礦山工程地質(zhì)勘查及地質(zhì)災(zāi)害治理對(duì)策

李曉露 河北省地礦局第八地質(zhì)大隊(duì)

一、礦山開(kāi)采中常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害

（一）地面與采空區(qū)的塌陷

由于巖層的不穩(wěn)定性，巷道在開(kāi)采過(guò)程中極易發(fā)生頂板塌陷。在采空區(qū)，煤柱不能承受圍巖壓力，可能導(dǎo)致地面塌陷。如果在開(kāi)采過(guò)程中不勘探地質(zhì)條件，在開(kāi)采過(guò)程中可能會(huì)破壞不穩(wěn)定巖層，導(dǎo)致巷道坍塌。烏魯木齊市某煤礦地面及采空區(qū)塌陷不僅對(duì)煤礦開(kāi)采造成不利影響，而且可能造成潛在危害。

在這種情況下，應(yīng)及時(shí)對(duì)采空區(qū)進(jìn)行回填，避免因采空區(qū)面積大而造成的礦產(chǎn)資源開(kāi)采隱患；塌陷后，不及時(shí)對(duì)塌陷區(qū)進(jìn)行回填處理，可能導(dǎo)致二次塌陷。

（二）巖土變化引起的地質(zhì)災(zāi)害

礦山資源的開(kāi)采也會(huì)對(duì)原有的地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生影響，因此礦山巖石及表層變形十分普遍。在礦山工程開(kāi)發(fā)過(guò)程中，地質(zhì)災(zāi)害最常見(jiàn)的誘發(fā)因素是巖土物理性質(zhì)的變化。由于巖土力學(xué)性質(zhì)的變化而引起的滑坡、崩塌和巖爆災(zāi)害，可能是由于巖土的力學(xué)特性發(fā)生了性的變化。在采礦工程發(fā)展過(guò)程中，直接的因素是開(kāi)采過(guò)程中圍巖和頂板應(yīng)力的釋放，導(dǎo)致巖土形態(tài)的變化。如果在開(kāi)采前進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘探，則根據(jù)礦產(chǎn)資源的具體位置進(jìn)行詳細(xì)的路線規(guī)劃，并嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范組織生產(chǎn)。為了避免采礦過(guò)程中的盲目性，要求地勘人員向采礦人員提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)和資料。礦山礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)到一定程度后，由于受人為因素的影響，巖土發(fā)生變化，地質(zhì)滑坡，或在多種力的作用下發(fā)生巖爆。巖爆又被稱為“礦山?jīng)_擊”，一般由于受到地殼應(yīng)力作用，礦坑和頂板圍巖出現(xiàn)壓縮嚴(yán)重的情況，開(kāi)采作業(yè)中出現(xiàn)自由面，巖石內(nèi)部的壓力突然被釋放導(dǎo)致巖石的爆裂。

（三）礦坑突水

礦井突水是礦山開(kāi)采中常見(jiàn)的突水事故，具有突發(fā)性強(qiáng)、危害性大的特點(diǎn)。為了確定地下河、老窯、采空區(qū)的位置，必須準(zhǔn)確估算礦井涌水量，避免大量地下水流入巷道，造成人員傷亡和工程延誤。在地質(zhì)勘探中，應(yīng)明確記錄礦井地下水位資料。在開(kāi)采過(guò)程中，還需要對(duì)地下水位進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，確保水位處于安全范圍內(nèi)。地下水位的升降不僅導(dǎo)致突水，還會(huì)導(dǎo)致地面沉降，對(duì)沙土有一定的影響。砂土液化和巖石崩塌，以及水位升降引起的土壤變化。地下水位的升降對(duì)礦山工程的影響是多方面的。一般來(lái)說(shuō)，礦山工程開(kāi)采會(huì)導(dǎo)致水位持續(xù)下降，更容易導(dǎo)致地面沉降。在地質(zhì)勘探過(guò)程中，對(duì)可能發(fā)生的突水災(zāi)害后的響應(yīng)措施應(yīng)包括詳細(xì)的涌水量估算。如果不能準(zhǔn)確估計(jì)涌水量，透水?dāng)鄬蝇F(xiàn)象可能誘發(fā)其他地質(zhì)災(zāi)害。

二、礦山地質(zhì)勘查中地質(zhì)災(zāi)害的防治對(duì)策

（一）礦山勘查技術(shù)

第一，微震監(jiān)測(cè)技術(shù)，該技術(shù)它能夠?qū)φ麄€(gè)金屬礦山的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測(cè)。從目前的情況來(lái)看，我國(guó)微震監(jiān)測(cè)技術(shù)它在金屬礦山的使用已經(jīng)有著十多年經(jīng)驗(yàn)，使得該技術(shù)被越來(lái)越多的礦山企業(yè)進(jìn)行應(yīng)用。同時(shí)，隨著它的廣泛使用，這一種技術(shù)的集成效果與技術(shù)方面也在不斷提高，它能夠充分實(shí)現(xiàn)對(duì)周邊數(shù)據(jù)的采集以及識(shí)別微地震波形態(tài)，幫助人們進(jìn)一步了解礦山的數(shù)據(jù)。

第二，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在勘查過(guò)程中除了需要使用微震監(jiān)測(cè)技術(shù)外，也需要應(yīng)用到動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)它能夠充分的利用周邊地理信息以及全球定位進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，從而在最大化限度中對(duì)礦山地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)展概率進(jìn)行管控和預(yù)防。因此，我們?cè)陂_(kāi)展金屬礦山開(kāi)發(fā)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)采用有效的方式來(lái)對(duì)地震災(zāi)害預(yù)防和管理。最后，在開(kāi)采中，常常會(huì)因?yàn)橹T多因素使得受到地質(zhì)環(huán)境以及地理因素的影響，讓工作開(kāi)展受到極大的阻力，那么就可以搭建相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)與共享平臺(tái)，對(duì)監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行充分收集，為做好防治地震災(zāi)害打下堅(jiān)實(shí)。

（二）勘查地質(zhì)災(zāi)害防治措施

勘查礦山采空區(qū)的方式，我們?cè)诳辈檫^(guò)程中，常常應(yīng)用到的物理勘探方式，主要有著高密度電阻率法以及視電阻率法。關(guān)于高密度電阻率法而言，它主要是使用不同的導(dǎo)電特點(diǎn)對(duì)礦山進(jìn)行物理探測(cè)的方式，該方式它只能用在勘探淺層的地下水系統(tǒng)。關(guān)于視電阻率法，它主要是使用不同的材料屬性，這一些材料它的導(dǎo)電性能較好且電阻率較低，屬于高絕緣電阻，常常應(yīng)用在深層的地下水系統(tǒng)勘查。

（三）使用先進(jìn)技術(shù)

3S 技術(shù)是當(dāng)前進(jìn)行地質(zhì)勘查的重要技術(shù)，進(jìn)行礦產(chǎn)資源開(kāi)采的過(guò)程中，地下水的使用以及礦洞的挖掘?qū)χ車沫h(huán)境會(huì)造成影響。3S 技術(shù)是指GPS、RS 和GIS 技術(shù)，GPS 技術(shù)對(duì)災(zāi)害發(fā)生的區(qū)域進(jìn)行定位，RS 技術(shù)對(duì)災(zāi)害的損壞程度進(jìn)行鑒定和分析，GIS 技術(shù)對(duì)地質(zhì)破壞和災(zāi)害發(fā)生的信息進(jìn)行處理和分析，根據(jù)數(shù)據(jù)研究相關(guān)對(duì)策。采礦安全是當(dāng)前社會(huì)十分關(guān)注的問(wèn)題，需要加大科技投入和教育投入，保證充分掌握礦山地質(zhì)條件，對(duì)可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)采取相應(yīng)的防控措施。物探技術(shù)是當(dāng)前進(jìn)行礦山的質(zhì)勘查使用最廣泛的一種技術(shù)方法。物探技術(shù)顧名思義就是應(yīng)用物理原理進(jìn)行地質(zhì)勘查的技術(shù)，包括超聲波探測(cè)和電磁波探測(cè)等。物探技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)勘查不需要對(duì)礦山先進(jìn)行開(kāi)采處理，只需使用專業(yè)的設(shè)備和儀器進(jìn)行地質(zhì)勘查，可實(shí)現(xiàn)超前探測(cè)。

（四）對(duì)采空區(qū)進(jìn)行勘查

礦山的地質(zhì)災(zāi)害大都是由于開(kāi)采到礦山深部形成采空區(qū)，失去原有地應(yīng)力平衡，導(dǎo)致地質(zhì)不穩(wěn)定而發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，因此，對(duì)礦山內(nèi)部采空區(qū)進(jìn)行分析十分必要。而對(duì)采空區(qū)進(jìn)行地質(zhì)勘查使用較多的物探方法是高密度電阻率法，其基本原理是基于不同地質(zhì)體電阻率差異來(lái)進(jìn)行探測(cè)。在金屬礦山開(kāi)采過(guò)程中，首先對(duì)其中的礦石種類進(jìn)行分析，然后根據(jù)導(dǎo)電性能的好壞來(lái)對(duì)采空區(qū)進(jìn)行地質(zhì)勘查?？諝獾膶?dǎo)電率很低，它是一種絕緣電阻，但是采空區(qū)殘留礦石的導(dǎo)電性能和空氣有明顯電阻率差異，因此對(duì)這種顯著的電阻率差異產(chǎn)生視電阻率斷面圖和平面圖進(jìn)行分析，就可以清楚了解采空區(qū)的實(shí)際情況。

三、結(jié)論

綜上所述，在進(jìn)行礦山的質(zhì)的勘察或者進(jìn)行礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)時(shí)，不能只考慮到礦產(chǎn)資源本身的價(jià)值與利益，還要充分考慮到生態(tài)環(huán)境等因素，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，也能夠推動(dòng)礦山開(kāi)采工作安全，健康的進(jìn)行。