礦山地質(zhì)工程災(zāi)害類型與防治措施

王 浩

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心新疆總隊(duì)，新疆 烏魯木齊 830000）

我國是地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生的國家，這也是我國國內(nèi)比較重點(diǎn)關(guān)注的問題。由于我國國土分布較廣，橫跨的山川地形也各不相同，礦產(chǎn)資源也各不相同。因此，我國各個(gè)地區(qū)都有不同的地質(zhì)災(zāi)害類型，在災(zāi)害發(fā)生時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響，不僅會(huì)影響災(zāi)害發(fā)生地的經(jīng)濟(jì)，同樣會(huì)影響當(dāng)?shù)厝嗣竦纳?cái)產(chǎn)安全。礦產(chǎn)資源不同，地質(zhì)災(zāi)害也不同。我國目前最頻繁的地質(zhì)災(zāi)害為礦山地質(zhì)災(zāi)害，礦山地質(zhì)災(zāi)害同時(shí)也是最影響當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)以及人民生命財(cái)產(chǎn)安全的地質(zhì)災(zāi)害。雖然我國礦山開采有著悠久的歷史，但是礦產(chǎn)開采的設(shè)備和技術(shù)手段仍然處于落后的情況。落后的技術(shù)以及手段導(dǎo)致了在礦產(chǎn)開采過程中以及礦產(chǎn)開采之后，周邊的地質(zhì)環(huán)境遭受嚴(yán)重的破壞從而導(dǎo)致礦山地質(zhì)工程災(zāi)害的發(fā)生。

1 地質(zhì)礦業(yè)的開發(fā)與地質(zhì)災(zāi)害的聯(lián)系

在當(dāng)今社會(huì)，國家需要大力開展礦產(chǎn)資源的開采，這樣不僅順應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，同時(shí)也為許多人提供工作機(jī)會(huì)，礦產(chǎn)企業(yè)在其中具有更大的發(fā)展契機(jī)。但是許多企業(yè)在礦產(chǎn)資源開采過程中和礦產(chǎn)資源開采后并沒有按照國家的規(guī)定去執(zhí)行，這也導(dǎo)致了礦山極容易出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害，特別是一些中小型的礦產(chǎn)開采企業(yè)。近幾年由于國家對(duì)礦產(chǎn)行業(yè)的重點(diǎn)監(jiān)管，礦產(chǎn)開采的非法企業(yè)已經(jīng)基本被查封，但是留下了許多有地質(zhì)災(zāi)害隱患的礦區(qū)，加上開采過程中使用落后的設(shè)備，較為薄弱的環(huán)保意識(shí)，導(dǎo)致了礦山有非常嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害隱患。

2 礦山地質(zhì)災(zāi)害的幾種類型

礦山地質(zhì)災(zāi)害有非常多的類型，我們大致將其分為兩類，從災(zāi)害發(fā)生的時(shí)間我們將災(zāi)害分為突發(fā)性災(zāi)害和緩發(fā)性災(zāi)害。突發(fā)性礦山地質(zhì)災(zāi)害主要包括礦坑滲水、瓦斯爆炸等：誘發(fā)性礦山地質(zhì)災(zāi)害主要包括環(huán)境污染、地面變形等。

2.1 地下水位變化引起的地質(zhì)災(zāi)害

地下水位變化引起的地質(zhì)災(zāi)害一般指的是地下水水位變化，導(dǎo)致原本沒水的地方突然溢出地下水。地下水位變化最常見的一類就是礦坑內(nèi)部涌入地下水，這是一項(xiàng)非常重大的災(zāi)害事故。因此，企業(yè)在采礦過程中，要對(duì)其礦區(qū)下部及周邊的地下水所處的位置以及水位進(jìn)行勘測，并制定相關(guān)的防護(hù)計(jì)劃，因?yàn)榈叵滤蛔兓欠浅Ｑ杆俚模舨惶崆安扇∠嚓P(guān)避難措施，在地下水位超過礦區(qū)導(dǎo)致地下水涌水，且用水量較大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生非常嚴(yán)重的后果。

企業(yè)在采礦的過程中往往會(huì)將地下部分墻洞打穿，如果在工作中將透水?dāng)鄬迂灤?，遇到地下暗河或者蓄水溶洞，那么地下暗河水或蓄水溶洞水?huì)迅速通過透水?dāng)鄬佑咳腴_采區(qū)。若用水量較大，那么地下采礦礦井會(huì)立即被淹沒，對(duì)采礦人員造成重大的安全威脅。

2.2 巖石變形引起的地質(zhì)災(zāi)害

礦山地質(zhì)工程中最常見的巖石變形引起的地質(zhì)災(zāi)害就是礦洞坍塌。許多礦產(chǎn)都在地下，不規(guī)范的采礦方式會(huì)導(dǎo)致地下礦產(chǎn)區(qū)所有的資源都被踩空。如果在開采過程中使用的支撐礦柱數(shù)量不足或質(zhì)量不好，則會(huì)導(dǎo)致礦柱支撐能力不足，從而導(dǎo)致大面積的塌陷。礦產(chǎn)資源埋藏越淺，越容易導(dǎo)致該礦產(chǎn)上方地面塌陷。若礦產(chǎn)資源埋藏過深，在開采之后沒有第一時(shí)間進(jìn)行回填，甚至不做回填處理，也同樣會(huì)導(dǎo)致采空區(qū)大面積的塌陷。

許多礦產(chǎn)資源分布在巖溶區(qū)，若礦山排水不符合規(guī)定，同樣會(huì)導(dǎo)致溶洞上方地面塌陷。巖溶區(qū)的地面塌陷同時(shí)會(huì)對(duì)塌陷區(qū)上方的建筑、道路、耕田等造成不可估量的損失及損害。若塌陷區(qū)上方為河流湖泊，則會(huì)導(dǎo)致地表上部水源涌入礦洞內(nèi)，導(dǎo)致淹井事故，對(duì)企業(yè)產(chǎn)生重大的經(jīng)濟(jì)損失。

如果采礦區(qū)周圍的土壤及巖石受到較強(qiáng)的地殼應(yīng)力，同樣會(huì)產(chǎn)生劇烈的收縮，若過度的進(jìn)行采礦挖井工作，則會(huì)導(dǎo)致周邊巖石出現(xiàn)較大的空隙。收縮比較劇烈的巖石在受力后會(huì)突然破裂，分裂后的碎片會(huì)對(duì)采礦施工人員產(chǎn)生較大的危險(xiǎn)。同時(shí)，不符合要求的開采方式會(huì)導(dǎo)致采礦區(qū)周圍巖石滑落，嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致泥石流、山體滑坡等重大災(zāi)害的發(fā)生，若在采礦中遇到小面積地震也會(huì)導(dǎo)致礦井的坍塌。因此，工作人員在采礦之前一定要做好預(yù)案。

2.3 礦體內(nèi)引起的地質(zhì)災(zāi)害

礦體內(nèi)部引起的地質(zhì)災(zāi)害主要包括瓦斯爆炸、礦坑火災(zāi)、地?zé)岬葹?zāi)害。上述災(zāi)害在煤礦開采中非常容易發(fā)生，較差的通風(fēng)措施會(huì)導(dǎo)致礦井內(nèi)積存大量的瓦斯，當(dāng)瓦斯?jié)舛容^高時(shí)極易產(chǎn)生爆炸，瓦斯爆炸會(huì)導(dǎo)致礦坍塌井被毀，還會(huì)導(dǎo)致礦井內(nèi)施工人員受傷以及被困。礦坑火災(zāi)最常見的礦區(qū)是硫化礦區(qū)，硫化礦區(qū)內(nèi)的硫化物遇到空氣發(fā)生氧化時(shí)會(huì)釋放大量的熱量，若釋放的熱量沒有得到及時(shí)的疏散，熱量聚集較多時(shí)，開采礦區(qū)內(nèi)就會(huì)發(fā)生自燃，引發(fā)火災(zāi)。不僅對(duì)礦區(qū)開采人員生命造成重大威脅，同樣會(huì)使礦產(chǎn)資源遭到破壞，造成礦產(chǎn)資源的浪費(fèi)。若火災(zāi)嚴(yán)重，則會(huì)影響周邊的農(nóng)作物及樹木，進(jìn)而引發(fā)大火，對(duì)周邊的環(huán)境同樣會(huì)構(gòu)成重大的威脅。在硫化礦區(qū)內(nèi)，開采深度越深，地?zé)釤崃吭酱螅栽陂_采較深礦區(qū)時(shí)一定要注意。

許多露天礦山非法開采，將開采所挖掘的廢土廢石隨意運(yùn)輸丟棄，這樣會(huì)導(dǎo)致泥石流的發(fā)生。礦山開采之后留下的泥沙、堆積物等會(huì)成為泥石流重要的固體碎屑物，在暴雨后引發(fā)山體滑坡。堆積物是否會(huì)形成山體滑坡取決于其被放置位置的地形及地貌。

3 礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治措施

3.1 水文地質(zhì)災(zāi)害防治

對(duì)于水文地質(zhì)災(zāi)害的防治，礦山企業(yè)管理者應(yīng)該將防水排水作為工作監(jiān)管的重點(diǎn)。在開采之前就要做好地質(zhì)勘測以及探水工作。嚴(yán)格執(zhí)行先勘測后開采，遇到問題及時(shí)上報(bào)并且嚴(yán)查的工作習(xí)慣。在確定開采區(qū)域水文地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)不高之后再進(jìn)行爆破工作。爆破工作結(jié)束之后要使用鉆機(jī)，從各個(gè)位置做好防突發(fā)性涌水工作。如果發(fā)生突發(fā)性涌水災(zāi)害，工作人員要按照事先制定好的防護(hù)計(jì)劃進(jìn)行封堵并及時(shí)疏散相關(guān)人員，全方位防控突發(fā)性涌水事故。在進(jìn)行突發(fā)性涌水的封堵工作中應(yīng)該采用單液漿封堵方法，對(duì)涌水的裂隙進(jìn)行注漿封堵。

3.2 地質(zhì)形變?yōu)暮Ψ乐?/h3>

企業(yè)在礦產(chǎn)資源開采之前就應(yīng)該設(shè)計(jì)合理恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)方案要根據(jù)實(shí)際的開采地形進(jìn)行準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)。合理的方案設(shè)計(jì)及規(guī)范的開采方式是應(yīng)對(duì)礦山地質(zhì)形變?yōu)暮Ψ乐蔚闹刂兄?，。所以，企業(yè)礦山地質(zhì)勘測人員以及企業(yè)工程設(shè)計(jì)人員要根據(jù)礦山不同的位置參數(shù)、不同的地質(zhì)參數(shù)、不同的礦產(chǎn)資源進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析。了解礦山位置的地壓運(yùn)動(dòng)規(guī)律，選擇最為合適的開采方式進(jìn)行礦物的開采。在開采過程中，要盡量避開排水管道、地質(zhì)較軟、地殼運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定的區(qū)域。

對(duì)于地質(zhì)坍塌、裂縫等災(zāi)害的預(yù)防。企業(yè)開采人員可以使用上向分層充填法、多點(diǎn)下料充填法、分次充填法等充填新技術(shù)，在回采空間內(nèi)填充尾礦，這樣可以最為高效的利用礦產(chǎn)資源。在最為高效利用礦產(chǎn)資源的基礎(chǔ)上，保證開采周圍地質(zhì)巖石的穩(wěn)定，這樣可以最大程度的降低災(zāi)害的發(fā)生。需要注意的是，在上向分層充填法應(yīng)用時(shí)，可以加入石膏、明礬石這類的膨脹劑，不但可以抑制礦產(chǎn)水化，同時(shí)可以最大程度的提高接頂?shù)男Ч?。?duì)于分次充填法來說，企業(yè)礦產(chǎn)工作人員應(yīng)保證每次充填高度在20cm～30cm之間。在多點(diǎn)下料充填法應(yīng)用過程中，可以依據(jù)從低到高的順序，依次下料充填。

地質(zhì)災(zāi)害有一定的不可預(yù)見性,所以礦產(chǎn)企業(yè)工作人員需要做到對(duì)水土流失和山區(qū)泥石流以及涌水事故做出最保險(xiǎn)的應(yīng)急方案。同樣礦產(chǎn)企業(yè)工作人員要對(duì)水土流失和泥石流區(qū)域采取修建攔擋壩、修建導(dǎo)流渠、修建排水溝等進(jìn)行防護(hù)。礦產(chǎn)企業(yè)還應(yīng)該配合當(dāng)?shù)亓謽I(yè)局進(jìn)行林業(yè)種植等來對(duì)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生區(qū)進(jìn)行治理。

3.3 內(nèi)部地質(zhì)災(zāi)害防治

礦產(chǎn)企業(yè)對(duì)于內(nèi)部地質(zhì)災(zāi)害的防治要重視，礦產(chǎn)企業(yè)管理者需要及時(shí)制定開采安全意識(shí)培訓(xùn)、開采安全技能培訓(xùn)。并周期性的邀請(qǐng)礦產(chǎn)安全開采方面的專家對(duì)企業(yè)開采人員進(jìn)行相關(guān)知識(shí)、操作技術(shù)講解。設(shè)置考察制度，對(duì)員工上崗安全性進(jìn)行考察，派遣專門安全監(jiān)督人員進(jìn)行監(jiān)督，并進(jìn)一步落實(shí)內(nèi)部管理者、安全巡查員責(zé)任，定期對(duì)礦區(qū)內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行監(jiān)督審查，嚴(yán)格貫徹落實(shí)礦區(qū)內(nèi)部環(huán)境清潔通風(fēng)制度，降低瓦斯爆炸、內(nèi)部火災(zāi)發(fā)生概率。

其次，在礦產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行開采的過程中，礦產(chǎn)企業(yè)管理人員應(yīng)該結(jié)合自身開采礦山的形態(tài)、特性，進(jìn)行專業(yè)監(jiān)測設(shè)備和勘探系統(tǒng)的安裝。安裝專業(yè)的監(jiān)測設(shè)備和勘探系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)無間斷的對(duì)所開采礦山的地質(zhì)情況進(jìn)行監(jiān)控。在發(fā)現(xiàn)問題時(shí)第一時(shí)間做應(yīng)急處理并上報(bào)，這樣可以最大限度降低內(nèi)部地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生概率。同時(shí)企業(yè)可以采用微震監(jiān)測技術(shù)，對(duì)所開采的礦區(qū)內(nèi)破裂源進(jìn)行全方位、準(zhǔn)確的監(jiān)測。

4 結(jié)語

安全開采對(duì)于礦產(chǎn)開采企業(yè)來說是重中之重，只有在保證安全生產(chǎn)的前提下對(duì)礦產(chǎn)進(jìn)行開采，礦產(chǎn)開采企業(yè)才會(huì)將自己的收益最大化。因此企業(yè)在開采前要了解礦井內(nèi)部的實(shí)際情況，并建立一套良好的煤礦通風(fēng)安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)。除此之外,礦產(chǎn)開采企業(yè)要加強(qiáng)自己員工的安全意識(shí)培訓(xùn)，提高員工安全意識(shí)，只有這樣，才會(huì)科學(xué)、合理、安全的進(jìn)行礦產(chǎn)的開采。