礦山工程地質(zhì)勘查及地質(zhì)災(zāi)害治理對策探討

馮俊杰

廣東省有色金屬地質(zhì)局九四〇隊 廣東 清遠(yuǎn) 511520

我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷發(fā)展提升其中一大重點(diǎn)推動力量就是對于礦業(yè)資源的開發(fā)和利用，但是目前我國的許多礦山工程的開展施工實(shí)施當(dāng)中還有著很多不足之處也就導(dǎo)致了不同種類不同程度的自然地質(zhì)災(zāi)害時有發(fā)生，這類現(xiàn)象的不斷發(fā)生不但對于該礦山項目的一個開采進(jìn)程和效率產(chǎn)生了負(fù)面影響也對于相關(guān)施工作業(yè)人員以及礦產(chǎn)區(qū)附近的居民朋友的一個人生生命安全造成了極大的威脅。因此為了更好地對于相關(guān)的礦山開發(fā)工作的順利實(shí)施及其內(nèi)容的保障，就需要加大對于相關(guān)礦山地質(zhì)情況的一個勘察的力度，使用科學(xué)的技術(shù)和手法來對于這部分地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)防和處理，以保障相關(guān)企業(yè)的礦山開采項目得以更好地開展工作，提高其經(jīng)濟(jì)收益，保障作業(yè)人員的生命安全，減少工程作業(yè)對于自然環(huán)境的污染和破壞。

1 礦山地質(zhì)災(zāi)害種類

在對于礦山的開采和棄石的過程中，會引發(fā)許多對于自然環(huán)境的災(zāi)害，例如加速當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)土壤的水土流失情況，嚴(yán)重時還會引發(fā)對于開采地區(qū)的地表塌陷情況或者山地滑坡現(xiàn)象。此外對于礦山開采中水源的抽出和排水的現(xiàn)象可能會造成對于該地下水位的下降和地下水庫資源的缺乏，同時針對礦區(qū)的地下開采現(xiàn)象就很容易引發(fā)對于該地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，例如地殼震動和巖層爆炸以及瓦斯氣體的燃燒爆炸等等。另外對于排土場的作業(yè)中十分容易造成泥石流現(xiàn)象的發(fā)生，根據(jù)不完全統(tǒng)計我國礦山開采中有著超過2000座排土場，而其中發(fā)生的泥石流現(xiàn)象居然高達(dá)百起，造成了十分嚴(yán)重的財產(chǎn)損失和自然環(huán)境的破壞。對于礦業(yè)開采中地質(zhì)災(zāi)害的環(huán)境質(zhì)量不但治理的難度較大，并且投入的資金要求也十分的高，甚至很多時候?qū)τ诘V業(yè)開采中的自然環(huán)境修補(bǔ)和維護(hù)的價格還超過了該項目本身的礦物開采價值，這是十分得不償失的行為。因此我國開展了對于礦山災(zāi)害的地質(zhì)研究工作，對災(zāi)害進(jìn)行分類和應(yīng)對措施的研究，建立一套科學(xué)的防災(zāi)體系，對我國礦山開采的可持續(xù)做出了重大貢獻(xiàn)[1]。

巖土體變形的災(zāi)害常常有著對于地表的塌陷以及相應(yīng)采礦場周圍的邊坡喪失穩(wěn)固性或者進(jìn)行了滑坡以及相關(guān)的巖爆情況的發(fā)生。相對來說地面的塌陷情況常常發(fā)生在使用空場和留礦方法的這部分礦山的施工過程中，而導(dǎo)致相應(yīng)的地表塌陷的這樣的原因就是因?yàn)椴傻V行為的發(fā)生，在該部分的區(qū)域中造成了許多的內(nèi)空地區(qū)并且沒有在一定時間內(nèi)將其回填，于是其遺留下來的這部分的礦柱就沒有辦法對于該部分的地表質(zhì)量起到一個很好的支撐作用，嚴(yán)重時就導(dǎo)致了相應(yīng)的地表塌陷事故的發(fā)生。同時對于相關(guān)采礦場邊部的這部分坡道的平衡性丟失以及滑流現(xiàn)象的出現(xiàn)都是在近礦山的開采工程中相對發(fā)生較為頻繁的一部分地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象。這一類的自然地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)生常常會對于露天進(jìn)行開采的這部分礦廠有著十分嚴(yán)重的影響。一般是由于相應(yīng)的礦場的地點(diǎn)選擇在了山坡部位的下方。加上相應(yīng)的山體陡峭程度過高和天氣環(huán)境的因素地點(diǎn)就十分容易使得山體滑坡這以類型自然災(zāi)害的頻頻發(fā)生。除此之外還有礦震災(zāi)害的發(fā)生，而其發(fā)生的一個原因就是采空區(qū)的一個形成，所謂礦震顧名思義就是礦山地區(qū)的地震現(xiàn)象，是在相應(yīng)的礦產(chǎn)開發(fā)工程中時常會發(fā)生了的后果相對嚴(yán)重的這部分自然地質(zhì)災(zāi)害類型。礦真現(xiàn)象的發(fā)生可能會導(dǎo)致礦坑出現(xiàn)突水和瓦斯氣體泄露等等許多的連環(huán)災(zāi)害。從而對于相應(yīng)的施工工作者和周邊生活的普通居民的一個人生生命安全進(jìn)行一個嚴(yán)重的威脅。同時在相應(yīng)的礦區(qū)自然地質(zhì)活動以及相應(yīng)的地殼應(yīng)力雙重使用下就導(dǎo)致了一部分礦區(qū)周圍的巖石被持續(xù)擠壓，使得其受力的區(qū)域不均勻嚴(yán)重的時候就形成了巖爆現(xiàn)象的發(fā)生，這種事故的發(fā)生是相對來說較為難以預(yù)防的同時造成的影響也是十分嚴(yán)重。此外還也著礦坑的涌水和突水以及瓦斯泄露等等礦井內(nèi)部的災(zāi)害，造成的影響也是十分嚴(yán)重[2]。

2 地質(zhì)災(zāi)害防治策略

我國的礦業(yè)開采項目中常常存在著許多胡亂開采和挖掘的現(xiàn)在，除此之外對于礦物的開采采富不棄貧、采易不采難情況非常的嚴(yán)重，且這種不良開采的模式長久以來都沒有得到必要的有效措施的開展和治理。結(jié)合表1所示，充分表明了礦山工程施工中對區(qū)域生態(tài)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)的必要性。在這樣的背景之下，關(guān)于許多小礦山的非法開采和過度開采現(xiàn)象以及跨越自己范圍進(jìn)行越界開采現(xiàn)象都十分的嚴(yán)重，這些現(xiàn)象的屢禁不止就導(dǎo)致了當(dāng)前我國的礦山資源的嚴(yán)重浪費(fèi)和額外損失，同時不規(guī)范的開采現(xiàn)象造成的對于生態(tài)環(huán)境的污染問題也變的日益嚴(yán)重起來。這些都是在我國礦山的礦物開采中亟待解決的重要問題和困境。在我國目前而言對于礦山的開采的總的流程中，無論是對于礦物的開采和勘探乃至最后的礦物運(yùn)輸?shù)沫h(huán)節(jié)和閉坑的環(huán)節(jié)，都沒有堅持做到將清潔開采和生產(chǎn)和可持續(xù)的基本發(fā)展理念灌輸?shù)矫恳粋€開采和治理的工作中，開采工作大量開展的同時對于環(huán)境治理工作的資金人力投入?yún)s微乎其微，二者的比例嚴(yán)重失調(diào)。除此之外和一些國外的經(jīng)濟(jì)水平十分高開采技術(shù)也十分完善的發(fā)達(dá)國家來說，我國目前的礦業(yè)開采技術(shù)的研發(fā)效率相對較低，沒辦法對于經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生很大的幫助，沒有很好地跟的上我國目前其余行業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度，總的來說我國對于礦山開發(fā)中的相關(guān)地質(zhì)災(zāi)害防治手段和策略都還有待加強(qiáng)[3]。

表1 礦山工程中生態(tài)環(huán)境治理對策總述表

2.1 加強(qiáng)對于地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測和預(yù)防工作

在礦山工作的相應(yīng)工程實(shí)施工作中地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生常常就會給采礦企業(yè)以及相關(guān)的施工作業(yè)人員帶來極大的損失，也十分嚴(yán)重地威脅著相關(guān)的礦山施工安全。在對于礦山的開采項目中就需要相關(guān)企業(yè)加強(qiáng)對于相關(guān)的地質(zhì)自然災(zāi)害的一個預(yù)防的和預(yù)測的工作，同時還需要有著相對科學(xué)合理化的災(zāi)害治理手段以及措施。只有做好了對于相關(guān)的地理地質(zhì)的勘探工作才能夠根據(jù)其勘探的數(shù)據(jù)分析從而更加科學(xué)合理有效地制定后續(xù)工作方案。

2.2 地面塌陷及裂縫防治

在礦山工程施工過程中，由于大多施工作業(yè)位于地下，很多企業(yè)在進(jìn)行開采的過程中過于重視經(jīng)濟(jì)利益，缺乏對于開采工作的合理規(guī)劃，因此，經(jīng)常會出現(xiàn)過度開采的情況，而且，為節(jié)約時間提高開采效率，對于開采過的區(qū)域沒有及時進(jìn)行回填，使得礦區(qū)地下存在大面積空洞，經(jīng)常導(dǎo)致地面塌陷或者出現(xiàn)裂縫的情況，嚴(yán)重威脅著施工人員和周圍居民的生命安全。因此，采礦企業(yè)需要采取合理的防治手段，避免不良事故的發(fā)生。一方面，企業(yè)需要嚴(yán)格按照相關(guān)政策規(guī)定，科學(xué)合理的規(guī)劃，開采方式和開采進(jìn)度，礦山挖掘的深度也需要符合設(shè)計規(guī)定，防止由于過度開采導(dǎo)致地面塌陷事故，給企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)損失，威脅施工人員的生命安全[4]。

2.3 對于重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行針對性的防治

為了從根本上避免相關(guān)的泥石流地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)，相關(guān)的采礦企業(yè)需要在其進(jìn)行工程施工的途中對于隨意堆砌的這部分土塊以及石類進(jìn)行一個清除。同時也要對于相關(guān)的雨水針對山體中廢棄的石頭和廢土以及山體的負(fù)面影響，進(jìn)行一個施工區(qū)域的排水區(qū)域和排水渠道的建設(shè)保障相關(guān)水流可以得到適時的排放和處理，而對于巖爆情況的時有出現(xiàn)相關(guān)的企業(yè)也要更加注重對于相關(guān)地質(zhì)勘察工作的開采工作同時要根據(jù)其勘察的數(shù)據(jù)分析結(jié)合所有的資料信息來對于該部分礦區(qū)容易出現(xiàn)巖爆現(xiàn)象的區(qū)域進(jìn)行分析，結(jié)合工程項目的要求去實(shí)施和操作，從而更好地去避免自然災(zāi)害的發(fā)生，保障施工過程中的人員安全。同時對于相應(yīng)的礦坑突水和涌水的災(zāi)害情況就要求相關(guān)企業(yè)在進(jìn)行開采和挖掘之前就對于該地域相關(guān)的自然水域條件和水文條件進(jìn)行一個充足的了解和分析，以此來進(jìn)行施工操作的一個規(guī)劃工作，并且在相應(yīng)的礦坑之內(nèi)做好排水功能的設(shè)計，以提高其相應(yīng)的一個排水能力，同時也能降低礦坑內(nèi)涌現(xiàn)象發(fā)生時出現(xiàn)的危害施工人員生命安全情況的發(fā)生。加強(qiáng)對于礦區(qū)內(nèi)部的自然環(huán)境監(jiān)測，從而提前制定好相應(yīng)的一個災(zāi)害的防治手段和方案，提高礦區(qū)開采中對于自然災(zāi)害的應(yīng)對水平。最后在完成了所有礦物開采的工作之后，還需要依據(jù)一定的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)對于該開采后礦區(qū)的一個環(huán)境的修補(bǔ)和修復(fù)的工作，從而盡可能地減少對于礦區(qū)周邊自然地理環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的破壞，做到對于礦產(chǎn)資源的清潔綠色可持續(xù)化開采。

3 地質(zhì)災(zāi)害勘查方法

3.1 綜合化信息技術(shù)勘察

在對于地理地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行勘察的這樣一個礦物開采的重要過程中所使用的手段和相應(yīng)的技術(shù)就是對于現(xiàn)代信息技術(shù)的使用。目前我國的許多礦山以及地質(zhì)的開采偵查的過程里使用是相關(guān)信息技術(shù)簡稱為“3s”技術(shù)，也就是遙感技術(shù)（RS）、地理信息系統(tǒng)(GIS)和全球定位系統(tǒng)(GPS)。其中GPS技術(shù)因?yàn)槠涫褂糜诟鞔笫謾C(jī)導(dǎo)航和車輛運(yùn)行中而常常被人們所熟知。這里的“3s”技術(shù)是一種對于空間定位以及衛(wèi)星定位乃至于現(xiàn)代化計算機(jī)和通訊技術(shù)的一個綜合形式的實(shí)現(xiàn)形式，對于相關(guān)高新技術(shù)進(jìn)行一個合理的整合以及使用就可以最大限度地對于相關(guān)地區(qū)的空間地質(zhì)信息進(jìn)行一個采集數(shù)據(jù)收集和處理以及分析等等相關(guān)內(nèi)容和功能。因此就成為了我國當(dāng)代礦山開采產(chǎn)業(yè)中對于自然地質(zhì)情況進(jìn)行勘察時所使用的首選技術(shù)。對于該技術(shù)的規(guī)劃法科學(xué)化使用可以幫助相關(guān)工作作業(yè)者進(jìn)行一個礦山周圍的總體地質(zhì)地貌的以及相應(yīng)的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生情況進(jìn)行一個總的把握?？梢詫τ谙嚓P(guān)的自然地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行快速準(zhǔn)確的區(qū)域鎖定，使用相應(yīng)的遙感技術(shù)還能夠具體分許出該自然地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的情況以及其對于自然環(huán)境的一個損害程度，并且該技術(shù)所使用的時候受到相應(yīng)的時間和空間的限制十分的小，可以幫助其在相對測量手法難以實(shí)現(xiàn)的地區(qū)來進(jìn)行一個專業(yè)化程度極高的測量，就大大提升了相關(guān)工作的開展效果以及相關(guān)真實(shí)數(shù)據(jù)的支撐效果。

3.2 物理勘察

對于礦山的總體地質(zhì)地貌和地理環(huán)境特征以及相應(yīng)的自然災(zāi)害的發(fā)生情況以及造成損害進(jìn)行勘查外同時也要進(jìn)行相應(yīng)的物理勘查，對于該其余的土壤情況和巖石情況進(jìn)行一個總體的分析。物理層面的勘查方法常常有著兩種不同的方法，淺層地震法和高密度的電阻率法。前一種勘探的方式是觀察在不同層次的巖石和相關(guān)的土壤中相應(yīng)的地震波的一個傳播速度和傳播情況，以此來進(jìn)行分析，一般來說使用在相對較淺的地質(zhì)環(huán)境中，可以對于其相應(yīng)的巖石和土壤的相關(guān)物理數(shù)據(jù)得到一個比較精準(zhǔn)的結(jié)果。配合上對于反射波以及折射波的一個綜合應(yīng)用就可以得到一個相對準(zhǔn)確的結(jié)果，同時進(jìn)行施工操作的難度較低所消耗的資金也相對較少。如上述表2所示，為實(shí)地勘察的礦區(qū)內(nèi)巖土的浸水狀態(tài)與正常狀態(tài)下的邊坡穩(wěn)定系數(shù)數(shù)值對比。而高密度的電阻率法就是依據(jù)巖石和相關(guān)土壤的一個導(dǎo)電性能的不同的原理來進(jìn)行一個勘察，在實(shí)際的操作過程中需要其人工制造相應(yīng)的持續(xù)的穩(wěn)定的電流場，因此在電流場的作用之下種類不同的巖土其進(jìn)行傳導(dǎo)的效率也大為不同，就可以對于其導(dǎo)電流的分析就可以得知相應(yīng)的巖石和土壤成分以及其分布的情況[5]。

表2 礦體巖土層檢測

4 結(jié)束語

綜上所述一個優(yōu)秀的礦山開采的工程需要在其施工的安全性角度來進(jìn)行分析，對于相關(guān)地區(qū)的地質(zhì)情況的勘察和自然災(zāi)害的預(yù)防以及治理的措施也就是十分有必要的。而在對于該部分礦山工程正常實(shí)施之前還需要通過對于一部分信息技術(shù)的使用和化學(xué)物理多學(xué)科知識對于相應(yīng)的礦山地質(zhì)情況進(jìn)行一個勘察工作。同時還要依據(jù)該地質(zhì)情況對于施工建設(shè)中可能會導(dǎo)致的自然災(zāi)害予以預(yù)測和預(yù)防，通過礦山工程中高質(zhì)量的地質(zhì)勘查和自然災(zāi)害的預(yù)防工作開展，可以對于我國礦山開采工程中的經(jīng)濟(jì)效益和自然收益得到雙重的保障。