杜 敏，王鳳嬌，張志飛，張曉凱，付少杰

（河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院，河北 石家莊 050011）

隨著社會(huì)的發(fā)展，對(duì)礦產(chǎn)資源的需求量也在不斷增加，這直接推動(dòng)了我國(guó)的礦業(yè)發(fā)展。企業(yè)要充分利用礦產(chǎn)資源，順應(yīng)時(shí)代發(fā)展需要，加強(qiáng)安全生產(chǎn)，提高職工的勞動(dòng)能力，只有如此，礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治作用才能得到最大程度地發(fā)揮，從而提高企業(yè)在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)礦山多位于地質(zhì)條件較為復(fù)雜的地區(qū)，制約著礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)，有關(guān)部門要落實(shí)好礦山地質(zhì)災(zāi)害防治和地質(zhì)環(huán)境保護(hù)措施，保證生產(chǎn)的安全性。如此便可有效提升員工的工作效率，保證員工的安全。

1 礦山地質(zhì)災(zāi)害類型

我國(guó)目前的礦業(yè)活動(dòng)主要局限于地表和巖石圈內(nèi)。在礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)以前，礦山的地質(zhì)條件一直保持著一個(gè)穩(wěn)定的平衡。而礦山資源開(kāi)采則是將大量的土石方從地球表面土層和巖石圈層中挖掘出來(lái)，在一定程度上會(huì)改變當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有的地質(zhì)環(huán)境，打破原有的平衡。其中，不論鉆井開(kāi)采、掘坑開(kāi)采、注液開(kāi)采，還是露天開(kāi)采，都會(huì)使地質(zhì)環(huán)境發(fā)生變化，這種失衡會(huì)造成地殼結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定，從而引起地質(zhì)災(zāi)害[1]。礦山地質(zhì)災(zāi)害種類繁多，僅從其發(fā)生速度上進(jìn)行區(qū)分，一是突變型地質(zhì)災(zāi)害，如礦坑突水、瓦斯爆炸、巖爆等，二是采空區(qū)地表塌陷、地裂縫等緩發(fā)型礦山地質(zhì)災(zāi)害。但是，目前人們對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的劃分，往往是根據(jù)其空間、時(shí)間、成因等因素進(jìn)行劃分。通過(guò)對(duì)不同類型的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行分類，可以更好地研究其成因，并據(jù)此制定相應(yīng)的防治對(duì)策。以下所介紹的地質(zhì)災(zāi)害主要是由礦山開(kāi)采導(dǎo)致的地質(zhì)環(huán)境發(fā)生變化，而造成了地質(zhì)災(zāi)害。

1.1 采礦誘發(fā)地震造成地質(zhì)災(zāi)害

由于采礦活動(dòng)導(dǎo)致巖土圈層結(jié)構(gòu)性失衡，這種失衡的狀況表現(xiàn)為誘發(fā)地震和斷裂錯(cuò)位。短時(shí)間內(nèi)發(fā)生強(qiáng)烈的斷層錯(cuò)位，極易誘發(fā)地震。和自然地震相比，誘發(fā)地震的地震源較淺，范圍較小，但是危害和破壞力卻巨大，誘發(fā)性地震的發(fā)生，就會(huì)導(dǎo)致地表巖土層發(fā)生較大改變，對(duì)周邊的建筑物和地表結(jié)構(gòu)帶來(lái)一定程度的危害。

1.2 采礦導(dǎo)致地面圈層形變?cè)斐傻刭|(zhì)災(zāi)害

在地下采礦中，不按規(guī)范建設(shè)與開(kāi)采，導(dǎo)致地下巖土圈層的形變，從而使地表巖土圈層下陷、沉降、開(kāi)裂等，進(jìn)而引發(fā)具有一定危害性的礦山地質(zhì)災(zāi)害。在采空區(qū)，如果礦柱的數(shù)目不夠或者有一定程度的破壞，那么整個(gè)采空區(qū)的承載力就會(huì)降低，如果沒(méi)有足夠的支撐力，就會(huì)發(fā)生地表沉降；在礦體埋藏較淺的區(qū)塊，則容易直接發(fā)生坍塌，若采空區(qū)不及時(shí)回填，就算埋得再深，也會(huì)造成地表一定程度的下陷。一旦發(fā)生下陷，會(huì)對(duì)道路、周邊建筑環(huán)境、耕地資源等產(chǎn)生重大影響。在采礦活動(dòng)中，若有不合理的采掘情況，就有可能造成礦場(chǎng)的邊坡不穩(wěn)定導(dǎo)致坍塌，尤其是在礦山露天開(kāi)采的地質(zhì)環(huán)境中，更是如此。其中，地面塌陷、開(kāi)裂，不但會(huì)對(duì)土壤、建筑物造成破壞，還會(huì)對(duì)道路、水庫(kù)等公共資源和建筑物造成破壞。

1.3 采礦不合理導(dǎo)致斜坡巖土體失穩(wěn)造成地質(zhì)災(zāi)害

該類型的災(zāi)害主要由于采礦不合理導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)造成崩塌、滑坡、泥石流等。不按規(guī)范開(kāi)采礦山邊坡，往往會(huì)造成邊坡的巖土滑坡、崩塌等災(zāi)害，甚至形成泥石流。造成這種地質(zhì)災(zāi)害的主要原因是采剝失調(diào)，邊坡角度太陡，從而導(dǎo)致了不穩(wěn)定的構(gòu)造。這一類型的礦山地質(zhì)災(zāi)害主要集中在露天或挖坑礦山。這些災(zāi)難往往是瞬間的，但其后果卻更加嚴(yán)重，如礦山山崩，往往使礦產(chǎn)毀于一旦，造成了大量的人員傷亡，非常危險(xiǎn)，這是一種非常典型的災(zāi)害[2]。

2 不同類型地質(zhì)災(zāi)害的防治方式

2.1 地表沉陷防治方式

2.1.1 房柱開(kāi)采法

地下采礦普遍采用房柱開(kāi)采法，房柱采礦法是由礦柱和礦房互相交錯(cuò)布置的，礦柱可為矩形、條形或圓形，礦柱的寬度為3m～6m，礦房寬度為6m～12m。如果在礦井里進(jìn)行回采，通常情況下，礦柱是不會(huì)被回收的，但是這種開(kāi)采方式有一定的局限性，因?yàn)檫@種開(kāi)采方式會(huì)導(dǎo)致一部分的巖層礦體流失，企業(yè)就會(huì)有一定的資源損失，而對(duì)于那些圍巖和礦石利用率比較低的礦山，采用這種方法是比較合適的。且這種開(kāi)采法可有效的防止地面沉降的發(fā)生。

2.1.2 協(xié)同開(kāi)采法

建立多個(gè)相鄰工作面，合理地規(guī)劃相鄰工作面之間的間距、位置關(guān)系和采掘次序，稱之為協(xié)同開(kāi)采法。采用此方法，一工作面開(kāi)采造成的地面變形可以由另一工作面開(kāi)采造成的地面變形互相抵消，這樣可以減小整體的地表位移，并對(duì)地面建筑進(jìn)行了保護(hù)，可以有效的降低地表沉陷的發(fā)生。

2.2 山體滑坡防治方式

為避免礦山開(kāi)采而引發(fā)山體滑坡，可采取如下防治方式：

2.2.1 建設(shè)減壓角

大部分的滑坡都是由于其抗滑性差所致。通常，可以在阻滑段上設(shè)置減壓角，去除一些土石，再將其壓入阻滑段。其主要目的在于使斜坡整體下滑力小于抗滑力，對(duì)滑坡的抵抗作用更大。同時(shí)，為保證工程的穩(wěn)定性和安全性，必須結(jié)合滑坡腳壓，確定具體的開(kāi)挖量[3]。

2.2.2 利用擋墻

在工程施工中，擋土墻是一種優(yōu)良的施工方法，其主要原料為石塊或水泥、鋼筋等。從材質(zhì)上來(lái)說(shuō)，可以設(shè)計(jì)成干砌石、漿砌石、鋼筋混凝土擋土墻等。一般將其設(shè)置在斜坡的邊沿，可有效地防止滑坡。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮到滑坡本身的推動(dòng)力，以提高其合理性為前提，充分利用滑坡的阻隔效應(yīng)。

2.2.3 固定邊坡

要提高邊坡的穩(wěn)定性，首先要做的就是加固斜坡的穩(wěn)定性。在實(shí)際治理中，可以先在地表上種植植物，使坡面土壤穩(wěn)定，防止水土流失。另外，對(duì)于有些地段可采用噴漿法，固定邊坡上的松散物質(zhì)。最后，結(jié)合周邊的地形條件，對(duì)斜坡坡度進(jìn)行合理的減緩，并對(duì)斜坡進(jìn)行開(kāi)挖，減少自重，提高邊坡的抗滑力。

2.2.4 做好監(jiān)測(cè)

對(duì)于可能出現(xiàn)山體滑坡的區(qū)域需做好監(jiān)測(cè)工作，其中，需對(duì)可能出現(xiàn)滑坡的區(qū)域及影響區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)地調(diào)查，并派專人定期巡查，可因地制宜的使用簡(jiǎn)單的觀測(cè)方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)，也可借助于有關(guān)的設(shè)備和儀器進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2.2.5 綜合性對(duì)策

（1）當(dāng)發(fā)生山體滑坡的現(xiàn)象時(shí)，要針對(duì)具體情況采取相應(yīng)措施，防止這種現(xiàn)象所造成的危害進(jìn)一步擴(kuò)大。

（2）要從影響滑坡的主要原因著手，加大對(duì)滑坡的控制。在進(jìn)行整治的同時(shí)，要充分考慮措施的有效性和實(shí)用性，盡可能地確保一次治理。

（3）在采用減載方法進(jìn)行滑坡治理時(shí)，如果滑坡下面沒(méi)有可靠的抗滑區(qū)域，僅僅采用減荷措施，就只是減緩了滑坡的下滑速度，并不能達(dá)到穩(wěn)定滑坡的目的。所以，卸荷措施要與排水、支擋等措施有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，才能取得較好的效果。

（4）降雨后，降雨直接滲入土壤，使土體容重增大，滑移力也增大。從某種意義上講，降雨是引起邊坡失穩(wěn)的根本原因，因此，要加強(qiáng)對(duì)邊坡的排水管理，預(yù)防滑坡。

（5）在進(jìn)行礦山開(kāi)采等重要建筑施工前，一定要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)的勘察，檢查施工現(xiàn)場(chǎng)有沒(méi)有出現(xiàn)滑坡征兆，并對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行規(guī)范、科學(xué)地選址，盡可能地遠(yuǎn)離可能出現(xiàn)滑坡的地區(qū)[4]。

（6）在進(jìn)行斜坡開(kāi)挖和填方施工時(shí)，必須事先了解坡體的巖土情況和排水情況。要加強(qiáng)邊坡治理和排水工程的設(shè)計(jì)，不要隨意對(duì)邊坡進(jìn)行開(kāi)挖，防止出現(xiàn)滑坡。

2.3 地裂縫防治方式

在采礦過(guò)程中，要盡量減小地裂縫發(fā)生的可能性，以下兩種方式對(duì)礦山地裂縫的防治具有一定的指導(dǎo)意義。

2.3.1 充填開(kāi)采法

對(duì)于地下采礦，形成采空區(qū)的，根據(jù)回采技術(shù)要求，采用充填材料回填采空區(qū)的開(kāi)采方法稱為充填開(kāi)采法；充填體在采空區(qū)中具有降低采場(chǎng)壓力、支護(hù)圍巖、減少、延緩和阻止圍巖變形的功能；既能有效地回收礦柱，又能很好地處理工程垃圾，保護(hù)環(huán)境，還能防止地裂縫的發(fā)生。依據(jù)采場(chǎng)結(jié)構(gòu)、回采方向、充填方法、所采用的充填材料等，可將充填開(kāi)采法可劃分為上向分層充填法、下向分層充填法、嗣后充填法、壁式充填法等。上向分層充填法是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的充填采礦法之一，將礦塊劃分為礦房、礦柱，先采礦房，后采礦柱。礦房由底向上分層開(kāi)采，每次開(kāi)采一層或多層后，及時(shí)進(jìn)行充填，以維持上、下盤的圍巖穩(wěn)定，創(chuàng)造連續(xù)開(kāi)采的工作環(huán)境；礦柱部分也要采用充填法或其它適當(dāng)?shù)姆椒ǎ凑者m當(dāng)?shù)幕夭纱涡蜻M(jìn)行開(kāi)采。而對(duì)于礦體中價(jià)值極高，但礦巖不穩(wěn)定的礦床，如果采用上向水平分層充填方法無(wú)法確保采礦的安全，則應(yīng)考慮下向進(jìn)路充填。它的主要特點(diǎn)是：在各階段，采用分層人工假頂?shù)谋Ｗo(hù)，由上往下依次進(jìn)行回采，進(jìn)路充填。由于施工環(huán)節(jié)較多，對(duì)人造假頂?shù)膹?qiáng)度和整體性要求很高，所以制造費(fèi)用很高。而分層充填法雖然回收率高，貧化率低，但其充填過(guò)程復(fù)雜，且每一次充填后都要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的維護(hù)，才能繼續(xù)進(jìn)行下一步的開(kāi)采，從而提高了生產(chǎn)成本，也降低產(chǎn)量。當(dāng)?shù)V巖穩(wěn)定性良好時(shí)，可采取嗣后充填法，其特點(diǎn)如下：先將礦體分為礦房和礦柱，采用空?qǐng)龇ɑ夭傻V柱，當(dāng)整個(gè)礦體開(kāi)采完成后，進(jìn)行一次膠結(jié)充填，形成一種人造礦柱。當(dāng)膠結(jié)物達(dá)到一定的維護(hù)期后，采用相同的方式，在人工礦柱的保護(hù)下再次回采，回采結(jié)束后再進(jìn)行一次非膠結(jié)充填。由于充填工作是在礦塊的整個(gè)階段內(nèi)一次完成，又稱為階段充填法。充填開(kāi)采法保證了采空區(qū)圍巖的穩(wěn)定性，可避免礦區(qū)閉坑后產(chǎn)生地裂縫。

2.3.2 灌漿法

對(duì)某些老礦場(chǎng)，尤其是正在開(kāi)采中的礦場(chǎng)，對(duì)已發(fā)育的地裂縫進(jìn)行治理是非常必要的。在進(jìn)行治理之前，必須對(duì)其幾何特征、成因進(jìn)行研究。在有裂縫或是沉降區(qū)域的邊沿地帶，可以采取注漿處理。

2.4 泥石流防治方式

對(duì)礦區(qū)易發(fā)生泥石流區(qū)域進(jìn)行一定治理，可有效預(yù)防礦區(qū)因發(fā)生泥石流而造成損失。

2.4.1 生態(tài)生物防治

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，必須適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要，采用先進(jìn)的技術(shù)和方法，以達(dá)到防治泥石流災(zāi)害的目的。在規(guī)劃與施工中，一般都是以植被為根本，根據(jù)不同的泥石流發(fā)育類型及其特定的分布特征，科學(xué)、合理地構(gòu)建和種植各類植被群落[5]。充分利用樹木對(duì)土壤的固持力，促進(jìn)其本身的抗滑性，比如，通過(guò)水土保持，可以形成一套可以抵御泥石流的生物防御系統(tǒng)。在實(shí)際應(yīng)用中，生物控制泥石流的方法主要是對(duì)植物的合理利用，通過(guò)對(duì)地表植物的改良，可以有效地提高土壤的滲透性和持水性。堅(jiān)持因地制宜的基本原理，促進(jìn)各類功能各異的植被得到合理利用，只有這樣，才能有效地保護(hù)土壤，同時(shí)也能控制洪水，逐步實(shí)現(xiàn)控制泥石流的基本目標(biāo)。

2.4.2 工程防治

在治理礦山泥石流的過(guò)程中，因其本身的物質(zhì)來(lái)源通常是土、石、渣等，在礦山開(kāi)采中，由于廢棄的固體物質(zhì)持續(xù)積累且堆放不合理，在遇到強(qiáng)降雨時(shí)，極有可能會(huì)引發(fā)泥石流。因此必須綜合考慮周圍的環(huán)境和植被，對(duì)礦山開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生的土、石、渣進(jìn)行科學(xué)、合理的堆放，使其符合礦山管理的規(guī)定，避免泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。應(yīng)加強(qiáng)對(duì)場(chǎng)地排水的管護(hù)，并對(duì)其進(jìn)行有效的管理與控制。在廢石場(chǎng)附近，可以修建引水工程，將排污場(chǎng)上游的水流有組織地引至下游，減弱水流所造成的影響，這樣可以有效地降低泥石流發(fā)生的概率。在實(shí)際操作中，可以將廢棄的物質(zhì)堆積在一個(gè)平臺(tái)上或填埋起來(lái)，并修建排水設(shè)施，使雨水能順利排出，如果平臺(tái)上出現(xiàn)了塌陷和裂縫，那么就必須馬上進(jìn)行填充，盡早治理，避免引發(fā)更大的災(zāi)害。在堆積廢棄物的平臺(tái)上，可在廢棄物表層覆土，種植一些樹木或撒一些草籽，使自然植被得以逐步恢復(fù)，從而對(duì)礦場(chǎng)泥石流防治起到一定作用。泥石流攔擋工程也是防治泥石流的一項(xiàng)重要措施。在治理泥石流時(shí)，也可以砌筑攔擋工程，能很好地阻擋泥石流中的固體物質(zhì)，而對(duì)泥石流漿不會(huì)產(chǎn)生什么阻礙作用。在提出并運(yùn)用巖土工程控制對(duì)策時(shí)，主要都是以排導(dǎo)工程為主，根據(jù)礦山泥石流特征，一般會(huì)采用攔渣壩或沖淤平臺(tái)等方法。當(dāng)棄渣場(chǎng)地處于斜坡上時(shí)，可以在渣場(chǎng)周圍科學(xué)、合理地布置擋渣墻和截流溝。

3 提升礦山地質(zhì)災(zāi)害防治水平的措施

3.1 加強(qiáng)安全管理

要強(qiáng)化礦山企業(yè)的安全管理，必須先從觀念上進(jìn)行改變，增強(qiáng)員工的安全意識(shí)，在工作中，要不斷地借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)、方法，并根據(jù)具體情況，采取相應(yīng)的對(duì)策，以應(yīng)付各種可能發(fā)生的危險(xiǎn)。并且，要注意防治結(jié)合，礦區(qū)生產(chǎn)必須切實(shí)貫徹以預(yù)防、控制相結(jié)合的保護(hù)工作方針，在礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)工作中，要把消除地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題作為首要任務(wù)，采取行之有效的措施，防止因礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)與利用，給礦區(qū)的地質(zhì)、生態(tài)環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的危害，避免生態(tài)失衡的發(fā)生，真正地做到防患于未然。同時(shí)，在工程建設(shè)中，應(yīng)建立健全的安全管理制度，以保證工人的工作狀態(tài)，維持工程的正常進(jìn)行。應(yīng)利用科學(xué)方法，對(duì)礦山的地質(zhì)狀況、地質(zhì)災(zāi)害類型等進(jìn)行分析，并針對(duì)問(wèn)題提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施和防范措施，使礦山的安全得以有效地提高；其次，要加大對(duì)礦山科技的投資，積極引進(jìn)先進(jìn)的裝備，從而推動(dòng)礦山企業(yè)的安全發(fā)展；同時(shí)，要強(qiáng)化礦山地質(zhì)災(zāi)害防治的相關(guān)法律、法規(guī)，嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家有關(guān)規(guī)定，有利于維護(hù)礦山生態(tài)環(huán)境，提高資源利用率，為企業(yè)持續(xù)安全發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[6]。

3.2 設(shè)立防治基金

礦山的地質(zhì)災(zāi)害防治是需要投入一定的資金，否則，其防治工作無(wú)法開(kāi)展。近年來(lái)，由于災(zāi)情頻發(fā)，造成的損失越來(lái)越大，各級(jí)政府十分重視地質(zhì)災(zāi)害的防治工作，每年都要撥款專項(xiàng)資金，對(duì)重點(diǎn)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行調(diào)查、治理。設(shè)立地質(zhì)災(zāi)害專項(xiàng)防治資金，可有效地對(duì)其進(jìn)行投資管理。

3.3 預(yù)警技術(shù)應(yīng)用

在實(shí)際工作中，可以運(yùn)用多種技術(shù)測(cè)量方法，提高地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)資料的可信度，為今后的地質(zhì)災(zāi)害防治工作提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí)，還可以建立一個(gè)預(yù)警信息數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)各種類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行定期匯總、分析、整理，為今后的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)報(bào)工作提供可靠的基礎(chǔ)。對(duì)于有條件的礦山企業(yè)，可以請(qǐng)地質(zhì)災(zāi)害防治部門對(duì)有可能發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的地段安裝相應(yīng)的災(zāi)害預(yù)警設(shè)備。

4 總結(jié)

綜上所述，在礦山的建設(shè)和開(kāi)采過(guò)程中，由于滑坡、崩塌、地面坍塌等問(wèn)題，給礦山的正常建設(shè)和生產(chǎn)帶來(lái)了極大的影響。為保證礦山生產(chǎn)安全、穩(wěn)定、有序地開(kāi)展，要根據(jù)礦山地質(zhì)災(zāi)害的特點(diǎn)，采取行之有效的技術(shù)措施，各企業(yè)也應(yīng)加大重視，把安全風(fēng)險(xiǎn)降到最低。