簡述礦山地質(zhì)災(zāi)害的勘查方法與防治對策

曲鑫

（中國有色礦業(yè)集團有限公司，北京 朝陽 100029）

作為我國國民經(jīng)濟發(fā)展中的支柱產(chǎn)業(yè)，近年來礦山行業(yè)發(fā)展迅速。然而由于開采設(shè)備和技術(shù)的相對落后，導(dǎo)致礦山的開采環(huán)境不斷惡化，礦山地質(zhì)災(zāi)害也日趨嚴(yán)重。我國礦山地質(zhì)災(zāi)害種類繁多、分布廣泛、危害巨大、潛在隱患突出，如何利用現(xiàn)有技術(shù)手段，有效勘察及防治礦山地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生，已逐漸成為地質(zhì)行業(yè)亟待解決的重要課題。

1 礦山地質(zhì)災(zāi)害種類

1.1 巖土體變形災(zāi)害

（1）地表及采空區(qū)塌陷。地面塌陷主要發(fā)生在地下以井巷開采的礦山。采用空場法、留礦法、崩落法等開采的地下礦山，將原生礦體和伴生廢石采出后，往往在井下形成巨大的采空區(qū)和崩落空區(qū)，若保留礦柱不足，空區(qū)達到一定的規(guī)模時，會在采空區(qū)域產(chǎn)生地裂縫，逐漸發(fā)展為采空區(qū)的地面塌陷。煤礦的礦體埋深淺，地面塌陷尤為常見。對于礦體埋藏較深的地下開采礦山，如果不能及時回填和崩落采空區(qū)，也極易產(chǎn)生大面積的塌陷。采空地面塌陷往往會破壞土地和建筑物，造成重大經(jīng)濟損失，危及人類的生命安全，嚴(yán)重制約了社會和經(jīng)濟發(fā)展。

（2）采場邊坡失穩(wěn)、滑坡及巖崩?；率堑刭|(zhì)災(zāi)害中最為廣泛的一種，是露天礦山最常見的地質(zhì)災(zāi)害，也是發(fā)生頻率最高、對露天礦山安全影響最大的一種災(zāi)害。其形成的主要原因是在山坡，特別是陡峻山坡的下部進行地下開采，或者由于不合理開采造成采剝失調(diào)。此類地質(zhì)災(zāi)害會對山坡下的村莊、河流、道路等造成重大影響。

（3）礦震。礦震是由于采礦形成采空區(qū)所造成，也稱為礦山地震，屬于礦山地質(zhì)災(zāi)害的一種，礦震極易引起礦坑突水、巖暴、瓦斯大量涌出導(dǎo)致爆炸等事故。具有突發(fā)性、危害大、連鎖反應(yīng)的特點。2014年11月26日1時31分，恒大煤業(yè)公司附近發(fā)生1.6級礦震。事故造成區(qū)域作業(yè)的89名礦工中24人死亡，52人受傷。

（4）巖爆?？觾?nèi)巖爆又稱礦山?jīng)_擊，這是因為礦坑周邊和頂?shù)装鍑鷰r，在受到強大的地殼應(yīng)力作用而被強烈壓縮，一旦因采掘挖空出現(xiàn)自由面，即有可能產(chǎn)生巖石地應(yīng)力的驟然釋放，導(dǎo)致巖石大量破碎成碎塊，并向坑內(nèi)大量噴射、爆散，給礦山帶來危害和災(zāi)難。巖爆具有突發(fā)性、猛烈性的特點，往往難于防范。嚴(yán)重的巖爆會導(dǎo)致重大人員傷亡、毀壞礦井、誘發(fā)礦震等后果。

（5）尾礦庫坍塌。尾礦設(shè)施是礦山生產(chǎn)的重要組成部分，并且尾礦庫中含有有毒有害物質(zhì)，一旦潰壩泄漏，會帶來嚴(yán)重的人員傷亡、環(huán)境污染和經(jīng)濟損失。2000年10月廣西南丹尾礦庫坍塌造成28人死亡，2006年4月陜西鎮(zhèn)安縣某黃金尾礦潰壩造成17人死亡。

1.2 礦井災(zāi)害

（1）礦坑涌水突水。掘進和采礦過程揭穿或溝通富水和導(dǎo)水結(jié)構(gòu)，使地下水或地表水大量而突然地涌入坑道。礦井突水的突發(fā)性強、規(guī)模大、影響嚴(yán)重，是礦山較為嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害之一，以巖溶地帶礦山以及煤礦為多發(fā)區(qū)。目前很多礦山，尤其是受民采嚴(yán)重干擾的礦山，其開采的地質(zhì)環(huán)境已受到無序破壞，不明老窟極易造成突發(fā)性的突水災(zāi)害。

（2）瓦斯。在進行礦產(chǎn)的開采過程中，由于開采區(qū)域通風(fēng)不暢，易引起氣體積聚，形成瓦斯爆炸。這種災(zāi)害多見于煤礦以及一些硫化礦。

（3）地?zé)?。地?zé)嵛：κ堑V井向深部開采過程中不可避免的問題，而且隨著開采深度的增加，地?zé)嵛：Σ粩嗉觿?。高溫環(huán)境嚴(yán)重威脅井下安全，損害工人身體健康，極易應(yīng)發(fā)災(zāi)害事故。

2 礦山地質(zhì)災(zāi)害的主要勘查辦法

2.1 地球信息技術(shù)綜合方法

在對礦山環(huán)境進行勘探時，經(jīng)常使用的技術(shù)是遙感技術(shù)RS、全球定位系統(tǒng)GPS和地理信息系統(tǒng)GIS，三者合稱“3S”。通過3S技術(shù)的應(yīng)用，可以宏觀上掌握礦山地質(zhì)災(zāi)害的分布情況以及發(fā)展規(guī)律。例如，GPS技術(shù)可以準(zhǔn)確定位地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生地；RS技術(shù)通過對礦區(qū)多時相遙感圖像進行疊加分析，可以獲取不同時期礦區(qū)地貌的破壞程度、塌陷區(qū)分布情況及面積等；GIS技術(shù)可以對所有礦區(qū)收集數(shù)據(jù)進行有效分析，方便管理人員迅速掌握災(zāi)情，及時進行有效干預(yù)。3S技術(shù)尤其適用于礦山積水區(qū)、塌陷區(qū)等無法利用地形測量等常規(guī)手段進行勘察的位置。

2.2 物理勘查方法

當(dāng)前，從事礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查的工作人員主要采用的物理勘查方法為：淺層地震法、高密度電阻率法等。通過應(yīng)用以上兩種方法，能夠使淺層地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域監(jiān)控工作的質(zhì)量得到一定的提高。所謂高密度電阻率法，主要是指根據(jù)巖石自身的導(dǎo)電性特征，通過對其實施物理實驗的方式，分析出不同種類巖土間的導(dǎo)電差異性，進而明確礦山中地質(zhì)災(zāi)害的具體位置，降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性。找層地震法主要是指利用模擬地震波的方法，對礦山進行勘查，進而判斷出相應(yīng)礦山實際的地質(zhì)情況。

2.3 環(huán)境化學(xué)的地質(zhì)災(zāi)害勘查方法

在礦山的具體開采以及地質(zhì)災(zāi)害防治的過程中，可以采用環(huán)境化學(xué)的勘查方法進行礦區(qū)勘測，以此來確定礦區(qū)內(nèi)空氣的污染情況以及后續(xù)的污染指數(shù)，通過這種地質(zhì)災(zāi)害的勘測方法，可以根據(jù)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)確定污染區(qū)域，以此為后續(xù)礦山區(qū)域的治理工作奠定基礎(chǔ)。實施環(huán)境化學(xué)勘查的目的是通過地球化學(xué)異常的線索來找尋礦床?，F(xiàn)階段，環(huán)境化學(xué)勘查方法得到了廣泛的應(yīng)用，它不僅可以用于找礦，同時還可以解決環(huán)境污染、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、地方病以及各種地質(zhì)問題。

3 礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治對策

（1）在地質(zhì)勘查過程中，要遵循預(yù)防為主、控制和治理相互結(jié)合的基本原則，合理規(guī)劃、全方面進行管理，保證思路的清晰性，使得礦產(chǎn)開采工作科學(xué)有序的進行。

（2）全面落實礦山環(huán)境的監(jiān)督管理工作，在開展采礦工作過程中，為了避免出現(xiàn)邊開采邊破壞的現(xiàn)象，對于相關(guān)的工作部門而言，應(yīng)該向礦產(chǎn)企業(yè)實施山區(qū)環(huán)境保護的強制性措施，并構(gòu)建規(guī)范的山區(qū)環(huán)境影響評價體系、地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評估體系以及“三同時”制度等。另外，在一定的時間內(nèi)應(yīng)該進行相應(yīng)的地質(zhì)環(huán)境執(zhí)法檢查工作，對礦山生態(tài)環(huán)境形成破壞的個人或者或者企業(yè)，應(yīng)該依法追究相應(yīng)的責(zé)任。針對可能出現(xiàn)洪水、滑坡或者泥石流等地區(qū)，應(yīng)加強監(jiān)督管理。

（3）在對地面塌陷以及地裂縫現(xiàn)象進行防治的過程中，首先，應(yīng)該針對采空區(qū)域進行有效防治，一般情況下，主要采取的措施為充填處理方式，這種方法完成礦山開采工作之后，對礦山周圍的廢石進行充分的利用，從而完成對采空區(qū)的填充工作。應(yīng)用充填采礦方法，不但可以滿足環(huán)保需求，同時還能避免地面出現(xiàn)塌陷現(xiàn)象，從而在最大程度上提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。

（4）針對滑坡與崩塌現(xiàn)象進行防治時，應(yīng)該嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)范設(shè)計要求來進行，以此確保開挖的深度滿足相關(guān)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，從而有效避免崩塌或者滑坡現(xiàn)象的發(fā)生。

（5）在對泥石流現(xiàn)象進行防治的過程中，應(yīng)該保證礦石堆放過程的合理性，并及時清理礦渣，切斷泥石流的物質(zhì)來源，并在礦山修建排水渠，及時將水流排出礦坑。

（6）巖爆災(zāi)害的防治對策：在施工前期階段中，要根據(jù)掌握的相關(guān)資料，判斷哪些部位經(jīng)常發(fā)生巖爆現(xiàn)象，并且根據(jù)實際情況，來制定有效的預(yù)防措施和解決方案，在優(yōu)化相關(guān)對策的基礎(chǔ)上減少巖爆現(xiàn)象的發(fā)生，以此保證施工的安全性。

（7）突水災(zāi)害的防治對策：在礦山工作開展前，要根據(jù)水文地質(zhì)資料確定突水的危險程度，并且明確劃分安全區(qū)域和危險區(qū)域，加大對危險區(qū)域的監(jiān)測力度，并且制定相應(yīng)的預(yù)防措施，強化抗突能力。

（8）礦震災(zāi)害的防治措施：在施工前，要進行合理的部署，施工期間，加強監(jiān)督力度，并根據(jù)不同的施工內(nèi)容來制定合理的措施。

4 結(jié)語

進行高質(zhì)量的地質(zhì)災(zāi)害勘查工作，有助于礦山進行合理的資源開采以及有效的環(huán)境治理。在礦山生產(chǎn)過程中，應(yīng)根據(jù)具體的地質(zhì)情況，依靠先進的科學(xué)技術(shù)，運用有效的對策，對礦山的地質(zhì)災(zāi)害進行有效的預(yù)防與控制，以此保證礦山生產(chǎn)的順利實施。