礦山環(huán)境地質(zhì)災害問題與勘查方法探究

張云霞

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 酒泉 735000）

礦產(chǎn)資源是人類賴以生存的資源之一，其作為社會發(fā)展的物質(zhì)基礎，多年來被人類大量開采，隨著開采的范圍逐漸擴大，我國礦山開采所導致的地質(zhì)災害越發(fā)嚴重，相關部門如若不在礦物開采與加工方面加以嚴格控制，地質(zhì)災害問題將會成為危害公眾財產(chǎn)安全的主要因素[1]。

1 常見的環(huán)境地質(zhì)災害問題與防治措施

（1）山體塌陷。在開采礦石期間，礦山的開采人員不斷從地下挖掘礦石，并將其通過工具運輸至地上。長此以往，采礦區(qū)與地面之間的頂板巖層失去了礦層的支撐力，礦石覆蓋層的重力不斷向下施加壓力，導致表層下沉彎曲，產(chǎn)生拉應力。當應力增加到巖石層無法承受的范圍時，表層將逐漸產(chǎn)生裂紋，直至其破裂并墜落，從而頂部的覆蓋層徹底失去巖石層的支撐。隨著采礦的繼續(xù)，采礦區(qū)的面積逐漸擴大，從地表開始，相繼出現(xiàn)一個又一個的崩塌盆地，并且越來越大。雖然礦山在采礦后造成了地質(zhì)災害，但如若及時采取正確有效的補救措施，還有可能對其進行修復[2]。

地面沉降主要是由于采礦企業(yè)的缺少科學的計劃，并且在采礦過程中手段不夠規(guī)范。長期以來，采礦企業(yè)對礦山的盲目開采導致一個又一個采空區(qū)的形成，這對采礦人員的生命構(gòu)成嚴重威脅。因此，采礦時必須采取有效的預防和控制措施，以確保人員的安全，這需要采礦人員具備較強的專業(yè)素養(yǎng)且操作規(guī)范，與此同時能夠正確使用采礦設備，盡可能避免人員傷亡。

（2）泥石流。礦區(qū)發(fā)生的泥石流也是一種常見的地質(zhì)災害，這種災害發(fā)生的非常突然，且危害性較大，發(fā)生之后會使整個礦區(qū)無法正常運行，對人們的生命財產(chǎn)構(gòu)成巨大威脅。一般來說，為了控制采空區(qū)的坍塌，人們會利用現(xiàn)場的礦床使地表堆積更松散的物料。此外，采礦業(yè)中更多的廢石堆積在礦區(qū)，為水流的聚集提供了機會與場所，此外，礦井下的水源可能也會在施工過程中不慎被挖掘出來，長期聚集形成泥石流。采礦過程中礦山地形的變化也會導致泥石流的發(fā)生，例如在長期的采礦過程中改變了山體的結(jié)構(gòu)，令原本平緩的山體坡度變得陡峭，從而引發(fā)泥石流。對于泥石流的防治措施，人們普遍會采取生物控制措施。此外，相關企業(yè)還會開展工程控制，有效控制并規(guī)范各項采礦作業(yè)，認真調(diào)查對工程開展對環(huán)境的影響，并針對實際情況采取有效的預防措施，減少泥石流發(fā)生的可能性，盡量減少地質(zhì)災害造成的損失。

（3）山體滑坡。造成山體滑坡的因素很多，通常情況下，往往是各類因素交織在一起，引發(fā)山體滑坡災害，多數(shù)情況下都是在暴雨氣候中發(fā)生。因為礦井長期暴露在外，礦井的外部往往會露出很多巖石，巖石成分不同，材質(zhì)有所差異，風化程度也有所不同，通常情況下密度較大的巖石比較突出，因此在空氣和水等外界因素的影響下，它不斷進行風化反應，內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)發(fā)生變化，強度逐漸降低，經(jīng)過很長一段時間之后，它會因自重而斷裂和掉落。此外，礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境如果發(fā)生變化，其結(jié)構(gòu)也會發(fā)生變化，較大的巖石分裂成幾個部分，導致礦井周圍失去了原有的穩(wěn)定性與安全性，極有可能引發(fā)山體滑坡。此外，人為因素也可能導致山體滑坡。

對于這些地質(zhì)災害，如若想制定合理的預防措施，應在開采前探索場地環(huán)境，研究巖層的穩(wěn)定性和山體的陡度。對于一些陡峭的礦體，應采取保護措施，例如使用防滑擋土墻，防滑鏈或加固擋土墻。也可以利用人力進行山體加固，或進行土層加固和山地土壤固結(jié)[3]。

2 勘查方法

（1）地球信息技術綜合方法。地球信息技術綜合法的核心就是遙感技術，遙感技術（RS）主要用于大面積區(qū)域的勘查工作，它可以形成不同尺度，并且根據(jù)所需的不同尺度，對勘查出的結(jié)果進行解釋分析。其可使用航空和衛(wèi)星電影進行解讀，具有直觀，真實，準確和有效的特點，可以大大提高工作效率和質(zhì)量。GPS具有全天候，全球覆蓋的科技屬性，且勘查的精準度極高，設備操作便捷靈活，且設備體積小巧易攜帶。目前，GPS定位儀一般被用作勘查礦山環(huán)境，技術人員可通過該設備獲取礦山的三維坐標，掌握準確的數(shù)據(jù)。礦山地質(zhì)災害的諸多問題是多種因素共同作用的結(jié)果，GPS本身具有強大的空間分析功能，其可以將多源因素進行疊加，并對其中信息進行分層處理，得出分析結(jié)果。因此，GPS可以充分實現(xiàn)礦山環(huán)境勘查和災害問題的動態(tài)模擬評估。

（2）水文地質(zhì)與巖土力學試驗方法。水文地質(zhì)和巖土工程試驗的對象包括多種類型，是礦山地質(zhì)災害調(diào)查的重要手段之一。在礦山地質(zhì)災害調(diào)查中，水文地質(zhì)測試主要包括水質(zhì)測試，浸出測試，浸泡測試，含水層吸附試驗，含水層頂板滲透性試驗，采礦誘導滲透率變化試驗，礦石和固體廢物中有毒有害元素的測試，土壤污染測試，溶質(zhì)遷移和富集法測試等，巖土工程試驗主要包括室外現(xiàn)場機械試驗和室內(nèi)巖石的物理和機械性能試驗。

（3）地球物理勘查方法。地球物理勘查方法的核心是高密度電阻率法，該方法是一種利用巖土間電導率差異來進行地質(zhì)勘查的地球物理勘探方法。其可以研究深度方向上的電氣變化以及水平方向上的電氣變化，并通過參數(shù)轉(zhuǎn)換獲得更突出的有效異常比率參數(shù)。并借助參數(shù)結(jié)果來對潛在災害的深度和范圍進行推斷與解釋。此種方法對于較深的采礦區(qū)，地面下水系統(tǒng)，巖石風化層等的勘探非常有效。淺層地震方法是通過人為手段來激發(fā)地震波，然后研究地震波在地層中的傳播規(guī)律。其本質(zhì)上是一種通過識別地下地質(zhì)構(gòu)造，來以此獲取地層巖性信息的地球物理方法。淺層反射法不僅可以直接反映界面的波動，還可以檢測埋藏的斷層和空洞。其對于勘查坍塌柱和各種異常物體效果非常顯著，如滑坡，裂縫面和采空區(qū)。

3 結(jié)語

本文主要是針對礦山環(huán)境地質(zhì)災害問題及其勘探方法進行探索。并提出相應災害防治措施，以期為相關人員提供參考。相關技術人員還需不斷優(yōu)化勘查方法，發(fā)揮出勘查方法的最大優(yōu)勢，從而加強礦山環(huán)境管理工作，促進中國礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展。