金屬礦山主要地質(zhì)災(zāi)害類型分析與防治對策研究

尹玉靜

1 礦山地質(zhì)災(zāi)害概述

就礦山地質(zhì)災(zāi)害來看，其所表示的主要是因為人類采礦生產(chǎn)活動而造成的地質(zhì)災(zāi)害，一旦發(fā)生這樣的災(zāi)害，就將會極大的影響到礦山附近的生態(tài)以及地質(zhì)，使它們遭受到破壞，而這對于人們的生命財產(chǎn)是非常不利的，同時會引發(fā)造成巨大經(jīng)濟損失。我國針對于地質(zhì)災(zāi)害的成因進行了詳細(xì)的發(fā)生，明確了地質(zhì)災(zāi)害的具體類型，而在所有的地質(zhì)災(zāi)害當(dāng)中，礦山地質(zhì)災(zāi)害是非常重要的一個部分；具體來看，礦山的開采往往都有著比較大的面積，再加上地質(zhì)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜、多變，其中存在較大的安全隱患，伴隨著近些年對礦產(chǎn)資源需求量的持續(xù)增長，導(dǎo)致礦山地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)的頻率也隨之提高，對整個礦業(yè)的可持續(xù)發(fā)展是非常不利的。

2 金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害類型分析

導(dǎo)致金屬礦山出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的主要原因通常包括采礦方法選擇不合理、過度開采等的人為因素，具體來看，金屬礦山的主要地質(zhì)災(zāi)害類型有冒頂、片幫、地表沉陷、巖爆以及坍塌等，在此針對這些地質(zhì)災(zāi)害展開分析。

2.1 冒頂

在對金屬礦山進行開采的過程當(dāng)中，冒頂是經(jīng)常會出現(xiàn)的一種地質(zhì)災(zāi)害，常見于采場頂部，是因為采動后的應(yīng)力釋放而致使巖體松動，主要就是塊狀、層狀冒落，無論是冒落的巖塊還是碎石等，將會對工作人員的生命安全造成很大的威脅，一旦砸落下來就會致使工作人員的安全帽破裂，甚至?xí)虼硕霈F(xiàn)人員傷亡。此災(zāi)害的出現(xiàn)有著突發(fā)性的特征，在發(fā)生以前，不會有與之相關(guān)的預(yù)兆，因此難以實現(xiàn)有效的預(yù)防。

2.2 片幫

片幫和前者在機理方面是較為相似的，常見于巷道、采場幫部等的位置，特別是那些大面積裸露之處，或是支護不好之處，因應(yīng)力釋放而造成的巖體推出、松動等，是片幫的主要成因，在發(fā)生了此災(zāi)害的情況下，將會引發(fā)支護失效等的眾多問題。

2.3 地表沉陷

在完成對金屬礦山礦產(chǎn)資源的開采以后，采空區(qū)的覆巖層就很可能發(fā)生垮塌、沉降等的情況，巖層移動會傳遞到地表，致使地表沉降、塌陷，倘若出現(xiàn)了這樣的現(xiàn)象，那么建筑物以及公路等將出現(xiàn)非常大的隱患，對其安全性有著較大的威脅。在采空區(qū)頂板出現(xiàn)垮落的現(xiàn)象時，也將會發(fā)生井下風(fēng)暴或是礦震，這就會威脅設(shè)備和人員的安全。

2.4 巖爆

應(yīng)力失衡是引發(fā)巖爆的主要成因，采深為上千米，采礦環(huán)境處在深部高應(yīng)力作用范圍內(nèi)，一旦發(fā)生釋放應(yīng)力的現(xiàn)象，就有很大的可能引發(fā)巖爆。一般情況下，它的表現(xiàn)是爆裂、石塊飛出等，無論是石塊的速度還是數(shù)量等，都取決于采深和巖石的強度。在出現(xiàn)這樣的災(zāi)害以后，將會破壞井下設(shè)備以及巷道，造成嚴(yán)重?fù)p失。

圖1 礦區(qū)開采塌陷圖

2.5 崩塌

在金屬礦山當(dāng)中，崩塌是非常嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害。在對金屬礦山進行開采的過程中，倘若通過空場法、留礦法等實施開采，就將會導(dǎo)致采場后方存在空區(qū)，在經(jīng)過持續(xù)的開發(fā)以后，空區(qū)范圍會變得更大，在其范圍超過限度以后，巖層強度就不能夠繼續(xù)支撐上覆巖層，此時采空區(qū)就將出現(xiàn)崩塌，程度較大時還會造成礦震，有著非常大的危害。

圖2 礦區(qū)巖石塌落

2.6 泥石流

在露天開采采場之內(nèi)，如果是在雨季，就有很大的可能發(fā)生泥石流。倘若長時間的被雨水所浸泡，就會致使掩體膨脹失穩(wěn)，在此情況下，將會發(fā)生山體滑坡以及泥石流等的各種地質(zhì)災(zāi)害。倘若在金屬礦山的采場當(dāng)中出現(xiàn)了泥石流，就會引發(fā)非常嚴(yán)重的后果。在對金屬礦山進行開采的過程中，倘若礦山裂縫與地表是連通的，由于裂縫的存在，地表水會進入到采場內(nèi)，引發(fā)地下的泥石流，對采場造成破壞。

圖3 礦區(qū)滑坡圖

2.7 地下水破壞

圖4 礦區(qū)突水圖

地下水位的變化也將引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，它的表現(xiàn)就是礦坑涌水、涌砂等，還會對環(huán)境造成污染。礦坑涌水的這種地質(zhì)災(zāi)害不但有著較大的規(guī)模，并且破壞性也比較大。在開采礦山的過程當(dāng)中，倘若未估算好礦坑的用水量，致使透水?dāng)鄬悠屏?，或出現(xiàn)蓄水型溶洞等，都將會發(fā)生地下水、地表水涌入的情況，這就會引發(fā)淹井事故，從而造成人員傷亡問題。礦坑涌水往往還會伴隨著礦坑涌砂，在開采礦山的過程當(dāng)中，若出現(xiàn)蓄水型溶洞，將其中的泥沙及透水?dāng)鄬拥某练e物攜帶涌進礦坑，這就會使得礦坑內(nèi)泥沙的堆積，致使開采設(shè)備和相關(guān)工作人員被淹沒，甚至還將引發(fā)更為嚴(yán)重的事故。在對礦山進行開采的過程中所產(chǎn)生了三廢物質(zhì)，就是引發(fā)環(huán)境污染災(zāi)害的關(guān)鍵所在，這些物質(zhì)流到了地表水，從而造成了水體污染、地表水?dāng)嗔鞯鹊膯栴}。

3 金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害的成因

3.1 人為原因

但對金屬礦山進行采挖以后，它的應(yīng)力平衡將會受到很大影響，從而出現(xiàn)冒頂、坍塌等災(zāi)害。如突水、透水等，都屬于人為打通的下含水層，將會讓非常多的水都涌入而造成災(zāi)害；冒頂、片幫的主要原因就是礦體原本的強度并不高，在以人工的方式進行挖掘以后，支護和相關(guān)要求不符，引發(fā)巖體的垮落；崩坍滑落的主要成因就是在采出礦體后，邊坡或上覆巖得不到充分的支撐而發(fā)生坍塌，是由于人為開采而引發(fā)的問題。要想做到對這些地質(zhì)災(zāi)害的有效防范，就需要做好開采后的支撐及支護。

3.2 自然原因

在開采礦山的過程當(dāng)中，礦體本身的性質(zhì)也有很大的可能會引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，因為礦井的強度不高，再加上構(gòu)造復(fù)雜，并且條件也缺乏穩(wěn)定性，在這些方面的影響之下，將會發(fā)生坍塌、抗震等的情況，會因此出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害事故。此方面的地質(zhì)災(zāi)害需要盡可能的將自然災(zāi)害形成要素的切除，注重對現(xiàn)場進行的監(jiān)控監(jiān)測，同時還要加強現(xiàn)場管理，以免出現(xiàn)災(zāi)害。

4 金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治對策

4.1 技術(shù)方面的對策

4.1.1 冒頂、片幫防治措施

要想有效防止冒頂、片幫的地質(zhì)災(zāi)害，最為有效的方式就是科學(xué)選擇采礦方法，針對頂板進行有效的控制。在工作面布置和回采的過程當(dāng)中，必須要按照從上到下、從遠(yuǎn)到近的要求來實施采掘，盡可能的減小回采周期，避免礦體上覆巖長時間的裸露。要在此方面專門開展相關(guān)的管理培訓(xùn)，加強針對工作面頂面的支護管理，嚴(yán)格進行監(jiān)測與檢查。在開展檢查工作時，一旦發(fā)現(xiàn)有任何事故的可能性，就需要馬上停止進行作業(yè)，組織相關(guān)人員撤離現(xiàn)場，盡快進行修復(fù)。

4.1.2 地表沉陷防治措施

為了避免出現(xiàn)地表沉陷的情況，應(yīng)當(dāng)通過房柱式開采等的方式來實現(xiàn)對采空區(qū)垮落的有效延緩，減小抗震出現(xiàn)的可能性，并進一步減小地表沉陷幅度。還能夠通過充填法來進行開采，把適當(dāng)?shù)某涮钗镒⑷氩煽諈^(qū)，從而有效保證其支撐力，防止上覆巖的垮落，以免地表出現(xiàn)呈現(xiàn)的情況。為使其效果得以改善，要以注漿的措施來封堵充填后的縫隙，以進一步加強它的支撐強度。

4.1.3 巖爆防治措施

當(dāng)前國內(nèi)外很多專家學(xué)者都針對巖爆的發(fā)生機理展開了深入研究，但在目前還沒有統(tǒng)一的理論結(jié)果。在具體的實踐當(dāng)中，往往傾向于應(yīng)力集中被破壞時的彈性釋放，基于此，要想實現(xiàn)對巖爆地質(zhì)災(zāi)害有效防治，就需要先保證管理的規(guī)范性，加強針對各個重要節(jié)點的地質(zhì)勘察，根據(jù)具體的情況，采取最為合適的措施來應(yīng)對各種問題。

4.1.4 突水、透水防治措施

水害侵?jǐn)_是長期以來一直存在的問題，許多專家與學(xué)者都針對地下水防治進行了相關(guān)的研究，在各個方面提出了有效的防治理論與措施。在這些措施當(dāng)中，效果較好的就是弱保護區(qū)以挖掘機補帷幕的手段，有著良好的堵水、防水效果。在進行開采的時候，同時還需要做好對于含水層、積水帶的超前探測、超前排水工作，針對隔離帶進行準(zhǔn)確的預(yù)算，以確保采場的安全性。

4.1.5 TSP 物探法

TSP203 超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)是非常先進的設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)對地質(zhì)的有效預(yù)測及預(yù)報，將其運用到采礦業(yè)中，能夠發(fā)揮巨大作用。在實際應(yīng)用中，它能夠以測量回聲的方式來明確探測范圍內(nèi)的異常點，將此作為依據(jù)來對連續(xù)礦體當(dāng)中的義務(wù)范圍進行準(zhǔn)確判定。能夠用來針對工作面前方500m 左右、掘進面前方130m左右范圍當(dāng)中的物質(zhì)探查，在實際應(yīng)用中，其有著較高的準(zhǔn)確度和較大的測量范圍。能夠用來對工作面前方的斷層、裂隙以及積水等的準(zhǔn)確預(yù)測，從而為礦山管理工作帶來有效支持，使之能夠明確地質(zhì)災(zāi)害危險源的具體情況，以免發(fā)生各種地質(zhì)災(zāi)害。

4.1.6 直流電法勘探

在對直流電法進行使用的過程中，其所進行的勘測就是根據(jù)巖體、異物導(dǎo)電性的差異而實現(xiàn)的，你來看，水體的導(dǎo)電性超過掩體，巖體導(dǎo)電性超過斷層，因為這樣的情況，在礦山的局部構(gòu)件穩(wěn)定電場，針對各位置電場的強弱變化進行對比分析，從而對局部區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造帶等的地質(zhì)災(zāi)害的隱患實施更加準(zhǔn)確的判定。

4.1.7 其他勘探法

紅外探測、地質(zhì)雷達還有打超前鉆孔等的方法也在當(dāng)前有著許多應(yīng)用。在實踐中，紅外探測在準(zhǔn)確度方面有良好的表現(xiàn)，但穿透力較弱；地質(zhì)雷達覆蓋范圍更大，但更容易被干擾；超前鉆孔探測在數(shù)據(jù)方面有更高的可靠性，但其施工存在較大的難度，各種方法都有著自身的優(yōu)點與缺點，要結(jié)合礦山開采的具體情況來合理進行選擇，還能夠根據(jù)狀況來結(jié)合使用，在實際應(yīng)用中一定要采取有效的措施來防止出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害。

4.2 管理方面的對策

4.2.1 提高重視程度與防治意識

金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害屬于一種自然災(zāi)害，一旦出現(xiàn)金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害，就必然會對生產(chǎn)安全及社會效益造成直接影響。所以，必須要對此引起高度的重視，結(jié)合實際情況，把金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治和再造山川秀美工程充分結(jié)合，明確重點所在。與此同時，還需要做好相關(guān)的宣傳教育工作，利用網(wǎng)絡(luò)、廣播等的各種途徑，以群專結(jié)合、群測群防的方式來充分落實，確保人們可以逐漸形成預(yù)防金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害的意識。在這一過程中，要把現(xiàn)階段的地質(zhì)災(zāi)害特點與防治策略都納入到監(jiān)測防治體系之內(nèi)，以此來盡可能的減小金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害所引發(fā)的損失。

4.2.2 加強對重點區(qū)域的防治

要根據(jù)實際情況，針對邊坡參數(shù)實施合理的設(shè)計，同時還需要做好對邊坡的監(jiān)測工作。在必要的情況下，應(yīng)通過建設(shè)擋墻的方式來實現(xiàn)對邊坡的加固。在完成開挖以后，如果存在開裂、變形的的問題，就需要由相關(guān)人員實施二次地質(zhì)勘察作業(yè)。針對本就存在的災(zāi)害點，要及時的加固其邊坡，同時還需要采取措施來消除由于開采作業(yè)而導(dǎo)致的復(fù)發(fā)性災(zāi)害隱患。除此之外，還需要重視對于渣場棄渣的處理，保證邊坡坡度、擋墻等的設(shè)計都是科學(xué)的，在必要時還需要對攔渣壩進行建設(shè)，從而避免出現(xiàn)泥石流等的問題。在對坑道進行開采時，需要做好相關(guān)的支護，開采和支護要同時開展，從而防止由于礦頂坍塌或出現(xiàn)冒頂事故而引發(fā)更大的危害。要做好對于坑道的排水設(shè)計，防止由于坑道內(nèi)存在嚴(yán)重的涌水問題而引發(fā)次生危害。在完成對于金屬礦山的開采以后，需要做好對于礦區(qū)的統(tǒng)一規(guī)劃，特別是要做好對于金屬礦山的復(fù)墾，促進金屬礦山生態(tài)功能的正常恢復(fù)。

4.2.3 做好地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測預(yù)報

針對于金屬礦山當(dāng)中的地質(zhì)災(zāi)害，特別是因為自然因素導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害，需要以更科學(xué)的方式來實施預(yù)拌，做好管理工作。對于冒頂、片幫等災(zāi)害，以位移器來針對頂部、幫部的位移變化情況進行持續(xù)的監(jiān)測，倘若出現(xiàn)了快速的移動，就將發(fā)出警報，對積水、瓦斯等的災(zāi)害，要使用探測器來進行探測，聯(lián)網(wǎng)針對數(shù)據(jù)的變化情況進行監(jiān)控，以此來給地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測及防治帶來可靠的信息支持。

4.2.4 科學(xué)規(guī)劃開展

針對采礦的方法進行科學(xué)的設(shè)計，并保證采礦布局是足夠科學(xué)、合理的。在對礦體進行采出過程中，需要按照正確的順序來進行，尤其是對那些特殊的區(qū)域以及特殊時間節(jié)點的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防工作，要在發(fā)現(xiàn)災(zāi)害以后能夠第一時間進行處理，不對采礦工作的開展造成影響。在進行采礦的過程中，禁止出現(xiàn)無序開采等的各種情況，從而消除巖體開裂的相關(guān)隱患。對于那些很可能會產(chǎn)生積水的地方，則要定期的實施疏排水工作，這就能夠避免由于邊坡失穩(wěn)等的現(xiàn)象引發(fā)的泥石流災(zāi)害。

4.2.5 嚴(yán)格進行監(jiān)測管理

毛澤東在建構(gòu)和完善矛盾學(xué)說體系方面作了杰出的工作?！睹苷摗肥邱R克思主義哲學(xué)史上系統(tǒng)地闡述矛盾規(guī)律的哲學(xué)專著，其論述緊密結(jié)合中國革命的實踐和中國傳統(tǒng)辯證法思想，因而具有鮮明的中國作風(fēng)和氣派。在《矛盾論》中，毛澤東從對立統(tǒng)一的觀點出發(fā)建構(gòu)了一個完整的矛盾學(xué)說體系，從而譜寫了馬克思主義矛盾觀的新樂章。

金屬礦山當(dāng)中地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)是非常復(fù)雜的過程，但通常都是有跡可循的，要嚴(yán)格進行監(jiān)測監(jiān)管，在地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)苗頭的情況下就能夠通過有效的措施來進行預(yù)防，從而減小災(zāi)害出現(xiàn)的幾率。與此同時，需要做好對于監(jiān)控系統(tǒng)的管理工作，降低所存在的干擾，確保監(jiān)測所得數(shù)據(jù)的可靠性與準(zhǔn)確性。首先，需要做到全程監(jiān)測，不斷的細(xì)化相關(guān)方案，確保監(jiān)測的有效性。其次，要建立起專門的監(jiān)測隊伍，專門負(fù)責(zé)針對于各個方面的檢測工作，做好對相關(guān)人員的培訓(xùn)，加強其責(zé)任意識，以此來為監(jiān)測工作的開展做出保障。最后，要保證對于監(jiān)測設(shè)備的布置是科學(xué)、合理的，要針對現(xiàn)場進行嚴(yán)格管理，及時更換有問題設(shè)備。

4.2.6 合理開采資源

近幾年來，我國在資源開采及環(huán)境保護方面有了更高的重視程度，在這些領(lǐng)域中出臺了許許多多的政策與法規(guī)，為礦產(chǎn)資源開采做出了明確指導(dǎo)。在今后開采礦產(chǎn)資源的過程當(dāng)中，必須要對資源的采出率引起重視，最大程度的避免出現(xiàn)浪費的情況，還需要關(guān)注對于生態(tài)環(huán)境的影響，特別是要重點開展針對地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測與預(yù)報，從而有效提高地質(zhì)災(zāi)害的防治水平。特別是要加強地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域周邊居住居民的防治意識，采用更加先進的技術(shù)，提高防范的效果，以避免地質(zhì)災(zāi)害對人們的生命財產(chǎn)造成威脅。

4.2.7 加大投入力度

加大針對礦山地質(zhì)災(zāi)害防治的投入力度，主要就是在人力、物力、財力以及技術(shù)方面的投入，從而確保金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害能夠?qū)崿F(xiàn)更好的防控效果。礦山企業(yè)及政府部門需要提高扶持的力度，對金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治引起更高的重視，對其賦予一定的社會性質(zhì)。通過科技方面的投入來為金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害的防控提供技術(shù)支持，通過科技的發(fā)展與創(chuàng)新，提高金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害防治的效果，針對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的機制展開更加深入的分析，合理評價地質(zhì)災(zāi)害，從而為防控工作的開展奠定基礎(chǔ)。此外，還需要做好對于礦產(chǎn)資源開發(fā)的法治建設(shè)，站在資源開發(fā)及控制地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的角度上，制定出更加完善的金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害防控的法規(guī)制度，從而實現(xiàn)制度上的保障，為我國金屬礦山行業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展提供良好條件。

5 結(jié)論

自改革開放以來，我國對于礦山資源的需求就越來越大，在此情況下，針對金屬礦山的開采就受到了更高的重視。我國有著大量的礦產(chǎn)資源，并且我國的地形多樣，地質(zhì)類型非常復(fù)雜，這就導(dǎo)致礦山的安全管理存在著比較大的難度，并且在技術(shù)方面還有著明顯的局限，所以，針對于金屬礦山當(dāng)中地質(zhì)災(zāi)害類型的分析研究是非常有必要的，要合理運用先進技術(shù)，根據(jù)具體的狀態(tài)采取最為有效的預(yù)測方法，做好相關(guān)的防治工作，盡可能的避免出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害，確保能夠更加高效安全的進行對金屬礦產(chǎn)的開采工作。