礦山地質(zhì)勘察與勘察災(zāi)害防治的策略分析

陳 昌

（內(nèi)蒙古黃陶勒蓋煤炭有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017300）

隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展和進(jìn)步，各行各業(yè)在運作中都需要大量的礦產(chǎn)資源以滿足經(jīng)營生產(chǎn)的需求。如果礦山（包括煤礦、金屬礦、非金屬礦、建材礦和化學(xué)礦等）地質(zhì)勘察與勘察災(zāi)害防治工作不科學(xué)、不合理，則會對周邊地質(zhì)環(huán)境造成影響，如果發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害則會影響人民的生命和財產(chǎn)安全。因此，對礦山地質(zhì)勘查以及勘查災(zāi)害防治工作具有重要的意義，保障地質(zhì)勘查災(zāi)害防治的有效性和安全性對于促進(jìn)我國礦業(yè)的健康安全發(fā)展具有重要的作用。

1 礦山地質(zhì)勘察的意義

礦山指有一定開采境界的采掘礦石的獨立生產(chǎn)經(jīng)營單位。礦山主要包括一個或多個采礦車間（或稱坑口、礦井、露天采場等）和一些輔助車間，大部分礦山還包括選礦場（洗煤廠）。礦山在開礦的過程中，通過地質(zhì)勘察以及災(zāi)害防治技術(shù)，對礦山的持續(xù)開采和穩(wěn)定運營起到重要的作用。

在勘察的過程中，對礦山的結(jié)構(gòu)以及礦山所處的地址位置以及周邊的水文風(fēng)貌進(jìn)行全面的了解和掌握，以便于在礦山開采的過程中能夠選擇合理的地質(zhì)勘察技術(shù)。對地質(zhì)勘察區(qū)域環(huán)境事件中的礦山地質(zhì)突發(fā)事件表現(xiàn)可進(jìn)行統(tǒng)計制定并分析研究，有利于重點對該勘察區(qū)域地質(zhì)范圍內(nèi)的礦山地質(zhì)事件變化發(fā)展情況進(jìn)行跟蹤分析，并及時深入了解區(qū)域范圍內(nèi)的礦山成礦地質(zhì)年代，同時可以結(jié)合各種現(xiàn)代科學(xué)探測技術(shù)手段進(jìn)行其在礦山區(qū)域地質(zhì)上的勘察勘查工作，現(xiàn)代高科技礦山地質(zhì)調(diào)查勘察探測儀器對地質(zhì)勘察勘查工作的地質(zhì)輔助控制作用也是十分重要的。在這種工作情況下，得到有關(guān)礦山基巖地質(zhì)的地殼構(gòu)造類型、地殼異動變化情況以及礦山基巖地質(zhì)成分結(jié)構(gòu)特征等地質(zhì)數(shù)據(jù)和地理信息，這對用于后續(xù)的煤山礦產(chǎn)資源勘探開采管理工作開展提供極大便利，有效地節(jié)省資源開采工作時間。

2 礦山地質(zhì)勘察的方法和內(nèi)容

在礦山地質(zhì)資源勘察工作過程中，首先應(yīng)該明確區(qū)域性礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化的總體情況，并明確指出其中相對較為復(fù)雜或者說是相對明顯的地質(zhì)斷裂性和構(gòu)造，然后對這些特殊地方礦山進(jìn)行仔細(xì)的觀察，為進(jìn)行礦山上的地質(zhì)調(diào)查勘察工作提供一定的便利。在對貴金屬地質(zhì)礦山進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查勘察等工作過程中，需要通過科學(xué)、定期地組織進(jìn)行地質(zhì)勘察，保證地質(zhì)勘察調(diào)查結(jié)果的科學(xué)有效性和技術(shù)科學(xué)性。由于我國礦山邊緣地質(zhì)特殊，對于礦山的地質(zhì)特點情況應(yīng)當(dāng)有所了解，明確礦山周邊環(huán)境條件是否可能會對礦山及工業(yè)產(chǎn)生重大影響，結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀凰臈l件情況可以分析礦山災(zāi)害發(fā)生的最大可能性。

礦山地質(zhì)勘察過程中通過野外滑坡測試可以提前盡早測試各個邊坡上的滑坡解決方案，以便于提前發(fā)現(xiàn)滑坡問題，并且及時解決滑坡問題。在野外應(yīng)力測試技術(shù)工作中，主要內(nèi)容包括地下工程應(yīng)力測量；地下坡體結(jié)構(gòu)表面應(yīng)力位移測量觀測；地下流體水位、流速、流向及排水流毫、滲透性測試等幾個工作主要內(nèi)容。

3 礦山勘察災(zāi)害類型

3.1 巖土體變形災(zāi)害

由于大型工業(yè)礦山開采和深加工生產(chǎn)作業(yè)可能導(dǎo)致的礦山地震，這種誘發(fā)類型礦山地震一般是指具有強(qiáng)烈誘發(fā)性和震源較淺、危害性較大的大型地震活動特點，且這種地震活動可能會對大型煤山開采礦井及其他大型礦山鉆井礦床和基地巖體表面的自然環(huán)境物理條件造成較大程度損壞。此外，滑坡也是礦山勘察災(zāi)害的主要類型，消除和有效減輕邊坡造成危害特別重要，減小孔隙中的水流動壓力和所帶動水流的壓力，避免巖石和土體的變質(zhì)軟化及土壤溶蝕物的分化。關(guān)于墻體巖質(zhì)層的邊坡處也可用基層混凝土膠水護(hù)面或砂漿掛面的鋼筋網(wǎng)進(jìn)行加固處理。根據(jù)山區(qū)邊坡的主體地質(zhì)地理結(jié)構(gòu)特征和邊坡水文地質(zhì)地理條件特征來正確選擇應(yīng)對災(zāi)害的有效措施。

3.2 礦山水文地質(zhì)災(zāi)害

我國開采礦山地下地層水文的水位變化增加幅度相對較大，其主要形成原因還是在礦山開采前期沒有及時做足一些相應(yīng)的勘測準(zhǔn)備措施工作，如我們未用專業(yè)勘測測量儀器對我國礦山水文進(jìn)行精確測量、未及時聘用專門技術(shù)人員對地下地文水位變化進(jìn)行綜合評估等，這些均會致使我們在后期開采礦山過程中極有可能還會面臨各種突發(fā)狀況。地質(zhì)災(zāi)害的主要形成情形包括有地下海平面水位下沉、沙土變質(zhì)液化、土壤結(jié)構(gòu)變形、巖洞山體坍塌、礦坑沉積涌水、坑內(nèi)淤泥涌沙、環(huán)境和水污染等。就從目前地球海平面上的下沉來講，我國科學(xué)研究工作人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可能引發(fā)其下沉誘變的主要破壞原因可以分為自然因素原因與人為因素原因，但根據(jù)以前的研究資料以及報告研究可得自然因為原因?qū)υ斐傻孛娉两档钠茐挠绊懶Чh(yuǎn)不如人為原因破壞的效果影響大。

3.3 礦體內(nèi)部災(zāi)害

礦體內(nèi)部也極易長期發(fā)生煤礦地質(zhì)災(zāi)害事故，主要原因是由于煤體礦山內(nèi)部地質(zhì)地理環(huán)境條件改變等而引發(fā)的，當(dāng)溫度上升達(dá)到一定量時，這種自然熱量也就會迅速滲出全球地表，引發(fā)諸如礦山熱等地質(zhì)生產(chǎn)災(zāi)害的嚴(yán)重發(fā)生。煤層發(fā)生自燃主要是由于暴露在室內(nèi)空氣和水中的氧化煤，由于對二氧化煤的放熱或由于天氣干燥以及溫度過高等而引起的煤層燃燒爆炸現(xiàn)象，煤層發(fā)生自燃可能會直接引發(fā)地表煤層塌陷，或引發(fā)大火等災(zāi)害。此外，一些處于水位較淺的大型礦山的保水層迅速發(fā)生破裂并可能會發(fā)生爆發(fā)迅速流出大量水源中的水，然后迅速噴出大量污泥中的沙粒，流動的大量污泥沙粒水與普通砂土一樣也會順勢相反方向迅速流入整個大型礦井內(nèi)，造成重大礦井被淤泥填埋的災(zāi)害。

4 勘察災(zāi)害防治的策略

4.1 完善勘察檢測方法

在對各種礦山淺層地質(zhì)自然災(zāi)害事件進(jìn)行地質(zhì)勘察過程中，常見的各種物理地質(zhì)勘察探測方法主要分為有以下幾種，第一種方法就是探測高密度物質(zhì)電導(dǎo)率法，該探測技術(shù)主要是一種能夠利用不同物質(zhì)導(dǎo)電率的特點可以對整個礦山淺層地表地質(zhì)進(jìn)行各種物理地質(zhì)勘察和探測的專用技術(shù)，這種探測技術(shù)通常被人們認(rèn)為具有高效快速的特征。第二種方法也就是電阻率法，該種應(yīng)用方法主要是充分利用不同的礦物質(zhì)材料和化學(xué)屬性，一般情況下來說，大多數(shù)的有色金屬制品工廠和冶金礦業(yè)都用的是采用塊狀的鋁和硫化物一體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電性能好，電阻的斜率通常有顯著的線性差異，可以直接通過實際中的應(yīng)用案例來幫助確定整體采空區(qū)。第三種檢驗方法就是采用瞬變渦流電磁法，這種檢測方法的基本設(shè)計工作原則主要如下:根據(jù)二次脈沖渦流磁場的電循環(huán)或者發(fā)射線源向地上半空發(fā)送脈沖渦流電磁場至地上，在二次脈沖渦流磁場的一個間歇期間，使用脈沖接地器的電極或者接地線圈等來監(jiān)視其在地下半空間的二次脈沖渦流場力的變化，這種檢測技術(shù)不僅檢測的圖像效率高，測量的圖像深度也更深，具備了較強(qiáng)的自動圖像測量分辨率，信噪比也相對較好。

4.2 加強(qiáng)勘察有效監(jiān)測

對于礦山的地質(zhì)自然災(zāi)害情況進(jìn)行有效的監(jiān)測，可以針對一些相關(guān)于地質(zhì)和自然災(zāi)害的空間大數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來進(jìn)行開發(fā)，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中所需要包含的信息主要包括:各種地質(zhì)和自然災(zāi)害的信息、各種類型的基礎(chǔ)圖件、專題地質(zhì)圖件的向量化。同時該系統(tǒng)還可以對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的采集，例如:全球自動化定位系統(tǒng)、鉆孔勘探、實時監(jiān)控設(shè)施等，并且該系統(tǒng)還可以對多種形式的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后再通過多種的方式對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入。此外，還可以更好地借助于空間數(shù)據(jù)庫的分析和預(yù)測功能，對于地質(zhì)災(zāi)害的分布所需要具備的地理和時空規(guī)律情況進(jìn)行有效的整體和綜合研究，特別是在突發(fā)性的地質(zhì)災(zāi)害易于發(fā)生的地理區(qū)域以及受到威脅的臨發(fā)點時，充分運用多種數(shù)值模型對影響地質(zhì)災(zāi)害的各種相關(guān)因子和風(fēng)險情況進(jìn)行分析，從而針對性地預(yù)測出來的地質(zhì)災(zāi)害所需要具備的變動趨勢情況進(jìn)行有效后與當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)考察和評價結(jié)果充分整理。從礦區(qū)收集大量的設(shè)備資料和數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行詳細(xì)統(tǒng)計，礦產(chǎn)資源的實際開采情況進(jìn)行結(jié)合，選擇合理的轉(zhuǎn)換參數(shù)，從根本上確保礦產(chǎn)資源勘查工作的順利進(jìn)行。在挖掘山區(qū)資源，由于內(nèi)部土層結(jié)構(gòu)復(fù)雜的過程中，設(shè)計師需要利用先進(jìn)的開采技術(shù)，結(jié)合實際開采條件，不斷提高勘探數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，以便針對地質(zhì)和自然災(zāi)害防治措施和對策做出有效的制訂。

4.3 勘查災(zāi)害防治措施

地質(zhì)自然災(zāi)害治理包含邊坡的加固與防護(hù)擋土結(jié)構(gòu)的錨固、滑坡防護(hù)治理等措施，為了對其施工的質(zhì)量情況進(jìn)行有效的控制，需要重點從以下幾個方面來進(jìn)行加強(qiáng)：

一是加強(qiáng)對材料的控制，對錨固材料在后期進(jìn)行選型時，需要盡量保證它們具有一定的強(qiáng)度，同時它們也具有良好耐腐蝕性的特點，以便于后期可以更好地進(jìn)行安裝和加工。所有使用的材料都必須具備一份相應(yīng)的合格認(rèn)證書與產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)可書，在整個灌漿過程，按照設(shè)計的要求對漿液進(jìn)行灌輸配比，同時給予一定量的攪拌，保證混凝土攪拌器的干燥。

二是加強(qiáng)對漿液流量情況進(jìn)行嚴(yán)格的控制，確保整個灌漿過程的正常順利開展，如果發(fā)現(xiàn)漿液已經(jīng)流出到管道，需立即暫時停止灌漿施工。

三是對滑坡施工的控制，如果進(jìn)行滑坡遮擋支護(hù)、攔截防止崩塌滑坡滾石的應(yīng)用范圍比較小，可以針對其他的滑坡情況進(jìn)行分層遮擋、攔截防止滑坡的技術(shù)施工，具體的滑坡施工安全技術(shù)保護(hù)措施主要內(nèi)容包括進(jìn)行滑坡遮擋支護(hù)、攔截防止滑坡崩塌滾石，對滑坡滾石崩塌的具體情況及時給予滑坡相應(yīng)的技術(shù)運用，確?；率┕さ木唧w質(zhì)量問題能夠及時得到有效的安全控制。

四是對工程施工的控制，按照工程測量技術(shù)規(guī)范及工程設(shè)計技術(shù)要求，對測量基準(zhǔn)點及現(xiàn)場控制線位置進(jìn)行清晰，由現(xiàn)場監(jiān)理工作人員對其進(jìn)行現(xiàn)場校驗檢查合格后再進(jìn)行繼續(xù)施工開始進(jìn)行土方的現(xiàn)場勘察和設(shè)計施工。根據(jù)相關(guān)國家以及相關(guān)工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的具體要求，基坑需要開挖的地層深度至少一般需要不大于超過1.5m，如果當(dāng)?shù)氐幕鶎咏Y(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的結(jié)構(gòu)變動，就認(rèn)為應(yīng)該及時采取技術(shù)實施進(jìn)行地質(zhì)結(jié)構(gòu)替補(bǔ)和地層換填，只有與整個工程地質(zhì)設(shè)計師單位取得了密切聯(lián)系，按照實際的地質(zhì)情況來有針對性地對其進(jìn)行了地質(zhì)問題的及時解決和善后處理，才能夠有效地及時保證整個工程項目后續(xù)地質(zhì)建設(shè)管理工作的正?；晚樌_展。

最后，對于材料的施工質(zhì)量和砌筑強(qiáng)度要求進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，并仔細(xì)進(jìn)行檢查其分層壓實度，以此方法來有效改善分層整體的填料質(zhì)量。

5 結(jié)語

我國地質(zhì)災(zāi)害的防治和地質(zhì)保護(hù)工作任重道遠(yuǎn)，我國礦山地質(zhì)保護(hù)部門需要長期監(jiān)督和指導(dǎo)對礦山的開采工作，杜絕不科學(xué)、不合理的開采活動。在進(jìn)行礦場勘查時可以將其作為一種預(yù)防性勘查為主、治理性勘查為輔的方法和模式綜合利用，保證合理地對礦場的自然資源和土壤進(jìn)行了開采，從而能夠為我們的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展創(chuàng)造充足的自然資源，以有效促進(jìn)我們的社會和經(jīng)濟(jì)良好、可持續(xù)發(fā)展。與此同時，科研部門也應(yīng)該加強(qiáng)對于開采技術(shù)的深入研究，推動我國礦山生產(chǎn)和開采活動更加綠色化，保障其可持續(xù)性發(fā)展。