礦山地質災害類型分析

摘要：不同類型的礦山地質災害有不同的形成機制和表現形式。文章就礦山地質災害的類型作簡要分析，旨在幫助采礦人員針對不同礦區的地質環境特點，選擇適當的礦山開采方案，并進行積極的地質災害勘查，以達到預防災害的目的。

關鍵詞：采礦 礦山地質災害 類型分析

伴隨著煤礦的開采逐步發展起來的城市，無論是社會經濟文化，還是生態環境，都與礦山密不可分，尤其是城市建設的方方面面更是無法擺脫礦山環境地質災害所形成的陰影。由于礦產開采過程勢必改變原有穩定的礦藏條件，改變了當地的地質環境，而由于人為的采礦活動改變了地質環境所引起或誘發的災害被稱為礦山地質災害。最常用的地質災害分類，常常是以地質災害的時空分布和成因關系來分類。

1 巖土圈層形變災害

這部分礦山地質災害是由于采礦活動改變了礦區的地質環境，導致地區地下和地表巖土圈層形變，進而引發的災難性后果。

1.1 誘發性地震 礦震是由于井下采礦活動導致地層應力突然釋放而引起的一種動力現象，是與采礦活動伴生的地質災害。由于采礦活動致使巖土圈層結構性失衡，這種失衡狀態反映在巖土圈層內部就是地震與斷層錯位。短時間的斷層劇烈錯位容易產生誘發性地震。由于人為地質改變而誘發的淺源性地震，深度小，危害和破壞力卻十分巨大。小震級的地震，就可能致使井下和地表巖土圈層的劇烈改變，從而對建筑物、地表結構造成危害。

1.2 斷層錯位 斷層錯位也是圈層結構性失衡的一種表現，不過由于斷層錯位具有緩發性，能量在緩慢積聚，短時間內不易被測量和察覺。但是，可以預見，隨著開采活動的不斷進行，礦脈被采空后，斷層積聚能量會在短時間釋放，終究會造成巨大的危害，這種災害對礦山及周邊地質環境的破壞力也十分巨大。

1.3 地面圈層形變 地下巖土圈層的形變，往往導致地表巖土圈層下陷、沉降、開裂等，進而引發危害性巨大的礦山地質災害。例如，礦山地面和采空區塌陷、礦區地面沉降，地面開裂。一般的礦區地面塌陷主要發生在井巷開采的礦山地區。礦脈埋藏較淺，礦區地面平緩，地面塌陷與沉降的現象較為常見。而礦脈埋藏深、距地表較遠的開采區，如果不能及時回填礦渣，就有可能發生大面積塌陷，地面塌陷、沉降和開裂不僅可破壞水土、建筑物，還可能毀壞道路、水庫等公共資源與建筑，造成更大的危害。

1.4 斜坡巖土體運動 這一類災害是由于采礦區地質邊坡或地表斷層邊緣結構不穩造成的災害，如崩塌、滑坡、泥石流等。例如采礦邊坡失穩，常常會造成邊坡巖土滑坡，巖崩等災難，泥土邊坡在雨后形成流動性土體，形成災害性泥石流等。這些地質災害發生的主要原因是不合理造成的采剝失調、邊坡角度過陡等形成不穩定結構。這一類型礦山地質災害多發生在露天開采或掘坑開采礦山。這種災害常常瞬時發生，但造成結果危害性更大，如礦山山崩，往往使礦產毀于一旦，造成人員大量傷亡，危害極大。

1.5 礦坑工程災害 不合理的礦山開采手段與落后的開采方式，常會造成礦山地下工程災害事故的發生，如洞井塌方、冒頂、巖爆等。這些災害均是因為礦井、礦坑內的巖土圈層發生地殼應力變化，而導致巖層、土層應力突然釋放，導致大量巖石、碎屑，并向坑井內突進，給礦井開采帶來危害，危急礦工安全并造成財產損失。例如坑內巖爆就是因礦坑周邊和頂底板圍巖，在受到巨大的巖石圈層應力作用狀況下，一旦因采掘面不能維持平衡，即有可能產生巖石圈層應力突然釋放，導致巖石破裂迸裂，并向坑內大量噴射、爆散，從而給礦山帶來毀滅性災難。

1.6 采空區塌陷 礦山開采引起的地面沉陷影響的范圍大，對土地的破壞嚴重。當地下礦層被采出之后，采空區的頂板巖層在自身重力和其上覆巖層的壓力作用下，產生向下的彎曲和移動。當頂板巖層內部所形成的拉張應力超過該層巖層的抗拉強度極限時，直接頂板首先發生斷裂和破碎并相繼冒落。接著是上覆巖層相繼向下彎曲、移動，進而發生斷裂。隨著采礦工作面向前推進，受到影響的巖層范圍也不斷擴大。當礦層開采的范圍擴大到某一時刻，在地表就會形成一個比采空區大得多的塌陷盆地，從而危及地表的各種建筑物和農田等。

1.7 泥石流 礦山開采中亂采濫挖，隨意丟棄廢土廢石及植被破壞等都可能導致泥石流的發生或加大原有泥石流的規模和暴發頻率。礦山開采后的松散碎屑堆積物為泥石流提供了豐富的固體碎屑物源。在一定的地形地貌條件下，特定的水動力來源則會激發山體滑坡，然后快速轉化為高速流動。堆積物能否發生位移，決定斜坡上物體的靜力平衡是否破壞。一般堆積物堆積于斜坡上，在其自重作用下產生垂直坡面的正壓力和沿斜坡向下運動的分力及下滑起動力，由于堆積體與斜坡地面之間產生抗滑動的摩擦力，及抗滑動的抗剪強度。當下滑起動力小于臨界起動力時，堆積物處于穩定狀態，當下滑起動力等于臨界起動力時，堆積物處于臨界平衡狀態。當下滑起動力大于臨界起動力時，極限平衡被破壞，堆積物快速向下滑動，在暴雨的激發條件下形成泥石流。

2 地下水位異變災害

礦山開采過程中，深層開采有時會破壞地下水自由潛水層或承壓含水層的結構穩定性，進而引起地下水位和礦山地質環境的改變，造成災害性后果。

2.1 異變災害 礦坑、礦井突水、涌水是最常見的礦山災害之一。由于地下水位的短時間迅速改變，致使礦坑突然進水。這種礦山地質災害突發性強、規模大，導致后果也十分嚴重。采礦過程中常因對礦坑涌水量的排空速度估計不足，采掘過程中穿透隔水斷層，或者驟遇蓄水溶洞、暗河，導致地下水大量涌人，造成坑井被水淹沒，人員傷亡或其他嚴重災難性后果。

2.2 坑內涌漿 坑內涌砂是礦坑突水的伴生災害，當礦坑采掘過程中遭遇富含泥沙的蓄水層或溶洞，突破隔水層后，泥沙和巖屑隨水一起涌入礦坑，造成涌漿災害。另外一些透水斷層和潛水層也常會因為斷層錯位，夾雜沉積物下漏涌人坑內，其結果是使礦坑被泥漿阻塞，設備和開采人員被泥沙掩埋，致使礦山遭受災難性后果。

2.3 水土流失問題 礦山開采過程中產生的渣、土等松散堆積物。因其結構疏松，孔隙度大，在雨滴的打擊和水流的動力作用下，渣土顆粒質量不足以抵抗水流動力而發生位移運動，形成水土流失。

2.4 水、土污染問題突出 多年來因礦山開采、加工及“三廢”不合理排放已使許多礦區周圍生態環境受到嚴重污染。尤其以一些采金、鐵、硼、硫化物等小選礦廠和煤礦開采對周圍地表水和地下水產生的污染現象最為普遍。這類廠多將廢水直接排入河道，造成河水污染，汛期河水漫溢又造成耕地污染。

3 礦山環境化學污染災害

3.1 尾庫、場庫災害 許多礦山開采，都伴隨著礦場與尾礦庫的存在。場庫失穩主要是由于尾礦壩體不能承受壓力決堤后形成泥石流造成巨大的危害。尾礦庫潰壩常常因為壩體穩定性在日益增加的壓力，或因廢礦液溢出，壩體管涌而發生決堤。尾礦潰堤給礦區人民生產生活都帶來不可估量的災難性后果，同時也會給當地水土環境造成污染和長期危害。

3.2 水土環境污染 礦山開采，礦坑地下水、選礦、冶煉污水、尾礦滲漏水等，都會造成礦區水源與地下水的污染，同時廢液中的重金屬污染元素、有毒有害元素的存在，也會長期存留在土壤中，形成持久性的環境災害。礦業廢水量大，多數來不及處理，直接被無序排放進入環境水體，直接或間接造成區域性水土環境污染，致使礦區地表水、地下水源、農田遭受長期污染。這種危害性常常是潛在性的，其危害性更大。

4 結論

綜上所述，礦山地質災害由于時空特點與產生條件各有特點，隨著礦山地質勘查的手段逐步應用，應采取有力的防治措施，才能防止礦山地質災害的發生。根據礦山地質災害發生的特點，有些礦山地質災害能從主觀上加以預防，有些地質災害由自然誘因引起，不可能有效預防。因此制定具體的防治手段，開發與應用先進的信息化、地球物理勘查手段、地球化學勘查手段，對礦山地質進行嚴密監視，對可能發生的潛在災害施行實時監測、動態監測，建立礦山地質災害監測系統，實現礦山地質與環境生態動態跟蹤與管理體系，避免重大人員財產損失。加強礦坑、礦井邊坡設計，進行邊坡監測，穩固邊坡地質構造，開挖后如果出現開裂變形，及時做地質勘察，并做好預防措施。合理建設尾礦礦壩，形成穩定礦場與尾礦庫，降低滑坡和塌方風險。對于坑道開采，在坑道內一定要做好支護，做到邊開采邊支護，防止因礦頂坍塌、冒頂等產生的危害，尤其上方有住戶處要預防引起上部地面開裂，同時做好坑道的排水設計，以防因礦坑涌水造成危害。礦山地質災害類型多，引發因素多樣，不同類型的礦山地質災害有著不同的形成機制和表現形式。針對不同礦區的地質環境特點，選擇適當的礦山開采方案，并進行積極的地質災害勘查方法，做到將災害消滅在萌芽期。

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