（重慶市高新工程勘察設(shè)計院有限公司，重慶 渝北 401121）

礦山開采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害及治理措施探究

劉曉宏

（重慶市高新工程勘察設(shè)計院有限公司，重慶 渝北 401121）

本文對礦山開采引發(fā)的主要地質(zhì)災(zāi)害類型及地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防和治理措施進(jìn)行了分析和探討。

礦山；地質(zhì)；災(zāi)害；治理

1 礦業(yè)開發(fā)與地質(zhì)災(zāi)害

礦山地質(zhì)災(zāi)害是指由于自然地質(zhì)作用和人為地質(zhì)作用使礦山生態(tài)地質(zhì)環(huán)境惡化，并造成人類生命財產(chǎn)損失或人類賴以生存的資源、環(huán)境嚴(yán)重破壞的災(zāi)害事件。影響礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要因素在于人類對礦山的開采。而國土資源部按致災(zāi)地質(zhì)作用的性質(zhì)和發(fā)生位置進(jìn)行科學(xué)劃分，將地質(zhì)災(zāi)害分為 12 類、48 種，礦山地質(zhì)災(zāi)害是地質(zhì)災(zāi)害的一個小分支。

2 礦山開采引發(fā)的主要地質(zhì)災(zāi)害類型

礦山地質(zhì)災(zāi)害根據(jù)成災(zāi)與時間的關(guān)系等來劃分，主要包括礦坑突水、瓦斯爆炸、巖爆等表現(xiàn)形式的突發(fā)性礦山地質(zhì)災(zāi)害和采空區(qū)的地面變形、環(huán)境污染等表現(xiàn)形式的換發(fā)型礦山地質(zhì)災(zāi)害。現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)生活中多見的是以災(zāi)害的空間分布和成因關(guān)系進(jìn)行分類，會產(chǎn)生巖土體變形、地下水位改變和礦體內(nèi)因等地質(zhì)災(zāi)害。

2.1 冒頂片幫。在礦山開采的地質(zhì)災(zāi)害中，冒頂災(zāi)害事故最為高發(fā)，是一種危害礦山生產(chǎn)安全的主要地質(zhì)災(zāi)害類型。主要表現(xiàn)為巖層脫落、塊體冒落、不良地層塌落及其它等各種垮塌，該種事故多發(fā)生在穩(wěn)定性較差的礦巖和軟弱夾層部位，這種地質(zhì)災(zāi)害類型具有突發(fā)性和高發(fā)性的特點(diǎn)，會給礦山從業(yè)者的生命安全造成威脅。

2.2 泥石流。所謂的泥石流，是山區(qū)溝谷中，由暴雨、冰雪融水等水源激發(fā)的、含有大量泥沙石塊的特殊洪流，在礦山的資源開采中，由于山上的植被和巖石遭到破壞，特別是在暴雨天氣經(jīng)過水的搬運(yùn)作用，會形成降雨性的泥石流，這種泥石流的發(fā)生也有其自身的特點(diǎn)，一般由石塊、沙礫和粘土組成，目前中國礦山泥石流的發(fā)生和隱患主要與礦山開采中的廢石堆較多、攔護(hù)措施差、結(jié)構(gòu)松散等有關(guān)。

2.3 采空區(qū)塌陷。采空區(qū)塌陷的現(xiàn)象主要發(fā)生在以空場法、崩落法進(jìn)行開采的地下礦山區(qū)域，在形成一定規(guī)模后自然發(fā)生垮落，一旦無法及時有效地進(jìn)行預(yù)防處理，將會誘發(fā)嚴(yán)重的事故隱患，甚至在近地表的巖移中，威脅到地表建筑和道路的使用質(zhì)量安全，嚴(yán)重的還可進(jìn)一步引發(fā)大規(guī)模山體滑移。一旦達(dá)到一定的采空規(guī)模，而不進(jìn)行及時有效的填充，就很容易導(dǎo)致崩塌災(zāi)害，這一情況在對金屬礦的開采中更為常見。此外，采空區(qū)塌陷災(zāi)害還會引發(fā)其它的地質(zhì)災(zāi)害，比如地裂縫、滑坡、崩塌等，都會給地表的各種建筑和農(nóng)田等造成不同程度的危害。究其根源，影響采空區(qū)塌陷的因素是多方面的，從災(zāi)害塌陷區(qū)的范圍、塌陷幅度和塌陷時間進(jìn)程等方面研究考察可以發(fā)現(xiàn)，其成因過程是十分復(fù)雜的，除了受到礦區(qū)地質(zhì)地形 （巖層的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、巖性、成分） 等客觀自然條件因素的影響外，還與開采技術(shù)（現(xiàn)場觀察、測量、自我意志） 等人為條件有著密切的關(guān)系。因而，至今尚未形成公認(rèn)的通用采礦塌陷機(jī)理，當(dāng)前業(yè)內(nèi)盛行的幾種假說也只是從多角度對各類礦山塌陷的形成機(jī)制進(jìn)行了某些側(cè)面的詮釋。

2.4 崩塌滑坡。崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害在露天開采和地下開采中都會發(fā)生，并都有可能帶來較為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，其區(qū)別在于：露天開采的崩塌滑坡主要表現(xiàn)為礦邊坡的滑落，而井下開采則多數(shù)由采空區(qū)塌陷引發(fā)的。該種地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生和分布直接受到礦區(qū)自然環(huán)境、礦區(qū)工程隱患區(qū)域的地質(zhì)條件和人類活動方式等的多重作用影響，主要表現(xiàn)在采空區(qū)山體滑坡；排土場、堆渣場邊坡失穩(wěn)或者尾礦壩垮塌等。想要穩(wěn)定和有效地控制礦區(qū)開采中的滑坡災(zāi)害，就要有效控制引發(fā)滑坡的各種控制作用。

2.5 它地質(zhì)災(zāi)害。除了上述一些較為突出的地質(zhì)災(zāi)害外，還包括同樣會威脅到礦山地質(zhì)環(huán)境的礦震、地?zé)?、瓦斯突出、地表塌陷、深部巖爆、井下突水、地下水位下降和水土流失等。

3 地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防和治理措施

3.1 地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測報告。我們在現(xiàn)實(shí)的井下地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測預(yù)報中可利用技術(shù)手段采用一些探測儀器來進(jìn)行地質(zhì)情況的勘測，為地質(zhì)災(zāi)害的防治提供參考。其中在當(dāng)前的隧道開挖地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報中運(yùn)用比較廣泛的有：a TSP 方法。具有適用范圍廣、預(yù)報距離長、對隧道施工干擾小、預(yù)報精度高的特點(diǎn)。有效預(yù)測掌子面前方100 m～150 m 距離的采空區(qū)位置和規(guī)模、塌方、突泥、突水等施工地質(zhì)災(zāi)害；b直流電法。即利用空間電法勘探，來判斷圍巖的含水、導(dǎo)水地質(zhì)構(gòu)造狀況，從而有效避免斷層、裂隙、塌陷等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生；c地質(zhì)素描法、地質(zhì)雷達(dá)法、紅外探測法、超前水平鉆孔等其它探測法。

3.2 環(huán)境巖土工程治理技術(shù)。該種技術(shù)更注重對一些具體地質(zhì)災(zāi)害的防治。環(huán)境巖土工程的治理技術(shù)主要包括如下幾種情況：a巖爆應(yīng)力集中，限元方法能有效釋放應(yīng)力；b尾礦的塌陷，可采用邊采邊充填、集中充填、壓力注漿等填充法，來增加尾礦庫的整體總量；c井下突水，除了運(yùn)用物理探測法，還要采取注漿封堵、外圍帷幕注漿截流等措施，預(yù)測方法主要有統(tǒng)計學(xué)方法、突變論方法和現(xiàn)場試驗(yàn)等；d采空區(qū)的塌陷，通常采用減少沉降高度的方法來預(yù)防，從而提升安全保障；e崩塌、滑坡災(zāi)害，要控制超采濫挖現(xiàn)象，做好排水工作；f對排石場內(nèi)的空洞和裂縫現(xiàn)象，可通過高密度電阻率法和工程地震法來進(jìn)行探測驗(yàn)證。這里需要提醒的是，對地形較為復(fù)雜的礦山場地，一定要分段勘查，在進(jìn)行必要的現(xiàn)場試驗(yàn)后再確定加固設(shè)計。

3.3 控制爆破法。在礦山開采中，通常都會借助火藥來完成破碎工作，而當(dāng)前最為常用的礦山控制爆破法為光面爆破法，能夠有效地控制破碎程度、破壞范圍、坍塌方向等，保證圍巖的穩(wěn)定性、降低爆震裂隙，減少危石，更好地支護(hù)坑道，有效避免和預(yù)防礦區(qū)開采中出現(xiàn)的坍塌、冒頂、掉塊等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

3.4 其他保護(hù)措施。即非技術(shù)措施，主要有加強(qiáng)立法，建立健全各項(xiàng)規(guī)章管理制度；建立礦山生態(tài)風(fēng)險評價體制，建立災(zāi)害監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和預(yù)警信息系統(tǒng)，因地制宜地綜合治理，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)和污染治理。在礦山開采規(guī)劃和報批的同時，明確礦山企業(yè)保護(hù)礦山環(huán)境的責(zé)任，采用先進(jìn)的采礦工藝，制定礦山環(huán)境恢復(fù)治理規(guī)劃，對礦山環(huán)境保護(hù)工作進(jìn)行定期監(jiān)督檢查。通過各級政府和國家財政為礦山的地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)提供資金保障和技術(shù)支持，積極推行地質(zhì)環(huán)境保證金制度，設(shè)立防治基金來完善投入機(jī)制，減少礦山地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

結(jié)語

加強(qiáng)對礦山地質(zhì)災(zāi)害的重視，在今后的采礦過程中對礦體的變化進(jìn)一步核實(shí)、了解，采取相應(yīng)的措施，才能切實(shí)加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，使礦產(chǎn)資源得以充分有效的利用，避免國家資源的浪費(fèi)，從而提高地質(zhì)災(zāi)害的防治水平，對礦產(chǎn)資源的合理開發(fā)與環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展、促進(jìn)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境好轉(zhuǎn)和建設(shè)“山川秀美”工程具有十分重大的現(xiàn)實(shí)意義。

[1]閆車杰．礦山地質(zhì)災(zāi)害研究及防治探討[J]．中國地質(zhì)，2004，13（03）：66-68．

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