探討礦山地質(zhì)災(zāi)害的類型及治理措施

高成林，于佳良

（1.遼寧省地礦集團(tuán)生態(tài)修復(fù)有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110032；2.遼寧地質(zhì)工程勘察施工集團(tuán)有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110031 ）

生態(tài)環(huán)境會(huì)受到礦山開采工作的影響，導(dǎo)致其植被、水文和空氣等遭到破壞，使得人類的生存環(huán)境日益惡化。礦山地質(zhì)災(zāi)害區(qū)的形成，會(huì)對(duì)生產(chǎn)工作帶來(lái)較大的影響，開采中的安全風(fēng)險(xiǎn)升高。近年來(lái)，我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域?qū)τ诘V產(chǎn)資源的需求量逐漸增長(zhǎng)，礦山企業(yè)應(yīng)該加快轉(zhuǎn)型升級(jí)發(fā)展，注重對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的有效治理，保障開采作業(yè)的高效性和安全性，在提升企業(yè)效益的基礎(chǔ)上，滿足社會(huì)的資源能源需求。地質(zhì)災(zāi)害具有復(fù)雜性的特點(diǎn)，在不同礦山中所面臨的威脅也會(huì)不盡相同，只有構(gòu)建全面治理體系，才能最大限度控制作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，以維護(hù)企業(yè)利益和人員安全。注重對(duì)治理技術(shù)的創(chuàng)新與改進(jìn)，使其更加符合當(dāng)前治理工作的特點(diǎn)，使礦山生態(tài)得到有效恢復(fù)。

1 礦山地質(zhì)災(zāi)害治理的意義

我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程加快，需要充足而優(yōu)質(zhì)的礦產(chǎn)資源作為依托，以提升各領(lǐng)域發(fā)展活力，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)水平的穩(wěn)步提升。在傳統(tǒng)粗放式發(fā)展模式下，礦山開采只關(guān)注眼前經(jīng)濟(jì)利益，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重，出現(xiàn)了不同程度的地質(zhì)災(zāi)害，限制了企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。隨著綠色環(huán)保理念的推行，礦山地質(zhì)災(zāi)害治理工作受到全社會(huì)的高度重視，應(yīng)該成為礦山企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵內(nèi)容，以降低人類活動(dòng)對(duì)自然生態(tài)的影響，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展?；?、塌陷、泥石流和崩塌等地質(zhì)災(zāi)害的存在，會(huì)對(duì)開采工作造成限制，如果缺乏對(duì)災(zāi)害等級(jí)與類型、發(fā)展趨勢(shì)的有效評(píng)估與防控，將會(huì)造成難以挽回的損失。因此，應(yīng)該協(xié)調(diào)好經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)治理之間的關(guān)系，解決當(dāng)前面臨的生態(tài)污染及破壞問題，提高礦產(chǎn)資源開采及利用率。

2 礦山地質(zhì)災(zāi)害的類型

2.1 崩塌與滑坡

崩塌和滑坡是礦山生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的地質(zhì)災(zāi)害，崩塌主要是由于高陡斜坡中巖土體的剝離所引發(fā)，表現(xiàn)為石塊的跳動(dòng)、滾動(dòng)和墜落等，而滑坡則是土體和巖體的滑動(dòng)，主要受到自身重力的影響，同時(shí)外界作用力也會(huì)加劇滑坡問題。斜坡是形成崩塌災(zāi)害的主要區(qū)域，一般情況下坡度在45°以上，包括了凹形陡坡和高陡邊坡等。公路邊坡、江河湖泊岸坡和建筑物邊坡等，也容易出現(xiàn)不同程度的崩塌事故。堅(jiān)硬巖層會(huì)長(zhǎng)期受到外界自然環(huán)境的影響，包括了雨水沖刷、風(fēng)化等，出現(xiàn)了節(jié)理裂隙發(fā)育的情況，隨著時(shí)間的推移而引發(fā)崩塌。坡體在層面、節(jié)理、裂隙和斷層等影響下，加快了脫離山體的速度，尤其是裂隙發(fā)育是導(dǎo)致崩塌的最主要因素。巖石的風(fēng)化問題往往是由于溫度變化所引起，溫差越大，風(fēng)化的速度越快。在礦山開采過程中會(huì)涉及較多的爆破工程，產(chǎn)生的震動(dòng)會(huì)導(dǎo)致山體受到影響，形成崩塌災(zāi)害。此外，裂隙填充物會(huì)受到地表水的溶解和沖刷作用，在軟弱面的作用下出現(xiàn)崩塌。在生產(chǎn)實(shí)踐中存在嚴(yán)重的超量開采現(xiàn)象，這也是導(dǎo)致采空區(qū)山體滑坡的主要原因，因此應(yīng)該從采礦活動(dòng)的特點(diǎn)入手實(shí)施治理與控制。

2.2 泥石流

在水源影響下，冰雪融水和暴雨中混含大量的泥沙和石塊等，容易形成強(qiáng)大的沖擊力，對(duì)人類生產(chǎn)生活造成威脅。尤其是在溝谷當(dāng)中，泥石流出現(xiàn)的概率更高。在傳統(tǒng)粗放式開采模式下，缺乏對(duì)礦山自然生態(tài)的保護(hù)，導(dǎo)致植被遭到嚴(yán)重破壞，巖石裸露面積增大，在暴雨天氣下則會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)致砂粒、石塊和黏土等隨著水流而移動(dòng)，這是降雨性泥石流形成的主要原因[1]。在礦山生產(chǎn)中會(huì)用到大量的設(shè)施設(shè)備，一旦發(fā)生泥石流則會(huì)造成損毀，同時(shí)威脅坑道工作，不利于開采工作的順利實(shí)施。泥石流往往具有突發(fā)性的特點(diǎn)，因此也給防治工作造成了困難。

2.3 地面塌陷

礦山中存在較多的井巷開采作業(yè)時(shí)，容易導(dǎo)致地面塌陷災(zāi)害的出現(xiàn)。礦柱的數(shù)量難以滿足生產(chǎn)要求，同時(shí)在外界多種因素的影響下導(dǎo)致其支撐力下降，則會(huì)引起地面塌陷，在煤礦區(qū)等礦體埋藏較淺的區(qū)域發(fā)生地面塌陷的幾率會(huì)更高。在礦體埋藏較深的區(qū)域當(dāng)中，長(zhǎng)期地下開采形成的采空區(qū)未能有效回填，這也是引發(fā)塌陷的主要原因。溶洞中的塌陷問題則主要是由于礦山排水疏干所引起。

3 礦山地質(zhì)災(zāi)害的治理技術(shù)

3.1 崩塌與滑坡治理技術(shù)

3.1.1 崩塌治理

排水處理是治理崩塌的主要方式，可以消除地表水和地下水對(duì)邊坡的影響，保障巖土體的整體穩(wěn)定性。通常情況下需要設(shè)置排水構(gòu)筑物對(duì)開采區(qū)域的水進(jìn)行疏導(dǎo)，使其得到統(tǒng)一管理。刷坡和削坡的方式也較為常用，尤其適用于坡體風(fēng)化破碎的礦山當(dāng)中，能夠使邊坡的坡度得到控制。運(yùn)用片石能夠處于裂縫、裂隙和空洞等，此外運(yùn)用水泥砂漿也能起到有效的填充作用，增強(qiáng)坡體的整體性和穩(wěn)固性。錨固處理措施具有良好的適用性特點(diǎn)，在不同類型礦山中都能取得良好的治理效果[2]。對(duì)于崩塌物進(jìn)行遮擋處理，可以有效避免高空墜落對(duì)人員造成的危害，尤其是在人工邊坡崩塌防治和小型崩塌防治中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)顯著。攔截構(gòu)筑物的應(yīng)用，可以有效避免雨后墜石引起的崩塌狀況，有利于提高生產(chǎn)的安全性。將支擋墻、支柱等設(shè)置在大孤石中，能夠預(yù)防大孤石的突然崩塌和滾動(dòng)，也可以采用廢鋼軌構(gòu)建支撐體系。護(hù)坡和護(hù)墻處理措施在緩坡和風(fēng)化剝落邊坡中的應(yīng)用較多。

3.1.2 滑坡治理

地下水和地表水是導(dǎo)致滑坡災(zāi)害產(chǎn)生的主要原因，因此應(yīng)該注重對(duì)地下水和地表水進(jìn)行治理，以降低對(duì)邊坡的危害。軟化及溶蝕問題在巖土體中較為常見，因此可以對(duì)動(dòng)水壓力和孔隙水壓力進(jìn)行合理控制，這對(duì)于浪擊作用和沖刷作用的緩解效果較好。截水溝的應(yīng)用可以將滑坡區(qū)與地表水分隔開來(lái)，通常設(shè)置于滑坡邊界內(nèi)。排水溝則設(shè)置于滑坡區(qū)域內(nèi)部，能夠排出其中的地表水。為了對(duì)地表水的下滲問題加以控制，可以采用種植綠色植物的方式，也改善了礦山的整體生態(tài)環(huán)境。鋼筋網(wǎng)噴混凝土和混凝土護(hù)面的方式，可以對(duì)巖質(zhì)邊坡進(jìn)行有效治理，增強(qiáng)其整體穩(wěn)定性，同時(shí)采用垂直孔排水、豎井抽水和支撐盲溝等形式進(jìn)行排水處理。對(duì)于邊坡力學(xué)強(qiáng)度的增強(qiáng)，也是治理滑坡的有效手段，其中包括了削坡減載和人工加固兩種主要措施。針對(duì)不穩(wěn)定的巖土體可以采用削坡的方式進(jìn)行處理，能夠在控制高度的基礎(chǔ)上降低滑坡出現(xiàn)的幾率[3]。擋土墻、阻滑支撐工程、預(yù)應(yīng)力錨索和固結(jié)灌漿、SNS邊坡柔性防護(hù)技術(shù)等，在人工加固中的應(yīng)用較多，應(yīng)該根據(jù)邊坡的具體特點(diǎn)進(jìn)行選擇，綜合考量技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性要素的影響。

3.2 泥石流治理技術(shù)

合理運(yùn)用生態(tài)恢復(fù)技術(shù)，是促進(jìn)生態(tài)環(huán)境改善的有效方法，主要集中于土壤修復(fù)、植被修復(fù)和封山育林等工作當(dāng)中。在土壤修復(fù)當(dāng)中，應(yīng)該采用物理修復(fù)和化學(xué)修復(fù)相結(jié)合的方式。深根植物通常應(yīng)用于土壤上部淺層當(dāng)中，也可以采用人工的方式快速修復(fù)土壤，主要是運(yùn)用機(jī)械或者松土的方式進(jìn)行處理。土壤的酸堿性失衡問題也是在土壤修復(fù)中應(yīng)該面臨的主要問題，將酸性試劑應(yīng)用于堿性土壤當(dāng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)土壤的酸堿平衡[4]。此外，還可以采用工程措施對(duì)泥石流災(zāi)害進(jìn)行治理，主要包括了攔擋工程和溝道治理工程等。通過攔擋壩的修建，可以對(duì)泥石流起到良好阻擋作用，防止對(duì)下游造成嚴(yán)重危害，比如格柵壩和實(shí)體壩等類型，應(yīng)該根據(jù)泥石流的具體強(qiáng)度確定攔擋壩的數(shù)量。

3.3 地面塌陷治理技術(shù)

在對(duì)地面塌陷災(zāi)害進(jìn)行治理的過程中，往往會(huì)采用充填開采的方式，同時(shí)對(duì)于地貌變化的控制效果也較好。對(duì)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)研究特區(qū)進(jìn)行合理劃分，主要是針對(duì)較大規(guī)模的地面塌陷問題進(jìn)行治理，通過監(jiān)測(cè)區(qū)和禁人區(qū)的設(shè)置實(shí)施控制，同時(shí)設(shè)立相應(yīng)的警示標(biāo)識(shí)，防止對(duì)人類活動(dòng)造成威脅。運(yùn)用廢渣對(duì)地下采空區(qū)進(jìn)行回填，也能夠預(yù)防塌陷問題，該方式主要針對(duì)中小規(guī)模的塌陷災(zāi)害，地面沉降的速度可以得到控制。如果正在開展施工作業(yè)，那么要對(duì)塌陷事故進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測(cè)，一旦出現(xiàn)參數(shù)異常狀況，則應(yīng)該采用回填、灌漿和夯實(shí)等方式進(jìn)行處理，以預(yù)防重大事故的發(fā)生。針對(duì)井下開采煤礦和油頁(yè)巖礦山，可以運(yùn)用離層注漿的方式進(jìn)行處理，覆巖沉降問題能夠得到控制。

4 結(jié)語(yǔ)

在礦山開采中，地質(zhì)災(zāi)害問題會(huì)對(duì)生產(chǎn)安全性和高效性造成嚴(yán)重威脅，因此應(yīng)該制定完善的治理方案，以滿足礦山企業(yè)的生產(chǎn)需求，創(chuàng)造良好的生態(tài)效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。崩塌與滑坡、泥石流和地面塌陷等，是礦山中幾種常見的地質(zhì)災(zāi)害，會(huì)受到地下水、地表水、人類活動(dòng)、環(huán)境變化等因素影響。應(yīng)該針對(duì)不同災(zāi)害的類型采取針對(duì)性治理對(duì)策，同時(shí)結(jié)合地質(zhì)勘查技術(shù)和地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的全面防控。