簡述礦山地質災害的勘查方法與防治對策

曲鑫

（中國有色礦業集團有限公司，北京 朝陽 100029）

作為我國國民經濟發展中的支柱產業，近年來礦山行業發展迅速。然而由于開采設備和技術的相對落后，導致礦山的開采環境不斷惡化，礦山地質災害也日趨嚴重。我國礦山地質災害種類繁多、分布廣泛、危害巨大、潛在隱患突出，如何利用現有技術手段，有效勘察及防治礦山地質災害的產生，已逐漸成為地質行業亟待解決的重要課題。

1 礦山地質災害種類

1.1 巖土體變形災害

（1）地表及采空區塌陷。地面塌陷主要發生在地下以井巷開采的礦山。采用空場法、留礦法、崩落法等開采的地下礦山，將原生礦體和伴生廢石采出后，往往在井下形成巨大的采空區和崩落空區，若保留礦柱不足，空區達到一定的規模時，會在采空區域產生地裂縫，逐漸發展為采空區的地面塌陷。煤礦的礦體埋深淺，地面塌陷尤為常見。對于礦體埋藏較深的地下開采礦山，如果不能及時回填和崩落采空區，也極易產生大面積的塌陷。采空地面塌陷往往會破壞土地和建筑物，造成重大經濟損失，危及人類的生命安全，嚴重制約了社會和經濟發展。

（2）采場邊坡失穩、滑坡及巖崩。滑坡是地質災害中最為廣泛的一種，是露天礦山最常見的地質災害，也是發生頻率最高、對露天礦山安全影響最大的一種災害。其形成的主要原因是在山坡，特別是陡峻山坡的下部進行地下開采，或者由于不合理開采造成采剝失調。此類地質災害會對山坡下的村莊、河流、道路等造成重大影響。

（3）礦震。礦震是由于采礦形成采空區所造成，也稱為礦山地震，屬于礦山地質災害的一種，礦震極易引起礦坑突水、巖暴、瓦斯大量涌出導致爆炸等事故。具有突發性、危害大、連鎖反應的特點。2014年11月26日1時31分，恒大煤業公司附近發生1.6級礦震。事故造成區域作業的89名礦工中24人死亡，52人受傷。

（4）巖爆。坑內巖爆又稱礦山沖擊，這是因為礦坑周邊和頂底板圍巖，在受到強大的地殼應力作用而被強烈壓縮，一旦因采掘挖空出現自由面，即有可能產生巖石地應力的驟然釋放，導致巖石大量破碎成碎塊，并向坑內大量噴射、爆散，給礦山帶來危害和災難。巖爆具有突發性、猛烈性的特點，往往難于防范。嚴重的巖爆會導致重大人員傷亡、毀壞礦井、誘發礦震等后果。

（5）尾礦庫坍塌。尾礦設施是礦山生產的重要組成部分，并且尾礦庫中含有有毒有害物質，一旦潰壩泄漏，會帶來嚴重的人員傷亡、環境污染和經濟損失。2000年10月廣西南丹尾礦庫坍塌造成28人死亡，2006年4月陜西鎮安縣某黃金尾礦潰壩造成17人死亡。

1.2 礦井災害

（1）礦坑涌水突水。掘進和采礦過程揭穿或溝通富水和導水結構，使地下水或地表水大量而突然地涌入坑道。礦井突水的突發性強、規模大、影響嚴重，是礦山較為嚴重的地質災害之一，以巖溶地帶礦山以及煤礦為多發區。目前很多礦山，尤其是受民采嚴重干擾的礦山，其開采的地質環境已受到無序破壞，不明老窟極易造成突發性的突水災害。

（2）瓦斯。在進行礦產的開采過程中，由于開采區域通風不暢，易引起氣體積聚，形成瓦斯爆炸。這種災害多見于煤礦以及一些硫化礦。

（3）地熱。地熱危害是礦井向深部開采過程中不可避免的問題，而且隨著開采深度的增加，地熱危害不斷加劇。高溫環境嚴重威脅井下安全，損害工人身體健康，極易應發災害事故。

2 礦山地質災害的主要勘查辦法

2.1 地球信息技術綜合方法

在對礦山環境進行勘探時，經常使用的技術是遙感技術RS、全球定位系統GPS和地理信息系統GIS，三者合稱“3S”。通過3S技術的應用，可以宏觀上掌握礦山地質災害的分布情況以及發展規律。例如，GPS技術可以準確定位地質災害的發生地；RS技術通過對礦區多時相遙感圖像進行疊加分析，可以獲取不同時期礦區地貌的破壞程度、塌陷區分布情況及面積等；GIS技術可以對所有礦區收集數據進行有效分析，方便管理人員迅速掌握災情，及時進行有效干預。3S技術尤其適用于礦山積水區、塌陷區等無法利用地形測量等常規手段進行勘察的位置。

2.2 物理勘查方法

當前，從事礦山地質災害勘查的工作人員主要采用的物理勘查方法為：淺層地震法、高密度電阻率法等。通過應用以上兩種方法，能夠使淺層地質災害區域監控工作的質量得到一定的提高。所謂高密度電阻率法，主要是指根據巖石自身的導電性特征，通過對其實施物理實驗的方式，分析出不同種類巖土間的導電差異性，進而明確礦山中地質災害的具體位置，降低地質災害發生的可能性。找層地震法主要是指利用模擬地震波的方法，對礦山進行勘查，進而判斷出相應礦山實際的地質情況。

2.3 環境化學的地質災害勘查方法

在礦山的具體開采以及地質災害防治的過程中，可以采用環境化學的勘查方法進行礦區勘測，以此來確定礦區內空氣的污染情況以及后續的污染指數，通過這種地質災害的勘測方法，可以根據監測到的數據確定污染區域，以此為后續礦山區域的治理工作奠定基礎。實施環境化學勘查的目的是通過地球化學異常的線索來找尋礦床。現階段，環境化學勘查方法得到了廣泛的應用，它不僅可以用于找礦，同時還可以解決環境污染、農業、畜牧業、地方病以及各種地質問題。

3 礦山地質災害的防治對策

（1）在地質勘查過程中，要遵循預防為主、控制和治理相互結合的基本原則，合理規劃、全方面進行管理，保證思路的清晰性，使得礦產開采工作科學有序的進行。

（2）全面落實礦山環境的監督管理工作，在開展采礦工作過程中，為了避免出現邊開采邊破壞的現象，對于相關的工作部門而言，應該向礦產企業實施山區環境保護的強制性措施，并構建規范的山區環境影響評價體系、地質災害風險評估體系以及“三同時”制度等。另外，在一定的時間內應該進行相應的地質環境執法檢查工作，對礦山生態環境形成破壞的個人或者或者企業，應該依法追究相應的責任。針對可能出現洪水、滑坡或者泥石流等地區，應加強監督管理。

（3）在對地面塌陷以及地裂縫現象進行防治的過程中，首先，應該針對采空區域進行有效防治，一般情況下，主要采取的措施為充填處理方式，這種方法完成礦山開采工作之后，對礦山周圍的廢石進行充分的利用，從而完成對采空區的填充工作。應用充填采礦方法，不但可以滿足環保需求，同時還能避免地面出現塌陷現象，從而在最大程度上提升企業的經濟效益。

（4）針對滑坡與崩塌現象進行防治時，應該嚴格按照相關的規范設計要求來進行，以此確保開挖的深度滿足相關的設計標準，從而有效避免崩塌或者滑坡現象的發生。

（5）在對泥石流現象進行防治的過程中，應該保證礦石堆放過程的合理性，并及時清理礦渣，切斷泥石流的物質來源，并在礦山修建排水渠，及時將水流排出礦坑。

（6）巖爆災害的防治對策：在施工前期階段中，要根據掌握的相關資料，判斷哪些部位經常發生巖爆現象，并且根據實際情況，來制定有效的預防措施和解決方案，在優化相關對策的基礎上減少巖爆現象的發生，以此保證施工的安全性。

（7）突水災害的防治對策：在礦山工作開展前，要根據水文地質資料確定突水的危險程度，并且明確劃分安全區域和危險區域，加大對危險區域的監測力度，并且制定相應的預防措施，強化抗突能力。

（8）礦震災害的防治措施：在施工前，要進行合理的部署，施工期間，加強監督力度，并根據不同的施工內容來制定合理的措施。

4 結語

進行高質量的地質災害勘查工作，有助于礦山進行合理的資源開采以及有效的環境治理。在礦山生產過程中，應根據具體的地質情況，依靠先進的科學技術，運用有效的對策，對礦山的地質災害進行有效的預防與控制，以此保證礦山生產的順利實施。