曹江賓

（中國有色集團(tuán)撫順紅透山礦業(yè)有限公司，遼寧 撫順 113321）

當(dāng)前社會處于資源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)以及生態(tài)問題解決相矛盾的時期，礦產(chǎn)資源作為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵動力，在大力開發(fā)礦產(chǎn)資源尤其是煤炭資源的同時，導(dǎo)致礦山所在區(qū)域的生態(tài)被破壞，環(huán)境被污染，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)鼐用竦恼Ｉa(chǎn)和生活。因此，在發(fā)展經(jīng)濟(jì)大力開采礦產(chǎn)資源的同時需注重對環(huán)境的保護(hù)和生態(tài)平衡問題的解決。

1 地質(zhì)災(zāi)害特性分析

1.1 群發(fā)性

群發(fā)性是以往發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的明顯特點。由于地下開采會對原來的地質(zhì)構(gòu)造造成較大的破壞，特別是開采深度越深，使得原來穩(wěn)定的內(nèi)應(yīng)力發(fā)生移位，對周圍巖石的穩(wěn)定性破壞越大，而且隨著開采工作面的不斷向前推進(jìn)，會擴(kuò)大地質(zhì)構(gòu)造的破壞范圍，最終導(dǎo)致連續(xù)大范圍地質(zhì)構(gòu)造破壞，這就是群發(fā)性。繼發(fā)性很容易導(dǎo)致開采區(qū)域內(nèi)的地表大范圍開裂、下沉，在不同地點，不同時間多次出現(xiàn)，對周邊作業(yè)環(huán)境造成嚴(yán)重的影響。

1.2 災(zāi)害強(qiáng)度大

山體崩塌問題發(fā)生的基本原因主要是由于礦山區(qū)域進(jìn)行的過度開采作業(yè)，同時甚至在開采的實際過程中實施露天采礦作業(yè)。上述礦山開采方法是造成地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)的關(guān)鍵因素。除了各種不科學(xué)不合理的礦山開采作業(yè)活動外，人類其他的自然改造活動也會導(dǎo)致出現(xiàn)地質(zhì)破壞情況，因此保護(hù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)環(huán)境十分重要。由于礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后很難控制，如重大礦山地質(zhì)災(zāi)害如水、火、瓦斯等一旦發(fā)生后對礦井重要設(shè)施產(chǎn)生嚴(yán)重破壞作用，造成設(shè)施很難二次修復(fù)或修復(fù)周期長、難度大，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后很難在短時間進(jìn)行控制，災(zāi)害強(qiáng)度大。

1.3 不可避免性

隨著開采技術(shù)及工藝的不斷提升，對礦井地質(zhì)災(zāi)害的控制及防范措施不斷加強(qiáng)，然而很難在短時間內(nèi)完全控制地質(zhì)災(zāi)害。通過研究發(fā)現(xiàn)，地質(zhì)災(zāi)難都是危險因素達(dá)到一定條件才會發(fā)生的。所以在礦井開采時能夠制定出一套合理有效的應(yīng)對方案，即使不能杜絕地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，也能提前做好地質(zhì)災(zāi)害的防御工作。

2 礦山地質(zhì)施工過程中水文地質(zhì)災(zāi)害的主要表現(xiàn)方式

2.1 礦體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生崩塌

在礦山地質(zhì)施工過程中，由于水文地質(zhì)條件相對較差，很有可能會造成層狀礦體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)崩塌。如果產(chǎn)生礦體結(jié)構(gòu)崩塌，很有可能會帶來連環(huán)災(zāi)害反應(yīng)，是礦山地質(zhì)施工過程中非常危險的事故類型。造成礦體結(jié)構(gòu)崩塌事故主要影響因素在于水文地質(zhì)條件影響，比如在礦層當(dāng)中含有大量的碳酸性物質(zhì)，并且在礦體的礦層頂部結(jié)構(gòu)當(dāng)中，土質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)成比較松軟同時礦體以下部位也存在大量的水體流動情況，這些問題會直接造成礦體結(jié)構(gòu)當(dāng)中礦層的穩(wěn)定性下降。在礦山地質(zhì)長時間的施工過程中，礦體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性將會進(jìn)一步下降，最終會造成礦體結(jié)構(gòu)受損，同時連帶周圍的巖體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和支撐強(qiáng)度也會進(jìn)一步下降，最終造成非常嚴(yán)重的礦體結(jié)構(gòu)崩塌。通過工作人員的勘察和分析地下水環(huán)境因素的影響，是造成礦體崩塌的重要影響因素，因此必須要提出針對性的防治措施來加以解決。

2.2 地面沉降問題

當(dāng)前隨著人們的生活質(zhì)量不斷提高，日常生活當(dāng)中對水資源的需求量正在不斷上漲，相關(guān)工作單位也加大了對地下水的開發(fā)以及管理工作力度。由于在一些大型的礦山開采以及油氣工程建設(shè)過程中，對部分地區(qū)的地下水環(huán)境質(zhì)量造成的嚴(yán)重影響，進(jìn)而使得部分地區(qū)地下水文地質(zhì)條件受到了嚴(yán)重的破壞，水體資源開發(fā)難度較大進(jìn)而產(chǎn)生了非常嚴(yán)重的地面沉降問題。這一問題的主要影響因素在于地下水文環(huán)境受到了嚴(yán)重的破壞，進(jìn)而地下水環(huán)境的構(gòu)成形勢以及分布情況也受到了較大的干擾，如果在該區(qū)域進(jìn)行礦山地質(zhì)施工，很有可能會受到水文地質(zhì)災(zāi)害的影響造成礦山安全事故。

2.3 露天滑坡

露天滑坡情況基本發(fā)生在當(dāng)?shù)氐V山的采空區(qū)范圍內(nèi)，滑坡問題的危害性特別巨大，相關(guān)管理部門應(yīng)該給予高度關(guān)注?；聠栴}是因為斜坡巖土體部分沿著出現(xiàn)貫通情況的礦山剪切破壞面造成的各類山體滑移問題。由于開采過的礦山區(qū)域，山勢形態(tài)十分陡峻，山體內(nèi)部結(jié)構(gòu)容易遭到各類破壞，地質(zhì)表層部分通常十分疏松，造成出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象的概率明顯變多，如圖1所示。在進(jìn)行礦山實際開采作業(yè)過程中，當(dāng)?shù)匦逼峦潦w部分特別容易出現(xiàn)各類變形情況，導(dǎo)致慢慢發(fā)展為山體滑坡問題。露天滑坡問題是礦山地質(zhì)施工過程中比較常見的故障問題，同時也是出現(xiàn)最為頻繁的地質(zhì)災(zāi)害問題。

圖1 露天滑坡現(xiàn)象

通過多方面數(shù)據(jù)資料分析和研究，針對相關(guān)工作人員的實地調(diào)研工作來進(jìn)行總結(jié)產(chǎn)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害問題的主要影響因素，包含了以下幾個方面：首先，在礦山地質(zhì)開發(fā)工作當(dāng)中，由于上部結(jié)構(gòu)的巖層受力狀態(tài)不斷變化，會造成整個礦山結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降，嚴(yán)重的情況下會直接出現(xiàn)大面積滑坡問題。其次，由于礦山地質(zhì)工作設(shè)計不合理，造成整個礦山開采工作存在問題，進(jìn)而也容易造成地質(zhì)滑坡事故；最后，受到水文地質(zhì)條件因素的影響，水體會大量進(jìn)入到滑坡表面當(dāng)中會造成地質(zhì)條件疏松，加大了滑坡事故的產(chǎn)生概率。

3 礦山地質(zhì)施工中水文地質(zhì)災(zāi)害的防治

3.1 加強(qiáng)礦山地質(zhì)勘探

了解礦山開采的地質(zhì)條件是礦山安全開采的保障。為了減少礦山地質(zhì)條件的不確定性，應(yīng)該加強(qiáng)礦山地質(zhì)勘探，具體應(yīng)該做好以下幾點：

（1）綜合采用鉆探方法和物探方法，盡可能獲得更為細(xì)致的礦山地質(zhì)資料，特別是一些小型地質(zhì)構(gòu)造，例如小斷層、孔洞、裂隙帶等。

（2）做好勘探數(shù)據(jù)的處理工作。要對勘探的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處理，對于一些勘探異常的數(shù)據(jù)要高度重視，必要時要重新勘探。

（3）注重勘探的時效性。煤層中的瓦斯和巖層中的水都屬于流體，在密封性改變時流體的運(yùn)動狀態(tài)會發(fā)生改變。

（4）礦山開采期間，應(yīng)對礦山開采前的地質(zhì)勘探資料進(jìn)行核實，并及時補(bǔ)充不全面的地質(zhì)勘探資料，從而保證采掘工程安全順利進(jìn)行。

3.2 強(qiáng)化礦山通風(fēng)管理

（1）通風(fēng)是井下工作面開采中最重要的工作。通風(fēng)系統(tǒng)能夠隨時監(jiān)測井下瓦斯?jié)舛炔⒕峦咚古懦?，能夠在瓦斯?jié)舛瘸瓕懼白龊妙A(yù)防和處理，避免了瓦斯超限事故引起的災(zāi)害。因此相關(guān)技術(shù)人員需對礦井的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行升級，定期對礦井通風(fēng)阻力、風(fēng)量進(jìn)行監(jiān)測，保證礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定。

（2）對于綜采工作面上隅角、掘進(jìn)巷道回風(fēng)流中應(yīng)加強(qiáng)瓦斯監(jiān)測力度，通過安裝遠(yuǎn)程瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)、巷道瓦斯聯(lián)鎖控制系統(tǒng)等對采掘工作面瓦斯?jié)舛取⑼咚狗e聚情況進(jìn)行實時監(jiān)測，杜絕工作面瓦斯超限、積聚現(xiàn)象。

（3）礦山企業(yè)應(yīng)定期對礦山風(fēng)門、調(diào)節(jié)、監(jiān)控系統(tǒng)、通風(fēng)機(jī)等進(jìn)行檢修維護(hù)，保證通風(fēng)設(shè)施、瓦斯監(jiān)控設(shè)施安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3.3 提高礦山防治水工作效率

（1）礦山開采前應(yīng)采用物探、鉆探等技術(shù)手段對開采區(qū)域可能存在的含水層、老空水、老窯水分布進(jìn)行勘探，準(zhǔn)確掌握開采區(qū)域水溫地質(zhì)資料，合理分析礦井回采期間可能存在的充水水源及涌水通道，為后期井田開采設(shè)計提供依據(jù)。

（2）采掘工作面在施工過程中應(yīng)采用超前鉆探技術(shù)手段對采掘工作面四鄰積水情況進(jìn)行驗證，超前鉆探施工時鉆孔數(shù)量、鉆孔深度、仰角、鉆孔封孔工藝等必須符合設(shè)計要求，從而達(dá)到完全消除水害的目的。

（3）礦山開采過程中應(yīng)對礦井盤區(qū)、采區(qū)建立完善的排水系統(tǒng)，主要包括著水倉、排水管路、排水設(shè)施等，并設(shè)置防水閘門；每年雨季前必須對礦井排水設(shè)施進(jìn)行一次檢修維護(hù)。

3.4 選擇合適的開采方式

在開采煤層時，不同的開采方式對于巖層的擾動是不同的。對巖層的擾動越大，則誘發(fā)礦山地質(zhì)災(zāi)害的可能性也就越大。因此，需根據(jù)煤層賦存地質(zhì)條件選擇合適的開采方式。當(dāng)?shù)V山工作面靠近大斷層時，應(yīng)適當(dāng)降低開采速度，以減小對巖層的擾動。在采用放頂煤開采時，若煤層與含水層的間距比較小，則應(yīng)適當(dāng)降低采放比，以免冒落帶或裂隙帶穿過含水層。更為重要的是，在進(jìn)行開采設(shè)計時就應(yīng)充分考慮工作面的地質(zhì)構(gòu)造情況，并做出相應(yīng)的安全回采預(yù)案，例如，在斷層附近開采時，采用鉆孔來對斷層附近的巖體進(jìn)行卸壓。

3.5 露天滑坡防治工作策略

在礦山地質(zhì)施工過程中，露天滑坡地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象比較常見，相關(guān)工作人員針對露天滑坡問題產(chǎn)生的具體原因展開了全面分析和研究。針對露天滑坡地質(zhì)災(zāi)害，必須要采取針對性的防治工作方法來加以解決，同時在地表礦產(chǎn)資源開采過程中，需要避免一些不合理操作問題的產(chǎn)生，防止產(chǎn)生嚴(yán)重的滑坡現(xiàn)象，同時在具體施工過程中需要對控制工作面的邊坡角度進(jìn)行有效控制，有效防止邊坡角度過大產(chǎn)生滑坡問題。同時，針對地下水環(huán)境因素影響造成滑坡問題，相關(guān)工作人員需要設(shè)置出相應(yīng)的排水溝設(shè)施，有效做好水體的排放工作，防止出現(xiàn)嚴(yán)重的地質(zhì)滑坡現(xiàn)象。

3.6 地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測技術(shù)的綜合應(yīng)用

（1）基礎(chǔ)信息模塊。將遙感衛(wèi)星自身具有的觀察范圍廣、分辨率高的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，再融合DEM高程數(shù)據(jù)后圍繞單一的礦山構(gòu)建一個綠色礦山地質(zhì)災(zāi)害遙感監(jiān)測基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺。通過這個基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺就可以查看有關(guān)礦山建設(shè)的全方位信息，包括地質(zhì)條件、地表情況、遙感影像、地形現(xiàn)狀和高程數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)是實現(xiàn)地災(zāi)預(yù)警的支撐性數(shù)據(jù)，同時也是系統(tǒng)數(shù)據(jù)的核心所在。

（2）信息監(jiān)測模塊。無人機(jī)具有安全性高、機(jī)動性好、操作性強(qiáng)等特點，在礦山建設(shè)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測中能很好的應(yīng)用于一些極端氣候條件下，比如暴雨、山洪等，使用無人機(jī)監(jiān)測堆渣場、礦山尾礦庫和邊坡等，能有效的在次生地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生前做出及時的觀測，快速發(fā)出預(yù)警信號。

（3）預(yù)警模塊。預(yù)警模塊都連接于另一個移動終端，主要是手機(jī)APP，其能及時的向有關(guān)管理人員和一線工作人員發(fā)布預(yù)警信息。在綜合性的結(jié)合應(yīng)用遙感、人工智能、手機(jī)APP、無人機(jī)、大數(shù)據(jù)等數(shù)字化技術(shù)的過程中，形成了一套具有操作性和實用性的綠色礦山地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測方法。

4 結(jié)語

在礦山地質(zhì)施工過程中，工程施工單位需要對水文地質(zhì)條件進(jìn)行全面研究和分析，水文地質(zhì)條件重點包含了施工區(qū)域的地下水環(huán)境狀況、地下水分布情況以及地質(zhì)條件變化規(guī)律等多方面問題。其中重點涵蓋了地下水的形成特點、水流走向含水量大小、水體排放情況等相關(guān)影響因素，有效做好各個方面的預(yù)防工作，保證礦山地質(zhì)施工的高質(zhì)量開展。