探析岩土工程在矿山地质灾害防治方面的应用

引言

矿山地质灾害不仅威胁着矿工的生命安全，而且会给周围的生态环境带来永久性的破坏。随着科学技术的不断发展，作为一门综合应用学科，岩土工程在矿山地质灾害防治中的地位日益突出。岩土工程是一门综合应用地质学、土力学、岩石力学等学科的交叉学科，深入分析矿山地质情况，为矿山地质灾害的防治、监测和治理提供科学基础与技术支撑。

1 矿山地质灾害

矿山地质灾害是矿业活动中不容忽视的风险因素，它们不仅威胁着矿工的生命安全，还可能造成巨大的经济损失和环境破坏。常见的矿山地质灾害包括滑坡、塌陷、泥石流、岩爆以及地下水突涌等，这些灾害往往在特定的地质条件下被触发，如高应力区、断层带、软弱岩层或水文地质条件复杂区域。

为了有效应对这些灾害，岩土工程师们利用先进的勘查技术和数据分析模型进行风险评估。例如，地质雷达和地震勘探技术能探测地下结构的异常，及时发现潜在的滑坡或塌陷迹象；而钻探与取样技术则能提供岩石力学参数，用于评估岩体稳定性。

2 岩土加固与支护技术

2.1 锚杆与喷射混凝土技术应用

在岩土工程领域，锚杆与喷射混凝土技术作为矿山地质灾害防治的关键手段，其重要性不容小觑。锚杆技术通过将高强度的金属或纤维增强塑料杆件植入不稳定岩体中，显著增强了岩体的稳定性，有效防止了滑坡和坍塌等灾害的发生。据统计，合理应用锚杆技术可使矿山边坡的稳定性提高 30% 以上，极大地保障了矿山作业的安全性。而喷射混凝土技术，则是在岩体表面形成一层保护壳，不仅能够即时封闭岩面，防止风化和水蚀，还能与锚杆协同作用，进一步提升岩体的整体稳定性。

在实际应用中锚杆与喷射混凝土技术往往需要结合地质条件进行精细化设计。例如，对于软弱围岩，采用预应力锚杆可以显著提高岩体的承载力；而在硬岩环境中，普通锚杆配合薄层喷射混凝土即可达到良好的防护效果。此外，随着科技的进步，智能锚杆和自感知喷射混凝土材料的研发，使得岩土工程监测更加精准，预警系统更加可靠。

为了更有效地利用锚杆与喷射混凝土技术，现代岩土工程还引入了先进的数据分析与建模技术。通过建立三维地质模型，工程师能够精确预测锚杆的最佳布置方案和喷射混凝土的最优厚度，从而实现资源的最优化配置。同时，实时监测系统与大数据分析平台的结合，使得岩土工程的动态管理成为可能，为矿山地质灾害的早期预警提供了强有力的技术支持。

2.2 地下连续墙与注浆加固方法

在岩土工程领域，地下连续墙与注浆加固技术作为矿山地质灾害防治的关键措施，其重要性不容小觑。地下连续墙作为一种深基坑支护结构，以其卓越的稳定性和防水性能，在矿山开采中起到了坚实的盾牌作用。

注浆加固技术则是通过向岩土体内部注入水泥浆或化学浆液，增强岩土体的强度和稳定性，从而达到加固目的。这一技术在处理软弱地层、防止地下水渗透以及提高岩土体抗剪强度方面效果显著。

3 岩土工程勘察技术在矿山的应用

3.1 数据分析与灾害预警模型构建

在矿山地质灾害防治中 , 数据分析与灾害预警模型构建是确保矿山安全运营的关键环节。通过集成先进的传感器网络和遥感技术, 实时监测矿山周边环境的微小变化, 如地面位移、地下水位波动以及岩石应力状态等关键参数, 这些数据被持续收集并传输至中央处理系统。

例如 , 在中国西南某大型铜矿 , 部署了超过 200 个高精度监测点 , 覆盖了整个矿区及周边敏感区域, 实现了全天候无死角的数据采集。这些海量数据经过预处理后, 被输入到基于机器学习的预警模型中进行深度分析。

预警模型的设计融合了多种算法, 包括支持向量机、随机森林以及长短期记忆网络,以适应不同类型的地质灾害预测需求。通过对历史灾害事件的回顾性分析, 模型能够识别出灾害前兆的特征模式, 并在当前数据流中寻找相似迹象, 提前发出警报。

3.2 实时监测技术的发展与应用

实时监测技术作为岩土工程在矿山地质灾害防治中的一把利剑，其发展与应用正日益彰显出不可替代的价值。随着传感器技术、无线通信技术和大数据分析的进步，现代矿山能够实现对地质环境的全天候、全方位监控。例如，微震监测系统能够捕捉到地下微小震动信号，通过分析这些信号的频率、振幅和传播路径，可以提前预警潜在的岩层破裂或滑动风险。

3.3 地质雷达与地震勘探技术的运用

在岩土工程领域，地质雷达与地震勘探技术如同一双锐利的眼睛，穿透地表的遮蔽，揭示地下世界的秘密。地质雷达，一种非破坏性的探测手段，利用高频电磁波在岩土介质中的传播特性，能够快速、准确地获取地下结构信息。例如，在某大型铜矿开采项目中，通过地质雷达的扫描，工程师们发现了潜在的断层带，及时调整了开采方案，避免了可能的塌方事故，保障了矿山的安全运营。地震勘探技术，则是通过人工激发地震波，观测其在不同岩层中的反射和折射，来推断地下地质构造。这种技术在复杂地质条件下的矿山尤其重要，它能帮助识别潜在的滑坡、岩溶等地质灾害隐患。

3.4 钻探与取样技术在灾害评估中的作用

在岩土工程领域，钻探与取样技术是评估矿山地质灾害风险的关键工具之一，它如同地质学家的眼睛和耳朵，深入地下，揭示隐藏的地层秘密。通过精确的钻探作业，工程师们能够获取岩石和土壤样本，这些样本不仅反映了地下的物理和化学特性，还能够揭示潜在的不稳定结构或地质异常。例如，在中国某大型铜矿项目中，通过对特定区域进行密集的钻探取样，研究人员发现了一处未被地图标注的断层带，该断层带的存在显著增加了边坡滑动的风险。基于这一发现，项目团队及时调整了开采计划，避免了可能发生的重大安全事故。

钻探与取样技术的应用远不止于此，它还是建立地质灾害评估模型的基础。现代岩土工程实践中，工程师们利用先进的数据分析软件，将钻探获得的数据输入到复杂的数值模拟中，以预测不同工况下地质体的行为。

4 结束语

综上所述，要想真正地将岩土工程应用到矿山地质灾害的防治中就必须有现代发展的理念，明确岩土工程和矿山地质灾害的基本内涵，并根据目前我国矿山地质灾害的基本状况，采取科学、有效的措施，保证岩土工程在矿山地质灾害的防治中得到有效地应用，提高我国地质灾害防治的总体水平，解决目前采矿工作中出现的不良现象，发挥岩土工程的最大价值。

参考文献

[1] 王浩 . 矿山地质工程灾害类型与防治措施 [J]. 世界有色金属，2021(20):210-

211.

[2] 张紫文，黎夏倩. 矿山地质灾害主要类型及防治措施分析[J]. 中国金属通报，

2019(11):294-295.

[3] 何正岗 . 矿山地质灾害防治与地质环境保护策略探析 [J]. 四川有色金属，

2022(02):4-6.

[4] 郑晓平 . 矿山地质灾害生态恢复治理探究 [J]. 西部资源，2022(03):22-24.