采礦引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害及綜合治理研究

劉 輝，謝玉江，楊 濤

（江西省煤田地質(zhì)局二二六地質(zhì)隊，江西 萍鄉(xiāng) 337000）

隨著全球城市化進程的加快，人們對地質(zhì)資源的需求也大大增加，不科學的采礦方法對于礦區(qū)周邊的地質(zhì)環(huán)境來說影響很大，對于一些礦區(qū)來說，由于長期、大量進行開采，導致地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的情況越來越多[1]，一系列的地表沉降、塌陷、滑坡等災(zāi)害的發(fā)生，這些地質(zhì)災(zāi)害對于礦區(qū)工作人員和周圍居民的生命財產(chǎn)安全都產(chǎn)生了嚴重的威脅，使人們也意識到了礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治的重要性，對采礦技術(shù)與綜合治理手段進行研究已經(jīng)迫在眉睫。因此，本文通過對地質(zhì)災(zāi)害的類型進行統(tǒng)計，深入研究其發(fā)生的原因，并提出相應(yīng)的綜合治理措施。

1 采礦引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害類型

本文的研究以某老舊礦區(qū)為主要研究對象，該礦區(qū)的地形平緩，植被覆蓋面積較大。由于該礦區(qū)經(jīng)過多年的大量開采，形成了較大面積的采空區(qū)，發(fā)生過地面塌陷以及地面裂縫等地質(zhì)災(zāi)害。根據(jù)該地區(qū)以往的歷史記錄顯示，全市地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的地點有841處，在這些地質(zhì)災(zāi)害中，主要包括滑坡、崩塌、泥石流溝、不穩(wěn)定斜坡、地表塌陷等幾種類型，其數(shù)量占比如圖1所示。

從解放以來，根據(jù)記載資料的不完全統(tǒng)計，該礦區(qū)所發(fā)生的的地質(zhì)災(zāi)害共造成294人死亡，311人受傷，毀壞住房3314間，掩埋、破壞各級公路累計2.7km，破壞耕地,累計1243余畝，造成的直接經(jīng)濟損失約1.2億元[2]。由于上述幾種類型的地質(zhì)災(zāi)害，給當?shù)匾苍斐闪藝乐氐乃亮魉?，結(jié)合當?shù)氐牡匦蔚孛?，水土流失的分區(qū)以及具體情況如表1所示。

本文將對以上幾種類型的地質(zhì)災(zāi)害進行深入分析。

1.1 山體滑坡

滑坡主要是指斜坡上的巖土體經(jīng)過外力作用下，因自身重力向下滑動的現(xiàn)象。一般滑坡都集中在露天礦的邊坡，屬于重力牽引式滑坡。經(jīng)過統(tǒng)計，該礦區(qū)的山體滑坡隱患點共有308處，山體滑坡的發(fā)生主要是因為建立礦窯時開挖了坡腳，使邊坡的穩(wěn)定性變小，除此之外，礦區(qū)的巖土遇水膨脹后[3，4]，顆粒之間的摩擦阻力變小，因此在發(fā)生降雨、凍融之后，會更加容易發(fā)生山體滑坡的地質(zhì)災(zāi)害。在這些有隱患點中，大型滑坡災(zāi)害隱患點共有8個，中型隱患點有41個，其余為小型隱患點。這些隱患點大部分分布在礦區(qū)的重要開采區(qū)域，由于礦區(qū)受到開采后，呈現(xiàn)出了一種特殊的地質(zhì)構(gòu)造，在這種格局的作用下，滑坡的危及范圍已達到北幫地面，由于緊臨市區(qū)，北幫地面已經(jīng)成為滑坡災(zāi)害的重災(zāi)區(qū)。

圖1 某礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育類型

1.2 崩塌

該礦區(qū)內(nèi)的崩塌隱患點共有472處，主要崩塌因素為黃土，其次為巖質(zhì)崩塌。其中中小型的隱患點居多，主要分布在斜坡坡度較大，高度在8m以上的黃土斜坡地段，這類地段主要形成原因是，開采過程中切坡挖窯建房，以及建設(shè)公路所留下的。同滑坡一樣，在晶粒后惡劣的自然天氣后，例如降水、凍融，極易在自然形成的破碎斜坡和公路的人工巖質(zhì)邊坡地段發(fā)生黃土崩塌。

1.3 泥石流

泥石流主要發(fā)生在寬度較小、深度較大的黃土溝壑中，該礦區(qū)的泥石流類型一般為連續(xù)性短時強降水引發(fā)的滑坡性泥石流，這種類型的泥石流具有明顯的形成區(qū)、流通區(qū)及堆積區(qū)。形成區(qū)的地勢一般情況下會多面環(huán)山，坡高約在35m以上，坡角大于45°，且由于礦區(qū)的坡面巖石大部分破碎，影響了植被的發(fā)育，并且基巖表面出現(xiàn)了嚴重的風化現(xiàn)象，加之人類在開采礦的工程活動中產(chǎn)生大量廢棄的松散堆積物，例如采石場碎石、采礦棄渣等，為泥石流的形成創(chuàng)造了條件。該泥石流形成的誘導因素表面上是由于暴雨所致，深究其中的根本原因是由于人類不科學、不合理的開采活動造成的。

表1 水土流失情況統(tǒng)計

1.4 地面塌陷

采空區(qū)地表塌陷是由于自然因素或人為因素以及礦體在圍巖的作用下，地表巖土體在重力作用下發(fā)生錯動、地表變形和崩塌的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象，具有長期性、隱蔽性，而突發(fā)性的特點，往往很難對其發(fā)生的具體時間和具體地點做出準確的預測。地表塌陷有三種常見的災(zāi)害形式，即塌陷坑、塌陷洞和塌陷槽。對本礦區(qū)城區(qū)而言，其地表塌陷往往與開采煤炭資源、鋪設(shè)管網(wǎng)、建設(shè)人民防空工程等大型地下開挖活動有關(guān)。該礦區(qū)地面塌陷影響范圍大，累計塌陷價值大，造成無法彌補的巨大經(jīng)濟損失。地面沉降是由于崩塌災(zāi)害造成的，致使大量地表水體不能自由排水，耕地嚴重被淹，無法耕種。

1.5 不穩(wěn)定斜坡

該礦共有17個不穩(wěn)定邊坡隱患點，均分布在梁茅溝黃土區(qū)8m以上的陡坡上。其主要成因是在削坡過程中形成的取土場和爐窯及高速公路的建設(shè)，這與人類的采礦活動密切相關(guān)。天氣、排水、降水和冰凍都容易形成崩塌和滑坡。

2 地質(zhì)災(zāi)害綜合治理

礦區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害已經(jīng)影響了礦區(qū)周圍居民的正常生活，為了保證礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展，需要對礦區(qū)進行綜合治理，針對以上地質(zhì)災(zāi)害的類型以及發(fā)生的原因，提出幾點措施與建議。

2.1 加強水土管理

為了保證礦區(qū)的正常、長期穩(wěn)定運行，各個礦區(qū)需要在市政府等相關(guān)部門的領(lǐng)導下，建設(shè)起各級地質(zhì)災(zāi)害的管理機構(gòu)，在國土資源部、省國土資源廳、市國土資源局及礦管部門的指導下，正確處理城市建設(shè)、環(huán)境保護與采礦之間的沖突，對于礦區(qū)內(nèi)的水土資源必須要科學保護，在合理的范圍內(nèi)加以利用，在環(huán)境能夠承受的范圍內(nèi)合理采礦。對于地下水的保護尤其要加以重視，定期對地下水水質(zhì)進行抽查，如果有水質(zhì)變壞的趨勢，需要即使找出開采過程中存在的不合理之處，并及時改正，對地質(zhì)環(huán)境管理要求及地質(zhì)災(zāi)害防治法規(guī)條例宏觀調(diào)控，加大土地復墾的力度，將其與治理工作歸納到綜合治理的措施中，全面實現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害中水土保護的綜合治理目標，根據(jù)不同礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的實際情況，制定適合該礦區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害綜合管理細則，給地質(zhì)災(zāi)害防治工作增加一定的指導意義。

2.2 科學采礦

礦區(qū)的開采對地面的建筑有著很大的威脅，因此采礦的技術(shù)工作者也發(fā)明了一些新的科學合理的采礦技術(shù)和采礦完成后的地質(zhì)修復技術(shù)。其中主要包括注漿技術(shù)，條帶技術(shù)、錨固技術(shù)和樁技術(shù)[5]。注漿技術(shù)還可以分為離層帶注漿技術(shù)、裂隙注漿技術(shù)。注漿技術(shù)主要的作用是能夠修復裂隙帶之間的離層帶和滑坡體，進一步控制地表沉降與滑坡問題；條帶技術(shù)主要是將開采礦劃分成條狀，隔一條一開采，留下的礦土作為支撐，承受荷載，防治沉降崩塌；錨固技術(shù)主要是對巷道進行支護，保證開采過程中的工人安全，樁技術(shù)對滑坡災(zāi)害有一定的效果。

2.3 合理規(guī)范人類對礦區(qū)的開采

礦區(qū)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的主要原因是人們對于礦區(qū)的過渡開采，這類活動中產(chǎn)生地質(zhì)作用已經(jīng)成為了地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的巨大源頭推動力。在對礦區(qū)進行開采之前，應(yīng)當使用一些專業(yè)的方法對礦區(qū)的開采災(zāi)害危險性進行預測，目前使用較多的是應(yīng)用模糊數(shù)學綜合評判法，已經(jīng)取得了初步的成效。在開采中，要合理規(guī)劃開采活動，提前進行地質(zhì)預測和評價，加強“三采”地面保護研究，禁止在礦區(qū)內(nèi)隨意開采小窯，逐步規(guī)范和理順過去的無序開采活動。其次，在非礦區(qū)，黃土滑坡和崩塌是最常見的地質(zhì)災(zāi)害類型，應(yīng)盡量減少不規(guī)則和不合理的開挖，禁止以犧牲環(huán)境為代價的短期經(jīng)濟發(fā)展，堅持可持續(xù)發(fā)展。

3 結(jié)束語

綜上所述，我國甚至于全世界對于各類礦產(chǎn)的需求量都在不斷攀升，礦區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害形成的原因主要是由于過度開采和使用了不科學的開采方式，這樣的形式下導致了礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的頻次越來越大，不僅給周圍居民帶來了生命財產(chǎn)威脅，也給當?shù)卦斐闪藝乐氐乃亮魇?。因此為了保證礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展和開采，采取積極的綜合治理手段非常重要，是保證地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生概率降低的重要因素。