裘德利　鄧兵強(qiáng)

（江西省建筑設(shè)計(jì)研究總院　江西　南昌　330000）

基于特殊地形環(huán)境的礦區(qū)巖土勘察策略分析

裘德利鄧兵強(qiáng)

（江西省建筑設(shè)計(jì)研究總院江西南昌330000）

伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)煤礦區(qū)的數(shù)量和煤礦的年開采量也逐漸的增加，并且，由于我國(guó)社會(huì)發(fā)展對(duì)于煤礦資源需求量的不斷擴(kuò)大，使得煤礦開采業(yè)也隨之不斷的發(fā)展。近幾年，由于我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平明顯的提升，開采煤礦的技術(shù)也隨之提升，且被廣泛的應(yīng)用到開采行業(yè)之中。在此種情況下，一些地形條件相對(duì)特殊的礦區(qū)，其勘察巖土的方式和技術(shù)的發(fā)展也逐漸的成熟起來。因此，本文以地形環(huán)境較為特殊的煤礦區(qū)為研究點(diǎn)，就該區(qū)域內(nèi)地裂縫的特點(diǎn)以及勘察巖土的策略進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析。

特殊地形礦區(qū)；巖土勘察策略；分析

引言

根據(jù)目前我國(guó)多年的煤礦開采經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)礦區(qū)的技術(shù)工人一直都是按照國(guó)家相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求和自身經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行巖土的勘察工作的；從勘察的效果來看，對(duì)于一些地形環(huán)境相對(duì)較好的礦區(qū)來講，該方法可以取得十分良好的效果。但是對(duì)于一些比較特殊的地形環(huán)境來說，在進(jìn)行巖土勘察工作時(shí)，則往往有可能由于受到了人為因素的干擾，而對(duì)最終的勘察結(jié)果造成一定的影響。從當(dāng)前我國(guó)影響我國(guó)礦區(qū)勘察工作的發(fā)展因素來看，地裂縫因素對(duì)于巖土勘察工作的順利進(jìn)行帶去了極大的阻礙，特別是對(duì)于勘察結(jié)果的合理性造成了十分嚴(yán)重的影響。因此，要想推動(dòng)我國(guó)礦區(qū)巖土勘察工作的發(fā)展，對(duì)地裂縫進(jìn)行全面的研究和分析，并找出對(duì)于此種特殊地形的勘查方法是一項(xiàng)必須進(jìn)行的工作。

1　導(dǎo)致地裂縫問題出現(xiàn)的原因

1.1地裂縫問題出現(xiàn)的主要原因

地質(zhì)活動(dòng)的主要影響就是地裂縫的產(chǎn)生，地震是證明二者關(guān)系最有力的證明，但是發(fā)生在煤礦區(qū)的大面積地裂縫現(xiàn)象卻不僅僅是由于單一型地質(zhì)運(yùn)動(dòng)所造成的。全球經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，再配以科學(xué)技術(shù)手段的不斷更新，人們憑借這些對(duì)土地的地層進(jìn)行了大規(guī)模的改造，使得地質(zhì)條件也在一定的程度上受到了改變。所以，地裂縫的產(chǎn)生也不僅僅是因?yàn)榈卣鸬挠绊?，地質(zhì)的運(yùn)動(dòng)與底下的熔巖發(fā)育都會(huì)成為地裂縫產(chǎn)生的主要原因[1]。除此之外，由于能源的日益匱乏，人們對(duì)于各礦產(chǎn)資源的開發(fā)也是加大了力度，地下水的開采與利用程度也在日益增加，這些都會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致地裂縫出現(xiàn)的問題會(huì)呈現(xiàn)出大范圍擴(kuò)散的趨勢(shì)。

1.2煤礦出出現(xiàn)特殊地形的原因

一般情況下，煤礦區(qū)之所以會(huì)出現(xiàn)地裂縫這種特殊類型的地形，主要就是由于礦區(qū)本身的地質(zhì)原因或者是礦區(qū)的地質(zhì)層長(zhǎng)期的受到了地下水的侵蝕；并且，由于煤礦區(qū)的周邊也存有一些住戶，這些住戶的日常用水來源都是通過對(duì)地下水的開采獲取的，而且，礦區(qū)工作人員日常的飲用水的來源也是如此；長(zhǎng)此以往，就會(huì)導(dǎo)致礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境發(fā)生了極大的變化，地面出現(xiàn)了沉降的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致地表開裂，出現(xiàn)地裂縫地形。因此，礦區(qū)周邊的建筑物要采用主動(dòng)避讓的方式來盡可能的避開開采區(qū)的地裂縫；正常情況下，在礦區(qū)地裂縫周邊的5～8m之內(nèi)是不允許修建建筑物的。此外，保障礦區(qū)地裂縫周邊環(huán)境的空曠性，不僅可以有效的降低特殊地形的危害、為巖土勘察工作帶去一定的便利；從煤礦開采行業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展的角度來看，此種行為對(duì)于推動(dòng)該行業(yè)的發(fā)展也具有十分積極的作用。

2　礦區(qū)開采方式的分析

2.1巖土勘察特點(diǎn)分析

巖土勘察與結(jié)構(gòu)工程的勘察是不同的，因?yàn)閹r土材料與結(jié)構(gòu)材料相比，其本身具有較大的不確定性，對(duì)巖土工程進(jìn)行成功的勘察需要對(duì)沿途的特性有著準(zhǔn)確的了解，這一點(diǎn)在巖土材料的勘察中是重中之重。進(jìn)行巖土材料的工程勘察是對(duì)巖土工程提供數(shù)據(jù)以及為地址研究提供資料的重要過程，是進(jìn)行所有的土木工程的項(xiàng)目建設(shè)的重要基礎(chǔ)。通過勘察來對(duì)巖土的勘察參數(shù)以及材料的性能來進(jìn)行預(yù)估是較為特殊的巖土的工程問題，這主要是因?yàn)椴牧系闹饕阅苁┕ぶ熬鸵呀?jīng)按照勘察的規(guī)格與要求進(jìn)行質(zhì)量的控制與保持，相關(guān)的資料或者是數(shù)據(jù)都已經(jīng)獲得，切得到的過程相對(duì)容易。一般的來說，對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)的巖土性質(zhì)進(jìn)行了解首先是要通過對(duì)沿途工程的勘察來進(jìn)行的[2]。在進(jìn)行這一勘察工程時(shí)，要求工程師要勘察過程中所需要的一切的相關(guān)巖土性能以及足夠的參考資料。巖土的特性通常都不會(huì)按照指定的要求與規(guī)格來進(jìn)行制造或者是對(duì)其進(jìn)行加工處理，作為巖土工程師所需要處理的大多都是巖石或者是土樣，它們都屬于自然的、天然的材料，大部分的對(duì)于巖土的工程勘察的參數(shù)是利用對(duì)工程勘察的測(cè)試來進(jìn)行推導(dǎo)或是預(yù)估的。所以，在巖土勘察的工程之中，需要巖土工程師對(duì)于巖土的特性與材料性能都具有較為充分的了解，對(duì)巖土勘察這一工作有著較大的熱愛，盡所能的將每一項(xiàng)工作都做到細(xì)致無誤。

2.2靜力觸探勘察方法分析

所謂的靜力觸探法，其主要指的就是借用壓力裝置的作用，通過力學(xué)作用將裝著觸探頭裝置的觸探針壓入將要試驗(yàn)的土層當(dāng)中；并借用相關(guān)的測(cè)量系統(tǒng)，詳細(xì)的測(cè)量土層的貫入主力，從而對(duì)土層中帶有的一些基本的物理力學(xué)特點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步的確認(rèn)。由于該勘察方法屬于一種對(duì)于巖土勘察有重要作用的土體原位測(cè)試方法，所以，其在礦區(qū)的巖土勘察工作中被廣泛的應(yīng)用。雖然，靜力觸探法無法獲得到真實(shí)的土質(zhì)樣本；但是，同其他一次性的巖土勘察方法不同，該方法可以進(jìn)行連續(xù)的試驗(yàn)；并且，由于其涉及到的專業(yè)性操作手法較少，所以，在實(shí)際的操作時(shí)也十分的便利、其勘察的結(jié)果準(zhǔn)確性也相對(duì)較高。而且，由于該勘察方法可以連續(xù)的獲取到不同深度土層性質(zhì)變化的信息數(shù)據(jù)，所以，其勘察結(jié)果的合理性也要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的高于傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)貫入式的勘察手法。此外，以往通過靜力觸探法獲取到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)主要包括了摩擦力、椎尖阻抗力和摩擦比等方面的內(nèi)容；但是，在判斷土層的分類時(shí)，由于粘性的土層其摩擦力相對(duì)較大，而砂質(zhì)的土層則與其相反，這就使得在計(jì)算摩擦比值時(shí)會(huì)存在一定的差異，此時(shí)，可以通過分析摩擦比配合的狀態(tài)來判斷土層類型。該勘察方法和判斷方式具體如圖1～2所示。

圖1　靜力觸探法內(nèi)部設(shè)計(jì)

圖2　靜力觸探法勘察成果曲線

2.3地裂縫地形具體勘察策略

通常情況下，地裂縫地形主要具有以下幾大特點(diǎn)：①裂縫的平面形態(tài)會(huì)呈現(xiàn)出一種間距不等的平行排列狀態(tài)；②相鄰的兩個(gè)地裂縫之間的距離為600～2000m之間，且每一條地裂縫的長(zhǎng)度都可以達(dá)到數(shù)公里或者是數(shù)十公里，其延伸性也相對(duì)較長(zhǎng)[3]。雖然，不同礦區(qū)地裂縫分布的特點(diǎn)和產(chǎn)生的原因會(huì)存在著一定的差異，但是，其對(duì)于環(huán)境和煤礦開采產(chǎn)生的影響都是一致的。因此，要想有效的提高巖土勘察工作的效率，保證其勘察結(jié)果的合理性。煤礦行業(yè)的勘察人員對(duì)礦區(qū)的總平面進(jìn)行勘察工作時(shí)需要做到：①需要做好雨水和污水排水系統(tǒng)的妥善處理工作，使得施工場(chǎng)地的水不會(huì)排到地裂縫之中；②在進(jìn)行實(shí)際的巖土勘察工作時(shí)，其各項(xiàng)勘察規(guī)定一定要盡量的避免會(huì)跨越主的地裂縫和次級(jí)地裂縫，如果一定需要跨越，則可以依靠一些可靠性較高的防護(hù)措施來進(jìn)行保護(hù)。

3　結(jié)論

總而言之，在地裂縫這種特殊的礦區(qū)環(huán)境中，礦區(qū)的巖土勘察工作不僅要面臨復(fù)雜的工作環(huán)境，還需要保證勘察人員具備極高的專業(yè)技能，只有這樣，才可以保證勘察工作的順利進(jìn)行。并且，由于引發(fā)地裂縫地形出現(xiàn)的原因較多，因此，對(duì)勘察結(jié)果合理性產(chǎn)生影響的因素構(gòu)成相對(duì)來講也比較復(fù)雜。因此，勘察人員在實(shí)際的工作過程中，不僅需要全面細(xì)致的分析地裂縫問題產(chǎn)生的原因，還需要制定出健全的控制策略，保證將地質(zhì)運(yùn)動(dòng)對(duì)巖土勘察的影響降到最低，以便能夠減少地裂縫因素對(duì)井下工作人員人身安全造成危害的概率。

[1]陳友輝.特殊地形環(huán)境下礦區(qū)巖土勘察方法及工程處置[J].煤炭技術(shù)，2012，10（08）：129～130.

[2]汪校強(qiáng).地裂縫特殊地形環(huán)境下的煤礦區(qū)巖土勘察[J].江西建材，2015，11（06）：217～221.

[3]莫時(shí)雄.典型金屬礦山巖土工程環(huán)境評(píng)價(jià)體系與預(yù)警系統(tǒng)研究[D].中南大學(xué)，2008.

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1673-0038（2015）19-0197-02

2015-4-25