礦山地質(zhì)災(zāi)害主要類型及防治對(duì)策研究

（安徽省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，安徽 馬鞍山 230001）

安徽省身處“長(zhǎng)三角”重要位置，其礦產(chǎn)種類較多，其已經(jīng)探明的礦產(chǎn)種類一百多種，其中煤、鐵、銅、硫、磷、明礬等近三十多種礦產(chǎn)資源都是位居全國同類型礦產(chǎn)前十行列，有其重要的戰(zhàn)略地位。安徽省礦產(chǎn)種類多、儲(chǔ)量相對(duì)較大、開發(fā)力度也較大，由此伴隨著礦區(qū)的不斷建立壯大，礦山地質(zhì)災(zāi)害的認(rèn)知和防治措施就顯得尤為重要。防止措施到位，才能充分利用自身礦產(chǎn)優(yōu)勢(shì)，加快轄區(qū)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，為國家社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展助力。

1 安徽省礦山地質(zhì)災(zāi)害主要類型

安徽省礦產(chǎn)資源在其轄區(qū)內(nèi)，具體分布情況：鐵礦資源全省都有探明，但主要集中在馬鞍山、當(dāng)涂等地；銅礦分布較廣，主要集中于銅陵、貴池等地區(qū)；明礬石、石灰?guī)r等非金屬礦產(chǎn)資源只要集中于巢湖、滁州、蕪湖等地區(qū)。礦產(chǎn)資源的有序開發(fā)利用，促進(jìn)了地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展和就業(yè)情況，但從另一方面說，其加大了礦山地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，會(huì)威脅到人民群眾安全，同時(shí)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，為人民群眾日常生活添加了諸多安全隱患。礦山地質(zhì)災(zāi)害主要有兩大類：礦床巖土體變形災(zāi)害和礦區(qū)地下水災(zāi)害。

1.1 礦床巖土體變形災(zāi)害

（1）礦床內(nèi)部采空，導(dǎo)致地面沉降塌陷。礦床內(nèi)部采空之后由于防護(hù)不足導(dǎo)致地面沉降以至于塌陷，這種礦山地質(zhì)災(zāi)害的主要發(fā)生地在銅陵地區(qū)、兩淮地區(qū)。其中尤以兩淮地區(qū)比較嚴(yán)重，兩淮地區(qū)采空塌陷資料較為詳細(xì)記述，導(dǎo)致其采空塌陷最直接的因素是：采取陷落法的頂板管理方式，此種方法使頂板梁強(qiáng)度與寬度超出，在礦井巷之間形成巨大的四方形采空區(qū)，使其地表地面發(fā)生沉降、塌陷。由于當(dāng)時(shí)礦產(chǎn)開采規(guī)模不大，塌陷范圍沒有多大的增長(zhǎng)。但是當(dāng)前隨著礦產(chǎn)開采規(guī)模放大，以至于有些塌陷區(qū)已經(jīng)關(guān)聯(lián)成片，無法及時(shí)處理遇到雨水天氣就慢慢積水形成了湖泊。在銅陵礦產(chǎn)區(qū)域，近年來采空塌陷問題也是頻發(fā)，由于銅陵銅礦多存在于灰?guī)r與其他巖體緊密接觸地帶，因此其塌陷區(qū)域一般是不規(guī)則條形，有些塌陷區(qū)深度有500m，寬度有400m，同時(shí)其塌陷區(qū)壁陡峭。礦床采空塌陷其對(duì)于周邊的人民群眾生命財(cái)產(chǎn)的危害是相當(dāng)巨大的。其造成的影響包括：①使塌陷區(qū)周邊的可耕地土地資源報(bào)廢；②對(duì)塌陷區(qū)的附屬設(shè)施，如房屋、交通道路、鐵路軌道設(shè)施等造成巨大破壞，導(dǎo)致轄區(qū)經(jīng)濟(jì)損失；③若采空塌陷范圍不斷擴(kuò)大，就會(huì)導(dǎo)致地下水灌入，對(duì)清理工作增大了難度系數(shù)，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)礦坑突水等災(zāi)害情況[1]。

（2）礦區(qū)巖溶災(zāi)害。安徽省礦區(qū)巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害主要集中地點(diǎn)在銅陵區(qū)域，其破壞力驚人，破壞了很多的城市基礎(chǔ)設(shè)施、礦山采掘設(shè)備設(shè)施、居民住宅房等，同時(shí)其對(duì)耕地也具有相當(dāng)大的破壞性。礦區(qū)巖溶塌陷災(zāi)害的發(fā)生多與礦區(qū)工作面下部溶洞相關(guān)，另外巖溶塌陷與地下水強(qiáng)烈波動(dòng)也有關(guān)聯(lián)，在暴雨期間或者地下水波動(dòng)幅度較大的情況，巖溶塌陷發(fā)生概率較之平常會(huì)高很多。

（3）滑坡、泥石流等自然災(zāi)害。在日常生活中，滑坡、泥石流都可以直接影響到居民生活生命財(cái)產(chǎn)安全，在礦區(qū)如果發(fā)生，其影響程度更是巨大。對(duì)于礦區(qū)開采作業(yè)來說，滑坡、泥石流是比較常見的礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害，其經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致人員傷亡、機(jī)械設(shè)備損壞等，嚴(yán)重的會(huì)直接使礦區(qū)無法開采?；?、泥石流地質(zhì)災(zāi)害主要分布點(diǎn)有巢湖、銅陵兩個(gè)區(qū)域，兩地應(yīng)該時(shí)刻保持警惕。

（4）礦井巖爆。在礦產(chǎn)資源開采過程中，為了最大化礦產(chǎn)資源，因此有時(shí)就會(huì)有深度礦井進(jìn)行深度開采，我國定義深度開采：對(duì)硬巖礦山進(jìn)行600m以上的開采即為深度開采。當(dāng)對(duì)硬巖礦山超過1000m的開采作業(yè)時(shí)，由于地應(yīng)力相互作用，就會(huì)導(dǎo)致發(fā)生巖爆災(zāi)害。巖爆一直是礦山開采的世界性難題，其破壞力強(qiáng)，如果發(fā)生巖爆情況，在其作業(yè)面的開采工作人員生還幾率很小，逃生幾率幾乎可以忽略不計(jì)。

1.2 礦區(qū)地下水災(zāi)害

（1）礦坑突水災(zāi)害。礦坑突水災(zāi)害在安徽省礦山開采過程中，也比較常見。每個(gè)礦產(chǎn)開采區(qū)基本上都會(huì)出現(xiàn)這種災(zāi)害，主要分布于煤礦開采區(qū)域以及銅鐵硫礦開采區(qū)域。由于每個(gè)礦中、每個(gè)礦區(qū)地質(zhì)條件不同，對(duì)其進(jìn)行的充水措施也不同。淮北煤礦礦區(qū)主要為巖溶地下水，如遇到地下水暴漲、鉆孔失誤等情況發(fā)生，就會(huì)使巖溶水灌入礦坑，使礦井被水淹沒，最終只能關(guān)閉礦井。淮南煤礦礦區(qū)主要為采空塌陷導(dǎo)致的塌陷區(qū)域積水，使其直接灌入礦區(qū)工作面，無法及時(shí)排水，導(dǎo)致礦區(qū)工作受到一定的影響，但是此種影響較小，且灌水水量和灌入時(shí)長(zhǎng)都不會(huì)很大。銅鐵硫礦主要分布于沿江區(qū)域，其主要是碳酸質(zhì)巖溶水的侵蝕，但其是隨著開采工作的環(huán)節(jié)不同，其突水的原因情況也不同。

（2）礦區(qū)廢水浸泡污染。礦區(qū)廢水主要的組成有：開采礦坑的排水、選礦水和進(jìn)行礦石清洗時(shí)的過濾水，其含有多種有害元素，有些礦區(qū)直接將礦區(qū)廢水排入附近的江河湖泊，使生態(tài)環(huán)境遭到極大的破壞，且對(duì)周邊人民群眾身體健康造成有害的影響[2]。

2 礦山地質(zhì)災(zāi)害防治措施

2.1 采空塌陷防治措施

在對(duì)礦產(chǎn)資源進(jìn)行地下開采過程中，經(jīng)過不間斷的開采作業(yè)，其幾乎都會(huì)存在著采空塌陷的安全隱患，防治措施為：要確保礦區(qū)明確的防護(hù)等級(jí)、礦區(qū)易發(fā)生采空塌陷區(qū)域劃分和功能區(qū)做明確區(qū)分，并對(duì)已塌陷區(qū)進(jìn)行及時(shí)處理，在其工作面上進(jìn)行重新修建，及時(shí)恢復(fù)地質(zhì)狀況，以避免塌陷區(qū)域連成片。

2.2 巖溶塌陷防治措施

在有隱伏巖溶分布區(qū)進(jìn)行開采作業(yè)時(shí)，由于是礦坑疏干進(jìn)行排水操作，因此比較發(fā)生巖溶塌陷情況，對(duì)其的主要防治措施有：一定要注意巖溶塌陷易發(fā)區(qū)并做明確標(biāo)識(shí)、搭建巖溶塌陷礦區(qū)監(jiān)測(cè)體系，對(duì)可能存在巖溶塌陷的區(qū)域進(jìn)行灌漿并夯實(shí)，把巖溶地下水與礦區(qū)工作面排水相分割。

2.3 滑坡、泥石流防治措施

礦產(chǎn)資源進(jìn)行開采作業(yè)時(shí)，一般是直接劈坡進(jìn)行開采作業(yè)，這也是導(dǎo)致滑坡的主要原因，同時(shí)極端惡劣天氣例如暴雨，也是引發(fā)滑坡、泥石流的原因。據(jù)此主要防治措施為：對(duì)礦山開采采取階梯式進(jìn)行，預(yù)先設(shè)置建立極端天氣暴雨的排水溝，種植樹木等，固定土壤，減少水土流水，也是防治泥石流的重要舉措。

2.4 礦區(qū)地下水突發(fā)防治措施

在對(duì)礦區(qū)地下水突發(fā)進(jìn)行防治時(shí)，首先要了解礦區(qū)地下水狀況，然后對(duì)礦區(qū)礦井?dāng)嗔巡课贿M(jìn)行監(jiān)控，可以有效掌握地下水情況，根據(jù)地下水狀況來決定對(duì)斷裂情況的修補(bǔ)策略。另外在礦山開采工作過程中，操作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)水壓進(jìn)行有效控制，進(jìn)而減輕巖層間的相互作用力，這在一定程度上，也可以預(yù)防地下水突發(fā)情況發(fā)生。要不斷提升礦產(chǎn)開采過程中的管理力度，嚴(yán)禁違規(guī)操作，以免發(fā)生意外。

2.5 礦井巖爆防治措施

深層次礦井巖爆對(duì)于礦井的打擊是毀滅性的，因此如何預(yù)測(cè)預(yù)防巖爆情況，世界上各個(gè)國家都有深入的研究，我國對(duì)于此研究起步較晚，但是借助時(shí)代技術(shù)優(yōu)勢(shì)，進(jìn)步頗大，獲得的成果也不錯(cuò)。例如我國在安徽銅陵冬瓜山聯(lián)合礦山的微震網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，目前已經(jīng)調(diào)試成功并開展作業(yè)等。通過仔細(xì)研究，其實(shí)很多巖爆都可以通過開采順序調(diào)整進(jìn)行控制的，同時(shí)也可通過壓力注水的防治措施來減少巖爆發(fā)生幾率，另外做巖間支護(hù)工作，一定程度上也能減小發(fā)生巖爆的幾率。當(dāng)前在深井巖爆層面一直沒有適用性強(qiáng)、有效的防治手段和措施，因此在礦井作業(yè)前，一定要充分考慮巖爆的形成原因，做好相對(duì)應(yīng)的預(yù)先防護(hù)措施，同時(shí)技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)當(dāng)就深井巖爆加大研究力度，盡快盡早的結(jié)局這個(gè)老大難問題，這樣才能使礦區(qū)開采效率提高以及開采工作人員的生命安全得以保障[3]。

3 礦山地質(zhì)災(zāi)害探測(cè)方法及手段

在對(duì)礦山地質(zhì)災(zāi)害探測(cè)方面，全空間電法勘探是首要選擇。其主要工作原理為：在全空間構(gòu)建起電場(chǎng)效應(yīng)，然后對(duì)地下管、巷、隧道進(jìn)行電法測(cè)量操作，地下電流通過其預(yù)先布置的供電電極，就可在其周邊的巖石層次中，形成全空間電場(chǎng)，在對(duì)進(jìn)行探測(cè)時(shí)，這一電場(chǎng)的變化數(shù)據(jù)就會(huì)明確地找出巖石中斷裂層以及含水層。在一般的探測(cè)工作中，需要長(zhǎng)短結(jié)合的探測(cè)策略，首先用探測(cè)距離較長(zhǎng)的探測(cè)方式進(jìn)行初步探測(cè)，隨后使用探測(cè)距離較短，但探測(cè)精確度高的探測(cè)方式進(jìn)行深層次探測(cè)作業(yè)，使相關(guān)部門在礦山開采前就可以預(yù)先出礦山地質(zhì)災(zāi)害方案，從而進(jìn)行有效的防范，使得礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生幾率減小，危害程度可控[4]。

4 結(jié)語

綜上所述，在以往由于礦山開采領(lǐng)域，我國技術(shù)水準(zhǔn)不足，導(dǎo)致礦山地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，防治礦山地質(zhì)災(zāi)害能力較弱。但隨著我國當(dāng)前礦山領(lǐng)域的不斷發(fā)展，我國防治礦山地質(zhì)災(zāi)害水準(zhǔn)也在不斷上升。在礦山開始工作伊始，利用先進(jìn)的探測(cè)技術(shù)手段，預(yù)先了解礦山地質(zhì)情況，預(yù)測(cè)在礦山開采中有可能遇到的地質(zhì)災(zāi)害，提前編訂可能的地質(zhì)災(zāi)害防治措施，有效的減低礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生概率，使得礦山開采行業(yè)能夠順利作業(yè)。同時(shí)也能有效的保障礦區(qū)工作面工作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，促使礦山工程行業(yè)能夠獲得更多的經(jīng)濟(jì)利益，其礦區(qū)工作人員也能有不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)收益。其次礦區(qū)要做好環(huán)境保護(hù)工作，不能讓良好的生態(tài)環(huán)境成為礦區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的犧牲品，做好礦區(qū)預(yù)防水土流失、泥石流、滑坡的工作，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，對(duì)我國提出的構(gòu)建生態(tài)、和諧、健康社會(huì)起到推動(dòng)作用。