礦山地質(zhì)災(zāi)害及防治與地質(zhì)勘查方法簡(jiǎn)述

吳鄭雄

[摘要]隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的快速發(fā)展，礦產(chǎn)地質(zhì)勘查技術(shù)水平也得到提高；隨著礦產(chǎn)地質(zhì)勘探力度的加大，地質(zhì)災(zāi)害的防治受重視程度不斷提高，成為地質(zhì)研究的范疇。本文旨在探討礦山地質(zhì)災(zāi)害及防治與地質(zhì)勘查方法。

[關(guān)鍵詞]礦井 地質(zhì)災(zāi)害 防治措施 勘查方法

[中圖分類號(hào)] P694 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-3-255-1

1礦山地質(zhì)災(zāi)害及防護(hù)

1.1礦山地質(zhì)災(zāi)害

礦山地質(zhì)災(zāi)害又稱礦井地質(zhì)災(zāi)害、采礦地質(zhì)災(zāi)害、礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害等。在礦床開采活動(dòng)中，因大量采掘井巷破壞和巖土體變形以及礦區(qū)地質(zhì)、水文地質(zhì)條件與自然環(huán)境發(fā)生嚴(yán)重變化，危害人類生命財(cái)產(chǎn)安全，破壞采礦工程設(shè)備和礦區(qū)資源環(huán)境，影響采礦生產(chǎn)的災(zāi)害。礦山地質(zhì)災(zāi)害種類很多，發(fā)生在地面的主要有地面塌陷、地面沉降、地裂縫、滑坡、崩塌、泥石流、煤自燃等，發(fā)生在井下的主要有冒頂、片幫、突水、突泥、井下熱害、礦震、巖爆、井下煤自燃、油氣井管套損壞、礦坑水污染等。下面就以下幾個(gè)方面著重進(jìn)行介紹。

1.1.1地面塌陷

地面塌陷是指地表巖、土體在自然或人為因素作用下向下陷落，并在地面形成塌陷坑（洞）的一種動(dòng)力地質(zhì)現(xiàn)象，是我國(guó)最重要的地質(zhì)災(zāi)害類型之一。地面塌陷災(zāi)害在金屬礦山中出現(xiàn)較為普遍， 如鎳礦、鉛鋅礦 、煤礦等。近年來， 金屬礦山地表塌陷增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯， 造成塌陷的原因是采區(qū)不充填， 尤其在不明采區(qū)表現(xiàn)突出 。煤礦區(qū)的地面塌陷表現(xiàn)最為突出。華北、華東地區(qū)煤礦采空塌陷，每年平均為10.5萬畝。地面塌陷，毀壞城鄉(xiāng)各種建筑、交通設(shè)施和農(nóng)田，威脅人民生命財(cái)產(chǎn)安全，影響經(jīng)濟(jì)建設(shè)，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。給礦山企業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)會(huì)給當(dāng)?shù)厝罕娚顜聿槐恪?/p>

1.1.2礦井水災(zāi)害

掘進(jìn)或采礦過程中當(dāng)巷道揭穿導(dǎo)水?dāng)嗔选⒏凰芏?、積水老窿，大量地下水突然涌入礦山井巷的現(xiàn)象。礦井突水一般來勢(shì)兇猛，常會(huì)在短時(shí)間內(nèi)淹沒坑道，給礦山生產(chǎn)帶來危害，造成人員傷亡。在富水的巖溶水充水的礦區(qū)及頂?shù)装逵休^厚高壓含水層分布的礦山區(qū)，在構(gòu)造破碎的地段，常易發(fā)生礦井突水。當(dāng)巷道底板下有間接充水層時(shí)，便會(huì)在地下水壓力和礦山壓力作用下，破壞底板隔水層，形成人工裂隙通道，導(dǎo)致下部高壓地下水涌入井巷造成突水。但只要查明水文地質(zhì)條件，采取措施，礦井突水是可以預(yù)防和治理的。

在煤礦區(qū)，由于煤層大面積開采，導(dǎo)致采空區(qū)面積不斷擴(kuò)大，采空區(qū)導(dǎo)水裂隙帶和地面塌陷范圍隨之?dāng)U大，使地表水與地下水、礦坑水發(fā)生了直接聯(lián)系，造成沙川徑流大量滲漏、徑流量明顯減少。

1.1.3礦震

礦震是由礦山開采活動(dòng)引發(fā)的地震災(zāi)害。根據(jù)礦震的形成原因，分為構(gòu)造型礦震、塌陷型礦震、巖爆型礦震等不同的類型。與天然破壞性地震相比，礦震的能量均比較小，震級(jí)比較低，但震源淺，延續(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)，且都發(fā)生在礦區(qū)，所以有時(shí)也會(huì)對(duì)工程建筑和礦井設(shè)施造成一定危害。

1.1.4瓦斯爆炸

在通風(fēng)不暢的開采區(qū)內(nèi)瓦斯集聚引起爆炸。瓦斯爆炸產(chǎn)生的高溫高壓，促使爆源附近的氣體以極大的速度向外沖擊，造成人員傷亡，破壞巷道和器材設(shè)施，揚(yáng)起大量煤塵并使之參與爆炸，產(chǎn)生更大的破壞力。

1.1.5地?zé)釣?zāi)害

地?zé)崾莵碜缘厍騼?nèi)部的一種能量資源。地球上火山噴出的熔巖溫度高達(dá)1200℃～1300℃，天然溫泉的溫度大多在60 ℃以上，有的甚至高達(dá)100 ℃～140 ℃。隨著開采深度加大，地?zé)嵛：Σ粩嗉觿?。我?guó)已有許多礦山開采深度達(dá)到800m以下，礦山因含硫量高，采深度又大，地溫非常高。礦山地?zé)釣?zāi)害導(dǎo)致礦工勞動(dòng)環(huán)境惡劣，嚴(yán)重影響了有關(guān)礦山的正常生產(chǎn)。

1.2礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防護(hù)措施

1.2.1加大地質(zhì)災(zāi)害防治宣傳力度

制定地質(zhì)災(zāi)害防治宣傳計(jì)劃，充分采取各種形式，開展地質(zhì)災(zāi)害的性質(zhì)、危害以及防御的基本措施向公眾宣傳到位，增強(qiáng)公眾的地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)意識(shí)和自救、互救能力。

1.2.2加強(qiáng)開采防護(hù)

礦山設(shè)計(jì)應(yīng)堅(jiān)持效益與安全并重，注重在開采施工過程中的監(jiān)測(cè)與預(yù)防。開采前做好前期勘探任務(wù)，取全取準(zhǔn)地質(zhì)資料。及時(shí)回填或采取有效方式處理采空區(qū)，消除災(zāi)害隱患。

2勘查方法

礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害多出現(xiàn)在較深的地下， 要采取一些先進(jìn)方法進(jìn)行勘查， 常用的方法有水文地質(zhì)勘探法、地球化學(xué)法、以及高密度電阻率法與瞬變電磁法在內(nèi)的地球物理勘查方法。

2.1水文地質(zhì)勘探

在礦產(chǎn)開發(fā)前，為了避免水害的發(fā)生，通常要進(jìn)行水文地質(zhì)勘查。其目的是查明區(qū)域水文地質(zhì)條件，了解該調(diào)查地區(qū)地下水的埋藏、分布狀況及補(bǔ)給、徑流、排泄條件，為礦產(chǎn)開采方案制定提供全面的水文地質(zhì)資料。

2.2地球化學(xué)勘探

地球化學(xué)異常成礦物質(zhì)在礦床形成或解體過程中留下的，在各種天然物質(zhì)的元素分布的正常模式或背景模式的基礎(chǔ)上能夠辨認(rèn)出來的一切印跡，都可稱為地球化學(xué)異常。地球化學(xué)勘查的目的一直是通過地球化學(xué)異常的線索來找尋礦床，地球化學(xué)勘查的應(yīng)用正在逐步擴(kuò)大，它不僅可用于找礦，還可為解決環(huán)境污染、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、地方病以及各種地質(zhì)問題提供有價(jià)值的資料。

2.3高密度電阻率法

高密度電阻率法（multi-electrode resistivity method）是把很多電極同時(shí)排列在測(cè)線上，通過對(duì)電極自動(dòng)轉(zhuǎn)換器的控制，實(shí)現(xiàn)電阻率法中各種不同裝置、不同極距的自動(dòng)組合，從而一次布極可測(cè)得多種裝置、多種極距情況下多種視電阻率參數(shù)的方法。該檢測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)在于巖石對(duì)其導(dǎo)電性的影響不會(huì)很大，反而巖石能夠起到更好的傳導(dǎo)作用，對(duì)于采空區(qū)的地下水勘查的效果是最為明顯的。

2.4瞬變電磁法

瞬變電磁法也稱時(shí)間域電磁法（Time domain electromagnetic methods），簡(jiǎn)稱TEM，它是利用不接地回線或接地線源向地下發(fā)射一次脈沖磁場(chǎng)，在一次脈沖磁場(chǎng)間歇期間，利用線圈或接地電極觀測(cè)二次渦流場(chǎng)的方法。簡(jiǎn)單地說，瞬變電磁法的基本原理就是電磁感應(yīng)定律。衰減過程一般分為早、中和晚期。早期的電磁場(chǎng)相當(dāng)于頻率域中的高頻成分，衰減快，趨膚深度?。欢砥诔煞謩t相當(dāng)于頻率域中的低頻成分，衰減慢，趨膚深度大。

參考文獻(xiàn)

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