礦山地質(zhì)災(zāi)害類型與防治措施初探

馬越平

摘要：礦山地質(zhì)災(zāi)害主要有巖（土）體變形災(zāi)害、地下水位改變引起的災(zāi)害和因礦體內(nèi)部結(jié)構(gòu)引起的災(zāi)害等三大類型，重點對這些類型及其亞類型進行了分析，并對于礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治措施提出建議。

關(guān)鍵詞：滑坡 崩塌 泥石流 地質(zhì)災(zāi)害 礦山地質(zhì)災(zāi)害及其防治措施

引言

我國是礦業(yè)開發(fā)大國，設(shè)備和開采技術(shù)相對落后，由于疏于管理導(dǎo)致礦山開采環(huán)境不斷惡化。近些年來，重大地質(zhì)災(zāi)害明顯上升的趨勢。地質(zhì)災(zāi)害在我國華北地區(qū)是多發(fā)的，地質(zhì)災(zāi)害種類多、分布廣、影響大、造成的損失嚴重。礦山地質(zhì)災(zāi)害是地質(zhì)災(zāi)害的一個分支，是人類開采礦山而直接誘發(fā)的人為地質(zhì)災(zāi)害。

1. 地質(zhì)災(zāi)害與礦業(yè)開發(fā)

由于經(jīng)濟的快速發(fā)展加快了對礦物的需求與消耗，同時為礦產(chǎn)開采企業(yè)帶來了極大的經(jīng)濟利益。然而由于迅猛發(fā)展的中小型礦山管理不善，加之小型礦山的開采方法和選礦工藝落后，大多無安全和環(huán)境保護等措施，對礦區(qū)環(huán)境破壞加劇。開采環(huán)境明顯惡化，礦山地質(zhì)災(zāi)害問題日趨嚴重，潛在的致災(zāi)隱患不斷增多，且隨時可能發(fā)展成災(zāi)，造成人員傷亡、設(shè)備報廢、設(shè)施損毀甚至礦井關(guān)閉、資源浪費等嚴重后果。嚴重制約了社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

2. 礦山地質(zhì)災(zāi)害的主要類型

礦山地質(zhì)災(zāi)害種類繁多，按成災(zāi)與時間的關(guān)系，可分為突發(fā)性礦山地質(zhì)災(zāi)害(如礦井突水、瓦斯爆炸、巖爆等)和緩發(fā)性礦山地質(zhì)災(zāi)害(如采空區(qū)的地面隆起、環(huán)境污染等)。但最常見的是以災(zāi)害的空間分布和成因關(guān)系分類。

2.1 巖土體變形災(zāi)害

2.1.1 礦山地面和采空區(qū)塌陷地面塌陷主要發(fā)生在地下以井巷開采的礦山。在礦山采空區(qū)，若保留礦柱不足，或因礦柱受損而失去支撐能力，就會造成地面塌陷。特別是那些礦體埋藏較淺，產(chǎn)狀較平緩的礦區(qū)(如煤礦)，地面塌陷的現(xiàn)象更為常見。礦體埋藏相對較深的地下開采礦山，如果不能及時回填和崩落采空區(qū)，當其達到一定規(guī)模就會產(chǎn)生大面積塌陷。此外，在巖溶分布區(qū)，還會因礦山排水疏干而導(dǎo)致溶洞上方地面塌陷。地面塌陷不僅破壞可耕地資源、建筑物，毀壞道路、水庫，還可直接導(dǎo)致礦山某些地下巷道的塌毀，或使大氣降水和地表水沿塌陷裂縫灌入坑內(nèi)，造成淹井事故，直至停工停產(chǎn)。

2.1.2 采礦場邊坡失穩(wěn)、滑坡與巖崩 主要原因是不合理開采如采剝失調(diào)、邊坡角度過陡等造成，這種災(zāi)害多發(fā)生在露天開采的非金屬礦山和建材礦山。

2.1.3 坑內(nèi)巖爆 坑內(nèi)巖爆又稱礦山?jīng)_擊，這是因礦坑周邊和頂?shù)装鍑鷰r，在受到強大的地殼應(yīng)力作用而被強烈壓縮，一旦因采掘挖空出現(xiàn)自由面，即有可能產(chǎn)生巖石地應(yīng)力的驟然釋放，導(dǎo)致巖石大量破裂成碎塊，并向坑內(nèi)大量噴射、爆散，給礦山帶來危害和災(zāi)難。

2.1.4 采礦誘發(fā)地震 因采礦活動而誘發(fā)的地震，震源淺、危害大，小震級的地震即可導(dǎo)致井下和地表的嚴重破環(huán)。

2.1.5 場庫失穩(wěn) 場庫失穩(wěn)主要是由于尾礦壩潰決崩塌繼而形成泥石流造成的危害。尾礦壩崩壩事故常給礦區(qū)居民生命財產(chǎn)帶來巨大危害，同時也給環(huán)境造成巨大破壞和污染。

2.2 地下水位改變引起的災(zāi)害

2.2.1 礦坑突水涌水 這是最常見的礦山災(zāi)害，突發(fā)性強、規(guī)模大，后果嚴重。生產(chǎn)過程中常因?qū)ΦV坑涌水量估計不足，采掘過程中打穿老窿，貫穿透水斷層，驟遇蓄水溶洞或暗河，導(dǎo)致地下水或地面水大量涌入，造成井巷被淹、人員傷亡災(zāi)難。

2.2.2 坑內(nèi)潰沙涌泥 這是常與礦坑突水相伴而生的災(zāi)害。當采掘過程中驟遇蓄水溶洞，常見溶洞中充填的泥沙和巖屑伴隨地下水一起涌入，另外一些透水斷層和地裂縫也常會使淺部第四紀沉積物隨下漏的地表徑流涌入坑內(nèi)。其結(jié)果是使坑道被泥沙阻塞，機器、人員被泥沙所埋，嚴重時甚至?xí)沟V山遭受毀滅性的打擊。

2.2.3 環(huán)境污染 環(huán)境污染是礦山災(zāi)害的另一種重要形式。因采礦、選礦產(chǎn)生的“三廢”物質(zhì)，由于未經(jīng)有效處理就被排放到江河湖海中，造成環(huán)境污染公害事件。采礦還會造成水土流失、土地砂化、鹽漬化、地下水斷流等。

2.3 礦體內(nèi)因引起的災(zāi)害

2.3.1 瓦斯爆炸和礦坑火災(zāi) 這種災(zāi)害最常見于煤礦。由于通風(fēng)不良，使瓦斯積聚發(fā)生爆炸，造成井下作業(yè)人員傷亡，礦井被毀;礦坑火災(zāi)除見于煤礦外，也見于一些硫化礦床。因硫化物氧化生熱，在熱量聚積到一定程度時則發(fā)生自燃，引發(fā)礦山火災(zāi)。礦山火災(zāi)的危害極大，而且還嚴重損耗地下礦產(chǎn)資源，如有的煤礦在地下已燃燒上百年，其資源損耗量十分巨大，使當?shù)貧夂虬l(fā)生改變，農(nóng)作物和樹木大量死亡，田地荒蕪，環(huán)境嚴重惡化。

2.3.2 地?zé)?隨著開采深度加大，地?zé)嵛：Σ粩嗉觿?。我國已有許多礦山開采深度達到800m以下，礦山因含硫量高，開采深度又大，地溫非常高。礦山地?zé)釣?zāi)害導(dǎo)致礦工勞動環(huán)境惡劣，嚴重影響了有關(guān)礦山的正常生產(chǎn)。

3. 礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治措施

根據(jù)不同礦山的地質(zhì)條件和地形特點及礦山的開發(fā)利用方案，以及災(zāi)點的分布特點劃分不同層次的防治區(qū)，以便采取相應(yīng)的防治措施。一般分為重點防治區(qū)、次重點防治區(qū)和一般防治區(qū)。

3.1 重點防治區(qū)防治措施

3.1.1 合理設(shè)計邊坡參數(shù)，加強邊坡監(jiān)測，建議作擋墻穩(wěn)固邊坡，開挖后如果出現(xiàn)開裂變形，建議做專門的工程地質(zhì)勘察。

3.1.2 對于原有的災(zāi)害點，做好邊坡加固和預(yù)防工作，盡量消除因礦山開采而誘發(fā)災(zāi)害復(fù)發(fā)的隱患。

3.1.3 渣場棄渣嚴格作好方量及邊坡坡度的設(shè)計，作好擋墻設(shè)計，設(shè)置攔渣壩，防止泥石流的產(chǎn)生。并充分、合理利用渣場，嚴禁隨意棄渣(特別在公路沿線)。

3.1.4 對于坑道開采，在坑道內(nèi)一定要作好支護，做到邊開采邊支護，防止因礦頂坍塌、冒頂?shù)榷a(chǎn)生的危害，尤其上方有住戶處要預(yù)防引起上部地面開裂。

3.1.5 作好坑道的排水設(shè)計，以防因礦坑涌水造成危害。

3.1.6 設(shè)置監(jiān)測點，作好監(jiān)測記錄與分析工作，確保在易于發(fā)生災(zāi)害地段防患于未然。

3.1.7 開采結(jié)束后，對礦區(qū)進行統(tǒng)一規(guī)劃，計劃進行礦山復(fù)墾工作，恢復(fù)礦山生態(tài)功能。

3.2 次重點防治區(qū)防治措施 在進場公路、礦山生活區(qū)建設(shè)中，會形成大量的邊坡和一定數(shù)量的棄渣，可能形成邊坡失穩(wěn)，造成滑坡和塌方；沿途不合理的棄渣可能造成水土流失，可能形成坡面泥石流， 可能有滾石和飛石危害。

3.2.1 科學(xué)合理設(shè)計邊坡參數(shù)，并進行合理支護和加固，邊坡上方應(yīng)設(shè)置排水溝，做好地表擋排水措施。

3.2.2 加強工地管理，合理堆放棄渣，嚴禁隨意棄渣；在險要地段建設(shè)攔擋滾石和飛石的設(shè)施。

3.2.3 開采結(jié)束后，將棄渣場扒平覆土，植樹還林，恢復(fù)植被。

3.3 一般防治區(qū)防治措施 區(qū)內(nèi)無主要建筑物和工程項目建設(shè)，主要可能因地表巖體的破碎而造成水土流失。應(yīng)嚴禁越界開采，減少人為擾動，做好植被保護和水土保持。

3.4 地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)方案及措施 為防止水土流失和恢復(fù)植被和景觀，礦山須規(guī)劃進行礦山復(fù)墾工作，以恢復(fù)礦山生態(tài)功能。開采棄渣切勿胡亂堆放，必須統(tǒng)一堆放到開采境界線以外的礦山棄渣場內(nèi)，在開采過程中，有計劃地將棄渣回填到采空區(qū)。棄渣場經(jīng)處理后再敷表土、植草種樹。

4. 結(jié)束語

通過地質(zhì)環(huán)境治理工作，減少水土流失，再造礦山的生態(tài)功能，達到生態(tài)恢復(fù)與維護人類與環(huán)境和諧的目的。有效 、合理地利用礦產(chǎn)資源、保護礦山環(huán)境、加強監(jiān)測與信息化管理、預(yù)防礦山地質(zhì)災(zāi)害、實現(xiàn)礦業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，是一個長期、艱巨而且非常重要的工作。

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