礦山地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)探討

高 晨，張?chǎng)稳A

（1.陜西核工業(yè)工程勘察院有限公司，陜西 西安 710043；2.楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 咸陽 712100）

全球經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展使得人們對(duì)于礦產(chǎn)資源的重視程度不斷提高，我國的國土面積廣袤，有著豐富的礦產(chǎn)資源，為我國工業(yè)化的發(fā)展提供了源源不斷的能源支持。對(duì)礦產(chǎn)資源進(jìn)行開采雖然能夠推動(dòng)我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，給人民的生產(chǎn)生活提供便利，但無節(jié)制的開采容易破壞礦山的地質(zhì)環(huán)境，甚至引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。從實(shí)際情況來看，我國對(duì)于礦產(chǎn)資源的開發(fā)存在高強(qiáng)度、大規(guī)模、長(zhǎng)時(shí)間的特點(diǎn)，且工作團(tuán)隊(duì)在開發(fā)礦產(chǎn)資源時(shí)往往會(huì)忽略地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防工作，很容易導(dǎo)致礦山地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，造成嚴(yán)重的生命財(cái)產(chǎn)損失。因此，政府和有關(guān)單位必須明確礦山地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的成因，并且加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害防治以及地質(zhì)環(huán)境保護(hù)工作，充分貫徹綠色發(fā)展理念。

1 地質(zhì)災(zāi)害與地質(zhì)環(huán)境

1.1 地質(zhì)災(zāi)害

地質(zhì)災(zāi)害屬于一種自然災(zāi)害，通常是由于地質(zhì)動(dòng)力活動(dòng)或環(huán)境的非正常變化所引起的。常見的地質(zhì)災(zāi)害有泥石流、滑坡、地面沉降以及地震等，引發(fā)地質(zhì)動(dòng)力活動(dòng)的主要作用力有地球自身的內(nèi)動(dòng)力、外動(dòng)力以及人為動(dòng)力，在這些動(dòng)力作用下，往往會(huì)出現(xiàn)巖土變形、位移以及物質(zhì)運(yùn)動(dòng)等現(xiàn)象，進(jìn)而引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，造成嚴(yán)重的生命財(cái)產(chǎn)損失[1]。由此可見，人類的行為也是引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的一個(gè)重要原因，如果人類不重視對(duì)自然環(huán)境的保護(hù)，不加節(jié)制地對(duì)自然資源進(jìn)行開采，最終受傷的只會(huì)是人類自己。因此，我們必須明確地質(zhì)災(zāi)害的形成原因，強(qiáng)化綠色發(fā)展意識(shí)，加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的防治。

1.2 地質(zhì)環(huán)境

地質(zhì)環(huán)境主要由巖石圈組成，巖石圈是自然環(huán)境當(dāng)中的一個(gè)重要組成部分，與水圈、大氣圈形成了一個(gè)統(tǒng)一的環(huán)境系統(tǒng)。經(jīng)過了幾十億年的地質(zhì)運(yùn)動(dòng)和演化，這三種組成部分之間不斷發(fā)生能量轉(zhuǎn)化與物質(zhì)演變，最終演變?yōu)榱艘粋€(gè)平衡、完整的生態(tài)系統(tǒng)。在這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)中，人類的任何一種活動(dòng)都有可能影響到生態(tài)系統(tǒng)的平衡性與完整性，對(duì)地質(zhì)環(huán)境造成破壞，但人類的生存和發(fā)展又離不開地質(zhì)環(huán)境，因此，人類必須加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的保護(hù)，遵循自然規(guī)律、合理開采資源。

2 地質(zhì)災(zāi)害類型及成因

2.1 井下突水

在開采礦產(chǎn)資源的過程中常常會(huì)遇到地下水、溶洞等區(qū)域，這些區(qū)域的含水量較大，如果開采過程中對(duì)此區(qū)域的地質(zhì)情況了解不足，或者是未能嚴(yán)格按照流程進(jìn)行開采活動(dòng)，就容易破壞這些含水區(qū)域的隔離巖層，引發(fā)井下突水[2]。在礦山開采當(dāng)中，一旦出現(xiàn)井下突水，就容易引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害而造成大量的生命財(cái)產(chǎn)損失。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，近年來礦山地區(qū)由于井下突水造成的安全事故高達(dá)上百次，同時(shí)造成了近30 億元的財(cái)產(chǎn)損失，還對(duì)地質(zhì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，一些資源豐富的礦山就此失去了開采價(jià)值。

2.2 泥石流與山體滑坡

泥石流與山體滑坡屬于突發(fā)性自然災(zāi)害，往往由暴雨引起。在對(duì)礦山資源進(jìn)行開發(fā)時(shí)，往往會(huì)對(duì)礦山周圍的植被造成影響，過度的開發(fā)會(huì)嚴(yán)重破壞周圍的植被，導(dǎo)致礦山山體的結(jié)構(gòu)和生態(tài)環(huán)境發(fā)生變化。在這種情況下，一旦出現(xiàn)暴雨天氣，山體缺少植被的保護(hù)，就容易引發(fā)泥石流與山體滑坡。由于天氣因素的不確定性，泥石流和山體滑坡也很難進(jìn)行準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)，且一旦發(fā)生災(zāi)害，就容易造成嚴(yán)重的人員傷亡。以往的泥石流和山體滑坡通常發(fā)生在山區(qū)等多雨地區(qū)，但近年來由于氣候的異常變化，西北礦區(qū)這種干旱的地方也出現(xiàn)了泥石流和山體滑坡事故。此外，泥石流與山體滑坡會(huì)進(jìn)一步對(duì)植被造成破壞，導(dǎo)致當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境更加脆弱，形成惡性循環(huán)。

2.3 坑內(nèi)巖爆

坑內(nèi)巖爆屬于一種巖土變形災(zāi)害，危險(xiǎn)性較高。其成因主要是在進(jìn)行礦山開采工作時(shí)，巖土體發(fā)生一定的運(yùn)動(dòng)，而開采的時(shí)間越長(zhǎng)、越深入，其運(yùn)動(dòng)行為就會(huì)越明顯，而巖土體的運(yùn)動(dòng)會(huì)降低其本身的硬度和韌性。在這種情況下，地殼運(yùn)動(dòng)會(huì)對(duì)挖空區(qū)域的巖土體產(chǎn)生巨大的壓力，部分巖土體在這種壓力下變成碎片，隨后噴薄而出。發(fā)生坑內(nèi)巖爆時(shí)，碎片噴出的沖擊力十分巨大，甚至存在致死性。

2.4 地面變形

在礦山地區(qū)進(jìn)行地下開采工作時(shí)，容易形成一片空洞區(qū)域，如果這個(gè)區(qū)域的頂板巖體硬度不強(qiáng)、結(jié)構(gòu)不完整，或這個(gè)空洞區(qū)域十分接近地面，就容易出現(xiàn)地面開裂、塌陷等問題。因此在開采過程中有必要安裝采礦房以及保安礦柱，同時(shí)對(duì)廢渣石進(jìn)行回填，避免地面變形的出現(xiàn)。

2.5 地震

地震與坑內(nèi)巖爆的產(chǎn)生機(jī)理相同，主要是由地殼運(yùn)動(dòng)引發(fā)，因此在礦山開采過程中，一旦發(fā)生坑內(nèi)巖爆，就預(yù)示著可能會(huì)出現(xiàn)地震現(xiàn)象。同時(shí)，由于開采工作的錯(cuò)誤操作而引起的坑內(nèi)巖爆也容易引發(fā)地震的出現(xiàn)，這種類型的地震雖然震源不深，但影響的范圍卻十分廣。此外，在地震發(fā)生時(shí)，還容易誘發(fā)巖崩、山體滑坡等自然災(zāi)害，因此，地震屬于威脅性最大的地質(zhì)災(zāi)害之一。

2.6 土壤毒化、酸化

在礦山開采過程中會(huì)產(chǎn)生一定的危險(xiǎn)固廢，還會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，如果不及時(shí)處理這些危險(xiǎn)固廢和廢水，就容易讓其中的有害、有毒物質(zhì)滲入到地下當(dāng)中。其中的重金屬離子會(huì)導(dǎo)致土壤的毒化和酸化，被污染過的土壤會(huì)失去營(yíng)養(yǎng)，失去種植價(jià)值。此外，如果廢水的體量大且處理不及時(shí)，那么這些廢水在滲透進(jìn)土壤后會(huì)繼續(xù)下滲，最終匯入地下水當(dāng)中，導(dǎo)致整個(gè)地下水流域的水資源全部被污染，對(duì)人類的身體健康造成威脅。

3 地質(zhì)災(zāi)害防治措施

3.1 防治原則

在進(jìn)行礦山地質(zhì)災(zāi)害防治工作時(shí)，首先要遵守合理規(guī)劃原則，要對(duì)地質(zhì)災(zāi)害防治工作進(jìn)行全面統(tǒng)籌，確保礦山開采與地質(zhì)災(zāi)害防治的協(xié)調(diào)發(fā)展；其次要遵守安全施工原則，對(duì)于礦山開采來說，最為重要的就是確保人員的安全，在進(jìn)行開采前要加強(qiáng)安全教育工作，并做好對(duì)礦山地質(zhì)的全面勘測(cè)，明確礦山地質(zhì)的具體情況，同時(shí)還需要構(gòu)建完善的工作流程及管理制度，避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，在最大程度上降低礦山開采的危險(xiǎn)性；最后要遵循防治結(jié)合的原則，對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害防治來說，最重要的永遠(yuǎn)是預(yù)防，而不是發(fā)生災(zāi)害后的處理，因此在實(shí)際工作中要始終將地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防放在首位，同時(shí)做好對(duì)地質(zhì)環(huán)境的保護(hù)工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的有效預(yù)防[3]。

3.2 地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)

隨著科技水平的發(fā)展，我國的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)工作也得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步，利用先進(jìn)的探測(cè)儀器和探測(cè)技術(shù)，在一定程度上能夠完成對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)。當(dāng)前我國的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)技術(shù)主要有高密度電阻率法、瞬變電磁法以及地理信息系統(tǒng)三種。

高密度電阻率法主要基于不同巖土類型的導(dǎo)電性能存在差異，當(dāng)利用高密度電阻率法進(jìn)行勘察時(shí)，不同巖土的反饋現(xiàn)象也是不同的。通過高密度電阻率法得到不同區(qū)域的反饋情況，能夠明確該地區(qū)的地形結(jié)構(gòu)，明確該地區(qū)是否存在裂縫、斷層等問題，據(jù)此在礦山開采過程中加強(qiáng)注意力，以避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

瞬變電磁法就是通過接電線源對(duì)礦山發(fā)射脈沖，由于礦山的地下介質(zhì)在接收脈沖后會(huì)產(chǎn)生一定的感應(yīng)渦流場(chǎng)，因此可以通過這種方式來對(duì)地下介質(zhì)的電阻率進(jìn)行觀測(cè)。

地理信息系統(tǒng)就是通過對(duì)定位技術(shù)、信息技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行整合，利用工程信息技術(shù)對(duì)礦山地區(qū)的地質(zhì)情況進(jìn)行采集和分析，從而明確礦山的地質(zhì)構(gòu)成。此外，利用GIS 技術(shù)對(duì)礦山區(qū)域的地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，還能夠?qū)⒃镜亩S數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為三維圖形，將礦山地區(qū)的地質(zhì)情況更為直觀地展現(xiàn)出來，從而有效避免因開采失誤而引起的地質(zhì)災(zāi)害。

3.3 創(chuàng)新開采技術(shù)

在礦山開采的過程中，如果開采技術(shù)不到位，那么將不可避免地對(duì)地質(zhì)環(huán)境造成影響，容易引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，因此必須對(duì)開采技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新。礦產(chǎn)企業(yè)應(yīng)成立一個(gè)專門的技術(shù)型開采小組，并定期對(duì)小組人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，提高開采人員工作的專業(yè)性。同時(shí)要加強(qiáng)對(duì)開采技術(shù)的研發(fā)公關(guān)，加快將科研成果轉(zhuǎn)換為工作成果的速度，不斷對(duì)開采技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，通過技術(shù)創(chuàng)新來減少開采工作對(duì)地質(zhì)狀態(tài)和地質(zhì)環(huán)境的影響，在防治地質(zhì)災(zāi)害的同時(shí)加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的保護(hù)。

3.4 生態(tài)修復(fù)工程

想要提高礦山地質(zhì)災(zāi)害防治工作的質(zhì)量，對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)是關(guān)鍵，而在進(jìn)行礦山開采的過程中，又不可避免地會(huì)對(duì)地質(zhì)生態(tài)環(huán)境造成破壞，因此必須要開展生態(tài)修復(fù)工程來確保地質(zhì)災(zāi)害防治的有效性。就目前來看，比較有效的生態(tài)修復(fù)工程有生物聯(lián)合修復(fù)以及綜合治理破損山體兩種方式[4]。

生物聯(lián)合修復(fù)就是通過植物、土壤中的微生物對(duì)礦山生態(tài)進(jìn)行治理。利用微生物的生命活動(dòng)以及代謝產(chǎn)物來改變礦山結(jié)構(gòu)中的土壤性質(zhì)，確保礦山生態(tài)的平衡，同時(shí)提高礦山生態(tài)的抵御能力，以減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。生物聯(lián)合修復(fù)的優(yōu)勢(shì)在于效果好、成本低，能夠給礦山地質(zhì)生態(tài)帶來良性變化。

綜合治理破損山體就是對(duì)礦山地質(zhì)生態(tài)環(huán)境規(guī)劃一條紅線，同時(shí)加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)和監(jiān)管工作，減少人為的礦山地質(zhì)環(huán)境破壞行為，對(duì)小規(guī)模礦山開采工作及時(shí)關(guān)停，同時(shí)加強(qiáng)退耕還林還草工作，確保礦山地質(zhì)的生態(tài)健康。

3.5 加強(qiáng)安全教育

礦山開采工作具有較高的危險(xiǎn)性，為了避免由此引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害而導(dǎo)致人員傷亡，就必須加強(qiáng)對(duì)開采人員的安全教育工作。要以人為本，將工作人員的生命安全放在首要位置，通過安全思想教育來提高工作人員的安全意識(shí)，在開采過程中嚴(yán)格遵守工作流程和工作方針，同時(shí)要派遣專門的人員對(duì)開采工作進(jìn)行監(jiān)督，確保開采工作的安全性。

4 地質(zhì)環(huán)境保護(hù)措施

4.1 土地復(fù)墾

土地復(fù)墾就是對(duì)已破壞的土地進(jìn)行再利用，以此來恢復(fù)土地生態(tài)平衡的一種方式。土地復(fù)墾是礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)工作中的一種常用方式，包括農(nóng)耕復(fù)墾、林業(yè)復(fù)墾以及牧業(yè)復(fù)墾等方式[5]。因此在進(jìn)行土地復(fù)墾時(shí)，要遵循因地制宜的原則，根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)特點(diǎn)選擇合適的土地復(fù)墾方式。例如，地勢(shì)平坦的礦山地區(qū)可以選擇農(nóng)耕復(fù)墾，而草場(chǎng)豐富的礦山地區(qū)則可以選擇牧業(yè)復(fù)墾。通過土地復(fù)墾，能夠改善礦山土壤地質(zhì)，有效地對(duì)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)。

4.2 景觀再生

當(dāng)?shù)刭|(zhì)環(huán)境被破壞后，無法自行恢復(fù)，但可以通過人為力量對(duì)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)，這個(gè)過程就叫做景觀再生。在礦山地區(qū)景觀再生過程中，需要注重農(nóng)業(yè)、工業(yè)以及旅游業(yè)這三個(gè)方面的因素。例如，在進(jìn)行景觀再生時(shí)，可以將礦山地區(qū)改造為以農(nóng)業(yè)旅游為主的景觀，并選擇一種農(nóng)業(yè)發(fā)展方式，大力發(fā)展礦山地區(qū)的旅游業(yè)。這樣既能夠恢復(fù)地質(zhì)環(huán)境，還能夠創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)收入。此外，在景觀再生的過程中，需要充分考慮到景觀再生的社會(huì)化，也就是考慮到當(dāng)?shù)鼐用竦纳钚枨螅偕木坝^要能夠與當(dāng)?shù)卦械木坝^融為一體，確保生態(tài)景觀的和諧性。

5 結(jié)語

工業(yè)的發(fā)展使得我國對(duì)于礦產(chǎn)資源的需求量不斷增加，但長(zhǎng)期大規(guī)模、無節(jié)制的開采嚴(yán)重破壞了礦山地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境，引發(fā)了大量的地質(zhì)災(zāi)害。因此，政府和有關(guān)部門必須明確地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的原因，并加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的防治和地質(zhì)環(huán)境的保護(hù)，以推進(jìn)我國的綠色發(fā)展。