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矿山工程地质勘查及地质灾害治理对策

2020-01-18李晓露河北省地矿局第八地质大队

环球市场 2020年29期
关键词:突水电阻率采空区

李晓露 河北省地矿局第八地质大队

一、矿山开采中常见的地质灾害

(一)地面与采空区的塌陷

由于岩层的不稳定性,巷道在开采过程中极易发生顶板塌陷。在采空区,煤柱不能承受围岩压力,可能导致地面塌陷。如果在开采过程中不勘探地质条件,在开采过程中可能会破坏不稳定岩层,导致巷道坍塌。乌鲁木齐市某煤矿地面及采空区塌陷不仅对煤矿开采造成不利影响,而且可能造成潜在危害。

在这种情况下,应及时对采空区进行回填,避免因采空区面积大而造成的矿产资源开采隐患;塌陷后,不及时对塌陷区进行回填处理,可能导致二次塌陷。

(二)岩土变化引起的地质灾害

矿山资源的开采也会对原有的地质环境产生影响,因此矿山岩石及表层变形十分普遍。在矿山工程开发过程中,地质灾害最常见的诱发因素是岩土物理性质的变化。由于岩土力学性质的变化而引起的滑坡、崩塌和岩爆灾害,可能是由于岩土的力学特性发生了性的变化。在采矿工程发展过程中,直接的因素是开采过程中围岩和顶板应力的释放,导致岩土形态的变化。如果在开采前进行详细的地质勘探,则根据矿产资源的具体位置进行详细的路线规划,并严格按照有关规范组织生产。为了避免采矿过程中的盲目性,要求地勘人员向采矿人员提供详细的数据和资料。矿山矿产资源开发到一定程度后,由于受人为因素的影响,岩土发生变化,地质滑坡,或在多种力的作用下发生岩爆。岩爆又被称为“矿山冲击”,一般由于受到地壳应力作用,矿坑和顶板围岩出现压缩严重的情况,开采作业中出现自由面,岩石内部的压力突然被释放导致岩石的爆裂。

(三)矿坑突水

矿井突水是矿山开采中常见的突水事故,具有突发性强、危害性大的特点。为了确定地下河、老窑、采空区的位置,必须准确估算矿井涌水量,避免大量地下水流入巷道,造成人员伤亡和工程延误。在地质勘探中,应明确记录矿井地下水位资料。在开采过程中,还需要对地下水位进行实时检测,确保水位处于安全范围内。地下水位的升降不仅导致突水,还会导致地面沉降,对沙土有一定的影响。砂土液化和岩石崩塌,以及水位升降引起的土壤变化。地下水位的升降对矿山工程的影响是多方面的。一般来说,矿山工程开采会导致水位持续下降,更容易导致地面沉降。在地质勘探过程中,对可能发生的突水灾害后的响应措施应包括详细的涌水量估算。如果不能准确估计涌水量,透水断层现象可能诱发其他地质灾害。

二、矿山地质勘查中地质灾害的防治对策

(一)矿山勘查技术

第一,微震监测技术,该技术它能够对整个金属矿山的地质灾害进行监测。从目前的情况来看,我国微震监测技术它在金属矿山的使用已经有着十多年经验,使得该技术被越来越多的矿山企业进行应用。同时,随着它的广泛使用,这一种技术的集成效果与技术方面也在不断提高,它能够充分实现对周边数据的采集以及识别微地震波形态,帮助人们进一步了解矿山的数据。

第二,动态监测系统,在勘查过程中除了需要使用微震监测技术外,也需要应用到动态监测系统,该系统它能够充分的利用周边地理信息以及全球定位进行动态监测,从而在最大化限度中对矿山地质灾害的发展概率进行管控和预防。因此,我们在开展金属矿山开发过程中,应当采用有效的方式来对地震灾害预防和管理。最后,在开采中,常常会因为诸多因素使得受到地质环境以及地理因素的影响,让工作开展受到极大的阻力,那么就可以搭建相关的数据库与共享平台,对监测信息进行充分收集,为做好防治地震灾害打下坚实。

(二)勘查地质灾害防治措施

勘查矿山采空区的方式,我们在勘查过程中,常常应用到的物理勘探方式,主要有着高密度电阻率法以及视电阻率法。关于高密度电阻率法而言,它主要是使用不同的导电特点对矿山进行物理探测的方式,该方式它只能用在勘探浅层的地下水系统。关于视电阻率法,它主要是使用不同的材料属性,这一些材料它的导电性能较好且电阻率较低,属于高绝缘电阻,常常应用在深层的地下水系统勘查。

(三)使用先进技术

3S 技术是当前进行地质勘查的重要技术,进行矿产资源开采的过程中,地下水的使用以及矿洞的挖掘对周围的环境会造成影响。3S 技术是指GPS、RS 和GIS 技术,GPS 技术对灾害发生的区域进行定位,RS 技术对灾害的损坏程度进行鉴定和分析,GIS 技术对地质破坏和灾害发生的信息进行处理和分析,根据数据研究相关对策。采矿安全是当前社会十分关注的问题,需要加大科技投入和教育投入,保证充分掌握矿山地质条件,对可能出现的危险采取相应的防控措施。物探技术是当前进行矿山的质勘查使用最广泛的一种技术方法。物探技术顾名思义就是应用物理原理进行地质勘查的技术,包括超声波探测和电磁波探测等。物探技术进行地质勘查不需要对矿山先进行开采处理,只需使用专业的设备和仪器进行地质勘查,可实现超前探测。

(四)对采空区进行勘查

矿山的地质灾害大都是由于开采到矿山深部形成采空区,失去原有地应力平衡,导致地质不稳定而发生地质灾害,因此,对矿山内部采空区进行分析十分必要。而对采空区进行地质勘查使用较多的物探方法是高密度电阻率法,其基本原理是基于不同地质体电阻率差异来进行探测。在金属矿山开采过程中,首先对其中的矿石种类进行分析,然后根据导电性能的好坏来对采空区进行地质勘查。空气的导电率很低,它是一种绝缘电阻,但是采空区残留矿石的导电性能和空气有明显电阻率差异,因此对这种显著的电阻率差异产生视电阻率断面图和平面图进行分析,就可以清楚了解采空区的实际情况。

三、结论

综上所述,在进行矿山的质的勘察或者进行矿产资源的开发时,不能只考虑到矿产资源本身的价值与利益,还要充分考虑到生态环境等因素,实现可持续发展,也能够推动矿山开采工作安全,健康的进行。

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