岩土煤矿工业场地岩土工程地质特点与勘察策略

【摘要】岩土工程实践通常是在地壳表层某深度范围之内进行的，因而必须对这一深度范围内岩土的性质、分布及地下水等条件做深入研究。本文以刘庄煤矿西风井为例，简要分析了岩土工程地质的分类结构特征和岩土工程的勘察方法，为煤矿生产建设工作中岩土工程问题提供了科学有效的数据支持。
【关键词】岩土工程 工程地质 结构特征 勘察方法

一、岩土工程地质分类及特征

1 岩土工程地质的分类
根据井田岩土工程地质特征，可以将这类岩土划分为三大岩类六个岩组。依据相关勘探资料的显示，其岩土工程地质的特征可以分为松散沙层组、土层组、煤层岩组、粉砂岩与泥岩互层组四类。

2 岩土工程地质特征

2.1 松散沙层组

松散沙层组大多都是覆盖在井田地表，地形低洼处较厚。其主要是第四系风积沙，石英、长石是其主要构成成分，且含有少许暗色矿物。半固定沙及流动沙区，很容易在风力的作用下形成沙层流动，而在坡度较小的水力作用下就会出现流动和悬浮的现象，工程地质条件相对较差，加上具有密实度不均匀的特点，开挖时很容易造成坍塌。

2.2 土层组

主要表现为第四系沙土、碎石等，属于现代河流冲积物，通常沿古河道分布。上部是第四系粉砂、粉土互层，以互层状态存在。粉土有一定的光泽度，但并不明显，属于中等干强度。结构疏松、孔隙度大、粘结性差，在水的潜蚀作用下很容易出现深陷坍塌的状况。下部多由石英岩、砂岩、石英砂岩、石灰岩构成，孔隙由砂及粘土充填，磨圆度相对较好，呈次圆状，工程地质条件相对较好。

2.3 煤层岩组

本岩组是含煤地层的主要岩组，类型属于软弱岩石，与煤层开采的关系十分密切。岩石具有斜层理、缓波状层理、水平层理，局部岩石段的裂隙、节理、滑面发育。岩石若遇水很容易出现崩解、碎裂、泥化等状况。此外，泥岩类岩石具有亲水性强、粘土矿物含量高、水稳定性较差等特性，粉砂岩类则具有水稳定性较强的特性。

2.4 粉砂岩与泥岩互层

泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、砂纸泥岩、薄煤等成分组成了粉砂岩与泥岩互层。其位于各主要煤层之间，岩石结构面主要表现为水平层理、节理裂隙、小型交错层理、滑面等。较多出现于煤层直接顶底板和沉积旋回上部的位置。泥岩类岩石因为其粘土矿物亲水性强、水稳定性相比砂岩类较差的特性而导致一般新鲜岩石水稳定性比已遭受风化的岩石水稳定性高得多。

二、岩土工程勘察方法

1、工程地质测绘和调查

工程地质测绘和调查实际上就是通过合理融入工程地质学和地质学的相关理论和方法针对地面地质和地质现象进行一番观察和描述后，依据野外实地调查和测绘的数据结果，将测绘区工程地质条件相关的内容填在地形图上，然后绘制出工程地质图，最后根据所绘图形对地区内工程地质条件的规律和特征进行有效分析，从而进一步推断地下地质的具体情况。工程地质测绘和调查因为是最先进行的勘察工作，所以它对其他勘察方法起到了有效指导和测试的作用。工程地质测绘和调查属于岩土工程勘察中的一项基础工作，通常在勘察的初期阶段开展实施。这一方法在可行性研究的勘察阶段发挥着十分重要的作用，而在详细勘察阶段亦可以采取对类似于断裂、滑坡等方面的专门地质问题进行补充调查。而一般高质量的工程地质测绘工作能够对工程地质条件有一个相当深入的认识，可以说是这

中国论文中心www.udooo.com

是认识场地工程地质条件中最有效且最经济的方法。对于那些地形、地貌、地质条件较为复杂的场地来说，工程地质测绘是其中的必要环节，而相对于那些地质条件简单、地形平坦的场地来说，只需要采取工程地质的调查环节即可。

2、勘察与取样

勘察工作通常是针对地下岩土的性质、分布及地下水等条件而展开的可利用勘探工程取样和原位测试和监测。在实施勘察的过程中，需要根据实际的勘察目的和岩土体的相关特性来选择与之相适应的勘察手段。勘察工作一般包括物探、坑探、钻探等方法，物探属于一种间接性的勘探方式，它的优点是经济、轻便、速度，对于工程地质测绘中那些难以推断又急需了解地下地质情况的相关问题能给予及时的解决。在工程地质测绘的过程中物探经过适当的配合可以对覆盖层厚度、基层岩变化、基岩风化层厚度等方面的调查了解起到十分有效的作用，同时物探还对钻探和坑探的布置起到了一定的辅助、指导作用。然而，物探具有受地形条件限制和成果判释多解性的缺点，所以物探需要以测绘为指导，并适当加入勘探工程以验证。钻探和坑探也可以称为勘探工程，是在查明地质情况中最可靠和最直接的一种方式，也是岩土工程勘察中比不可少的一个环节。而二者之中，钻探相比之下被运用的更为广泛，若是出现钻探难以查明地下地质状况的情形，则可以采用坑探的方式。勘探工程在布置的时候为了避免随意性和盲目性需要以工程地质测绘和物探成果为指导。此外，勘探工程因为通常情况下需要采用机械和动力设备，所以相比之下更为费时费力，加之有些勘探工程施工周期的岩土工程勘察较长，受到的条件限制会较多。所以，在运用这些方法的时候要有经济观念，尽可能用较少的工作量获取较多的成果。

3、原位测试与室内实验

为岩土工程问题分析评价提供包括岩石的强度参数、物性指标、渗透性参数和应力、固结变形特性参数等在内的技术参数是原位测试与室内实验方法需要达到的主要目的。原位测试具有四个方面的优点，试样不脱离原来环境；被测定岩土体尺寸大能在宏观结构下反映对岩土性质的影响；试验周期短、效率高；能解决难以采样岩土层的评定测试问题。缺点主要体现在实验应力路径相对难以控制；边界条件较为复杂；相对比较耗费人力和物力导致难以大量进行。而室内实验的优点主要体现在实验条件相对比较容易控制和可大量取样两个方面，缺点是试样尺寸小不能在宏观结构下反映对岩土性质的影响和岩土难以取得原状试样两个方面。通过对原位测试和室内实验优缺点的描述上，我们不难发现二者之间优缺点具有互补的特点，能够相互配合，从而达到更经济有效的获取所需技术参数的目的。

4、现场检验与监测

现场检验与监测主要在施工和运营期间开展实施，属于岩土工程体系中较为重要的一个环节。因为这一环节通常情况下需要在高级勘察阶段进行实施，所以也被列为勘察方法中的一种。提高工程效益同时保证工程的质量和安全是其主要目的。现场检验是对岩土工程勘察成果进行验证核查，并对岩土工程施工进行监理和质量上的控制。而现场检测则是对施工作用、施工和运营中的结构物、环境影响等方面进行监测。通过现场检验与检测方式而获取的资料可以在一定程度上计算出某些工程技术参数，并可以以此为依据对相关数据做出及时的修改和设计，从而让岩土工程勘察在技术和经济上得到进一步的优化。
此外，还有一种勘察资料室内整理的方法，其主要体现在对岩土物理力学性质指标的整理、反演分析、图件编制、岩土工程分析评价等方面。因为采用勘察方法所获取的资料一般都是原始数据或是单项成果，还需要对其进行相互印证和综合的分析，此时就可以选用勘察资料室内整理的方法。总而言之，各种类型的勘察方法的选择应用、工作量大小、工作布置需要根据煤矿工业场地具体的情况而定。
【参考文献】
高福安.运用综合探测方法做好矿井地质工作[J].河北煤炭,1999. 尚慧.石嘴山市矿山地质环境综合评价[J].西安科技大学学报，2011,（6）.
[3] 吕迎春. 浅谈岩土工程勘察[J]. 中国新技术新产品，2009（1）．
[4] 戴一鸣. 岩土工程新技术发展概述[J]. 福建建筑，2005（1）．