應(yīng)對地震災(zāi)害的能力。

3.2 坍塌

坍塌地質(zhì)災(zāi)害是因?yàn)閹r體在外力或重力的作用下，自身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性被破壞，從而導(dǎo)致坍塌地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。一般情況下，坍塌大多發(fā)生在坡度超過50°、高度超過30 m的山體斜坡中，而礦區(qū)內(nèi)存在著部分符合坍塌地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生條件的工作區(qū)域，因此，礦山內(nèi)坍塌地質(zhì)災(zāi)害時有發(fā)生，坍塌后的山體會對房屋建筑、生產(chǎn)設(shè)備以及作業(yè)人員造成很大的安全威脅[2]。

3.3 滑坡

滑坡也是在山體中常見的一種地質(zhì)災(zāi)害，是指在重力作用下，山坡上的土體、巖體等發(fā)生的滑落現(xiàn)象，從而對山坡以及山體下的建筑物、人員等造成破壞，是一種破壞力較強(qiáng)的地質(zhì)災(zāi)害?；碌刭|(zhì)災(zāi)害與山坡的植被、防護(hù)結(jié)構(gòu)以及降雨等有著密切的關(guān)系，如果礦山內(nèi)山坡缺少植被保護(hù)，也缺乏相應(yīng)的防護(hù)措施，發(fā)生強(qiáng)降雨天氣時很容易出現(xiàn)滑坡地質(zhì)災(zāi)害，從而對礦山生產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅。

3.4 地面沉降

地面沉降是因?yàn)樽匀灰蛩鼗蛉祟惞こ袒顒铀鸬囊环N地質(zhì)災(zāi)害類型。例如，礦山內(nèi)地面承載能力不足，卻建設(shè)了大規(guī)模的建筑工程，在建筑物自重作用下會導(dǎo)致礦山區(qū)域地面出現(xiàn)較大沉降，從而引起建筑物倒塌以及其他一系列危害，造成較為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

3.5 地面裂縫

地面裂縫包括地殼構(gòu)造運(yùn)動引起的地面裂縫以及地下水資源不合理開發(fā)引起的地面裂縫。在礦山生產(chǎn)過程中，需要抽取大量的地下水，所以，地面裂縫地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率較高，而地面出現(xiàn)裂縫后，會出現(xiàn)許多安全隱患，地面裂縫寬度或長度增加最終會導(dǎo)致礦山出現(xiàn)其他更為嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害，對礦山生產(chǎn)造成很大影響。

4 水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在礦山地質(zhì)災(zāi)害防治中的應(yīng)用分析

隨著水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)的不斷發(fā)展，其在礦山地質(zhì)災(zāi)害防治工作中取得了良好的效果。近年來，在我國大力開展綠色礦山建設(shè)過程中，水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)的應(yīng)用得到了很大的重視，水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)能夠很好地解決礦山建設(shè)中的多種地質(zhì)災(zāi)害問題，發(fā)揮較好的防治作用。

4.1 水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在地震地質(zhì)災(zāi)害中的應(yīng)用

如果礦山地區(qū)發(fā)生了地震地質(zhì)災(zāi)害，不僅會導(dǎo)致礦山內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施被破壞，還會導(dǎo)致礦山內(nèi)部地形地貌發(fā)生很大變化，同時，還會引發(fā)其他許多次生地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。地震地質(zhì)災(zāi)害主要是由地震作用引起的導(dǎo)致礦山區(qū)域內(nèi)地質(zhì)環(huán)境出現(xiàn)失衡的問題，例如，礦山山體倒塌、水災(zāi)等。水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在礦山地震災(zāi)害中的應(yīng)用需要注意以下幾點(diǎn)內(nèi)容：

1）技術(shù)人員需要充分了解地震災(zāi)害引起的次生災(zāi)害類型，并獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)和信息，加強(qiáng)對宏觀信號的觀測，從而提高地震災(zāi)害的預(yù)測效率，以便在地震災(zāi)害來臨前采取應(yīng)對措施，將地震災(zāi)害對礦山造成的損失降到最低。

2）加強(qiáng)水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)與遙感技術(shù)的結(jié)合運(yùn)用，通過遙感技術(shù)來觀測礦山區(qū)域內(nèi)地形地貌特點(diǎn)，并加強(qiáng)日常數(shù)據(jù)收集，可以為地震災(zāi)害的防治工作提供更多的科學(xué)的數(shù)據(jù)支持，有效控制地震次生地質(zhì)災(zāi)害造成的損失[3]。

4.2 水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在坍塌災(zāi)害中的應(yīng)用

若對礦山資源開發(fā)不合理，會導(dǎo)致山體自然環(huán)境被破壞，從而增加山體坍塌地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生率。因此，為了防止坍塌災(zāi)害發(fā)生，需要加強(qiáng)水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)應(yīng)用，建立明確的預(yù)防機(jī)制，防止發(fā)生不科學(xué)資源開采情況，減少因礦產(chǎn)資源過度開采導(dǎo)致山體結(jié)構(gòu)被破壞，影響山體承載能力。在坍塌地質(zhì)災(zāi)害治理過程中，技術(shù)人員需要通過水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)做好預(yù)警工作，對可能會發(fā)生坍塌地質(zhì)災(zāi)害的山體進(jìn)行科學(xué)監(jiān)測，根據(jù)礦山體的基本特點(diǎn)以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征，通過計算的方式對坍塌災(zāi)害可能發(fā)生的概率以及危害程度進(jìn)行判斷，在科學(xué)評估后制訂相應(yīng)的應(yīng)對方案，有效提高礦山出現(xiàn)坍塌地質(zhì)災(zāi)害時工作人員的應(yīng)對能力，有條不紊地開展救援工作，降低坍塌災(zāi)害的影響。

4.3 水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在滑坡災(zāi)害中的應(yīng)用

水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在礦山滑坡地質(zhì)災(zāi)害中具有良好的應(yīng)用效果，主要是在收集礦山內(nèi)部地質(zhì)信息、氣象信息以及地質(zhì)災(zāi)害相關(guān)信息的基礎(chǔ)上，探明礦山區(qū)域內(nèi)地形地貌、地層巖性、構(gòu)造和富水性、地表水情況等信息，結(jié)合當(dāng)前礦山山體內(nèi)植被情況，通過模擬計算的方式判斷當(dāng)發(fā)生強(qiáng)降雨天氣時礦山內(nèi)可能會出現(xiàn)滑坡地質(zhì)災(zāi)害的情況，根據(jù)水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)所得到的數(shù)據(jù)和信息，開展防治措施，提高礦山滑坡災(zāi)害的防治效果。（1）利用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)建立礦山滑坡地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)應(yīng)以宏觀監(jiān)測、相位位移、絕對位移等相關(guān)數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)和重點(diǎn)，在規(guī)劃好監(jiān)測區(qū)域之后，設(shè)定全面科學(xué)的監(jiān)測點(diǎn)，在監(jiān)測點(diǎn)中設(shè)置相應(yīng)的設(shè)備和傳感器、智能控制設(shè)備等，對特定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行全面監(jiān)測。（2）滑坡的主要危害是土體、巖石等從山體中滑落，為了降低礦山滑坡災(zāi)害的危害，可以采用建造支擋構(gòu)造物的方法，尤其是在一些大型滑坡山體中，依靠改變地形和排水等不能起到較好的效果，需要采用建造擋墻、沉井、攔石柵欄等方式，對滑落的土層、巖石等進(jìn)行阻擋，有效降低滑坡災(zāi)害對礦區(qū)生產(chǎn)的影響[4]。

4.4 水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在地面沉降中的應(yīng)用

在礦區(qū)中發(fā)生的地面沉降災(zāi)害主要是由于抽取了過量的地下水用于生產(chǎn)，導(dǎo)致地下水水位降低，進(jìn)而引起地面沉降過大，導(dǎo)致礦山山體以及建筑物等遭受到不同程度的破壞。因此，需要采用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)對地下水位和地下水污染情況進(jìn)行監(jiān)測，結(jié)合地下巖土情況，對人工邊坡的穩(wěn)定狀態(tài)、采空區(qū)以及不良地址現(xiàn)象進(jìn)行調(diào)查，從而制訂科學(xué)的應(yīng)對方案。利用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)開展地下水變化情況監(jiān)測，能夠得到科學(xué)的地下水位實(shí)時數(shù)據(jù)，從而幫助礦山生產(chǎn)作業(yè)及時調(diào)整地下水抽取量，如果地下水位降低，則需要減少地下水抽取，使其得到自然補(bǔ)充，直到地下水位變化情況正常。除此之外，還可以采用測繪方式，礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)環(huán)境的地質(zhì)測繪比例尺一般在1∶10 000~1∶2 000，測繪范圍包括礦床開采、疏于礦床可能會造成的地面沉降問題，通過科學(xué)的測繪工作，能夠得到較為準(zhǔn)確的礦山地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)，以該數(shù)據(jù)指導(dǎo)礦山開采工作，能夠有效避免地面沉降過大等災(zāi)害發(fā)生。

4.5 水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在地面裂縫中的應(yīng)用

地面裂縫屬于常見的地質(zhì)災(zāi)害，尤其是在礦山建設(shè)中。礦山開采中爆破等作業(yè)方法，都會導(dǎo)致礦山區(qū)域內(nèi)地面出現(xiàn)不同程度的開裂問題。因此，通過采用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)，可以查明礦床開采油罐的水工地質(zhì)條件及沿著垂直巖層、構(gòu)造線的方向?qū)χ匾牡刭|(zhì)體、接觸帶、地質(zhì)災(zāi)害和不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育地帶的情況。在這些區(qū)域內(nèi)開展開采作業(yè)需要高度重視地質(zhì)災(zāi)害問題，通過制定科學(xué)合理的應(yīng)對措施降低因人為活動對礦山自然環(huán)境的影響，從而有效避免地面裂縫等災(zāi)害發(fā)生。由此可見，通過應(yīng)用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)，能夠減少地面地裂縫問題的發(fā)生，通過水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)所獲得的信息能夠有效指導(dǎo)資源開發(fā)作業(yè)工作開展。

5 結(jié)語

綜上所述，本文詳細(xì)闡述了水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在礦山地質(zhì)災(zāi)害防治工作中的重要應(yīng)用意義，并提出了多項(xiàng)優(yōu)化水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)的可行策略，希望能夠?qū)ξ覈V山建設(shè)發(fā)展發(fā)揮出一定的借鑒和幫助作用，從而促進(jìn)我國礦山建設(shè)水平提升，緩解我國社會生產(chǎn)資源緊張問題。