礦山地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)

張 寶

（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心山西總隊(duì)， 山西 太原 030031）

我國(guó)礦產(chǎn)資源豐富，已發(fā)現(xiàn)171種礦產(chǎn)，其中159種礦產(chǎn)已探明具有一定儲(chǔ)備量，包括金屬礦產(chǎn)、非金屬礦產(chǎn)、水氣礦產(chǎn)等。我國(guó)部分種類的礦產(chǎn)儲(chǔ)備量在全球位居前茅，礦產(chǎn)資源的開發(fā)開采為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)做出了巨大貢獻(xiàn)，但是，開采伴隨著破壞，分析我國(guó)礦產(chǎn)地質(zhì)災(zāi)害的成因，做好地質(zhì)災(zāi)害防治，對(duì)礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境保護(hù)具有重要意義。

1 礦山地質(zhì)災(zāi)害類型

礦山地質(zhì)災(zāi)害指的是人類為了獲取礦產(chǎn)資源在采礦區(qū)進(jìn)行礦產(chǎn)開采開發(fā)的過程中，導(dǎo)致的泥石流、地裂縫、地面塌陷、滑坡以及崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。礦山地質(zhì)災(zāi)害與開采方式、礦區(qū)原始地質(zhì)地貌特征、區(qū)域降水情況、地表植物生長(zhǎng)情況等因素有著直接的關(guān)系。

（一）崩塌滑坡。崩塌滑坡屬于突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害，也是礦山地區(qū)常見的地質(zhì)災(zāi)害之一，崩塌主要分為巖質(zhì)崩塌與土質(zhì)崩塌等兩大類。采礦作業(yè)對(duì)礦區(qū)原山體造成破壞，產(chǎn)生高度大、坡度陡的邊坡，一些巖體甚至懸空，部分山體地質(zhì)開裂。在現(xiàn)代礦產(chǎn)資源開發(fā)中，采用崩落法進(jìn)行采礦，保護(hù)措施處理不當(dāng)，若遇暴雨來襲，極易發(fā)生山體的崩塌現(xiàn)象。

（二）泥石流。泥石流主要發(fā)生在山區(qū)、溝谷、深壑等地形陡峭、地勢(shì)險(xiǎn)峻的地區(qū)，由于暴雪、暴雨、冰雪融水等極端天氣或是地震等自然災(zāi)害引起該區(qū)域山體，出現(xiàn)含有大量泥沙、石塊的山體滑坡的一種特殊洪流現(xiàn)象。泥石流的發(fā)生一般都是突發(fā)性的，并且流速快、流量大、物質(zhì)容量大，泥石流破壞力極強(qiáng)。泥石流的形成一般有三個(gè)基本條件：一是山體陡峭收集雨水迅速；二是堆積固體物質(zhì)多且結(jié)構(gòu)松散；三是暴雨集中頻發(fā)或是易發(fā)生突發(fā)性的大量流水來源。礦山地區(qū)正好符合泥石流發(fā)生的三個(gè)基本條件，礦產(chǎn)資源的開采過程中，山體原始植被、巖石結(jié)構(gòu)遭到破壞，遇到暴雨天氣，雨水迅速匯集對(duì)巖土進(jìn)行搬運(yùn)，降雨性泥石流極易發(fā)生，降雨性泥石流一般含有石塊、沙礫以及粘土。

（三）地面塌陷與地裂縫。地面塌陷以形成原來分，可以分為自然塌陷和人為塌陷兩種，自然塌陷是地表巖土因地震、雨水滲透、自重壓力以及地下巖土機(jī)構(gòu)潛蝕掏空等原因引發(fā)的地面下陷的現(xiàn)象，人為塌陷顧名思義是因?yàn)槿祟惢顒?dòng)造成的，比如地下采礦、地下取水、水庫蓄引水等人類建設(shè)活動(dòng)誘發(fā)的地面塌陷。根據(jù)塌陷坑的大小和數(shù)量的不同，地面塌陷可分以下4個(gè)等級(jí)：

塌陷等級(jí) 坑洞數(shù)量 影響面積小型塌陷 l～3處 1平方千米中型塌陷 4～10處 1～5平方千米大型塌陷 11～20處 5～10平方千米特大型塌陷 20處以上 10平方千米以上

地裂縫是地表巖土在自然因素或人為因素作用下，地面形成一條具有一定長(zhǎng)度和寬度的裂縫的現(xiàn)象。形成地裂縫的原因有很多，主要有地殼活動(dòng)、水侵蝕、人類活動(dòng)等等，地裂縫可分為地震裂縫、基底斷裂活動(dòng)裂縫、隱伏裂隙開啟裂縫、松散土體潛蝕裂縫、黃土濕陷裂縫、脹縮裂縫、地面沉陷裂縫以及滑坡裂縫等八類。

（三）采空塌陷。采空塌陷是指礦山地下挖掘開采形成空洞的空間，上部巖土層失去支撐，在自身重力作用下結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，最終引起地表面出現(xiàn)塌陷現(xiàn)象。采空塌陷的地質(zhì)現(xiàn)象主要發(fā)生地下礦山區(qū)域，這些礦山多以空?qǐng)龇ā⒈缆浞ㄟM(jìn)行礦產(chǎn)資源開采，當(dāng)開采量達(dá)到一定規(guī)模后會(huì)發(fā)生自然垮落，如若發(fā)現(xiàn)不及時(shí)、預(yù)防不到位、處理不準(zhǔn)確，會(huì)造成更為嚴(yán)重的事故隱患，威脅到礦區(qū)生產(chǎn)生活質(zhì)量安全，嚴(yán)重的采空塌陷還會(huì)引起大規(guī)模的山體滑移，造成不可預(yù)估的生命財(cái)產(chǎn)破壞。

2 礦山地質(zhì)災(zāi)害防治措施

礦山地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，嚴(yán)重影響礦區(qū)人民的生產(chǎn)生活安全，礦山地質(zhì)災(zāi)害的突發(fā)性、隱蔽性、破壞性，加大了我國(guó)當(dāng)前防災(zāi)工作的難度，加大礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治，將地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生率降到最低，是礦山穩(wěn)定健康發(fā)展的重要措施。以下以滑坡、采空塌陷等地質(zhì)災(zāi)害為例，簡(jiǎn)要分析地質(zhì)災(zāi)害防治措施。

（一）滑坡防治措施。一是盡量減輕直至消除水的危害；二是改變滑坡區(qū)域山體的外形，可以通過降低滑坡區(qū)域邊坡分層高度，增加分層數(shù)量等方式增加巖土穩(wěn)定性，適度放緩坡腳，減小渣土堆積高度；三是增加錨固等支擋措施。對(duì)易產(chǎn)生滑坡的山體采取錨固、支擋等措施，加固邊坡穩(wěn)定性，改變滑動(dòng)邊坡的形態(tài)，對(duì)過于陡峭、巖土質(zhì)松散的危險(xiǎn)系數(shù)高的坡體，降放緩坡腳，消坡降低邊坡高度，結(jié)合錨固措施，實(shí)現(xiàn)永久性穩(wěn)固邊坡巖土體的目的。

（二）采空塌陷防治措施。一是充填復(fù)墾法，充填復(fù)墾法是礦山區(qū)常用的采空塌陷地質(zhì)災(zāi)害防治措施之一，主要是利用礦山附近的煤灰、煤矸石粉、露天礦剝離物等礦區(qū)易得的可充填材料對(duì)踩空塌陷部位進(jìn)行充填，增加采空區(qū)地面的支撐；二是崩落法，在采空區(qū)地面塌陷前，先使用深孔爆破等人工方式將采空區(qū)圍巖崩落，對(duì)采空區(qū)進(jìn)行填充，該方法要注意爆破區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，切勿拆東墻補(bǔ)西墻，預(yù)防了采空塌陷，造成了滑坡；三是支撐法，在采空區(qū)范圍內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量的礦柱、支架等支撐，防止采空區(qū)發(fā)生危險(xiǎn)變形；四是封閉法，對(duì)不影響主礦體開采，不阻礙主礦道通暢的小采空區(qū)進(jìn)行封閉，將采空面積進(jìn)行分割，增加巖土穩(wěn)定性。

3 礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)

3.1 造成地質(zhì)環(huán)境破壞的原因

礦山本身就是優(yōu)質(zhì)地質(zhì)環(huán)境，礦產(chǎn)開采需要占用及破壞大面積的土地資源，影響地質(zhì)環(huán)境和地表生態(tài)景觀，不同的區(qū)域不同的礦產(chǎn)資源開采，將會(huì)造成不同的環(huán)境破壞，平原地區(qū)開采粘土礦、砂石礦等破壞了耕地和草地，山區(qū)開采金屬礦藏占用了耕地和林地，不合理的礦產(chǎn)資源開發(fā)對(duì)地質(zhì)資源、植物資源等造成長(zhǎng)期的不可逆的破壞。而在礦山開采過程中還會(huì)產(chǎn)生大量廢渣、廢水及廢石的堆放，堆放帶來的重力作用容易造成地質(zhì)環(huán)境問題，比如，礦區(qū)廢水會(huì)污染地下水資源以及地表水資源。

3.2 環(huán)境災(zāi)害治理措施

礦山開采保護(hù)的重點(diǎn)就是水土保持、環(huán)境保護(hù)。復(fù)墾林木是水土保持的關(guān)鍵，可以有計(jì)劃的種植林草、防護(hù)林經(jīng)濟(jì)林、及薪炭林等水土保持植被來加固礦山土壤，防止水土流失，減少泥石流的發(fā)生。礦區(qū)內(nèi)礦渣的廢棄、松散填土等必須按照相關(guān)規(guī)定執(zhí)行，避免因無序隨意堆積引發(fā)的地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害。