礦山工程地質(zhì)勘查及地質(zhì)災(zāi)害治理對策

吳碧娟

（有色金屬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心，北京 100000）

礦山資源在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要的地位，為了確保其開發(fā)效率與質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)深入研究相關(guān)工程地質(zhì)勘查的主要措施，并采取有效的災(zāi)害治理對策，保障工程的正常進(jìn)行。同時(shí)，利用勘查技術(shù)分析地質(zhì)情況，能夠?yàn)楹罄m(xù)的礦山開發(fā)提供關(guān)鍵的引導(dǎo)信息，可以間接增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)效益，有利于礦產(chǎn)資源的進(jìn)一步應(yīng)用。因此，需要結(jié)合工作的特點(diǎn)與技術(shù)類型，明確頻發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害，并采取有效的解決措施，達(dá)到良好的礦山資源開發(fā)目標(biāo)。

1 礦山工程地質(zhì)勘查工作的主要特點(diǎn)

通常情況下，礦山工程的地質(zhì)勘查范圍相對較大，整體工作結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，需要涉及的種類繁多。因此，礦山工程地質(zhì)勘查的數(shù)據(jù)規(guī)模較為龐大，需要花費(fèi)大量的人力資源進(jìn)行處理[1]。同時(shí)，針對數(shù)據(jù)進(jìn)行的歸檔與審批也需要消耗一定程度的行政資源，可能會(huì)對成本控制工作造成負(fù)面影響。在礦山工程進(jìn)行的過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各式各樣的地質(zhì)災(zāi)害。如果能夠合理應(yīng)用地質(zhì)勘查，便可以為災(zāi)害的預(yù)防治理提供重要的引導(dǎo)信息，有利于整體資源的進(jìn)一步開發(fā)。因此，礦山工程地質(zhì)勘查工作具有一定程度的必要性，需要耗費(fèi)大量的資源進(jìn)行操作，基礎(chǔ)實(shí)施難度高。

2 礦山工程地質(zhì)勘查應(yīng)用的技術(shù)類型

（1）工程物探。在礦山工程地質(zhì)勘查的過程中，工程物探技術(shù)屬于較為常用的方案之一。這一技術(shù)需要利用相關(guān)測量裝置，對地層進(jìn)行深入掃描。在掃描過程中，能夠獲取大量的數(shù)據(jù)內(nèi)容，計(jì)算機(jī)設(shè)備會(huì)將其整合為圖像、圖表等關(guān)鍵信息，從而達(dá)到良好的處理目標(biāo)。通過應(yīng)用工程物探技術(shù)，可以為礦山工程地質(zhì)勘查提供重要的工具基礎(chǔ)，使其能夠保證基礎(chǔ)實(shí)施科學(xué)性，有效規(guī)避各類地質(zhì)問題，提高工程安全質(zhì)量。此外，利用工程物探技術(shù)，可以有效提高礦山地質(zhì)勘查的效率，避免其他影響因素造成負(fù)面問題。例如，結(jié)合彈性波技術(shù)，能夠有效明確礦山地下的地質(zhì)情況，并為資源開發(fā)團(tuán)隊(duì)提供薄弱點(diǎn)區(qū)域信息，有效提高勘查效率，達(dá)到優(yōu)秀的實(shí)施效果。

（2）高密度電法。高密度電法具有良好的實(shí)施效果，其能夠顯著降低地質(zhì)勘查過程中存在的風(fēng)險(xiǎn)，并強(qiáng)化其實(shí)施效率，有利于未來工程活動(dòng)的進(jìn)一步開展。通過采用高密度電法進(jìn)行處理，能夠大幅提高地質(zhì)勘查的工作質(zhì)量，為相關(guān)行業(yè)提供了重要的應(yīng)用工具，具有應(yīng)用價(jià)值。隨著高密度電法的進(jìn)一步發(fā)展，其實(shí)施技術(shù)水平與理論基礎(chǔ)不斷充實(shí)，達(dá)到了全新的應(yīng)用效果。其可以與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)相融合，并應(yīng)用大數(shù)據(jù)處理方法，快速傳輸相關(guān)資源，達(dá)到共享的目標(biāo)[2]。同時(shí)，與計(jì)算機(jī)操作方式的結(jié)合還為遠(yuǎn)程操控提供了重要的發(fā)展基礎(chǔ)。高密度電法能夠通過遠(yuǎn)程平臺(tái)進(jìn)行分析，有效提高操控的靈活性，達(dá)到了良好的圖像合成目標(biāo)。因此，這一技術(shù)方法目前廣泛應(yīng)用于水利工程、石油開采等領(lǐng)域，對礦山工程地質(zhì)勘查也具有重要的影響作用。但是，在應(yīng)用高密度電法進(jìn)行礦山地質(zhì)勘查的過程中，應(yīng)當(dāng)遵循其基礎(chǔ)實(shí)施原理，避免出現(xiàn)安全問題，提高整體操作的可靠性，達(dá)到良好的勘查與分析目標(biāo)。

3 礦山工程項(xiàng)目中頻發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害

（1）地面采空區(qū)塌陷。在礦山工程項(xiàng)目中，地面或采空區(qū)出現(xiàn)塌陷屬于較為常見的地質(zhì)災(zāi)害之一。其主要是由于內(nèi)部巖層不穩(wěn)定，導(dǎo)致頂板垮塌的原因?qū)е?。在礦山內(nèi)部的采空區(qū)域中，如果礦柱本身無法抵御圍巖產(chǎn)生的擠壓，便會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性大幅下降，進(jìn)而出現(xiàn)塌陷問題。同時(shí)，如果在礦山工程開采前沒有應(yīng)用地質(zhì)勘查措施，便有可能在工作途中遇到巖層不穩(wěn)定問題，嚴(yán)重威脅巷道的完整性。塌陷問題不僅僅會(huì)對礦山工程的開采造成負(fù)面影響，還會(huì)危害人員的基礎(chǔ)安全。出現(xiàn)坍塌問題后，需要采取有效的回填措施進(jìn)行處理。如果沒有正確進(jìn)行回填，還有可能產(chǎn)生二次塌陷，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失與人員傷亡。

（2）巖石土壤變化災(zāi)害。在礦山工程開發(fā)的過程中，各項(xiàng)施工操作都可能會(huì)導(dǎo)致圍巖與頂板區(qū)域出現(xiàn)應(yīng)力快速釋放的現(xiàn)象。這一問題會(huì)引起巖石土壤的結(jié)構(gòu)形體發(fā)生轉(zhuǎn)變，進(jìn)而導(dǎo)致各項(xiàng)地質(zhì)災(zāi)害。如果能夠采取有效的地質(zhì)勘查措施，便可以得到詳細(xì)的巖石土壤狀態(tài)信息，達(dá)到規(guī)避薄弱區(qū)域的目標(biāo)。在礦山開發(fā)到達(dá)一定程度后，可能會(huì)由于諸多因素的影響，導(dǎo)致土壤出現(xiàn)變動(dòng)，進(jìn)而引發(fā)地質(zhì)滑坡問題。嚴(yán)重情況下，還會(huì)發(fā)生巖爆現(xiàn)象。巖爆別稱為礦山?jīng)_擊，其主要由于地殼的內(nèi)部應(yīng)力爆發(fā)所導(dǎo)致。如果礦山內(nèi)部的頂板與圍巖處于壓縮較為嚴(yán)重的狀態(tài)下，而開發(fā)過程又出現(xiàn)了自由面，便會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部壓力瞬間釋放，引起巖石爆裂，危害人員安全。如果礦山的邊坡穩(wěn)定性不足，在極端天氣的影響下還可能會(huì)出現(xiàn)泥石流。這主要是由于山坡碎石、雜物處于平衡較為脆弱的狀態(tài)，如果出現(xiàn)極端天氣條件，如暴雨、暴風(fēng)等，便會(huì)導(dǎo)致穩(wěn)定性被破壞，進(jìn)而在重力的影響下從山坡表面分離，形成泥石流。這些地質(zhì)災(zāi)害不僅會(huì)嚴(yán)重削弱礦山工程的安全性，還會(huì)導(dǎo)致大面積的損害，不利于后續(xù)開發(fā)活動(dòng)的展開，容易導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

（3）礦坑突水。礦坑突水在資源開發(fā)的過程中較為常見，產(chǎn)生現(xiàn)象的時(shí)間相對急驟，具有強(qiáng)烈的突發(fā)性質(zhì)。同時(shí)，其危害性較高，容易導(dǎo)致崩塌及人員傷亡問題，不利于礦山的進(jìn)一步開發(fā)。導(dǎo)致這一問題的主要原因?yàn)榈V山內(nèi)部存在暗河，或周邊出現(xiàn)地下水囤積等。出現(xiàn)突水情況時(shí)，水源會(huì)快速進(jìn)入巷道內(nèi)部，導(dǎo)致人員傷亡問題。通常情況下，礦山資源開采會(huì)導(dǎo)致水位快速下降，因此地面沉降的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)隨著工程進(jìn)度的推進(jìn)而增長。相關(guān)開發(fā)團(tuán)隊(duì)如果沒有準(zhǔn)備可靠的突水災(zāi)害應(yīng)對措施，便有可能導(dǎo)致不良事故的發(fā)生。同時(shí)，涌水量的估算如果出現(xiàn)偏差，也會(huì)導(dǎo)致透水?dāng)鄬拥膯栴}出現(xiàn)，導(dǎo)致其他地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生，不利于工程的進(jìn)一步開展。

4 針對礦山工程地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)當(dāng)采取的治理措施

（1）加強(qiáng)爆破控制。為了達(dá)到治理礦山工程地質(zhì)災(zāi)害的目標(biāo)，應(yīng)當(dāng)在開采過程中盡可能采取有效的爆破控制措施，避免其引起巖土穩(wěn)定性下降的問題，預(yù)防滑坡、塌陷等嚴(yán)重地質(zhì)災(zāi)害。在爆破控制過程中，可以采用光面處理的方式。這一技術(shù)能夠降低爆破對周邊區(qū)域的干擾，有利于減少爆震裂隙，達(dá)到維持礦山穩(wěn)定性的目標(biāo)，可以避免相關(guān)地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)。

（2）應(yīng)用抗滑樁。地質(zhì)滑坡屬于破壞力較強(qiáng)的問題之一，為了治理這一現(xiàn)象，需要應(yīng)用抗滑樁處理方式，提高滑坡的基礎(chǔ)穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)良好的礦山開發(fā)效果?？够瑯赌軌蚴够戮S持結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，避免出現(xiàn)大面積滑脫的問題，可以達(dá)到最佳治理目標(biāo)。通常情況下，這一技術(shù)的適應(yīng)性較強(qiáng)，可以適用于大多數(shù)滑坡環(huán)境，能夠解決地貌問題。因此，合理應(yīng)用抗滑樁能夠達(dá)到良好的擾動(dòng)規(guī)避效果，有利于礦山資源的開發(fā)作業(yè)。

（3）深入勘查采空區(qū)。由于礦山的地質(zhì)災(zāi)害與采空區(qū)存在著較為緊密的聯(lián)系，因此需要針對這一地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行深入勘查，避免出現(xiàn)意外問題，影響資源開發(fā)效果。在針對礦山內(nèi)部采空區(qū)進(jìn)行分析的過程中，應(yīng)當(dāng)合理應(yīng)用高密度電阻技術(shù)，基于差異化地質(zhì)的電阻情況進(jìn)行探測與分析。

（4）結(jié)合先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行勘查。在礦山工程地質(zhì)勘查的過程中，可以利用先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)一步強(qiáng)化整體實(shí)施效果，達(dá)到良好的災(zāi)害預(yù)防目標(biāo)。例如，3S技術(shù)在地質(zhì)勘查流程中具有重要的作用，屬于先進(jìn)技術(shù)的一種。其包括GPS、RS、GIS三個(gè)主要類型，通過GPS可以針對地質(zhì)區(qū)域進(jìn)行精確地位，利用RS能夠分析可能產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害的信息，并進(jìn)行深入處理。GIS技術(shù)則可以針對地質(zhì)破壞與災(zāi)害的內(nèi)容進(jìn)行研究，有利于后續(xù)的工程應(yīng)用。因此，合理應(yīng)用3S技術(shù)，能夠顯著提升礦山工程地質(zhì)勘查的效果，達(dá)到良好的分析目標(biāo)，為后續(xù)的資源開發(fā)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此外，還可以結(jié)合其他先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)一步強(qiáng)化探測質(zhì)量，例如超聲波與電磁破兩種。這些技術(shù)無需對礦山進(jìn)行預(yù)先結(jié)構(gòu)處理，只需要準(zhǔn)備對應(yīng)的儀器，便能夠達(dá)到探測輔助目標(biāo)，有利于地質(zhì)勘查的快速開展。

（5）應(yīng)用自動(dòng)化系統(tǒng)。治理礦山地質(zhì)災(zāi)害的過程中，可以利用自動(dòng)化技術(shù)，創(chuàng)設(shè)良好的防治系統(tǒng)，達(dá)到最佳處理目標(biāo)。自動(dòng)化技術(shù)主要由信息模塊與計(jì)算機(jī)硬件組成，通過結(jié)合軟件平臺(tái)進(jìn)行操作，能夠?qū)赡艹霈F(xiàn)災(zāi)害的區(qū)域進(jìn)行分析，并自動(dòng)整合處理方案，達(dá)到高效率、高安全性的處理目標(biāo)。通過應(yīng)用自動(dòng)化災(zāi)害預(yù)警與防治系統(tǒng)，能夠?yàn)榈V山工程地質(zhì)災(zāi)害提供良好的解決方案，具有重要的應(yīng)用與研究價(jià)值，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行推廣實(shí)施。

（6）完善應(yīng)急制度。由于地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生的破壞力較大，而預(yù)防體系經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)疏漏問題。因此，礦山工程團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)當(dāng)準(zhǔn)備完善的應(yīng)急預(yù)案，建立良好的治理體系，降低事故的破壞范圍與損失級(jí)別。通過這種方式，可以強(qiáng)化工程資源開發(fā)團(tuán)隊(duì)在遇到問題時(shí)的處理速度，有利于整體人員的快速反應(yīng)，能夠在出現(xiàn)事故時(shí)以較高的效率采取控制措施，盡可能將其限制在小范圍內(nèi)，避免出現(xiàn)擴(kuò)散問題。同時(shí)，這一制度也能夠?yàn)榭刂茡p失提供重要的幫助，有利于削減礦山工程事故造成的不良影響，達(dá)到良好的處理與發(fā)展目標(biāo)。

5 結(jié)束語

綜上所述，礦山工程進(jìn)行開發(fā)的過程中，可能會(huì)出現(xiàn)各式各樣的地質(zhì)災(zāi)害問題。為了達(dá)到良好的預(yù)防效果，需要采取有效的地質(zhì)勘查技術(shù)，收集可靠信息，為后續(xù)的預(yù)防提供重要的參考。同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害治理措施，降低其破壞范圍與經(jīng)濟(jì)損失，實(shí)現(xiàn)良好的資源開發(fā)效果。