礦山地質(zhì)災(zāi)害成因及其勘查方法

管慶軍

【摘要】針對(duì)礦山地質(zhì)災(zāi)害成因和勘查方法相關(guān)內(nèi)容，做了簡(jiǎn)單的論述，提出了勘查作業(yè)策略。明確礦山地質(zhì)災(zāi)害成因，對(duì)順利開(kāi)展防災(zāi)工作具有重要意義?；诖?，深度分析此課題，提出有效的勘查方法，推動(dòng)礦山地質(zhì)災(zāi)害治理工作的順利開(kāi)展，具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

【關(guān)鍵詞】礦山地質(zhì)災(zāi)害 災(zāi)害成因 勘查方法 3S技術(shù)

我國(guó)幅員遼闊，礦山類(lèi)型較多，礦山地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題也較多。從當(dāng)前礦山地質(zhì)災(zāi)害情況來(lái)說(shuō)較為嚴(yán)峻。因?yàn)闊o(wú)論是社會(huì)經(jīng)濟(jì)文化，還是生態(tài)環(huán)境，都和礦山有著密切的關(guān)系。特別是城市建設(shè)受礦山地質(zhì)災(zāi)害的影響很大。因?yàn)椴傻V會(huì)改變礦產(chǎn)條件和地質(zhì)環(huán)境，進(jìn)而引發(fā)各類(lèi)災(zāi)害。基于此，要做好災(zāi)害防治工作。

一、地質(zhì)災(zāi)害概述

礦山地質(zhì)災(zāi)害是地質(zhì)災(zāi)害的一個(gè)重要分支，當(dāng)前，我國(guó)礦山地質(zhì)災(zāi)害具有種類(lèi)多，分布廣，影響大，潛在災(zāi)害隱患突出，且金屬礦山重于非金屬礦山；礦山地質(zhì)災(zāi)害的類(lèi)型與礦山規(guī)模、采礦方式、礦物類(lèi)型和地理位置密切相關(guān)。合理有效地利用資源、保護(hù)礦山環(huán)境、加強(qiáng)監(jiān)測(cè)和信息管理、防范礦山地質(zhì)災(zāi)害，可以保證采礦業(yè)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。隨著社會(huì)的進(jìn)步、環(huán)境逐漸被破壞、地質(zhì)災(zāi)害經(jīng)常發(fā)生。地質(zhì)災(zāi)害實(shí)際上是在自然或人為因素影響下形成的地質(zhì)過(guò)程（現(xiàn)象），對(duì)人類(lèi)生命財(cái)產(chǎn)和環(huán)境造成損害和損失。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生有兩方面的原因：首先，它是由不可抗力的自然因素造成的，其次是人為建設(shè)活動(dòng)引發(fā)的，如興建水利工程、架橋、修路引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害（滑坡、塌陷等）。

二、礦山地質(zhì)災(zāi)害成因分析

采礦活動(dòng)：由于采礦活動(dòng)的開(kāi)展，使得地區(qū)地下和地表巖石圈層產(chǎn)生形變，引發(fā)災(zāi)難性后果。主要災(zāi)害如下：誘發(fā)性地震；斷層錯(cuò)位；泥石流災(zāi)害。

地下水位異變：在礦山開(kāi)采作業(yè)中，深層開(kāi)采作業(yè)，使得地下水自由淺水層或者承壓含水層結(jié)構(gòu)，遭到一定的破壞，引發(fā)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)情況，造成地下水位以及礦山地質(zhì)環(huán)境變化，引發(fā)災(zāi)害性后果。具體災(zāi)害如下：異變?yōu)暮偷V井突水等；坑內(nèi)涌漿；水土流失。

礦體內(nèi)因引起的災(zāi)害：瓦斯爆炸和礦坑火災(zāi)這種災(zāi)害最常見(jiàn)于煤礦。由于通風(fēng)不良，使瓦斯積聚發(fā)生爆炸，造成井下作業(yè)人員傷亡，礦井被毀；礦坑火災(zāi)除見(jiàn)于煤礦外，也見(jiàn)于一些硫化礦床。因硫化物氧化生熱，在熱量聚積到一定程度時(shí)則發(fā)生自燃，引發(fā)礦山火災(zāi)。礦山火災(zāi)的危害極大，而且還嚴(yán)重?fù)p耗地下礦產(chǎn)資源，如有的煤礦在地下已燃燒上百年，其資源損耗量十分巨大，使當(dāng)?shù)貧夂虬l(fā)生改變，農(nóng)作物和樹(shù)木大量死亡，田地荒蕪，環(huán)境嚴(yán)重惡化。地?zé)犭S著開(kāi)采深度加大，地?zé)嵛：Σ粩嗉觿?。我?guó)已有許多礦山開(kāi)采深度達(dá)到800m以下，礦山因含硫量高，開(kāi)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)。

三、礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查常用技術(shù)

1.3S技術(shù)

在礦山地質(zhì)災(zāi)害勘探中，可以利用遙感技術(shù)、GPS技術(shù)和GIS技術(shù)獲得良好的勘探效果。其中，RS技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)ΦV產(chǎn)環(huán)境地質(zhì)，進(jìn)行宏觀解釋，精準(zhǔn)生產(chǎn)衛(wèi)星效果，提高礦產(chǎn)環(huán)境地質(zhì)勘查水平。在礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查作業(yè)中，應(yīng)用RS技術(shù)，獲得勘查信息，能夠直接反映礦山情況，提高勘查作業(yè)工作效率。而GIS技術(shù)和GPS技術(shù)的應(yīng)用，能夠擴(kuò)大礦山地質(zhì)勘查范圍，提升數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)性，便于礦山地質(zhì)災(zāi)害的全氣候勘查。

2.水文地質(zhì)勘查

開(kāi)展水文地質(zhì)勘查作業(yè)，主要是依據(jù)相關(guān)信息，判斷巖土力學(xué)結(jié)構(gòu)?；趲r土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析的結(jié)果，可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)礦山地質(zhì)災(zāi)害。在分析水文地質(zhì)信息和巖土信息的基礎(chǔ)上，結(jié)合試驗(yàn)方法的應(yīng)用，對(duì)礦山地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)判。目前，多采取水質(zhì)測(cè)試和浸泡試驗(yàn)等，開(kāi)展水文地質(zhì)分析，明確礦山地質(zhì)承載能力，進(jìn)而全面掌控各類(lèi)地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題。

3.地球物理勘查法

目前，常用高密度電阻率法以及淺層地震法，開(kāi)展礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查。其中，前者的應(yīng)用原理為：利用巖土的導(dǎo)電性，開(kāi)展物理試驗(yàn)。在進(jìn)行礦產(chǎn)開(kāi)采作業(yè)時(shí)，選擇礦山巖土區(qū)域，依據(jù)巖土導(dǎo)電性，測(cè)試巖土體之間的導(dǎo)電數(shù)值，利用物理比值法，準(zhǔn)確記錄各類(lèi)信息。因?yàn)閹r土體不同，其導(dǎo)電性能差異，主要通過(guò)電性變化表現(xiàn)出來(lái)，通過(guò)對(duì)比分析數(shù)值，分析差異，便能夠定位潛在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的位置，進(jìn)而在開(kāi)采過(guò)程中，合理規(guī)避此活動(dòng)。后者的應(yīng)用原理為：采取模擬地震波的方法，開(kāi)展礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查作業(yè)。利用科技手段，引起地震波，觀察地震波變化情況進(jìn)行判定。

四、礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查和防治實(shí)例分析

結(jié)合某礦區(qū)，對(duì)勘查技術(shù)在礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查中的應(yīng)用，進(jìn)行全面分析。此區(qū)域面積約為16km²，經(jīng)過(guò)多年開(kāi)采后，出現(xiàn)了嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題，危害群眾生產(chǎn)以及生活。現(xiàn)結(jié)合此項(xiàng)目，對(duì)遙感技術(shù)的應(yīng)用，做如下分析。

1.影像獲取

礦區(qū)遙感影像資料的獲取，使用的是固定翼無(wú)人機(jī)航攝系統(tǒng)，選擇DB-Ⅱ型無(wú)人機(jī)，使用佳能EOS5DnarkⅡ定焦數(shù)碼相機(jī)，作為傳感器。按照比例尺以及遙感測(cè)量精度要求，明確地面分辨率參數(shù)為0.10m，絕對(duì)航高為3050m，相對(duì)航高為550m。此次遙感攝影任務(wù)，設(shè)計(jì)2個(gè)架次飛行，總計(jì)21條航線，航向和旁向重疊度具體為70%和40%，航線之間的距離為220m，曝光間隔參數(shù)為70m，總航程為140km，總計(jì)獲得遙感照片1762張。

2.數(shù)據(jù)處理

基于航空攝影數(shù)據(jù)和相位控制結(jié)果，基于全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站，使用PicelGrid軟件，執(zhí)行三維測(cè)量計(jì)算并生成比例為1：1000的區(qū)域數(shù)字正射影像圖，分辨率為0.10m。數(shù)據(jù)處理流程如下：數(shù)據(jù)準(zhǔn)備；空三加密；構(gòu)建立體模型；核線影像生成；匹配預(yù)處理；匹配結(jié)果編輯；DM生成；DOM生成；成果檢查。

3.地質(zhì)災(zāi)害遙感解譯

這種解釋工作使用數(shù)字正射影像作為分析的底圖。利用Ars-GIS軟件，作為分析平臺(tái)，構(gòu)建解譯標(biāo)志，開(kāi)展初步解譯。經(jīng)過(guò)野外調(diào)查驗(yàn)證后，生成最終成果。解譯工作流程如下：準(zhǔn)備正射影像資料和相關(guān)資料；開(kāi)展資料分析，構(gòu)建遙感解譯標(biāo)志；初步解譯；野外驗(yàn)證；詳細(xì)解譯、修正初步解譯成果；綜合分析，輸出解譯成果。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景資料，明確此研究區(qū)域主要地質(zhì)災(zāi)害包括滑坡災(zāi)害和不穩(wěn)定斜坡災(zāi)害等。

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，通過(guò)對(duì)礦山地質(zhì)災(zāi)害成因的分析，探討了礦山地質(zhì)災(zāi)害勘探中常用的技術(shù)手段。并結(jié)合實(shí)際工程案例，分析了遙感技術(shù)在礦山地質(zhì)災(zāi)害勘探中的具體應(yīng)用。從實(shí)踐效果來(lái)說(shuō)，利用現(xiàn)代化勘查技術(shù)，能夠明確礦山地質(zhì)災(zāi)害實(shí)際情況。