矿山水工环地质条件及防治措施研究

矿山水工环地质条件及防治措施研究

王敏朝

身份证号码510823198603287739

摘要：近些年，随着我国社会经济的快速发展，矿产行业也得到了迅速发展，同时一些行业对于矿产资源的依赖性提高，对矿产资源的需求量也逐渐增大。因此，近年来我国的矿山开采工作也变得日益频繁，这就使得矿山水工环地质条件变得更加恶劣，地质灾害更加严重。因此，在矿山的开采工作中能够认识到水工环地质条件及其可能带来危害，并制定出科学合理的治理方案，是保障我国矿产资源得到有效开发利用的重要途径，并且在开采过程中还能实现对地质环境的有效保护。

关键词：矿山、水工环、地质条件、防治措施

一、矿山水工环地质条件

（一）基于遥感图像识别矿山目标

利用遥感图像来对所要开采的矿山进行信息识别，可以根据不同比例对矿山上的事物进行缩小，这样能够让矿山中的自然地理信息在有限的空间中呈现出来，基于遥感图像的功能对矿山中一些标志特征进行识别。在遥感图像认知矿山信息的过程中，还要应用到矿山的一些基础知识，将其与遥感图像结合在一起，经过处理和加工后，制作出科学的地理学信息编码，为矿山图像认知到的知识做出标志与代表着矿山中实物属性的词语，首先应该生成对遥感图像的感知。遥感图像上不同地物目标所表示色彩存在差异，这使得遥感图像上矿山目标和研究区背景光谱特征显著，以便后续图像解译。对影像中各种影像要素分类处理，该运算过程需识别影像矿山目标空间结构和全部地学基本信息然后传递信息，利用整合功能实现影像信息时空配准并对遥感影像构成感知。根据以上所得信息确定影像上地物特征（包括矿山目标成分结构和几何形态特征），通过纵横向比较特征信息来分析形成机制，从而完成地学影像标志图谱绘制。选取典型证据性标志对图像模式进行专业解译和测量标准比选，归纳出专业证据标志认定方法。根据已生成的图像标志图谱对图像标志进行匹配，并结合介意标志对未知物体的每个图像特征进行度量。进行归化处理。在地学目标类型划分上就是要充分考虑视觉表象空间的作用。识别图像。在影像基本信息方面，依据已学地学知识，对比特征信息和属性、影像其他关联标志，筛选出与未知对象影像结构信息最为匹配的影像模式用于特征匹配和分析。

（二）水工环地质条件

本论文选取某矿区矿山作为研究区，在实地勘察的基础上，综合研究区现有地质资料，对其水文地质条件，工程地质条件以及环境地质条件等方面开展了整理和分析。查明了矿山地质灾害的主要问题。该矿地层水文特征是：该矿主要含水层为泥砂质岩和白云质灰岩，每个含水层均被泥页岩层所分布，具一定隔水性但水力关系弱。最早的地层主要由溶蚀裂隙水组成，是节理裂隙较发育、富水力中等、主要位于西部斜坡带的地层。最新时期的地层成因各异，上覆人工堆积层分布在地表较浅处，故不含水而透水性强，厚4m~16m左右。中间层残破层也是不含水的，它的透水性很弱，下冲洪层有少量的水分。研究区矿山地下水以岩溶水和孔隙水为主，补给和径流水量受地形，地质构造，岩性等因素影响较大，但也与局部降水密切相关。在这些孔隙水中，孔隙水冬季变化最明显。有大雨时水位将陡升、动水压力加大。矿区地质地表杂填土发育，根据岩土体的岩性和特点将矿区分为2个工程地质岩组。砂岩岩组岩性以粉砂质泥岩为主，其岩体严重风化后呈软质岩形态，层与层之间夹有滑动泥化互层，岩层碎裂，易产生爆陷。坚硬岩组的岩性以长石石英砂岩为主，具一定抗外力作用。厚层石岩发育高陡斜坡，易发生崩塌。矿区矿山上覆基岩风化切割成碎块状。西边坡经常发生塌坡，岩石破碎带有几百米长，矿井出水量大。研究区次生灾害较重，其采区地质灾害分布广、类型多、突发性大，受采区长期矿山开采活动的影响。

二、矿山地质防治流程

（一）地质灾害链建设

一些矿区因水害问题而引发的地质灾害比较突出，在分析灾害关联性的基础上构建了地质灾害链。使得灾害事件之间互相联系，形成统一的整体，各灾害事件产生的原因不同，灾害过程与产生规律有差别，但是整体结构有一定相似性，所以本论文从环境、内部结构、外部行为等方面出发组成灾害结构。以受灾时期间隔来判断其发育特征并以此为基础进行受灾程度划分。本文通过对灾害链上不同灾害事件受灾原因和受灾对象的分析，从源头上构建断链减灾链条，在发生灾害预示时对重大灾害做出预警，并将灾害链上与其相关的灾害事件及时截断，从而有效地避免了造成次生灾害。针对研究区地质灾害状况，文章构建崩裂滑移链与塌陷灾害链，并构建出一套系统的灾害检测系统。崩裂滑移链是以崩塌，滑坡，泥石流等地质灾害为对象所建构的关系，如果实害事件之发生发展并不受其他灾害因素之影响，而其发生发展又以环境及内部结构为主，如果其内部结构相对比较稳定，其次生灾害之反应与环境因素之影响具有某种关联性。塌陷链主要包括两个方面的内容，一是采区的客观条件如采区的土层特征和基岩特征及地下水状况，二是采区的开采活动和水利工程及其他人为活动。

（二）防止塌陷次生灾害

对没有出现塌陷的区域主要是以预防为主，塌陷出现之前要做出合理预测，建立矿区塌陷监测网主要是针对矿区塌陷范围和其他要素进行防治和监测，并圈定塌陷区的可能区域。合理布局建筑物，并依据矿区塌陷的预测结果做好防治工作。重要建筑物不得设置于塌陷预测区域，对已建成塌陷易发区建筑要加强地面变形监测和地基等固定工程处理。塌陷的产生与岩溶发育，地形和内部构造等因素相关，地下水是其主要诱导因素，地表塌陷表示含水结构破坏。通过对矿区现有塌陷的研究，归纳出塌陷的生成和分布，其形态多为各种圆形，其范围多为地下水下降区，如果矿区可溶性岩层都存在塌陷现象，说明其成因也符合矿床排水范围，通常岩性结构较疏松的区域更易出现塌陷现象，而塌陷出现的频度与基岩顶面上地下水位活动密切相关，如果预测水位升高将加剧地面塌陷。所以塌陷防治重点是改变地表水径流流向。加固河床、设置石块稳定边坡、地面混凝土加固等。组织河流上游降水的汇集和山脚下防洪沟的挖掘。控制地表水位降低速率，塌陷和地表水位降低速率直接相关，采用疏干排水工艺控制，采取边建边排，逐步降低地下水位，排水中注意控制泥砂排放。地表有裂缝时就应报警，这种现象表明地表将要塌陷，按一定比例调配水泥浆液及时充填裂缝部位，防止塌陷事故。

（三）土地整治和植被重建

为了确保矿区土地的预期使用状态，必须要对矿区土地实施整治措施并恢复原有水土保持功能，表土要先剥除，腐蚀表土要先被剥除，受干扰范围要被剥除，剥除厚度需考虑腐蚀土量和厚度等因素，本研究区腐蚀土厚约0.4m，对于受干扰影响较严重地区要先考虑剥除，地下采场和排土场要及早剥除，采用机械和人工联合作业，作业时要确保影像原理化性状不被改变。因表土土层比较松散，所以表土堆置场地要考虑到地面受水蚀和风蚀的可能，对堆置时间长的表土可以植草绿化。确保土壤养分在堆置过程中不发生过多损失。对受扰不平土地实施返送和表土回填等措施，保持土地总体坡度适度，满足土地利用需要，对被开采活动粗略地局部硬化并失去作用土地实施硬化层去除处理、地表翻松、浮渣、碎石清理等措施。陡峭山体和边坡绿化在矿区植被重建中具有一定难度，本研究将选取栽植攀缘植物作为生态防护对象，攀缘植物仅栽植在地表稳定性良好的物体地表，针对不同绿化对象边坡长度和坡度选取不同攀缘植物并配合工程护坡，对围墙及其他类型建筑物和边坡上植被进行重建。

参考文献：

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