水工环地质技术在矿山地质灾害防治中的应用分析

摘要：在当今社会高速发展的当下，矿产资源的需求量逐渐增加，进而促进了矿产开采业的蓬勃发展。地质灾害的出现会给矿山开采带来重大影响，因此矿山地质灾害防治工作备受相关认识的高度关注。在此背景下，水工环地质技术的重要性愈加凸显出来。

关键词：水工环地质技术；矿山地质灾害；防治；应用

引言

在矿山开采活动日益频繁的背景下，地质灾害风险的发生概率显著升高，按照风险的诱因，可将其划分成工程地质灾害、水文地质灾害与环境地质灾害三种类型，需要通过行之有效的防治措施，从源头上预防、控制各种类型的地质灾害，保障区域安全。

1概述

1.1水工环

水工环从本质上分析就是水文地质、环境地质、工程地质的总称。水文地质主要关注的是地下水的自然变化及其动态过程；环境地质则是在地质数据与理论支撑下，针对人类活动带来的问题，如土地侵蚀、矿产挖掘等地质现象进行评估和解决；工程地质是通过调查与分析等方法，针对建筑工程中的地质问题进行有效处理，并对工程区域及其地质问题在建设中的作用进行清晰界定，依据地质的实际变动，挑选出最适宜的场地。

1.2水工环地质技术在灾害治理工程中的指导作用

水工环地质勘察、研究结果是矿山地质灾害治理工程设计、施工、优化的基础，在指导防治工程设计参数优化时，在边坡治理工程(抗滑桩、锚索、挡墙)方面要根据滑动面(带)的准确空间位置来确定，根据岩土体的物理力学参数及地下水渗流场特性来确定深度及结构尺寸；帷幕注浆截流工程要以设计层位为基础来选择注浆材料配比及工艺参数，其合理性取决于矿区水文地质结构和含水层渗透性空间变异规律的刻画程度；采空区充填治理要通过对空区形态、密实度及覆岩破坏状态的认识来把握其有效性的高低。保证治理工程施工安全和效果。掌握施工现场的水文地质条件(包括地下水埋藏深度、水流方向、含水程度),才能有针对性地实施基坑开挖、钻探成孔、注浆压注等工作，防止基坑漏水或出现流沙情况导致发生灾害；动态掌握治理工程施工过程和完工以后产生的地质环境变化(例如，地下水位的变化以及岩土体变形量变化),为实现工程治后达标，需要及时反馈工作面内外的检测数据和信息，调整和优化后续施工方案。最后优化地下水控排策略。对于水害严重的矿井，可以根据水工环地质分析给出的疏干降压方案(比如疏干强度、疏干孔分布方案)既要考虑到疏干降压达到控水保安全的目的又要控制疏干后的水量以免造成地面沉降、河流水质恶化等严重后果。

2水工环地质技术在矿山地质灾害防治中的应用

2.1用于治理矿山滑坡及泥石流灾害

在泥石流与滑坡等地质灾害的治理过程中，水工环地质勘察技术具有关键作用。为提升防治效果，矿山开采单位可综合运用GPS技术与干涉测量雷达技术，实现对地表变形的动态监测。同时，可借助计算机辅助设计手段，结合边坡稳定度分析软件与三维边坡稳定性分析软件，采用极限平衡法准确评估边坡稳定性。通常，若稳定性系数大于1.5，表明结构处于稳定状态；若系数低于1.5，则需制定相应加固方案，如设置排水系统或优化支护结构，以提升边坡稳定性，有效防控滑坡与泥石流灾害。该工程中北采区东侧存在一处典型边坡断面。稳定性计算显示其当前状态无法满足安全开采要求，因此需进一步优化治理，避免滑坡、泥石流等地质灾害的发生。

2.2矿山水灾防治

矿山生产过程中，水灾所带来的一系列负面影响，应引入水工环地质技术，用于防治水灾。比如某矿区，地质地形环境复杂，水灾频繁出现，企业很难严格按照计划来完成生产任务，且在各项生产作业中面对诸多风险。为改变这一局面，矿山企业将水灾防治作为了重点工作。考虑到防治效果，应用了水工环地质技术，具体的工作措施如下。第一，建设水库。在前期进行了地质水文调研后，决定在矿山上游地段建设一座水库。当按照要求修建好水库并投入使用后，水库能合理调配矿区水资源，减小洪水威胁。第二，引水渠道。在建设这些引水渠道时，同样应参考地质水文勘察报告等，注意引水渠道的建设位置及其材质，以保障这些渠道可将矿区水资源引至安全区域，以精准控制地下水位。第三，水位监测与调控。如矿区水位偏高，将无法顺利进行各项生产活动。所以，有关人员应综合大量的信息，利用新技术等建设水位监测系统，将现场的水位传感器等接入该系统。后续随着矿山生产作业的稳步推进，水位传感器等设备可自动采集水位数据，由水位监测系统全面集成数据，以分析水位是否在安全范围。如水位数据超出预警值，系统将自动发布预警，提醒相关人员注意水位情况，进入降水和排水环节。

2.3用于治理矿山地面沉降

水工环地质勘察技术在矿山地面沉降治理中发挥的作用不容忽视，在利用该技术进行地面沉降治理时，可从以下三方面推进。一是强化动态监测，精准捕捉沉降信息。科学运用雷达、地面位移监测仪等现代化高精尖设备，对地面微小变化实施实时动态监测与管理。通过先进仪器及时捕捉地面沉降数据，精准评估沉降趋势及发生迹象，为治理提供基础依据。二是依托数字模拟，提升预测评估效能。借助有限元分析模型等多元数字模拟技术，实现地面沉降的动态精准预测与高效评估，以便及时制定有针对性的治理方案，提升治理实效性。实践中，矿山开采单位可在构建健全矿区地质模型的基础上，模拟不同开采方案对地面结构稳定性的影响，并进行对比分析，据此选择最优开采方案，从而减少开采活动对地面结构的负面影响，降低沉降发生概率。三是发挥技术引导，制定完善治理方案。以水工环地质勘察结果为导向，制定高效完善的治理方案。例如，为强化地层承载力，开采单位可采用注浆加固技术减缓地面沉降速度，或通过回填技术提升地面平整度，最大限度降低矿产资源开采对周边环境及地质结构的负面影响。

2.4矿区地震

对于矿区而言，地震的产生不仅会导致地形地貌变化，而且还会引发其他次生灾害。工作人员要及时运用水工环地质技术，识别潜在风险，及时展开前期控制。例如借助地震波反射分析的方式构建三维图像，采取防治措施。以某工程为例，该矿区工作人员发现矿点地下100m区域存在5m宽的断层带，具有一定的地震风险。为此，工作人员在周围设置监测点，通过传感器等形式及时收集地震动态数据，在20个监测点运行下，捕捉到50余次微震，最高级别为3.2级，为后续构建数字化模型提供了有力帮助。除此之外，工作人员还使用地质雷达技术快速分析地下地层空洞和裂缝，为及时优化地震防治提供有力支持。在裂缝分析中，工作人员发现某矿区地下30m区域存在长度较大的裂缝。为此，工作人员及时优化矿井设计，调整后续开展方案，为保障岩体稳定提供了有力支撑。除此之外，工作人员还可使用地下水动态监测技术快速识别地震前兆。假设某区域地下水位出现异常上升，且钙离子含量增加，则说明可能存在地震风险，此时，工作人员可以通过“3S”系统快速发出预警信息。

结语

矿山地质灾害的危害较大，为保障矿山生产效率与安全，各企业需将矿山地质灾害防治作为重点，合理利用水工环地质技术。未来，在矿山地质灾害防治方面，需将水工环地质技术与其他技术有效结合，构建完善的地质灾害防治机制。

参考文献

[1]王凯,张立.矿山地质灾害防治中水工环地质技术的应用[J].世界有色金属,2021,46(20):233-234.

[2]唐勤.水工环地质技术在矿山地质灾害防治中的应用[J].工程建设与设计,2021,(14):97-99.

[3]王韶霞.水工环地质技术在地质灾害防治中的应用[J].世界有色金属,2021,46(12):190-191.