礦山開采引發的地質災害及治理措施探究

（重慶市高新工程勘察設計院有限公司，重慶 渝北 401121）

礦山開采引發的地質災害及治理措施探究

劉曉宏

（重慶市高新工程勘察設計院有限公司，重慶 渝北 401121）

本文對礦山開采引發的主要地質災害類型及地質災害的預防和治理措施進行了分析和探討。

礦山；地質；災害；治理

1 礦業開發與地質災害

礦山地質災害是指由于自然地質作用和人為地質作用使礦山生態地質環境惡化，并造成人類生命財產損失或人類賴以生存的資源、環境嚴重破壞的災害事件。影響礦山地質災害發生的主要因素在于人類對礦山的開采。而國土資源部按致災地質作用的性質和發生位置進行科學劃分，將地質災害分為 12 類、48 種，礦山地質災害是地質災害的一個小分支。

2 礦山開采引發的主要地質災害類型

礦山地質災害根據成災與時間的關系等來劃分，主要包括礦坑突水、瓦斯爆炸、巖爆等表現形式的突發性礦山地質災害和采空區的地面變形、環境污染等表現形式的換發型礦山地質災害。現實生產生活中多見的是以災害的空間分布和成因關系進行分類，會產生巖土體變形、地下水位改變和礦體內因等地質災害。

2.1 冒頂片幫。在礦山開采的地質災害中，冒頂災害事故最為高發，是一種危害礦山生產安全的主要地質災害類型。主要表現為巖層脫落、塊體冒落、不良地層塌落及其它等各種垮塌，該種事故多發生在穩定性較差的礦巖和軟弱夾層部位，這種地質災害類型具有突發性和高發性的特點，會給礦山從業者的生命安全造成威脅。

2.2 泥石流。所謂的泥石流，是山區溝谷中，由暴雨、冰雪融水等水源激發的、含有大量泥沙石塊的特殊洪流，在礦山的資源開采中，由于山上的植被和巖石遭到破壞，特別是在暴雨天氣經過水的搬運作用，會形成降雨性的泥石流，這種泥石流的發生也有其自身的特點，一般由石塊、沙礫和粘土組成，目前中國礦山泥石流的發生和隱患主要與礦山開采中的廢石堆較多、攔護措施差、結構松散等有關。

2.3 采空區塌陷。采空區塌陷的現象主要發生在以空場法、崩落法進行開采的地下礦山區域，在形成一定規模后自然發生垮落，一旦無法及時有效地進行預防處理，將會誘發嚴重的事故隱患，甚至在近地表的巖移中，威脅到地表建筑和道路的使用質量安全，嚴重的還可進一步引發大規模山體滑移。一旦達到一定的采空規模，而不進行及時有效的填充，就很容易導致崩塌災害，這一情況在對金屬礦的開采中更為常見。此外，采空區塌陷災害還會引發其它的地質災害，比如地裂縫、滑坡、崩塌等，都會給地表的各種建筑和農田等造成不同程度的危害。究其根源，影響采空區塌陷的因素是多方面的，從災害塌陷區的范圍、塌陷幅度和塌陷時間進程等方面研究考察可以發現，其成因過程是十分復雜的，除了受到礦區地質地形 （巖層的結構、構造、巖性、成分） 等客觀自然條件因素的影響外，還與開采技術（現場觀察、測量、自我意志） 等人為條件有著密切的關系。因而，至今尚未形成公認的通用采礦塌陷機理，當前業內盛行的幾種假說也只是從多角度對各類礦山塌陷的形成機制進行了某些側面的詮釋。

2.4 崩塌滑坡。崩塌、滑坡地質災害在露天開采和地下開采中都會發生，并都有可能帶來較為嚴重的經濟損失，其區別在于：露天開采的崩塌滑坡主要表現為礦邊坡的滑落，而井下開采則多數由采空區塌陷引發的。該種地質災害的產生和分布直接受到礦區自然環境、礦區工程隱患區域的地質條件和人類活動方式等的多重作用影響，主要表現在采空區山體滑坡；排土場、堆渣場邊坡失穩或者尾礦壩垮塌等。想要穩定和有效地控制礦區開采中的滑坡災害，就要有效控制引發滑坡的各種控制作用。

2.5 它地質災害。除了上述一些較為突出的地質災害外，還包括同樣會威脅到礦山地質環境的礦震、地熱、瓦斯突出、地表塌陷、深部巖爆、井下突水、地下水位下降和水土流失等。

3 地質災害的預防和治理措施

3.1 地質災害預測報告。我們在現實的井下地質災害預測預報中可利用技術手段采用一些探測儀器來進行地質情況的勘測，為地質災害的防治提供參考。其中在當前的隧道開挖地質災害預警預報中運用比較廣泛的有：a TSP 方法。具有適用范圍廣、預報距離長、對隧道施工干擾小、預報精度高的特點。有效預測掌子面前方100 m～150 m 距離的采空區位置和規模、塌方、突泥、突水等施工地質災害；b直流電法。即利用空間電法勘探，來判斷圍巖的含水、導水地質構造狀況，從而有效避免斷層、裂隙、塌陷等地質災害的發生；c地質素描法、地質雷達法、紅外探測法、超前水平鉆孔等其它探測法。

3.2 環境巖土工程治理技術。該種技術更注重對一些具體地質災害的防治。環境巖土工程的治理技術主要包括如下幾種情況：a巖爆應力集中，限元方法能有效釋放應力；b尾礦的塌陷，可采用邊采邊充填、集中充填、壓力注漿等填充法，來增加尾礦庫的整體總量；c井下突水，除了運用物理探測法，還要采取注漿封堵、外圍帷幕注漿截流等措施，預測方法主要有統計學方法、突變論方法和現場試驗等；d采空區的塌陷，通常采用減少沉降高度的方法來預防，從而提升安全保障；e崩塌、滑坡災害，要控制超采濫挖現象，做好排水工作；f對排石場內的空洞和裂縫現象，可通過高密度電阻率法和工程地震法來進行探測驗證。這里需要提醒的是，對地形較為復雜的礦山場地，一定要分段勘查，在進行必要的現場試驗后再確定加固設計。

3.3 控制爆破法。在礦山開采中，通常都會借助火藥來完成破碎工作，而當前最為常用的礦山控制爆破法為光面爆破法，能夠有效地控制破碎程度、破壞范圍、坍塌方向等，保證圍巖的穩定性、降低爆震裂隙，減少危石，更好地支護坑道，有效避免和預防礦區開采中出現的坍塌、冒頂、掉塊等地質災害的發生。

3.4 其他保護措施。即非技術措施，主要有加強立法，建立健全各項規章管理制度；建立礦山生態風險評價體制，建立災害監測網絡和預警信息系統，因地制宜地綜合治理，加強環境保護和污染治理。在礦山開采規劃和報批的同時，明確礦山企業保護礦山環境的責任，采用先進的采礦工藝，制定礦山環境恢復治理規劃，對礦山環境保護工作進行定期監督檢查。通過各級政府和國家財政為礦山的地質環境恢復提供資金保障和技術支持，積極推行地質環境保證金制度，設立防治基金來完善投入機制，減少礦山地質災害的發生。

結語

加強對礦山地質災害的重視，在今后的采礦過程中對礦體的變化進一步核實、了解，采取相應的措施，才能切實加強生態環境的保護，使礦產資源得以充分有效的利用，避免國家資源的浪費，從而提高地質災害的防治水平，對礦產資源的合理開發與環境保護的協調發展、促進區域地質環境好轉和建設“山川秀美”工程具有十分重大的現實意義。

[1]閆車杰．礦山地質災害研究及防治探討[J]．中國地質，2004，13（03）：66-68．

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