水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在礦山地質(zhì)災(zāi)害防治中的應(yīng)用

楊川楓

（寧夏回族自治區(qū)水文環(huán)境地質(zhì)調(diào)查院，寧夏 銀川 750021）

在礦山開發(fā)項(xiàng)目逐漸增多的情況下，若是礦山存在地質(zhì)災(zāi)害，將會(huì)對(duì)礦山開采工作產(chǎn)生負(fù)面影響，因此礦山開采單位應(yīng)提升對(duì)地質(zhì)災(zāi)害防治工作的重視程度，將水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)合理運(yùn)用在災(zāi)害防治中，可以有效提升高礦山生產(chǎn)過程的安全性，保證礦山開采工作能夠順利完成。

1.將水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)運(yùn)用在礦山地質(zhì)災(zāi)害防治工作的重要意義

在礦山地質(zhì)災(zāi)害防治工作中已經(jīng)開始大面積使用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)，能夠有效提升地質(zhì)災(zāi)害防治工作的精準(zhǔn)度，不斷提高礦山開采工作的安全穩(wěn)定性。在當(dāng)前礦山建設(shè)時(shí)，信息技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，將信息技術(shù)和水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)融合在一起，對(duì)于推動(dòng)礦山地質(zhì)災(zāi)害防治工作的進(jìn)步發(fā)展具有促進(jìn)作用。礦山開采單位應(yīng)該依照國家綠色礦山建設(shè)要求，規(guī)范使用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)，充分運(yùn)用信息資源的應(yīng)用時(shí)，在提升礦山地質(zhì)災(zāi)害管理能力的基礎(chǔ)上，為礦山建設(shè)工作提供安全保障。水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)的使用，能夠進(jìn)一步擴(kuò)大礦山地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)管理范圍，可以在提升災(zāi)害防治效果的基礎(chǔ)上，促使礦山地質(zhì)災(zāi)害防治工作進(jìn)入科學(xué)化發(fā)展階段、規(guī)范化發(fā)展階段。

1.1 能夠及時(shí)反饋礦山地質(zhì)災(zāi)害初期勘察信息

以往地質(zhì)勘查技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害勘查信息反饋方面存在一定的滯后性，使得相關(guān)工作人員難以順利對(duì)地質(zhì)災(zāi)害勘查信息展開全面分析，將會(huì)造成礦山安全防治效果受到不利影響。通過合理使用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)，能夠及時(shí)將礦山地質(zhì)災(zāi)害勘察信息反饋出來，確保礦山地質(zhì)信息在反饋上具有時(shí)效性，保證技術(shù)人員可以在短期內(nèi)順利采集礦山開采現(xiàn)象的地質(zhì)信息，制定一些合理性比較高的災(zāi)害防治措施，在降低礦山建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)上，不斷提高礦山開采工作的防災(zāi)、減災(zāi)水平。

1.2 提高人力資源、財(cái)力的實(shí)際利用率

在使用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)時(shí)，能夠?qū)⒌V山現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘察信息實(shí)時(shí)傳遞給不在現(xiàn)場(chǎng)的工作人員，保證礦山現(xiàn)場(chǎng)資料信息實(shí)現(xiàn)信息同步、實(shí)時(shí)共享。在治理礦山地質(zhì)災(zāi)害時(shí)，重點(diǎn)在于針對(duì)潛在的礦山地質(zhì)災(zāi)害制定風(fēng)險(xiǎn)防治措施，可以使礦山地質(zhì)信息實(shí)現(xiàn)共享管理，有助于提高礦山地質(zhì)災(zāi)害工作中人力以及財(cái)力的實(shí)際利用率。

2.礦山常見的地質(zhì)災(zāi)害

2.1 地震災(zāi)害

地震災(zāi)害是相對(duì)而言比較常見、破壞性比較強(qiáng)的地質(zhì)災(zāi)害，地震災(zāi)害主要受到自然因素影響，由于地球板塊發(fā)生運(yùn)動(dòng)引發(fā)的相互作用，存在一定的不確定性，一旦礦山出現(xiàn)地震災(zāi)害問題，可能會(huì)導(dǎo)致山體及山體建筑出現(xiàn)倒塌問題，因此礦山開采單位應(yīng)該妥善處理好水工環(huán)地質(zhì)工作，不斷提升礦山開采單位應(yīng)對(duì)地震的綜合能力。

2.2 坍塌問題

出現(xiàn)坍塌問題的原因在于巖體受到外力影響、重力影響，使得礦山結(jié)果穩(wěn)定性受到破壞，從而引發(fā)了塌陷災(zāi)害。崩塌問題常出現(xiàn)在坡度高于50度、高度高于30米的山體斜坡處，使得礦區(qū)會(huì)受到塌陷地質(zhì)災(zāi)害影響，將會(huì)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)工作人員產(chǎn)生安全威脅。

2.3 山崩問題、滑坡問題

山崩問題也是礦山山體常出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害之一，山坡位置的土體以及巖體會(huì)在重力影響下出現(xiàn)滑落問題，會(huì)對(duì)坡面、山體處的建筑物產(chǎn)生破壞性，屬于破壞性較強(qiáng)的地質(zhì)災(zāi)害問題。滑坡地質(zhì)災(zāi)害和礦山植被、坡面防護(hù)結(jié)構(gòu)、降水量具有直接關(guān)聯(lián)，如若礦山坡面缺少植被保護(hù)、不具有完善的防護(hù)措施，將會(huì)增加礦山出現(xiàn)滑坡災(zāi)害的可能性，會(huì)對(duì)礦山生產(chǎn)安全產(chǎn)生威脅。

2.4 地面沉降問題

地表沉陷問題主要是由于人類工程活動(dòng)、自然因素引發(fā)的礦山地質(zhì)災(zāi)害，若是礦井地面承載力不足，在大型建筑重力影響下，可能導(dǎo)致礦井地面位置出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，不但會(huì)導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)倒塌問題，而且會(huì)產(chǎn)生較多的經(jīng)濟(jì)損失。

2.5 地面裂縫問題

如果礦山出現(xiàn)地面裂縫問題，主要是由于地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致礦山地面存在裂縫問題，在礦井開發(fā)期間，需要運(yùn)用較多的地下水，若是礦山地下水應(yīng)用不合理也會(huì)引發(fā)地面裂縫問題，使得礦山發(fā)生地面裂縫問題的可能性較大，一旦礦山地面存在裂縫，會(huì)存在較多的隱患問題，將會(huì)增加地面裂縫的寬度、長(zhǎng)度，甚至?xí)?dǎo)致礦山出現(xiàn)比較嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害問題，嚴(yán)重影響礦山的生產(chǎn)安全。

3.水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)應(yīng)用方式

3.1 配置充足的科研后備人才

現(xiàn)在部分地區(qū)已經(jīng)將水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)運(yùn)用在礦山地質(zhì)災(zāi)害防治中，但是礦山地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)頻率并未出現(xiàn)明顯變動(dòng)，因此有關(guān)部門需要增加水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害防治方面的科研投入資金，對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)比較高、強(qiáng)度比較大、傷亡比較大的礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治中，應(yīng)該培養(yǎng)一些熟練掌握水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)、綜合能力比較強(qiáng)的科研人員，地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查單位需要聘用一些滿足地質(zhì)災(zāi)害防治需求的高水平人才，在引進(jìn)新技術(shù)后，定期組織新老員工參與培訓(xùn)學(xué)習(xí)，從而全面提高礦山地質(zhì)災(zāi)害防治能力。

3.2 加強(qiáng)節(jié)能管理

通過使用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)雖然不能徹底解決地質(zhì)災(zāi)害防治問題，需要深化管理地質(zhì)災(zāi)害防治工作，加強(qiáng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)力度，因此我國已經(jīng)針對(duì)礦山地質(zhì)災(zāi)害防治工作出臺(tái)很多指導(dǎo)政策，限制各地區(qū)不得過度開采礦山礦產(chǎn)資源，有助于降低礦山出現(xiàn)山體塌陷問題、滑坡問題、地面沉降問題的可能性，能夠有效減緩礦山資源枯竭的速度，礦山開采企業(yè)應(yīng)該自覺履行環(huán)保義務(wù)，加強(qiáng)對(duì)礦山地質(zhì)災(zāi)害防治工作的節(jié)能管理，防止礦山資源過度開采引發(fā)礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)巨變。

3.3 依照具體情況修訂技術(shù)方案

在借助水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)勘測(cè)管理礦山地質(zhì)災(zāi)害防治工作時(shí)，有關(guān)部門以及工作人員應(yīng)提前了解礦山地理面貌修復(fù)要求、地質(zhì)結(jié)構(gòu)，評(píng)估礦山地理參數(shù)，因地制宜地制定一些地質(zhì)災(zāi)害防治方式，如果礦山開采位置經(jīng)常出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害，技術(shù)人員應(yīng)該運(yùn)用水工環(huán)技術(shù)增加數(shù)據(jù)獲取的頻次，提前對(duì)礦山地質(zhì)災(zāi)害防治工作開展戰(zhàn)略性部署安排。

3.4 提前開展實(shí)地考察

礦山開采單位通過使用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)對(duì)礦山地質(zhì)災(zāi)害展開調(diào)查分析，為了評(píng)估分析礦山產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)災(zāi)害，工作人員需要借助一些精準(zhǔn)性比較高的設(shè)備展開實(shí)地測(cè)量工作，不斷提升水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)的應(yīng)用效果，確保后續(xù)采礦工作可以正常進(jìn)行。在礦山地質(zhì)災(zāi)害防治中使用一些專用測(cè)量?jī)x器，借助磁場(chǎng)檢測(cè)、重力檢測(cè)等方式，對(duì)礦區(qū)施工位置展開分級(jí)管理，不斷擴(kuò)大礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)報(bào)管理范圍。在開展礦山開采工作時(shí)，需要重點(diǎn)測(cè)量地質(zhì)災(zāi)害影響范圍內(nèi)建筑物和地面裂縫的間距，及時(shí)拆除掉出現(xiàn)損壞問題的建筑物，及時(shí)使用回填法或者夯實(shí)加固法，降低礦山出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害問題的可能性。

3.5 規(guī)劃設(shè)計(jì)比較健全的礦山地質(zhì)災(zāi)害防治方案

為了保證礦山地質(zhì)災(zāi)害防治工作可以正常進(jìn)行，礦山開采單位應(yīng)該提前設(shè)計(jì)比較健全的礦山地質(zhì)災(zāi)害防治方案，并根據(jù)礦山具體地質(zhì)情況，不斷完善方案內(nèi)容，確保地質(zhì)災(zāi)害防治工作處于有據(jù)可依的狀態(tài)。首先，在礦山地質(zhì)災(zāi)害防治方案中需要明確列舉出水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在災(zāi)害防治中的使用規(guī)范，督促工作人員規(guī)范使用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)，不斷提升水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)的使用效果。其次，礦山開采企業(yè)應(yīng)該安排一些監(jiān)督管理人員監(jiān)管水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)的使用情況，在工作人員出現(xiàn)不規(guī)范操作行為時(shí)，及時(shí)督促其進(jìn)行整改活動(dòng)，保證水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)可以充分發(fā)揮出來。

4.在礦山地質(zhì)災(zāi)害防治中提升水工環(huán)技術(shù)使用效果的方式

4.1 水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在地震災(zāi)害治理中的應(yīng)用

由于地震主要是礦山地殼運(yùn)動(dòng)造成地質(zhì)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變動(dòng)，在出現(xiàn)地震時(shí)主要包括橫波以及縱波，相對(duì)而言縱波傳播速度較快，縱波對(duì)于礦山地面的破壞性較小，橫坡對(duì)于礦山地面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響相對(duì)較大，不但會(huì)造成礦山地面建筑物出現(xiàn)破損問題，甚至?xí){工作人員、周邊居民的生命安全。與地震相比，海嘯災(zāi)害、山崩災(zāi)害對(duì)于礦山產(chǎn)生的影響較大，在地質(zhì)災(zāi)害防治工作中，需要在使用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)，應(yīng)該重點(diǎn)考慮地質(zhì)災(zāi)害的主要影響因素、產(chǎn)生的損壞，及時(shí)進(jìn)行救援工作、人員轉(zhuǎn)移工作，及早完成重建工作，盡量降低地震災(zāi)害對(duì)于礦山開采工作產(chǎn)生的影響。

一旦礦山出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害，礦山巖石結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在破壞問題，使得礦區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施會(huì)受到破壞，在借助水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)處理地震災(zāi)害，技術(shù)人員應(yīng)該重點(diǎn)研究由于地震問題引發(fā)的山體滑坡、房屋崩塌，在獲得礦山基本數(shù)據(jù)后，檢測(cè)礦山的宏觀信號(hào)，不斷提升地震災(zāi)害預(yù)測(cè)的精準(zhǔn)性，在出現(xiàn)地震災(zāi)害之前，應(yīng)該及時(shí)使用一些優(yōu)化舉措，盡量降低地震災(zāi)害對(duì)于礦山安全生產(chǎn)造成的危害。通過綜合使用遙感技術(shù)以及水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)，在觀測(cè)好礦山礦區(qū)山體地貌特點(diǎn)后，對(duì)山體地貌數(shù)據(jù)展開全面分析，為礦山防災(zāi)減災(zāi)工作提供一些數(shù)據(jù)支撐，降低由于地震災(zāi)害引發(fā)的經(jīng)濟(jì)損失。

將水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)運(yùn)用在礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)勘察工作中，通過對(duì)地震波頻率、反射波、地震間斷性展開全面分析，應(yīng)該使用一些專業(yè)的設(shè)備開展探測(cè)管理，利用地震波接收設(shè)備可以完成地震信號(hào)、反射信號(hào)的綜合分析、綜合收集工作，在確定清楚礦山地質(zhì)情況后，預(yù)報(bào)管理地震災(zāi)害的振幅以及頻率，為后續(xù)防治地質(zhì)災(zāi)害提供參考依據(jù)。

現(xiàn)如今，地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害治理方面具有比較廣闊的發(fā)展前景，借助地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)、水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)可以順利完成礦山地質(zhì)勘察工作，在提升勘察結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上，使礦山地質(zhì)勘察實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理。地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)能夠向礦山地下發(fā)射一些電磁波，在電磁波返回到地表以后，工作人員通過分析電磁信號(hào)的頻率以及幅度，可以確定地震災(zāi)害問題，能夠?qū)⒌卣馂?zāi)害產(chǎn)生的損失降到最低。

4.2 水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在處理地面崩塌問題、滑坡問題、泥石流問題的應(yīng)用

一旦礦山出現(xiàn)塌陷問題、滑坡問題、泥石流問題，會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的破壞性，若是礦山開采過程中出現(xiàn)人類活動(dòng)缺乏合理性的問題，可能會(huì)造成礦山出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害，地面崩塌、滑坡、泥石流災(zāi)害的預(yù)防工作處于相對(duì)可控狀態(tài)，通過合理使用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)，能夠合理預(yù)測(cè)分析這些礦山地質(zhì)災(zāi)害，可以提前將這類地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)頻率降至最低。在開展礦山開采工作時(shí)，應(yīng)提前完善好采礦工作、土方開挖工作的前期部署安排，將地質(zhì)災(zāi)害防治工作落實(shí)到位，在水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)的支撐下創(chuàng)建地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)、警報(bào)體系，防治由于礦山地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生的負(fù)面影響。

礦山開采單位通過使用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)分析礦山滑坡災(zāi)害的特征、數(shù)據(jù)信息，創(chuàng)建礦山滑坡地質(zhì)災(zāi)害參數(shù)的數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)庫中列舉出滑坡坡面的主要參數(shù)，在監(jiān)測(cè)點(diǎn)上采集礦山數(shù)據(jù)、確定滑坡范圍，創(chuàng)建參數(shù)模型，在各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)上安裝壓力傳感器，詳細(xì)記錄下來礦山山體表面涂層的力學(xué)參數(shù)，對(duì)礦山表層土體強(qiáng)度開展治理檢驗(yàn)。造成山體出現(xiàn)滑坡問題的原因在于礦山山體、巖石出現(xiàn)剪切迫害問題，借助數(shù)值模擬技術(shù)對(duì)礦山表面土層參數(shù)、巖石參數(shù)開展全面分析，確定清楚滑坡面的所在位置，在山體上使用錨桿技術(shù)修建擋墻，對(duì)礦山山體起到加固作業(yè)，通過提前設(shè)置攔石柵欄或者擋土墻，避免礦山出現(xiàn)土體滑坡時(shí)發(fā)生巖石掉落問題，有助于減少滑坡對(duì)于礦山安全生產(chǎn)造成的不利影響。

4.3 水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在處理地面塌陷問題中的應(yīng)用

在使用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)的時(shí)候，應(yīng)該認(rèn)真考察該地區(qū)的地質(zhì)情況，分析礦山的地質(zhì)變化，綜合分析礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化趨勢(shì)，分析礦山出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的概率。與此同時(shí)，礦山開采單位應(yīng)該重點(diǎn)分析礦山地質(zhì)構(gòu)造變化狀態(tài)、應(yīng)力，能夠在避免出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的基礎(chǔ)上，降低礦山開采過程出現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)的概率。

4.4 在治理礦山地面裂縫的應(yīng)用

通過合理使用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)，可以加強(qiáng)對(duì)礦山地面裂縫的控制力度，造成礦山出現(xiàn)地裂問題的原因在于礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)存在斷裂現(xiàn)象，在特定區(qū)域開展參數(shù)監(jiān)測(cè)、參數(shù)分析，對(duì)礦山相關(guān)參數(shù)開展全面分析，在地下水資源、礦山開采工作中，不斷健全礦山地質(zhì)災(zāi)害防治機(jī)制。礦山開采單位應(yīng)該在綜合分析礦山開采作業(yè)方式、技術(shù)參數(shù)、確保礦山開采結(jié)構(gòu)處于穩(wěn)定狀態(tài)，有助于減少由于人為因素對(duì)地面裂縫問題產(chǎn)生的影響。

5.結(jié)論

綜上所述，在礦山地質(zhì)災(zāi)害防治工作中合理使用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)，通過提前開展礦山結(jié)構(gòu)變化監(jiān)測(cè)工作，能夠在一定程度上起到預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的作用。因此礦山開采單位應(yīng)該定期組織相關(guān)工作人員參與專項(xiàng)培訓(xùn)活動(dòng)，不斷提升其對(duì)于水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)的熟練度，借助水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)治理礦山地面裂縫、地面塌陷、滑坡等，從而最大程度地降低地質(zhì)災(zāi)害對(duì)于礦山開采、生產(chǎn)工作產(chǎn)生的不利影響。