試論礦山地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型的危險(xiǎn)性與地質(zhì)災(zāi)害勘查技術(shù)方法

李春梅

（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心廣西總隊(duì)，廣西 桂林 541000）

我國(guó)具有豐富的礦產(chǎn)資源，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活需要礦產(chǎn)資源的支持，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，產(chǎn)業(yè)發(fā)展和人民生活對(duì)于礦產(chǎn)資源的需求量日漸攀升。我國(guó)礦山開(kāi)采行業(yè)規(guī)模不斷發(fā)展壯大，面臨的施工困境也逐漸上升[1]。若是礦山開(kāi)采企業(yè)盲目追求經(jīng)濟(jì)效益而忽視社會(huì)責(zé)任，將會(huì)降低有效治理地質(zhì)問(wèn)題的力度，引發(fā)各類(lèi)地質(zhì)災(zāi)害，甚至對(duì)施工人員和周邊居民造成惡劣影響。

1 礦山地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型與危險(xiǎn)性分析

1.1 泥石流災(zāi)害與危險(xiǎn)性分析

泥石流災(zāi)害多受到自然環(huán)境變化導(dǎo)致，當(dāng)降水量過(guò)大，且礦產(chǎn)采集區(qū)域地質(zhì)環(huán)境惡劣，將會(huì)引發(fā)泥石流災(zāi)害，從而降低礦區(qū)安全性[2]。在礦山開(kāi)采期間，土體被破壞，泥土和巖石被移動(dòng)，導(dǎo)致原有的地質(zhì)結(jié)構(gòu)平衡性被破壞，引發(fā)泥石流災(zāi)害。泥石流的發(fā)生是不可控的，需要施救人員在第一時(shí)間內(nèi)快速組織救援，制定科學(xué)合理的救援措施，降低泥石流災(zāi)害所可能造成的人身危害和經(jīng)濟(jì)損失。

圖1 泥石流災(zāi)害

當(dāng)?shù)V區(qū)發(fā)生泥石流災(zāi)害后，將會(huì)影響周邊的房屋等各類(lèi)建筑工程穩(wěn)定性，影響河道正常流通能力，若是情況嚴(yán)重，還會(huì)對(duì)鐵路、公路等國(guó)家公共基礎(chǔ)設(shè)施造成惡劣影響，對(duì)周邊的人民群眾以及礦區(qū)工作人員的生命健康產(chǎn)生威脅。由于難以控制泥石流的勢(shì)頭和影響力度，在泥石流流動(dòng)期間，會(huì)引發(fā)更為嚴(yán)重的災(zāi)害，所以在礦山地質(zhì)災(zāi)害中，泥石流是國(guó)家地質(zhì)部門(mén)所重點(diǎn)預(yù)防的災(zāi)害類(lèi)型。

1.2 采空區(qū)塌陷危害與危險(xiǎn)性分析

礦山災(zāi)害類(lèi)型中，采空區(qū)塌陷已是司空見(jiàn)慣，在礦山作業(yè)區(qū)域內(nèi)，采空區(qū)是常見(jiàn)的作業(yè)地帶，也是極為容易產(chǎn)生自然災(zāi)害的區(qū)域。在礦石資源開(kāi)采期間，將會(huì)對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)作出改變，甚至掏空地下部分，導(dǎo)致礦石開(kāi)采區(qū)域塌陷產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害[3]。采空區(qū)塌陷問(wèn)題是人為因素，在部分礦山開(kāi)采期間，作業(yè)人員不注重科學(xué)開(kāi)發(fā)方法使用，甚至采取的開(kāi)采技術(shù)未達(dá)到開(kāi)采標(biāo)準(zhǔn)，造成礦區(qū)開(kāi)采區(qū)域的重力層發(fā)生改變，增加頂板巖層承受的壓力，導(dǎo)致該位置發(fā)生破碎或斷裂問(wèn)題。另外，礦山開(kāi)采過(guò)度將會(huì)擴(kuò)大巖層影響范圍，使得地表發(fā)生塌陷。

圖2 塌陷災(zāi)害

倘若是采空區(qū)域發(fā)生塌陷危險(xiǎn)，勢(shì)必會(huì)引發(fā)一系列危險(xiǎn)現(xiàn)象，進(jìn)而形成惡性循環(huán)。采空區(qū)域的塌陷問(wèn)題，直接影響到周邊位置的農(nóng)田和建筑物，不僅造成財(cái)產(chǎn)損失，還會(huì)影響到周邊居民的生命安全。另外，采空區(qū)域塌陷會(huì)導(dǎo)致周邊土地資源被破壞，大量流失土地資源，蒙受經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)，還將面臨著分配土地資源的難題。農(nóng)田和土地的影響已經(jīng)尤為嚴(yán)重，地下水正常循環(huán)以及水源質(zhì)量更是惡劣，植被難以在成長(zhǎng)中獲得充足和良好的水資源補(bǔ)充，將會(huì)逐漸干枯，最終導(dǎo)致土地荒蕪，影響當(dāng)?shù)厮こ獭?/p>

1.3 滑坡危害與危險(xiǎn)性分析

滑坡危害與泥石流相對(duì)類(lèi)似，其最大的不同在于泥石流是自然因素影響，滑坡是人為因素和自然因素影響所致。在降水量較大的季節(jié)，或者是風(fēng)化作用明顯的地區(qū)，地質(zhì)結(jié)構(gòu)若是松散，將會(huì)極容易受到外界干擾，防護(hù)措施不當(dāng)會(huì)造成滑坡危害，在開(kāi)采礦石期間，開(kāi)采面的選擇不夠合理，規(guī)劃坡腳位置和坡體的位置不夠科學(xué)，會(huì)進(jìn)一步加重滑坡危害。滑坡危害可通過(guò)制定科學(xué)的開(kāi)采計(jì)劃予以避免，施工開(kāi)始前要與外界自然環(huán)境相結(jié)合，做好合理的預(yù)防工作。滑坡的危害性與泥石流大同小異，在此不做贅述。

圖3 滑坡災(zāi)害

1.4 水土流失危害與危險(xiǎn)性分析

開(kāi)采礦山期間，水土流失同樣是常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型，需礦山開(kāi)采人員以及礦山開(kāi)采企業(yè)管理人員高度重視。水土流失危害發(fā)生，除了人文因素影響之外，還受到自然因素影響。

礦山開(kāi)采地區(qū)若是地質(zhì)地貌存在特殊性，氣候變化較大，且土壤植被遭受破壞，都可能是誘發(fā)水土流失的自然因素，若是礦區(qū)開(kāi)采地段不經(jīng)過(guò)合理規(guī)劃，勢(shì)必會(huì)損害土地表層植被和土壤，無(wú)節(jié)制的砍伐和排污，也會(huì)造成水土流失災(zāi)害加劇[4]。在礦山資源開(kāi)采期間，水利工程施工也會(huì)在不同程度上影響水土流失嚴(yán)重程度，礦山地質(zhì)情況相對(duì)復(fù)雜，若是水利工程建設(shè)控制措施利用不當(dāng)，將會(huì)影響礦山施工，出現(xiàn)水土流失問(wèn)題。

圖4 水土流失災(zāi)害

水土流失最為突出的表現(xiàn)是大面積損壞水土，破壞周邊植被，甚至將原有的地形地貌作出改變。在礦山中，土石結(jié)構(gòu)將會(huì)發(fā)生根本性變化，難以保證土石結(jié)構(gòu)保持良好的平衡性，雖然不會(huì)影響周邊群眾的人身健康和生命安全，但是水土流失所產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題會(huì)在將來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)不能恢復(fù)，農(nóng)民不能耕種，植被難以生長(zhǎng)，對(duì)生產(chǎn)生活有著很直接的影響。當(dāng)暴雨天氣下，引發(fā)山體滑坡或泥石流。

2 勘查礦山地質(zhì)災(zāi)害的技術(shù)和方法

在前文的分析中已經(jīng)初步了解常見(jiàn)的礦山開(kāi)采造成的地質(zhì)災(zāi)害和發(fā)生原因，作為礦山開(kāi)采企業(yè)的管理者和作業(yè)者，必須要秉承對(duì)人們生命健康和財(cái)產(chǎn)安全負(fù)責(zé)的態(tài)度，針對(duì)性的勘查地質(zhì)災(zāi)害，提早預(yù)防，及時(shí)處理。常見(jiàn)的礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查技術(shù)和方法有以下幾種。

2.1 地理信息技術(shù)綜合法

地理信息技術(shù)綜合法所針對(duì)的地質(zhì)災(zāi)害是采空區(qū)塌陷，這種方法在作業(yè)期間主要是利用3S技術(shù)，借助于GPS快速且精準(zhǔn)的定位災(zāi)害發(fā)生位置，掌握采空區(qū)塌陷的發(fā)展規(guī)律、發(fā)生情況以及分布情況，這種措施是監(jiān)測(cè)和預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的重要環(huán)節(jié)，也是首要環(huán)節(jié)。之后利用RS技術(shù)疊加分析礦區(qū)多時(shí)遙感圖像，獲取不同時(shí)段的地貌分布情況、破壞情況、環(huán)境污染情況、廢棄物類(lèi)型、面積等，針對(duì)性的指導(dǎo)操作中的各類(lèi)技術(shù)和位置，規(guī)避在處理安全隱患部位時(shí)的技術(shù)使用不當(dāng)或開(kāi)采措施問(wèn)題。最后，基于礦山空間，利用GIS技術(shù)對(duì)其災(zāi)害信息數(shù)據(jù)展開(kāi)分析。通過(guò)三步走策略展開(kāi)技術(shù)性勘查，便可以有效預(yù)防和監(jiān)測(cè)采空區(qū)塌陷問(wèn)題，避免因?yàn)椴僮鞔胧┎划?dāng)而引發(fā)的采空區(qū)塌陷，大幅度提升礦山開(kāi)采作業(yè)的質(zhì)量，也為確保施工人員人身安全作出保證。

2.2 地球物理勘查技術(shù)

在易發(fā)生滑坡的地區(qū)可以采取地球物理勘查技術(shù)，常用的開(kāi)采方法分為四種，第一種是視電阻率法，這種方法主要是鑒別采空區(qū)域的硫化物礦體和填充空氣電阻率，在圈定采空區(qū)位置時(shí)應(yīng)用較為普遍，由此可規(guī)避過(guò)度開(kāi)采不含礦物的地質(zhì)層，在降低人力資源和物力資源支出的同時(shí)，規(guī)避無(wú)效作業(yè)。第二種是高密度電阻法，這種方法以巖體導(dǎo)電性差異作為依據(jù)實(shí)現(xiàn)物理勘查，可以在相同的時(shí)間段內(nèi)獲取多種裝置數(shù)據(jù)信息，其研究的重點(diǎn)是水平方向和深度方向的電性變化。第三種是淺層地震法，利用人工手段對(duì)地層中的地震波傳播規(guī)律實(shí)施研究，探究地層巖性和地質(zhì)構(gòu)造，對(duì)地層界面位置的起伏變化情況直接展示出來(lái)。這種方法比較適合運(yùn)用在滑坡或者采空區(qū)勘查中。第四種是瞬變電磁法，以接地線(xiàn)源或者不接地回線(xiàn)發(fā)送的一次脈沖電磁場(chǎng)間歇為依據(jù)，借助于電極或線(xiàn)圖觀察地下半空間二次渦流場(chǎng)變化情況。這種方法具有高信噪比、強(qiáng)分辨率、深探測(cè)度和快速度等特點(diǎn)，比較容易對(duì)采空區(qū)域中的異常動(dòng)靜感知。

3 結(jié)語(yǔ)

礦區(qū)在開(kāi)采期間，由于受到人為因素和自然因素的多重影響，常常會(huì)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，若是認(rèn)識(shí)程度不高，采取的措施預(yù)防和治理能力較低，都會(huì)在很大程度上降低地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)對(duì)能力。本文通過(guò)簡(jiǎn)單的分析，了解在礦山開(kāi)采期間常見(jiàn)的四種地質(zhì)災(zāi)害和危害，并且從兩個(gè)角度闡述應(yīng)對(duì)方法，旨在實(shí)現(xiàn)我國(guó)礦山開(kāi)采安全性提升。