淺析露天礦山地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防措施

王強(qiáng)基

（甘肅省地礦局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 酒泉 735000）

礦山地質(zhì)災(zāi)害是礦山開采引起的人為地質(zhì)災(zāi)害。它主要表現(xiàn)崩塌滑坡、地面沉降等一系列地質(zhì)災(zāi)害，這些地質(zhì)災(zāi)害與開采活動密切相關(guān)，如采空區(qū)和塌陷，由于地表剝蝕、地下采空區(qū)、矸石堆積、尾礦排放和地下水流失等采礦活動的破壞以及滑坡、崩塌、泥石流和地下水的平衡破壞[1]。了解過度開采礦山所誘發(fā)的重大地質(zhì)災(zāi)害，為地質(zhì)災(zāi)害的防治提供對策和建議具有重要的價值與現(xiàn)實意義。

礦山企業(yè)必須根據(jù)“同時開采，同時治理”的原則處理地質(zhì)災(zāi)害。近些年，各類地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，尤其是礦山的過度開采所造成的地質(zhì)災(zāi)害明顯增多，給我國的國民經(jīng)濟(jì)造成了巨大損失。

1 礦山地質(zhì)災(zāi)害的基本情況分析

甘肅省礦山地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量大，分布廣泛，危險程度高。截至2004年底，全省礦區(qū)共發(fā)生74起人員傷亡事故，破壞2,8681.8 hm2的土地，造成近7萬間房屋開裂或倒塌。甘肅省采礦開發(fā)活動引發(fā)的次生地質(zhì)災(zāi)害具有頻率高，突發(fā)性強(qiáng)，影響大，災(zāi)害嚴(yán)重，隱患多等特點。據(jù)調(diào)查，甘肅省礦山地質(zhì)災(zāi)害類型有6類，包括地面沉降，地裂縫，山體滑坡，崩塌，泥石流和礦井涌水。

值得注意的是，地面沉降和地裂縫是兩種地質(zhì)災(zāi)害類型，但都集中在甘肅省地下開采礦區(qū)。由于地面沉降，沉降和相關(guān)地裂縫引起的地下沉降，它們的表現(xiàn)形式，地層因素和采空區(qū)的危害具有相似的特征。因此，這兩類災(zāi)害都?xì)w因于地面沉降災(zāi)害。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，該地區(qū)發(fā)生二次地質(zhì)災(zāi)害349次，包括地面沉降（包括地裂），占礦山總地質(zhì)災(zāi)害的30.1%，塌方149次，崩塌42.7%，塌陷26次，崩塌7.4%，61泥，17.5%，8礦井水，2.3%。

從統(tǒng)計結(jié)果可以看出，山體滑坡在礦山地質(zhì)災(zāi)害中占地質(zhì)災(zāi)害的比例最大，其次是地面沉降。就規(guī)模而言，全省礦山地質(zhì)災(zāi)害以小規(guī)模為主，占81.4%占災(zāi)害總數(shù)的百分比，其次為中型災(zāi)害，占災(zāi)害總數(shù)的14.0%，規(guī)模較大，僅占災(zāi)害總數(shù)的4.6%。

2 分析產(chǎn)生礦山地質(zhì)災(zāi)害的原因

在法律法規(guī)中對礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治問題還沒有明確的規(guī)定，行政管理立法滯后，根據(jù)這一方面，地質(zhì)保護(hù)條款缺乏具體的實施細(xì)則，而且對礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)和礦山地質(zhì)災(zāi)害防治措施沒有明確的規(guī)定，使具體的規(guī)章制度和有關(guān)規(guī)定和職能難以充分發(fā)揮和實施。就目前形勢而言，在過去的兩年中，監(jiān)督和管理地質(zhì)環(huán)境的職能已擴(kuò)大到市縣兩級，拖延了礦山地質(zhì)災(zāi)害防治管理工作。在礦山管理體制中，管理過度開采礦山所誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害，包括對環(huán)境保護(hù)、水利、土地、和礦山等部門的管理，但是現(xiàn)在各部門的交叉職能暫時難以全面落實。隨后的采礦生產(chǎn)將最終在礦區(qū)的北部，西部，東部和南部形成一系列高5米，角度為45度的斜坡和拐角。但是斜坡上巖體風(fēng)化強(qiáng)烈，裂縫相對發(fā)育，均為不穩(wěn)定的斜坡。另外，由于采礦區(qū)周圍的土壤將在后續(xù)生產(chǎn)過程中繼續(xù)堆積土壤，因此土壤的數(shù)量將繼續(xù)增加，從而形成一個不穩(wěn)定的斜坡。上述兩個因素在人為或外部條件的影響下，如礦山生產(chǎn)過程中的機(jī)械振動，突降和重力等，更容易造成崩塌，滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，主要危害采場作業(yè)和制磚系統(tǒng)（5-18人）和機(jī)械設(shè)備[2]。

預(yù)測露天礦坑和制磚系統(tǒng)及其與滑坡和滑坡的接近程度概率中等，嚴(yán)重程度中等，風(fēng)險適中。有必要人為地調(diào)整礦區(qū)的場地面積。填土前應(yīng)盡可能去除軟土層，并進(jìn)行分層壓實，避免因為建筑物的地基不穩(wěn)固或者變形而造成隱患安全事故；避免大雨或大雨等惡劣天氣，嚴(yán)防地表水滲漏，嚴(yán)防地表水直接泄漏到地下，以免地表水滲漏，降低充填強(qiáng)度。填充顆粒的遷移造成基礎(chǔ)的不均勻沉降。采礦預(yù)測可能加劇的地質(zhì)災(zāi)害主要是危險的巖體。一方面，隨著采礦的不斷推進(jìn)，采礦斜坡不可避免地會產(chǎn)生無法及時清理的碎塊和活石，增加了危險巖石的數(shù)量；另一方面，現(xiàn)有危巖體的穩(wěn)定性較差。表層巖石的剝落和采動活動的機(jī)械振動將破壞現(xiàn)有危巖的暫時平衡，危巖的坍塌將加劇塌方和滑坡的地質(zhì)災(zāi)害形成。

圖1 地質(zhì)災(zāi)害占比

3 礦山地質(zhì)災(zāi)害的具體防治措施

根據(jù)礦山地質(zhì)災(zāi)害的類型和特點，制定相應(yīng)的工程措施。首先是滑坡與塌方的防治工程措施。崩塌和滑坡主要發(fā)生在露天邊坡和矸石邊坡中。

因此，主要采用支護(hù)工程，并采用排水工程和植被恢復(fù)工程進(jìn)行處理。擋土墻是在垃圾堆場的近側(cè)磚體系和垃圾場的西側(cè)斜坡上修建的。根據(jù)露天礦區(qū)邊界和礦區(qū)內(nèi)礦區(qū)地表地形的開采平臺，設(shè)計了5個砂漿砌體重力結(jié)構(gòu)，設(shè)計長度為120m，高度為1m，頂部寬度為0.8m，底部寬度為1.5m在采礦區(qū)段進(jìn)行挖掘。

因為礦山的地質(zhì)構(gòu)造和地形地貌不同，所以根據(jù)礦山開發(fā)利用規(guī)劃和災(zāi)害現(xiàn)場分布特點，劃分不同級別的防治區(qū)，對不同的防治區(qū)采取不同的措施進(jìn)行防治。一般分為重點預(yù)防區(qū)，次要預(yù)防區(qū)和一般預(yù)防區(qū)。

對于重點防治地區(qū)，一是對邊坡參數(shù)的合理設(shè)定，加強(qiáng)邊坡監(jiān)測，建議使用擋土墻穩(wěn)定斜坡。如果開挖后出現(xiàn)裂縫，建議進(jìn)行特殊的地質(zhì)勘察工程。其次，要做好原有災(zāi)害現(xiàn)場的加固和防護(hù)工程，努力消除采礦引起的復(fù)發(fā)隱患。而且設(shè)計殘渣場的時候必須嚴(yán)格設(shè)計為方形并且?guī)в羞吰?，做好擋土墻設(shè)計，建設(shè)渣壩，防止泥石流。并充分合理地使用渣場，并嚴(yán)格禁止渣（特別是沿公路）。第三，對于隧道開采，必須在隧道內(nèi)進(jìn)行支護(hù)，以確保側(cè)面被開采和保護(hù)，以防止由于礦頂坍塌，屋頂?shù)顾仍斐傻奈：?，特別是地上有人家的地方要防止上部地面開裂。第四，要做好隧道排水設(shè)計，防止礦井受到水的破壞。

次要防控區(qū)的防治措施如下：在入境道路和礦山生活區(qū)建設(shè)過程中，將形成非常多的斜坡和一些棄渣，這可能會造成斜坡不穩(wěn)定，山體滑坡和滑坡，以及地面沉降等一系列地質(zhì)問題。

礦渣可能導(dǎo)致水土流失，可能在斜坡上形成泥石流，并且可能因滾石和飛石而變得危險。因此，應(yīng)在斜坡上方設(shè)置科學(xué)合理的邊坡參數(shù)設(shè)計，合理的支護(hù)和加固，設(shè)置排水邊坡，做好地面排水措施。另外，應(yīng)加強(qiáng)場地管理，妥善處理棄渣，不得隨意損壞礦渣；應(yīng)在危險區(qū)域內(nèi)設(shè)置防止?jié)L石和飛石的設(shè)施。在最后的采礦之后，垃圾堆場被夷為平地并且種植植被恢復(fù)原有地貌。

對于一般預(yù)防地區(qū)的預(yù)防和控制措施是看該地區(qū)有沒有主要的建筑和工程建設(shè)，這可能因為表層巖體的擠壓而導(dǎo)致水土流失。應(yīng)嚴(yán)格禁止跨境開發(fā)，加強(qiáng)保護(hù)植被和防止水土流失。

4 結(jié)語

礦山重大地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)現(xiàn)為礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治提供了措施和建議，可以使我們更加有效、快速地對過度開采礦山所誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害尋找解決措施，但是許多中國礦山對經(jīng)濟(jì)效益片面的追求，而安全管理意識薄弱。采礦技術(shù)裝備落后，人為干擾，礦山環(huán)境惡化，礦山地質(zhì)災(zāi)害日益嚴(yán)重。礦山企業(yè)必須遵循“一邊開采，一邊治理”的原則來管理礦山的地質(zhì)災(zāi)害。

以甘肅礦區(qū)為例，我們通過評估和檢測這里的地質(zhì)災(zāi)害類型，提出了一些基本的防治思路和防治方法，根據(jù)由過度開采礦山所誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害的現(xiàn)在情況和未來預(yù)測，對礦山地質(zhì)災(zāi)害分類并且根據(jù)它們的不同特點，為了降低礦山地質(zhì)災(zāi)害對環(huán)境的破壞程度，提出了相應(yīng)的防治礦山地質(zhì)災(zāi)害的措施。