引言
矿山岩土工程勘察是工程建设的重要前提和基石，水文地质作为岩土工程勘察的核心组成部分，而水文地质又与采矿工程息息相关。水文地质条件稍有改变，就会影响到岩体的稳定，从而影响到矿山的整体安全。因此，充分认识和有效地防治水文地质危害是矿山岩土工程勘察中的一个重要课题。
1.矿山岩土工程勘察的作用
矿山岩土工程勘察专门针对矿山区域地质和工程勘查活动，目的是获取关于土体、岩石、地下水和其他地下条件的详细信息，为矿山设计、施工、运营和管理提供科学、准确的基础数据，确保工程的安全、稳定和经济效益。同时，揭示潜在地质灾害和不利条件，如滑坡和涌水，帮助工程师制定最佳设计和施工方案。此外，勘察成果支持资源的合理开采和环境影响最小化，评估矿山的长期稳定性，为矿山生命周期管理及再利用提供重要参考，是矿山整体生命周期的关键技术支撑。
2.水文地质危害在矿山岩土工程中的影响
2.1.水文地质危害定义与表现形式
水文地质危害是指由于地下水的特性和动态变化，对工程建设、生态环境和人类活动产生不利影响的现象。这种危害往往是由地下水与其周边环境相互作用的结果，尤其是在工程建设或人为活动改变了自然状态时。水文地质危害的表现形式多种多样，一是地下水涌流：在矿山开采、隧道挖掘或基坑开挖时，遇到地下水水体，导致突然的大量涌水，影响施工安全；二是洪水冲刷：地下水与地表水互通，当地表水猛增，导致地下洞穴或隧道的冲刷，引发崩塌；三是地下水对岩石和土体的化学侵蚀：地下水中的化学物质与岩石或土体发生化学反应，导致岩土材料的性能劣化；四是地下水引起的地面塌陷：过度开采地下水导致地表下沉，形成地裂缝或地面塌陷；五是盐碱化和二次盐渍化：地下水上升导致土壤中的盐分上升到地表，影响土壤肥力。
2.2.对矿山岩土工程的影响
矿山岩土工程因其独特的地质环境和作业条件，对水文地质危害极为敏感。地下水变动、涌流、渗透和化学反应可在矿山深部引发多种问题和风险。地下水涌流可能导致矿井淹没、设备损坏及人员伤亡，严重时可导致矿井永久关闭。持续的地下水渗透可物理和化学侵蚀岩石土体，减弱其结构强度，增加矿井塌陷风险。酸性矿山排水等化学侵蚀可加速金属腐蚀，破坏矿井稳定性并污染水体。过度开采地下水或矿体可能引发地面沉降，影响附近基础设施。地下水位升高还可引起盐碱化，影响土壤质量及生态系统。
3.如何有效避免矿山岩土工程勘察中的水文地质危害
3.1.深入细致地勘察
在矿山岩土工程中，勘察是预防水文地质危害的关键首步，能够为设计、施工和管理提供基础数据。勘察揭示地下水的深度、流向、流速、储量及相关岩层和土壤特性。例如，发现地下水主要存在于某快速流动的砂岩层中，就要求在该砂岩层开采时采取防水措施。勘察还评估地下水对岩石和土壤的化学作用，如发现含有硫酸盐的轻微酸性地下水，则需预防其对金属设备的腐蚀。此外，勘察有助于了解地下水与地表水的关系，如地下水与河流相通可能影响下游水资源。通过这些详细信息，勘察为避免水文地质危害提供必要的数据支持。
3.2.使用先进的监测技术
在矿山岩土工程的各个阶段，先进的监测技术对于应对水文地质挑战起到了关键作用。这些技术可以实时、准确地监测地下水的动态变化，如压力和水位的波动，以及识别和定位高含水量的土层或岩层，从而及时发现问题并允许工程师调整施工策略或采取紧急措施。例如，利用电阻率测量和声波探测技术可以发现初步勘察中未识别的含水量高的裂缝，避免在这些区域进行直接开挖，从而减少潜在风险。此外，持续监测地下水中的化学成分对于评估其对岩石和土壤的潜在侵蚀作用也至关重要。地表沉降、位移监测，如使用地面激光雷达或GPS技术，同样关键，能实时监测由于地下水抽取或矿体开采导致的地表变形。这些监测技术不仅提供了必要的数据支持，还为防止和应对水文地质危害提供了实时预警，极大提升了工程安全和效率。
3.3.加强地下防水和排水措施
为确保矿山岩土工程的稳定性和安全性，地下防水和排水措施至关重要。水文地质危害如渗漏和涌水对矿山工程构成严重威胁。实施有效的防水策略，比如在潜在渗水区域加固隧道或矿井的防水层，使用高强度防水膜和注浆材料，尤其在含水岩层中，使用多层复合防水膜以防止地下水渗入。对于难以防水的深部区域，设置排水沟、井和泵站至关重要。同时，定期检查和维护防水排水系统，与当地社区、村组和政府合作管理地下水资源也是重要策略。
3.4.采取化学处理手段
在矿山岩土工程勘察中，除了物理防护和排水策略，采用化学处理也是有效避免水文地质危害的方法。例如，对于疏松或弱的岩土层，通过使用水泥基或聚合物灌浆材料，可以显著增强其抗压和抗剪强度，形成稳固的化学结合体。在隧道工程中，化学处理方法可以减少渗水和岩土体塌陷风险。对于特定的地下水问题，如高盐度或酸碱性，采用化学中和或稀释方法处理，以防止金属腐蚀和岩石劣化。此外，使用化学封堵剂快速应对未知水裂缝，形成坚硬、不透水的屏障，从而避免涌水事故。对于含有有害金属或其他污染物的地下水，采用化学吸附或沉淀方法处理，以保护工程安全和环境健康。
3.5.持续培训和教育
在矿山岩土工程中，拥有充足知识和技能的团队是确保工程成功的关键。定期专业培训课程能让工作人员及时掌握新的勘察技术、处理方法和最佳实践，如新化学处理技术或先进监测工具的应用。教育不仅提高团队对水文地质危害的认识和预防意识，还能增强他们的决策能力。通过案例研讨和经验分享，团队能从过去的成功和失败中学习，为未来的项目提供指导。持续的专业培训和教育强化技能、安全意识和责任感，是避免水文地质危害、保障工程稳定性和安全性的必要条件。
4.结束语
综上所述，水文地质灾害是矿山岩土工程面临的一个严峻挑战，其潜在的影响是深远而重要的，任何一种单一应急措施都很难满足工程的安全性要求，需要通过全面的管理与干预措施，保证从前期准备、工程设计到施工到后期养护等各个阶段都受到严密的控制和有效干预，减少对水文地质条件了解不透彻造成的灾害风险。
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