曾國星，彭文祥

（1.中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南 長沙 410083；2.中南大學(xué)有色金屬成礦預(yù)測與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測教育部重點實驗室，湖南 長沙 410083）

礦山資源開采過程中，難免引起地質(zhì)災(zāi)害，地質(zhì)災(zāi)害一旦發(fā)生，不僅影響礦山正常開采，而且還會在造成不同程度的環(huán)境破壞，甚至引起人員傷亡。

因此，在礦山開采的同時，必須對礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查及防治引起足夠的重視。

1 礦山地質(zhì)災(zāi)害主要類型與勘查方法

1.1 災(zāi)害類型

礦山地質(zhì)災(zāi)害會受到不同因素的直接或間接影響，有很多不同的類型，地面塌陷為常見地質(zhì)災(zāi)害類型之一。地面塌陷主要產(chǎn)生于開采過度的區(qū)域，因開采過度，會使山體中失去足夠支撐，或由于對礦柱的留設(shè)無法滿足要求，都有可能產(chǎn)生地面塌陷。地面一旦塌陷，將會對周圍自然環(huán)境和地表植物都造成很嚴(yán)重的影響，甚至破壞整個地質(zhì)環(huán)境，打破生態(tài)環(huán)境平衡。另外，礦山一旦過度開采，還會使山體當(dāng)中的巖體產(chǎn)生裂縫，此時受到外界自然環(huán)境直接影響，如降雨等，將會使巖體產(chǎn)生崩落。因礦山所處位置大多比較特殊，而且地質(zhì)環(huán)境也相對復(fù)雜，在山區(qū)上有很多的沙土，在降雨之后將對山體中泥沙造成很嚴(yán)重的沖刷，使大量的泥沙從山體沿向下的方向滑動，進而引起泥石流。當(dāng)泥石流災(zāi)害比較嚴(yán)重時，還會流至公路，將公路設(shè)施沖毀，對交通運行造成嚴(yán)重影響，同時還會威脅到附近建筑中人們的生命財產(chǎn)安全[1]。

1.2 災(zāi)害勘查

1.2.1 災(zāi)害分析

深入分析礦山地質(zhì)災(zāi)害，確定災(zāi)害類型與其誘導(dǎo)因素，并明確可能對礦山開采造成的影響。對于地面塌陷災(zāi)害，其產(chǎn)生原因包括：礦層開采后導(dǎo)致頂板下彎，使拉張應(yīng)力明顯變大；其主要誘導(dǎo)因素為：采礦區(qū)面積不斷增加，區(qū)域地下水，對礦山的穩(wěn)定性造成影響。對于滑坡災(zāi)害，其產(chǎn)生原因包括：表面嚴(yán)重風(fēng)化，巖體產(chǎn)生不同程度的破碎，割裂體發(fā)生崩塌；其主要誘導(dǎo)因素為：降雨的作用使巖石碎塊發(fā)生滑落。對于泥石流災(zāi)害，其產(chǎn)生原因包括：自然地形條件，地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為松散，地面上的植被遭到破壞，雨水大量積存；其主要誘導(dǎo)因素為：原本穩(wěn)定性較差的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，由于降雨而失去支撐，導(dǎo)致泥石流。對于水土流失災(zāi)害，其產(chǎn)生原因包括：地面上的植被遭到破壞，巖石風(fēng)化；其主要誘導(dǎo)因素為自然環(huán)境天氣。

1.2.2 地球信息技術(shù)綜合勘查

相關(guān)調(diào)查結(jié)果表明，該方法是常用的地質(zhì)災(zāi)害勘查方法，能從不同角度入手，對礦山地質(zhì)災(zāi)害進行全方位勘察。對于遙感技術(shù)，通過對高層空間信息的實時接收，形成對地表進行勘察的綜合結(jié)果。

采用遙感技術(shù)，能在最大限度上展示地質(zhì)環(huán)境與破壞情況，能直接反映出與礦山地質(zhì)情況有關(guān)的信息。通過對全球定位技術(shù)的合理應(yīng)用，能準(zhǔn)確且真實的反映出礦山中不同位置對應(yīng)的地質(zhì)情況，還能精準(zhǔn)的確定地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生位置；在此基礎(chǔ)上與遙感技術(shù)相結(jié)合還能對潛在威脅所在位置進行調(diào)查，以此為地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防和災(zāi)害救援提供可靠的依據(jù)。地理信息技術(shù)指的是利用軟件對礦山中不同地理信息實施綜合性分析，通過動態(tài)模擬，對可能產(chǎn)生的地質(zhì)災(zāi)害及其危害進行動態(tài)演示，以此在保證檢測結(jié)果真實性與準(zhǔn)確性的前提下，為礦山開采提供必要的信息支持[2]。

1.2.3 物理勘查法

高密度電法主要是根據(jù)巖石在導(dǎo)電性上存在的差異，根據(jù)導(dǎo)電變化，對地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生深度和廣度等進行分析探測，以此保證實際的分析效果。

對于視電阻率甄別，它主要通過對采空區(qū)內(nèi)巖體實際穩(wěn)定性的分析，來確定是否有地質(zhì)災(zāi)害的現(xiàn)象。而瞬變電磁檢測主要通過向指定位置地下持續(xù)發(fā)送脈沖磁場來確定感應(yīng)渦流場，獲得各項地質(zhì)信息，實現(xiàn)對地質(zhì)災(zāi)害的全面分析。另外，對淺層地質(zhì)規(guī)律進行分析研究，能確定地震波實際傳播規(guī)律，并對地層巖石的基本性質(zhì)進行檢測，實現(xiàn)對災(zāi)害的全面勘查[3]。

1.2.4 水文地質(zhì)和巖土力學(xué)勘查

該方法是指對礦山周圍實際水文地質(zhì)情況與巖土力學(xué)進行檢測分析，與此確定礦山地層各項檢測結(jié)果，如滲透性等，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)巖石力學(xué)特征，對巖層進行拉應(yīng)力分析，以此實現(xiàn)對地質(zhì)災(zāi)害的全面勘查，掌握與地質(zhì)災(zāi)害有關(guān)的各項信息，從而為災(zāi)害的預(yù)防及治理提供可靠信息支撐。

2 礦山地質(zhì)災(zāi)害防治措施

某縣地處XXX,是生態(tài)縣和旅游縣，同時也是國家重點保護生態(tài)功能區(qū)。該縣礦產(chǎn)資源豐富，現(xiàn)有16種礦產(chǎn)，包括能源礦產(chǎn)、黑色金屬礦產(chǎn)、有色金屬礦產(chǎn)、貴金屬礦產(chǎn)和非金屬礦產(chǎn)。長時間的采礦極大的促進了該縣經(jīng)濟發(fā)展，但也帶來了環(huán)境問題，產(chǎn)生了不同類型和不同程度的地質(zhì)災(zāi)害，這是環(huán)境保護工作與生態(tài)文明建設(shè)所不允許的，防治地質(zhì)災(zāi)害成為現(xiàn)階段的當(dāng)務(wù)之急，主要采用以下保護性措施與工程措施。

2.1 保護性措施

（1）對礦山開發(fā)的布局進行合理優(yōu)化，不斷嚴(yán)格礦山的準(zhǔn)入條件，關(guān)閉已經(jīng)不能達標(biāo)的礦山，并對礦權(quán)實施相應(yīng)的調(diào)整，盡量做到集中設(shè)置。高度重視治理式開發(fā)，積極引導(dǎo)企業(yè)進行自主合并，以盡快形成完善的產(chǎn)業(yè)鏈。另外，還要對資產(chǎn)資源總量進行嚴(yán)格控制，使資源的開采和使用能夠達到平衡[4]。

（2）建設(shè)示范工程，加大力度提倡和建設(shè)具有示范作用的礦山，在以點帶面的基礎(chǔ)上，全面開展地質(zhì)環(huán)境保護。其主要內(nèi)容包括以下幾個方面：其一，廢水處理；其二，廢渣無害化處理；其三，土地復(fù)墾；其四，災(zāi)害綜合治理。

（3）不斷引進新技術(shù)和新方法，在切實提高礦產(chǎn)資源實際開采回采率的基礎(chǔ)上，盡可能減少對地質(zhì)環(huán)境造成的不利影響與破壞，以保障開采安全，防止地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

2.2 工程措施

2.2.1 高邊坡治理

高邊坡的巖性以大理石和花崗巖為主，其整體穩(wěn)定性相對良好，然而，在風(fēng)化作用持續(xù)影響下，有可能產(chǎn)生局部失穩(wěn)的現(xiàn)象。對此，可通過臺階狀削坡來處理，臺階的寬度為3m，高度在10m～15m范圍內(nèi)，坡度為50°左右。臺階外側(cè)還需使用漿砌塊石砌筑擋土埂，同時在與底部相距10cm的位置，按照5m～10m的間隔距離設(shè)置排水孔。完成以上施工后開始覆土，其厚度按30cm控制，注意在內(nèi)側(cè)的30cm范圍內(nèi)不覆土，將其作為排水溝。在植被選擇方面，應(yīng)選擇適宜在當(dāng)?shù)厣L的類型。除此之外，在坡后緣的5m～10m范圍內(nèi)，應(yīng)根據(jù)地形條件進行截水溝的開發(fā)，以引離水，避免對坡面造成沖刷；同時還應(yīng)進行防護網(wǎng)加設(shè)，避免落石與行人墜落[5]。

2.2.2 廢渣堆治理

廢渣堆的組成部分以碎石土為主，其堆積坡度較大，通常不小于40°，而且穩(wěn)定性也很差，很有可能產(chǎn)生垮塌。對于廢渣堆，可采用臺階狀降坡的方式進行處理，將邊坡的坡度控制在30°左右，臺階的寬度根據(jù)地形條件確定，而臺階的高度通常為8m。在堆渣的前緣，還應(yīng)采用漿砌塊石進行擋墻砌筑，以進一步保證渣堆的穩(wěn)定性。完成渣堆的治理施工后，需在其表面覆蓋一層30cm的土，并對橫縱方向的排水溝進行完善[6]。

2.2.3 采坑與工業(yè)廣場治理

首先將廣場上的設(shè)備與廠房拆除，并挖除地基與水泥路面；回填并整平廣場，回填物采用廢渣堆清理過程中產(chǎn)生的土石方，在回填時坡度按照20°控制，對于回填的厚度，應(yīng)根據(jù)場地差異適當(dāng)調(diào)整，使整體達到平緩。

在回填和整平完成后進行覆土，其厚度一般為30cm，最后進行植物的種植。另外還要做好對排水溝的規(guī)劃和設(shè)置，尤其是在坡頂處，當(dāng)有沖溝發(fā)育時，適當(dāng)增加排水溝的尺寸。

3 結(jié)束語

綜上所述，礦山開采中難免發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，而且礦山地質(zhì)災(zāi)害有很多類型，不同類型地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生原因完全不同，需在實際工作中進行全面且統(tǒng)一的勘查，采用適宜的勘查方法。最后即可根據(jù)勘查結(jié)果采用適宜的措施防治。