礦山環境地質問題及勘查方法研究

1 礦山環境地質問題與解決對策

1.1 采空塌陷

（1）塌陷機理。在礦山采礦之后，該區域為真空狀態，此時在中空位置以上的頂板會承受各種壓力，比如本身重力、巖層以上施加的力，在承受的壓力綜合超出限值時，會讓中空位置頂層直接斷裂；斷裂后并不會停止，會引發后續連鎖問題，導致更上層的巖層塌陷，進而導致整片區域的斷裂與破壞。若是在該種情況下仍舊未采取對應的措施而是選擇繼續采礦，會讓問題持續嚴重化，斷裂區間范圍也會一直擴張，并且在突破極限程度時，出現更大范圍的塌陷區域，且會較大程度地影響附近建筑質量。

學術立場和觀點的分歧源于城市小區治理實踐的矛盾，而治理實踐的矛盾根源在于，隨著中國商品房制度改革以及由此帶來的城市小區居住空間結構的變化、社會交往關系的變化、基于物權的權利關系及權利意識的變化等一系列現實和觀念的變化，國家對這些變化的認識和制度調整卻相對滯后。對小區內部出現的新的經濟社會關系及其治理邏輯的辨識，有助于推動當前城市小區治理走出困境。

根據式(14)、式(15)和式(16)得到判斷矩陣的最大特征根λmax后，得出CI=0.061 6，符合檢驗標準。

（2）解決措施。在解決塌陷問題時，可從以下數點著手：其一，充填法。該種方法在應用時要求充分利用該區域的資源，比如可以將礦石當作填充物，該種方式不但可降低填充成本投入，還可以更好地進行廢物利用，避免其污染環境；其二，將原來的塌陷地整治為建設用地，建設公共服務設施、土地出讓等，并可進行生態修復，再現綠水青山，讓塌陷地變為生態大花園。

1.2 滑坡、塌陷

（1）滑坡、塌陷機理。滑坡同樣是比較嚴重的地質災害，雨季是多發期，其出現的原因既可能是自然因素，亦可能是人為因素。以自然因素來說，因不同巖層有著不同的軟硬度，在不斷風化下，會讓其中堅硬的巖石突出出來，結構亦會出現變化，最后發生塌落；且一些巖層會在各種自然因素作用下不斷分隔，隨著時間的推移，巖石分散程度更高，塌落問題更加嚴重；就人為因素來說，主要原因是在礦石開采時讓礦區受力出現改變，礦石內部逐漸分裂，導致滑坡。

物探勘查是礦山地質勘查中的主要內容，其主要用于勘探礦山地質中潛在的地質災害，避免出現塌陷區、采空區等比較嚴重的問題。物探主要包括以下數種：

（3）預防措施。要求重視以下數點：其一，加強滑坡監測。監測巖石位移，可提前發現其是否有滑坡征兆，以此來提前做出應對；用水壓計觀察坡體以下地下水活動情況；以測震儀監察礦山爆破帶來的影響，明確邊坡在各個時間段的動態；其二，滑坡防治。嚴禁無證開采、非法開采；處罰搶占山坡、山頭礦點的行為；嚴禁邊剝離邊開采、不剝離、不開發工作臺階的掠奪式開采行為。

商業賄賂發生的領域較集中，主要集中在房地產、建筑工程、醫藥購銷領域。英國政府針對本國醫藥行業商業賄賂比較突出的狀況，對醫藥行業進行重點規制。先后制定了《藥物法》《藥物廣告法》，對醫藥行業存在的商業賄賂行為作出明確的處罰規定［16］。因此我國也應該借鑒英國的做法，對我國易發生商業賄賂的重點行業頒布較高層次的法律進行重點治理。

1.3 泥石流

（1）泥石流機理。泥石流形成的原因是礦山內洪水、暴雨將質地松軟且含有砂石的土質山體飽和稀釋處理引發的，其流量、體積、面積較大，其中滑坡是經稀釋土質山體效面積的區域，而泥石流則是由富含黏土、砂礫并粗大固體懸浮顆粒組成。若是地形條件適宜，會讓更多的水浸透溝床位置固體堆積物質與流水山坡，降低其穩定性，并讓被水充滿的固體堆積物在自身重力下開始運動，最終形成泥石流，在礦石開采時會經常遇到該種情況。

（2）RS地質災害預測。其一，可通過RS遙感技術檢測礦山地質與周邊環境，分析巖礦分布與組成元素，再依據檢測數據預測礦山變化情況與規律，匯總分析數據，得出礦山測繪圖，邀請專業人才認真分析礦山測繪圖，提出合理的災害規避建議；其二，因一些巖礦所含元素呈動態化發展，可借助RS遙感技術來呈現礦山地質圖像，明確其基本結構，分析各個區域所含的重要資源以及地表、溶洞分布等，為后續的災害預測提供充足的理論依據。

（3）治理方法。把握以下數點：其一，分析礦山的整體分布情況與礦區的開采規劃，在適宜的位置布置泥石流監測裝置，在易發地位設泥石流監測點，通過衛星技術、GIS技術、GPS技術、RS技術的綜合運用，再結合當地水文、氣象實時動態，構建礦山泥石流災害監測網絡預警體系，以此來實現對其的提前防范；其二，可采取一些生物防治措施，如此能夠吸收土壤中的危害性物質，并起到保護礦山的作用，比如植樹造林、種草育草來保持水土，使斜坡坡面得到保護；其三，工程防治措施，蓄水、引水工程，攔擋、支護工程，排導、引渡工程，停淤工程，改土護坡工程等，可改善泥石流流勢，提升礦山的抗洪能力。該種處理措施比較適用于泥石流規模大、暴發不很頻繁、松散固體物質補給及水動力條件相對集中、保護對象重要、防治標準高、見效快的情況。

2 礦山環境地質勘查方法

（1）力學試驗基本類型與用途概述。礦山水文地質、巖土力學試驗包括多種試驗類型，亦是礦山地質勘查的主要手段，許多礦山地質的詳細資料與基礎數據都需要通過相應的力學試驗來得到，其中礦山地質災害調查中的力學試驗主要包括富集規律試驗、溶質遷移試驗、土壤污染實驗、固體廢棄物與礦石中有害有毒元素測試試驗、采礦造成周圍地層滲透性變化試驗、含水層頂板滲透性試驗、含水層吸附試驗、浸泡試驗、淋濾試驗、水質測試等；而巖土力學試驗則一般包括室內巖土力學試驗與室外原位力學試驗等。

2.1 RS礦山勘查

（1）GPS-RTK礦山勘查應用原理。RTK指的是實時動態測量技術，主要由基準站接收機、數據鏈、流動站接收機組成，其基本應用原理為：選擇基準站并在其上裝置接收機，以其為參考站，連續觀測衛星動態，并在收集到觀測數據信息之后直接傳輸向流動站，裝置在流動站的GPS接收機能夠在接收到衛星傳輸信息的同時，借助無線電接收來自基準站的數據，按照相對定位原理，計算流動站的三維目標，明確其精度與使用效果。

1.區內生產性的“三資”企業，其所得稅減按15%的稅率計征；經營期在十年以上的，自獲利年度起，兩年內免征，三年減半征收。

（2）案例分析。某縣委宣傳部發布消息稱，因持續降雨，導致某采礦區域山體發生泥石流，隨后泥石流灌入礦坑，導致人員被困。針對泥石流問題，因其一般是大規模的、涉及范圍較廣的，因此多會引發人的緊張、恐懼心理，造成的傷害也會更加嚴重，針對該種環境地質問題，需多項措施并舉以達到預防與解決的效果。

（3）RS礦山地質測繪。RS遙感技術基于計算機信息技術準確勘查礦山地質的基本構造，制作遙感圖像，借助遙感圖像顏色分布與色調辨識礦山地質的整體分布情況，為后續測繪做好準備；此外，勘查人員可借助不同類型的遙感器實現對礦山的分段測量，再借助計算機技術處理測量結果，掌握礦山的動態變化數據，加強對其的管控。

2.2 GPS-RTK礦山勘查

（1）RS礦山地質表層結構勘查。RS地質勘查不但可詳細掌握礦山的地質構造、巖石分布情況，還可找出其中的隱藏信息，提升地質工作質量。礦山地質可發射電磁波，且不同礦山地質電磁波存在一定差異，其會提升礦山地質勘查難度，而引入RS遙感技術，可對礦山發出的電磁波展開收集、記錄、分析、總結，再以遙感圖像來系統性地分析礦山地質表層結構，以此來提升各個階段礦山開采質量

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（2）礦山控制測量。礦山地勢復雜，很多區域沒有架設全站儀等儀器的條件，而引入GPS-RTK之后，可實現對礦山測量的遠距離控制。需把握以下數點：其一，布置GPS為基準站，選擇假設在適宜的位置（保證周邊50m內不存在信號塔、高壓線等裝置）；再選擇已知點為控制點，布置一臺或多臺移動站；其二，在布置好移動站后，選擇“線放樣”或者“點放樣”展開工作，在明確何種工作方式之后，會在手薄屏幕上顯示出各個放樣點的位置，其后同時截入兩點坐標，在手薄屏幕顯示一線線段，迅速確定放樣點；其三，在GPS-RTK礦山控制測量時，可通過儀器來詳細記錄各個控制點的平面坐標與高程值；在查看解算之后，各個控制點的水平殘差與垂直殘差，當高程與水平誤差低于1cm時，可安排記錄；通常來講，通過20h即可滿足誤差標準要求；而在以GPS-RTK展開控制測量時，得到的測量中誤差以及平均值誤差可切實滿足最弱電位中，整個誤差低于4cm。

（3）礦山地質變形監控。礦山開采會造成施工場地地形出現一定程度的變化，這種變化是持續的、微妙的，很多時候未受到重視與關注，導致該種變化造成的影響在持續加劇，最后威脅到整個開采過程。為避免出現該方面的安全事故，有必要對開采過程中的地質變形進行全過程的監測，而引入GPS-RTK技術，迅速快捷，只需做好前期的裝備布置工作，后期進行簡單的維護，即可實時觀測施工區域的礦山地質地形變化，對其可能存在的危險進行正確的評估，并按照評估結果來合理安排后續的施工路徑，保證整個過程的安全開采。但需注意的是，GPS-RTK是靠衛星定位展開的，因此井下開采、隧道開采等工作不適宜選擇該種技術來加以保障。

2.3 力學試驗

（1）高密度電阻率法。高密度電阻率法是近些年應用比較廣泛的一種物探技術，用于地質勘查，可對各項地質災害進行有效地防范，其屬于直流電阻率法，其實施的依據是礦山地下介質導電存在較大的差異，借助向大地提供直流電，選擇點陣式布電極，針對目標區域進行密集采樣觀察調查，探索電場的整個空間分布狀態與規律，如同常規電阻率的應用方式，其借助A電極、B電極為地下源源不斷地提供電流I，并在M極、N極之間測量其形成的電位差△U，由此可得出記錄點在此時的視電阻率，并以此來反演得出二維視電阻率斷面圖，以實際測量得出的視電阻率斷面展開后續的計算、整合、處理與分析工作，以此來獲取調查區域比較詳細的電阻率分布狀況，從而更加科學地劃分礦山地質的地層分布，明確可能潛在的圈閉異常與冒裂帶等。最后通過研究與探索高密度電法獲取的數據資料，對礦山地質橫向發展、縱向發展的規模實現更加深入地了解與把握。需注意的是，該項地質勘查方法主要適用于不太深的巖石風化層、地下水系、采空區等區域。

采取有效的勘查方法，可明確礦山環境地質中潛在的問題，提前制定預防措施，避免問題的進一步擴大。勘查方法主要包括以下數種：

（2）力學試驗展開方式。力學試驗著重收集各項基礎性數據與重要信息，研究礦山巖塊、巖體的地質特征、礦山得天然應力分布規律、礦山結構面的力學性質、礦山巖體的力學性質等。具體展開方式如下所示：其一，收集關于地質巖石各方面的資料，選擇適宜的工程地質方法來研究巖塊、巖體的地質與結構特征，為礦山地質力學研究提供地質資料和地質模型。重點包括以下內容分：①巖礦鑒定：了解巖石的巖性、礦物成分及結構構造及成因環境；②地層、構造：了解巖體的地質成因、空間分布及各種結構面的發育情況，分析巖體構造變形及應力狀態；③賦水特性：了解巖體中水分的形成、賦存與運移規律；其二，進行以上各種形式的試驗，把握巖石的整體結構組織，設計平面圖，剖面圖，鉆孔柱狀圖，土工試驗成果表，物理力學指標統計表，分層土工試驗報告表等；其三，收集地質巖體的物理力學參數；評價巖體的變形和穩定性；巖石力學的變形與強度的機制，得出對礦山地質的各項數據分析結果；其二，依照以上的分析結果與圖表，構建力學模型，采用適當的分析方法預測巖體在不同力場作用下的變形與穩定性，按照礦山地質的整體情況選擇適宜的力學模型，比如本構關系、強度準則剛體力學模型、彈性力學模型、彈塑性力學模型、斷裂力學模型、損傷力學模型、流變力學模型等；其四，選擇塊體極限平衡法、數值模擬法等系統論、信息論、人工智能專家系統、灰色系統等分析方法，對各項模型展示出的結果進行系統性的分析，以此來得到測量區域礦山地質的整體狀況。

2.4 物探勘查

（2）案例分析。四川某地礦山滑坡，導致一名人員被埋，接到警情后，消防出動1車4人到場處置，通過勘察發現，事故現場整個山坡都被礦場的亂石所覆蓋。由此可知礦山滑坡的嚴重性，在面對該種情況時，很難去及時的應對，只能依靠前期的各項預防工作來保證開采過程的安全。

力學試驗對于地質勘查人員的專業水平要求較高，且需按照固定的流程，把握各種變量，按照礦山地質的基本情況，選擇適宜的力學試驗形式，以此來發揮其更大的價值。

（2）視電阻率技術。視電阻率一般用于圈定礦山開采過程中引發的采空區，具體原理如下所示：因金屬礦山多是塊狀硫化物礦體，擁有較好的導電性能，電阻率相對較低，而等待探明的采空區在未采取系列措施前通常是空氣充填，而空氣則是絕緣高阻，對比硫化物礦體來說其電阻率明顯有著較大的差別，在引入視電阻率技術之后，可直接揭示采空區與礦山其他區域的差別，進而達到圈定采空區的目的，并能以此為基礎采取對應的應對措施，避免持續開采之后造成比較嚴重的事故，維護整個開采過程的穩定性、安全性與持續性。

（3）淺層地震法。淺層地震法，顧名思義，主要用于礦山地質淺層的勘查，一般是通過人工來激發出地震波，并實時監督、觀察地震波在地質中的傳播規律，明確地質巖層中的基本信息，查明地下地質的整體構造。比如淺層反射法，選擇適宜的地質面，直接以炸藥來激發出地震波，在沿著測線的各個位置以專業的地震勘探儀器來檢測、收集與處理地震波，最后再經過系統的研究與分析，獲取地下地質的基本信息。該種方式可比較直觀、清晰的顯示地層界面整體起伏變化，并且可探測地層以下潛在的陷落柱、空洞、斷層與其他異常物體，常用于采空區、斷裂面、滑坡等各種地質災害的勘查，有著較好的使用效果。

由于結506焊條屬于低氫型堿性，容易吸收空氣中的水份，焊接時容易產生泡，這會影響焊接質量。他們不得不著手新的實驗，選擇最佳焊接角度。經過一次又一次的實驗，統計了一個又一個數據，最后確認，一根焊條在焊接的整個過程中不斷變換角度，保持后傾70～80度，效果最理想。

2.5 其他勘查方法

除了以上勘查方法之外，還包括水平鉆井法、井下勘探技術、同位素地球化技術、化學勘查方法等。以化學勘查來說，其在礦區地質環境污染等層面有著較好的勘查效果，并在污染元素圈定、污染源探測、污染機制研究、污染異常區確定、污染治理方案提出等層面起到積極的作用，利于礦區的健康發展。

余傳偉的水彩畫有一種別樣的氣息。讀他的畫就如同吟一首民國時期的抒情敘事小詩，感動便不經意的在心里流淌了，自然、隨性，并隱約有故事。

從品種選擇上來看，農場有專業的農業科技團隊，可以根據合理的品種布局，選擇最適宜的優質、高產、抗逆、耐密良種，且品種調整及時，規避了因選種帶來的減產風險。農戶在品種選擇始終存在一定盲目性，主要靠“聽說”、“經驗”及經銷商“推薦”，有幾率選擇不適宜的品種，產量得不到保證。

3 結語

綜述，文章就礦山環境地質問題及勘查方法進行了論述與分析，強調了地質勘查的重要性與必要性，并建議相關勘查人員能夠基于礦山環境地質的各項資料與文獻來選擇適宜的勘查技術，快速、準確的發掘礦山開采中的諸多問題，實現問題快速解決的同時，減少成本投入，維護開采環境，避免出現惡性開采，實現礦山的可持續發展。

[1]朱俊宇．甘肅省隴南市禮縣礦山環境地質問題及勘查方法[J]．世界有色金屬,2019，(5)：2．