礦山環境地質災害問題及其勘查措施分析

顧婧媛，王 強，張學紅

隨著礦山開采活動的不斷發展，出現了越來越多的礦山地質環境問題。如何盡量減少礦山開采活動對礦山地質環境問題的影響，是至關重要的，本文著重探討了礦山地質災害誘因以及如何對各類礦山地質災害進行防治，以保障礦區工作人員及礦區周邊居民的人身財產安全。

1 礦山環境地質災害概述

礦山開采所誘發的山體滑坡、崩塌，是礦區常見的突發性地質災害之一。由于采礦開挖而形成的高陡邊坡，長期受風化、雨水等侵蝕易形成破碎危巖帶及山體開裂等，尤其是在運用崩落法采礦、暴雨不當時，極易誘發山體滑坡、崩塌等現象。泥石流是溝谷中，由暴雨、冰雪融水等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，目前我國礦山泥石流的發生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。礦山開采所引發地面塌陷也被稱之為采空塌陷。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。根據目前對礦山地質災害的研究，滑坡災害發生時，因其平面范圍、滑體體積、前后緣高差、巖土體結構等不同，滑坡失穩之后的嚴重程度也會明顯不同。因此，對任何地區，都需要加強對滑坡災害的重視，要堅持“以防為主，防治結合”的原則，科學做好預防和治理工作，改善礦山地質環境和生態環境。

2 導致礦山環境地質災害發生的原因和類型

2.1 地下水位改變導致的地質災害

對礦山資源進行建設和開發期間，由局部地下水位比較充足的地方對其進行建設開發，需要對充足地下水位開展抽取排除操作，以便達到礦山開采的要求。然而很多地下水位的抽取排除就會導致這個地區的地下水位下降，很大程度上會使地下水系統受到損壞，甚至嚴重情況會由于缺少地下水支撐，導致地質環境受到不均衡影響而造成地表塌陷情況，同時也會出現地面缺水干枯等現象。另外，礦山建設和開發過程中，也存在礦山礦井和地下暗河等相互連通的問題，導致地下水資源流入到巷道內，對于礦山開采的工作造成不利影響。其次，地下水并不是純凈水，在這些地下水當中摻雜著非常多的泥、沙等雜質，其會隨著地下水資源流入到井內或者巷道內的縫隙和設備當中，導致巷道出現堵塞，影響設備正常使用的情況。

2.2 巖土層變形誘發的地質災害

2.2.1 地面塌陷災害

所謂的地面塌陷指的就是礦山中相應礦井、礦山地表和巖石等塌陷問題，這樣問題是礦山建設中經常遇到的地質災害，災害問題的發生除了會對地面住宅樓和人們的生命財產安全造成威脅以外，也會給礦山附近居民日常生產生活產生不利影響。所以在實際開展礦山建設和研發過程中，一定要對礦山礦脈附近巖石層進行更深層次的探究和勘察，對開采的安全性等開展評價，并且選擇必要的防護對策和起爆對策。在此期間，一定要確保考察過程的全面性和準確性，以免發生勘查錯誤問題，確保人們生命安全。

2.2.2 塌方災害

礦山塌方指的是礦山在建設期間由于操作原因或巖石自身原因而導致的礦山結構出現改變之后，礦山表面上的巖石和沙石等會發生快速下落情況。在這些砂石和巖石等下落過程中會導致礦山大規模的出現崩塌問題而出現嚴重事故，塌方也是一種經常遇到的礦山地質災害。踏方過程中，土體和巖石直接降落通常都是因為重力原因所導致。其次，導致這種問題發生到外在原因是地表沖刷以及暴雨天氣沖刷等，當然有時也會由于開采建設設備和方法使用不恰當而導致的塌方問題。經常遇到的人為原因是礦山地表挖空而導致的礦山坡體出現失衡性。

2.2.3 滑坡與泥石流災害

所謂的滑坡災害主要出現在礦山斜坡的地方，其主要是指堆積在一些巖石或者土體上的礦山斜坡，在遭受到暴雨沖刷以及地下水活動的影響等情況下，巖石或土體會因為重力原因而隨著斜坡向下滑落，甚至嚴重的滑坡災害會導致生命和設備受到嚴重損害。另外，導致泥石流災害的原因非常多，其中經常遇到的是因為環境受到損害，植被減少，導致礦山的表面砂石等裸露在外，無法被有效的固定而出現松動情況，在遭遇到暴雨沖刷之后，泥土和礦體會被雨水沖刷引發泥石流災害。

2.3 易燃物質造成環境地質災害

礦山資源在開采建設過程中，通常都會伴隨甲烷等可燃氣體，而這些氣體的可燃性會受到地熱影響。由于礦山內部的礦井深度越來越大，溫度也會隨之增加，其中對應的氣體含硫量也會加大，所以就需要礦井內設置充足的通風設備，確保井內的含氧量，確保含硫量降低到適合的濃度。不然通風情況不加工作人員在礦井內操作，會發生缺氧中毒等問題，甚至會對其身體健康造成影響，嚴重的時候會發生中毒身亡或爆炸等事件，導致事故發生。經常遇到的礦山易燃物地質災害就是礦井開采過程中的瓦斯爆炸。雖然這種物質危害性非常強，但是一種可以預見和預防的災害，所以一定要加強進行管理，定期對有害物質以及可燃物的含量等開展測量，設置必要的通風對策，預防事故發生。

2.4 人類工程活動

礦山地質災害大多是由于人類工程活動對山體的過度開發，導致邊坡的穩定性下降，最終引發滑坡問題。例如礦區道路、生產生活等基礎工程建設開挖山體，在缺少對現場充分勘查研究，以及科學開發計劃的情況下，基礎設施的建設將改變邊坡結構和受力特點，從而對邊坡的穩定性產生嚴重影響，最終引發礦山地質災害問題。結合工程施工實踐情況，很多項目會使用爆破技術，爆破過程中產生的震動將會影響邊坡結構穩定性，為追求施工進度，有些工程中會頻繁使用爆破技術，將導致邊坡內部巖體出現錯位，埋下發生泥石流的隱患；在對現場情況缺少充分了解的情況下，如果對坡腳盲目開挖，也會導致嚴重的地質災害。

2.5 降雨

降雨的作用下，邊坡位置的地下水位會開始上升，巖體強度會因為雨水侵蝕降低，邊坡內部的空隙水壓力也會明顯增大，導致邊坡受到的外部壓力增加，自身強度降低。一般情況下，雨水并不會改變邊坡的硬質結構，但是會進入巖體的結構面中，如果巖體周圍濕度較高，雨水長期浸潤，就會導致其填充物的強度降低，巖體將會失去抗剪強度，最終造成邊坡出現失穩的問題。如果有強降雨出現，將會導致地下水位大幅度增高，一些水位上升受到限制的局部地區就會出現失穩的情況。由于地下水壓力的轉變，會加速巖體裂隙的發育，導致巖體破碎之后滲透系數增大。邊坡的孔隙率也受到雨水影響增大，最終對邊坡的穩定性將產生破壞性影響。

3 礦山地質災害勘查技術應用要點

3.1 物化探技術

對礦產資源的勘查工作中，物化探是比較常用的技術手段，而且隨著技術的發展，正在發揮越來越重要的作用。使用該方法相比普通找礦法具有明顯的優勢，尤其可以發現一些隱伏礦。在礦產的預查和普查工作中，可以使用物化搖技術，能夠完成直接找礦和間接找礦工作。該技術一般對大型、特大型礦床或者礦產比較有效，能夠了解礦床內部的結構和構造，滿足資源開發和利用的要求。

3.2 電法勘探技術

電法勘探在地球物理學中應用比較多的技術，該技術的實用性很強，能夠了解巖石、礦體的構成成分，和分析地殼的地質構造。探測的原理在于利用不同類型的地質結構，在電磁特性、介電性、電化學性質上都有所不同，在探測的過程中，就能夠根據這些差異性和獲得結果中特征，來對巖石、礦石的各種物理參數進行分析，判斷是否有礦體存在，研究礦體的形狀和大小，以及確定礦體的位置和埋藏深度，能夠滿足勘探目標的需要，而且對解決工程地質深部問題也有一定的幫助。

3.3 三維可視化技術

傳統的勘探工作中，會使用平面圖或者剖面圖顯示勘探的結構和當地的地質構造，雖然可以比較精確地表示各種信息，但是存在表達不直觀、對專業性要求高的問題。隨著技術的發展，計算機可以利用勘探的數據、結果、性質信息等等繪制當地的三維圖，能夠比較明晰地表示礦體的特征，方便勘探人員直觀地對礦體的情況展開分析，具有極高的實用性。

3.4 直接探測技術

進行固體找礦地質開采的工作中，也可以對是礦體的情況進行直接觀察和分析，獲得當地周邊地質條件、地質構造的物理性質、化學特性就能夠了解當地的地層中是否含有礦產資源。使用該方法，能夠初步對礦產的位置進行評估，以及分析礦產的含量，之后結合電磁波和元素分析，就可以確定礦產的種類和儲量，是一種比較基本的勘查技術。

4 探究礦山環境地質災害勘察措施

4.1 災害研究

為了加大對災害問題的研究力度，將災害預防工作當作礦山建設的重要研究項目，將災害問題發生的概率降低。這就必須要付諸于行動中，比如把目前科技發展中的遠程把控以及網絡技術引入到災害防治工作中，建設GIS防止系統等災害預防方法以及技術探究工作，對礦山建設當中的情況進行監管，并開展有效的管控力度和預報，給預防工作奠定良好基礎。從各項礦山地質水文條件勘察檢測當中，根據每項地質災害的發生的數據進行探究解析，構建對應的數據解析圖和文件，建立起地質災害數據庫，為其防治提供有效數據支撐。

4.2 構建科學的環境地質災害防治調查過程

第一，運用培育教育等方法將有關工作人員對地質災害的了解程度提高，加強這些人員對災害問題的重視度，使其愿意為地質發展的探究投入資金。轉變有關工作人員理念，使其了解到生命的可貴，在開展礦山建設前期需要對其內部有關地質資源開展探究調查，對災害問題進行預測，并且要積極采取有效預防對策，以免發生災害。第二，制定科學的地質災害調查制度。這項制度工作務必要符合我國以及行業的標準規范以及要求，同時還要根據實際礦山各項特征進行制定，務必要確保制度符合礦山實際情況。第三，制定的制度當中需要對實際的調查過程、調查工作人員職責，績效考核等詳細進行規定，確保調研過程有據可依。第四，專門設置監督管理機構和工作人員對調研內容的完整性和科學性等開展監管和檢查，及時指出監管期間所出現的問題，同時，監管有關工作人員需要根據規范開展二次調研和勘察工作，確保每項數據的真實性以及科學性。

4.3 科學運用地理信息技術

地質技術類型目前常見的是地理信息技術，簡稱3S技術。該技術中包含了地理信息系統和全球定位系統以及遙感技術等等。該系統中有若干個子系統組成，通過全球定位系統對于地質空間進行詳細的定位，后期再用地理信息系統進行管理和查詢工作，對于整體地質條件的數據進行更新，在有效的空間分析應用情況下，對整個地質災害情況進行評價工作。在此過程中，技術人員可以根據地理信息系統的特點，實現對于整個地質災害區域內的參數數據分析。從而在推動數據綜合模擬的情況下展現其過硬的分析能力。通過空間過程演化模擬給出準確的模擬反饋結果。明確該地域地質災害環境情況的同時，更好的推出相關針對性的方案，進行災害預防。全球定位系統的應用特點非常的適宜地質災害的調查和應用。其具有的高精度和全天候的定位優勢，能夠更好地幫助人們對于地質災害區域內的受災情況和實際地質問題進行有效的分析和研究，根據準確定位的實際功能，在鎖定區域位置的同時，為技術人員后續的治理工作提供良好的基礎。由于全球定位系統的應用過程中對于天氣因素的干擾問題影響性不大，在惡劣天氣下，該系統依舊可以為區域內的技術人員工作，保持自身功能的同時所獲得的數據也具備高精度的優點。更好的為后期的治理方案提供良好的決策規劃。

4.4 泥石流治理

地質在地質災害治理過程中的應用策略較多，最為常見的為泥石流和滑坡處理。在地震災害的作用一下，很容易發生泥石流和地面崩塌，在特定的區域之內，如果出現大面積的坍塌或者泥石流滑坡問題，不僅會破壞當地的生態環境，周邊的人民正常生活也會受到非常大的影響，不僅會危害其財產安全。周邊人身安全也會受到極大的威脅。因此，為了更好地預防該類災害問題的發生，就可以運用地質技術進行預防處理。技術人員在自然系統承受之內，可以采用干預手段來修復當地的自然系統，保證其穩定性的同時可以引入大數據采集系統和預警監測體系。新春全天候的遠程監督管理，同時對于當地的地質數據進行采集和分析，實時掌握泥石流和地面崩塌的準確位置，從而更好地進行預警和監測工作。

4.5 加強環保理念的培訓

開采單位和有關部門都應該加強內部的環保理念培訓，確保工作人員都能夠意識到環保工作的重要性。其次，還應該發揮現代媒體的作用，積極通過互聯網平臺發布環保有關的視頻和內容，引導社會大眾能夠保護環境、節約資源。同時，社會大眾也可以利用社會媒體對有關部門和企業進行監督，形成強大的社會壓力，減少違規亂紀行為的出現。

4.6 強化技術應用和研究

礦山開采勢必會對礦山環境帶來一定的影響，對此有關部門和企業應該加強技術研究和投入，通過技術手段減少礦山地質環境問題的嚴重性，實現針對性防治的工作目的。針對此，部門、企業應該根據當地礦山的實際情況，針對性制定相應的治理手段和技術模式，凸顯處理工作的針對性與科學性。其次，還應該加強對礦山環境的研究和實驗投入，積極借鑒其他地區、國家的治理經驗和模式，不斷提升我國的礦山地質環境處理水平。

4.7 采取科學的經濟策略

我國在落實礦山地質環境防治工作時，也應該加強資金的投入，確保環境保護和防治工作都能夠有相應的資金支持，有利于提高工作的執行能力和水平。其次，政府還應該出臺相應的優惠政策，對礦山資源實行多元化管理，引導社會各界人士都能夠參與到礦山環境的保護工作之中，引導開采企業實行可持續發展模式，讓企業認識到礦山治理對自身經濟利益的影響意義，主動將治理工作納入到企業的經濟發展體系之中。

4.8 工程建設前制定完善的地質勘查規劃，加大對地下水的勘測

工程項目開始前期一定要提前做好準備工作，身為施工團隊，一定要了解地質勘查的重要性，在工程準備前期要制定更健全的地質勘查規劃。從根源上避免發生各類水文地質問題，工作人員要探究現場施工的水文地質狀況，其中包含地下水的類型以及水位等各方面。同時針對這些方面進行更深層次的調查。最后將解析調查獲得的數據當作將來工程項目正式建設依據，與此同時，為工程設計人員提供方案設計的數據支撐，確保工程設計的科學合理性，為后面工程有效開展提供有利條件。此外，有效的數據解析更有助于開展應急預案的制定工作，以免水文地質問題在建設期間不斷擴大。為減少水質災害對工程造成的影響，有必要進一步規范工程地質勘查標準。在嚴格規范的地質勘查標準指導下，高效規范地開展水文地質勘察工作，為提高工程設計和施工的合理性提供技術支持。在實際勘察過程中，工作人員要嚴格按照國家規定的勘察標準，以地質勘查規章制度中的勘察目的、任務和評價為指導，選擇合理的探測方法，全面探測興衰、業績和變化根據水文地質的實際情況對地下水等相關指標進行綜合評價，從而為建筑材料和服務方案的選擇提供技術支持。同時，結合檢測結果分析地下水的變化規律，然后根據變化規律制定科學的防治方案，對潛在的地下水噴發進行有效處理。

5 結語

總之，我國礦山建設時經常出現地質災害，給我國礦山建設帶來極大危害，造成人民生命財產安全的損失。因此，研究礦山建設中地質災害的類型和成因，找出當前防治中存在的問題，有針對性地采取措施，減少礦山地質災害的發生，對我國經濟社會發展具有積極意義。