湖南省礦山地質(zhì)災(zāi)害防治措施建議

陳海英 肖立權(quán)

摘 要：本文論述了湖南省礦山地質(zhì)災(zāi)害的形成條件、預(yù)防措施，并結(jié)合本人從事礦山地質(zhì)災(zāi)害評估的實踐，對幾種常見的礦山地質(zhì)災(zāi)害概念、成因條件進行了分析及其治理措施作了歸納。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)災(zāi)害、泥石（廢石、矸石）流、崩塌、滑坡、地裂縫、巖溶（采空區(qū)）地面塌陷、突水突泥

1、前言

湖南省礦產(chǎn)資源豐富，礦山企業(yè)眾多，礦業(yè)活動引起的礦山環(huán)境問題日趨嚴重。但近年來，為了最大限度地減輕礦山地質(zhì)災(zāi)害損失，有計劃的進行地質(zhì)災(zāi)害的防治。先后出臺了《湖南省地質(zhì)災(zāi)害防治管理辦法》、《湖南省地質(zhì)環(huán)境保護條例》、《湖南省礦山地質(zhì)環(huán)境影響評估技術(shù)要求》〔試行〕、《湖南省礦山地質(zhì)環(huán)境影響評估技術(shù)要求》、《湖南省礦山地質(zhì)環(huán)境治理備用金管理辦法》等與礦山地質(zhì)環(huán)境保護有關(guān)的規(guī)章制度。

湖南礦山開采形成的地質(zhì)災(zāi)害對湖南的經(jīng)濟造成巨大損失，同時引起了一系列的社會矛盾，一些受害單位和個人不得不把礦山企業(yè)推向法庭，形成了新的社會不安定因素?？梢妼ΦV山地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防及治理到了關(guān)鍵時刻，已成為湖南省當前一項重要任務(wù)。

2、礦山地質(zhì)災(zāi)害的成因

2.1、受自然環(huán)境條件制約

湖南地處東經(jīng)108°47′～114°45′″、北緯24°39′～30°28′之間，境內(nèi)東南西三面環(huán)山，幕阜、羅霄山脈綿亙于東，五嶺山脈屏障于南，武陵、雪峰山脈逶迤于西。湘西山地多數(shù)山峰海拔1000m以上，中部丘陵與河谷盆地相間。

湖南省成礦區(qū)主要分布于湘東南西，多數(shù)礦區(qū)受兩種或兩種以上構(gòu)造及其復(fù)合部位控制，成礦地貌復(fù)雜、構(gòu)造發(fā)育，礦床規(guī)模不一，造成采礦方式及采礦難度大，決定了礦山開采誘發(fā)及加劇地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

2.2、礦山開采技術(shù)落后

目前，由于礦山地質(zhì)環(huán)境保護技術(shù)規(guī)范不健全，缺乏不同類型的礦山開采技術(shù)要求和環(huán)境保護措施，全省絕大數(shù)礦山開采技術(shù)還是采用傳統(tǒng)的炸藥爆破方式進行開采，致使礦山圍巖結(jié)構(gòu)受損，地質(zhì)災(zāi)害事件屢屢發(fā)生。

2.3、礦山地質(zhì)災(zāi)害恢復(fù)與治理缺乏資金支持

礦山地質(zhì)環(huán)境已經(jīng)存在許多歷史遺留問題，給社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展造成了較大的困難。在社會主義市場經(jīng)濟時代，礦產(chǎn)開發(fā)投資主體已經(jīng)多元化，礦山業(yè)主流動性大，個人經(jīng)濟效益放在首位，礦山地質(zhì)災(zāi)害日益突出。

雖然我省投入大量資金進行恢復(fù)治理，如2004年，國家財政部和國土資源部批準湖南省11個礦山環(huán)境整治項目，補助資金2300多萬元，占財政部和國土資源部當年礦山環(huán)境整治補助資金的20%以上。但由于歷史欠帳太多，礦山環(huán)境恢復(fù)治理還是顯得資金投入不夠，礦山環(huán)境恢復(fù)與治理的速度仍趕不上破壞的速度，礦山環(huán)境恢復(fù)與治理任務(wù)大。

3、礦山地質(zhì)災(zāi)害實例

湖南的煤炭壩煤礦環(huán)境地質(zhì)條件為地處淺埋巖溶區(qū)，因開采礦產(chǎn)需要，進行礦區(qū)疏排地下水引發(fā)的巖溶塌陷災(zāi)害十分普遍，本礦大規(guī)模開采煤炭資源始于20世紀70年代，而因采礦造成的巖溶塌陷引發(fā)的受損房屋面積已達150萬平方米，受影響的城鄉(xiāng)人口26889人；受損農(nóng)田2345公頃，拋荒地453公頃；還使大量的公用建筑、道路橋梁、電力通訊設(shè)施、水利工程遭到破壞以及嚴重的地表開裂、變形等災(zāi)害。

柿竹園礦為老礦山，過去對尾礦壩的安全重視不夠，存在著許多安全隱患。如1985年8月，因一場特大山洪引起大規(guī)模礦山尾砂廢石流，長11公里，固體物質(zhì)總輸移量達5500萬立方米，致死49人，將原東波礦區(qū)的下二村洗劫一空，直接經(jīng)濟損失1748萬元。

恩口煤礦區(qū)因長期疏干排水導(dǎo)致礦區(qū)25平方公里范圍內(nèi)出現(xiàn)8757個塌洞，致使人畜飲水困難，農(nóng)田水利設(shè)施被毀，直接經(jīng)濟損失1.1億元。

4、礦山地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防措施建議

礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防是關(guān)系到礦區(qū)人民生命財產(chǎn)安全、關(guān)系到礦區(qū)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。有必要積極開展礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防工作。針對礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的特點、造成損失程度特作出以下具體的預(yù)防措施建議：

4.1、認真貫徹執(zhí)行“以防為主、防治結(jié)合”的方針

開展全礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害時空的分布、形成機理的研究，進行地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測、預(yù)警分析，逐步掌握地質(zhì)災(zāi)害的分布規(guī)律，做好地質(zhì)災(zāi)害的事前防范工作。

4.2、進一步加強規(guī)章制度的建立，健全防災(zāi)措施

大力宣傳、認真貫徹《湖南省地質(zhì)災(zāi)害防治管理辦法》、《湖南省地質(zhì)環(huán)境保護條例》等，進一步增強全礦人員的法律意識，提高依法加強礦山地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防的自覺性，以法規(guī)的形式預(yù)防和減輕礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害。

4.3、設(shè)立專門的機構(gòu)預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害

實行嚴格的責任制，按照《湖南省地質(zhì)災(zāi)害防治管理辦法》做好如下四點防災(zāi)工作：一是做好以地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀、防治目標、防治原則、易發(fā)區(qū)和危險區(qū)的劃定、總體部署和主要任務(wù)、基本措施、預(yù)期效果為內(nèi)容的地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃；二是擬定好地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測、預(yù)防重點，設(shè)計好地質(zhì)災(zāi)害危險點威脅對象、范圍的地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)預(yù)案；三是做好礦業(yè)活動誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的可能性、礦業(yè)活動本身遭受地質(zhì)災(zāi)害的危險性及已發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害所采取的措施等進行地質(zhì)災(zāi)害危險性評估；四是做好地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的時間、地點、成災(zāi)范圍、影響程度等地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報。

4.4、需要加強地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測和信息系統(tǒng)建設(shè)

大型礦區(qū)根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害的性質(zhì)及防治措施確定監(jiān)測內(nèi)容，并建立監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)，密切觀察地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)展動態(tài)。小型礦區(qū)根據(jù)經(jīng)濟實力可采取不定時的監(jiān)測。

4.5、礦區(qū)重點預(yù)防區(qū)實施專人定點監(jiān)控，切實做好地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防工作

汛期是防災(zāi)工作重點時期，要緊密結(jié)合天氣預(yù)報做好地質(zhì)災(zāi)害趨勢預(yù)測，要加強地質(zhì)災(zāi)害險情巡回檢查，發(fā)現(xiàn)險情及時處理和報告。

4.6、要加強巡查，嚴格管理

地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防要堅持以防為主，防患于未然；堅持以人為本，確保人民生命安全，同時最大限度降低財產(chǎn)損失。加強巡查工作，落實專班，做好值班，對各種可能誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的行為開展不定期的檢查，從源頭上盡可能防止和減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

4.7、建立群測群防體系

礦區(qū)所有的人相當于一個大家庭，人人有責來維護礦區(qū)的安全，要動員所有力量，建立群測群防體系。

5、礦山地質(zhì)災(zāi)害治理措施建議

礦山地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生具有突發(fā)性，對礦山造成的危害往往難以估計的，可能摧毀礦山設(shè)施，淤埋礦山坑道、傷害礦山人員、造成停工停產(chǎn)，甚至使礦山報廢；也可能對礦區(qū)內(nèi)的居民及其他流動人員構(gòu)成生命危險、毀壞房屋、破壞耕地、林地等等。依據(jù)本人從事的礦山地質(zhì)災(zāi)害的實踐，對礦山地質(zhì)災(zāi)害的治理措施作了歸納并提出了一些建議。

5.1、泥石（廢石、矸石）流治理措施建議

泥石（廢石、矸石）流指由于暴雨或其它水源破壞斜坡表層及堆積物的穩(wěn)定而形成的一種夾帶大量泥沙石塊（含礦山廢石矸石）及植物等固體物質(zhì)的特殊洪流。形成條件概括起來主要表現(xiàn)為三個方面：地表大量的松散固體物質(zhì)，充足的水源條件和特定的地貌條件。治理措施建議：

5.1.1治水措施 ：此項可分為蓄水措施、引水措施、截水措施。作用是調(diào)蓄洪水，避免或減緩洪峰；引、排洪水，消減、控制泄洪量；攔截上方崩滑或水土流失地段徑流。

5.1.2 治泥石（廢石、矸石）措施：可分為攔壩措施、擋墻（擋土墻、擋渣墻）措施、護坡措施、變坡措施。作用為攔蓄泥沙、穩(wěn)固滑坡、節(jié)節(jié)攔截、減緩溝底坡度；穩(wěn)固滑坡、崩塌體；加固邊坡，增強坡體抗滑抗流能力；降低坡角，削弱泥石（廢石、矸石）流侵蝕力。

5.1.3 生物措施：主要采用水源涵養(yǎng)林措施、水土保持林措施及廢石、矸石恢復(fù)植被措施。作用是改良土壤，消減徑流；保水保土，擴大植被覆蓋率，減少水土流失；固定廢石、矸石，降低松散固體物。

5.2 崩塌治理措施建議

崩塌指陡坡上被直立裂縫分割的巖土體，因根部支撐不住，產(chǎn)生折斷壓碎或局部滑移，失去穩(wěn)定，突然脫離母體向下傾倒、翻滾的現(xiàn)象。崩塌是在特定條件下形成的：地形地貌、地層巖性和地質(zhì)構(gòu)造是崩塌的物質(zhì)基礎(chǔ)；降雨、地下水作用、振動力、風化作用以及人類活動對崩塌的形成和發(fā)展起著重要的作用。治理措施建議：

5.2.1 遮擋措施：遮擋斜坡上部的崩塌落石。常用于中小型崩塌或人工邊坡崩塌的防治。

5.2.2 攔截措施：對于僅在雨季才有墜石、剝落和小型崩塌的地段，可在坡腳或半坡上設(shè)置攔截構(gòu)筑物，如設(shè)置落石槽以停積崩塌物質(zhì)。

5.2.3 支擋措施：在巖石突出或不穩(wěn)定的大孤石下面，修建支柱，支擋墻等。

5.2.4護墻、護坡措施：在易風化剝落的邊坡地段，修建護墻，對緩坡進行漿砌片石護坡等。

5.2.5 鑲補勾縫措施：對坡體中的裂縫、縫、空洞，可用片石填補空洞，水泥砂漿勾縫等以防裂隙、縫、空洞的進一步發(fā)展。

5.2.6 切割爆破措施：采用切割爆破處理孤石、危巖或孤石（危巖），通過各種藥包的聯(lián)合爆切作用，把單個的、體積較大的孤石、危巖或孤石（危巖）群予以全部或局部地粉碎。

5.3 滑坡治理措施建議

滑坡指斜坡上的巖土體受一定的因素誘發(fā)，在重力作用下，沿著一定的軟弱面或軟弱帶，整體地或分散地順坡下滑的現(xiàn)象。滑坡的成因包括兩方面，一是環(huán)境條件：巖土地質(zhì)類型是產(chǎn)生滑坡的內(nèi)在物質(zhì)基礎(chǔ)；地質(zhì)構(gòu)造及巖土結(jié)構(gòu)是產(chǎn)生滑坡的內(nèi)在地質(zhì)環(huán)境條件；地形地貌是產(chǎn)生滑坡的內(nèi)在地貌環(huán)境條件；地下水作用是產(chǎn)生滑坡的水文地質(zhì)條件；二是誘發(fā)因素：礦山滑坡的形成可能有以下五種誘發(fā)因素，分別為大氣降水、溝谷水流的沖刷、人為工程活動破壞坡體平衡作用、地震動的作用、亂砍濫伐人為活動。治理措施建議：

5.3.1 排除地表水措施：目的在于攔截、旁引滑坡外表的地表水，避免地表水流入滑坡區(qū)。具體施工措施有滑坡體外圍截水溝、滑坡體上地表水排水溝。

5.3.2排除地下水措施：排除地下水可使滑坡體土體干燥，從而提高其強度指標，降低土壤的容重，并可消除地下水動水壓力，以提高滑體的穩(wěn)定性。具體施工措施有截水盲溝——用于攔截或旁引滑坡體外圍地下水、支撐盲溝——兼具排水和支撐作用、仰斜孔群——用近于水平的鉆孔把地下水引出、滲管——排除滑坡體內(nèi)的地下水等等。

5.3.3 削坡減重措施：用于治理處于“頭重腳輕”狀態(tài)而在前方又沒有可靠抗滑地段的滑體，使滑體外形改善、重心降低，從而提高滑體穩(wěn)定性。

5.3.4 修筑支擋措施：目的在于增加滑坡的重力平衡條件，使滑體迅速恢復(fù)穩(wěn)定。具體施工措施有抗滑擋土墻（錨桿擋墻、樁拱墻、豎向預(yù)應(yīng)力錨桿擋墻等）、抗滑樁、錨固。

5.3.5 土質(zhì)改良措施：它通過改善滑體土的性質(zhì)，使之堅固以達到穩(wěn)定滑坡的目的。具體施工措施有焙燒法——利用導(dǎo)洞或鉆孔火燒滑坡前緣部分的滑體，使之形成由硬土組成的“天然”擋墻、爆破法——在已成孔孔底用炸藥爆破，破壞滑動面的完整性，使得不能沿滑動面形成連續(xù)的底強度帶、灌漿法——用于凝固土體，從而達到提高滑體土抗剪強度目的。

5.4 地裂縫治理措施建議

地裂縫指由于內(nèi)外力作用而產(chǎn)生的地面縫狀開裂。形態(tài)上有張口狀裂縫、壓密裂縫及臺階狀裂縫等。礦山型地裂縫多為采空區(qū)地面塌陷及巖溶地面塌陷中地表變形形態(tài)之一。礦區(qū)地裂縫的形成主導(dǎo)因素為采礦遺留的采空區(qū)、過量抽排地下水而產(chǎn)生的負壓所致，其次為地震、地質(zhì)構(gòu)造、崩塌、滑坡等所造成的。治理措施建議：

5.4.1 水泥灌漿法措施：一般用于較大型地裂縫，目的在于填補裂縫，使其具有凝合力，以止地裂縫進一步發(fā)展。

5.4.2 填土掩埋、夯實措施：一般用于小型地裂縫，對地裂縫進行及時的回填、夯實，以控制其繼續(xù)擴大。

5.4.3 采空區(qū)回填措施：對已采空區(qū)要進行及時回填，減小負壓，以防止地裂縫的發(fā)生和發(fā)展。

5.4.4 控制地下水位下降措施：使抽排水量小于或等于地下水的補給量，以避免地裂縫的發(fā)生或發(fā)展。

5.5采空區(qū)地面塌陷治理措施建議

采空區(qū)地面塌陷指地下礦層（體）被采空后，頂板覆巖產(chǎn)生變形破壞波及地表，使地表產(chǎn)生沉陷、地裂縫、塌陷坑及槽狀塌陷等非連續(xù)變形破壞現(xiàn)象的總稱。主要由于地下采空區(qū)使原有的平衡條件破壞，使其產(chǎn)生負壓，采空區(qū)頂部抗壓不強而形成塌陷。治理措施建議：

5.5.1.1工程治理措施。清除填堵：常用于相對較淺的巖溶塌坑或埋藏淺的土洞。首先清除其中的松土，填入塊石、碎石形成反濾層，其上覆蓋以粘土并夯實；強夯：在土體厚度較小、地形平坦的情況下，采用強夯砸實覆蓋層的方法消除土洞，提高土層的強度；因地制宜修建截、排水溝。

5.5.1.2 礦井設(shè)置保安礦柱或禁采區(qū)措施。實施本措施對保護地面人居安全與基礎(chǔ)設(shè)施的穩(wěn)定性所確定的范圍合理，安全可靠，能有效防止或減小地面沉陷變形破壞。閉坑后礦山礦柱回采，須設(shè)計回采方案，方案必須經(jīng)過國土主管部門批準后實施。

5.5.1.3 改進礦井開采方法與頂板管理方式：礦井開采方法與頂板管理方式應(yīng)根據(jù)礦山地質(zhì)環(huán)境情況進行設(shè)計，前提是使發(fā)生采空區(qū)地面塌陷的可能性降到最小。

5.5.1.4 采空區(qū)處理措施：對已采空區(qū)要進行及時處理，以阻止采空區(qū)地面塌陷的形成及發(fā)展。具體操作措施有充填法、垮落法、頂板緩慢下沉法、條帶開采法。

5.5.1.5 實施搬遷避險措施與對受損土地實施復(fù)墾整治：對治理難度大、經(jīng)費大的采空區(qū)地面塌陷所影響范圍內(nèi)的村民實施搬遷，并對受損的土地因地制宜的種草植樹，防止水土流失，恢復(fù)生態(tài)景觀效果。

5.6巖溶地面塌陷治理措施建議

巖溶地面塌陷指巖溶地區(qū)（主要是覆蓋型地區(qū)）隱伏在地下的巖溶洞穴上方的土（巖）體，在人為因素或自然因素影響下產(chǎn)生向下陷落，并在地面形成坑洞或裂縫的作用和現(xiàn)象。主要發(fā)育有淺層開口巖溶洞及裂隙可溶巖、具有一定厚度的松散覆蓋層、易于改變的地下水動力條件、大型或淺層采空區(qū)。治理措施建議：

5.6.1.1預(yù)防措施。根據(jù)礦井巖溶分布深淺、發(fā)育程度，地下水逕流條件，在礦井疏干前編制預(yù)測可能出現(xiàn)的巖溶地面塌陷區(qū)制定預(yù)防措施。

5.6.1.2回填或灌注填充措施：對影響人居環(huán)境與重要設(shè)施的巖溶塌坑，或影響礦井充水的巖溶塌陷漏斗采取碎石、粘土回填，防止塌陷的再度出現(xiàn)。在溶洞埋藏較深時，通過鉆孔灌注水泥砂漿。填充巖溶孔洞或縫隙、隔斷地下水流通道，達到加固的目的。

5.6.1.3 采取供水措施：對因礦業(yè)活動引起巖溶地面塌陷，導(dǎo)致水資源枯竭的地區(qū)，應(yīng)采取供水措施，確保人畜及生產(chǎn)用水。

5.6.1.4 實施搬遷避險措施：對治理難度大、經(jīng)費大的巖溶地面塌陷所影響范圍內(nèi)的村民實施搬遷避險。

5.6.1.5 控制礦井排水量措施：控制礦井的排水量，使地下水緩慢下降，使原有的平衡條件慢慢的破壞，以達到一個緩解的目的。

5.7礦井突水突泥治理措施建議

礦井突水突泥指礦山地下井巷及采礦工作面（場）在采掘過程中發(fā)生突然大量涌水或涌泥的現(xiàn)象。井下采掘活動破壞巖層的天然平衡，采掘工作面周圍水體在靜水壓力和礦山壓力作用下，通過斷層、隔水層和礦層的薄弱處并攜帶泥土進入采掘工作面；在開采過程中，對已采空區(qū)的積水或老窯水沒有進行適當處理而突然灌入開采巷道所致。治理措施建議：

5.7.1 地面防水措施

5.7.1.1 挖溝排（截）洪：地處山麓或山前平原區(qū)的礦井，可在井田上方垂直來水方向沿地形等高線布置排洪溝、渠，攔截洪水和淺層地下水，并通過安全地段引出礦區(qū)。

5.7.1.2 排除積水：有些礦區(qū)開采后引起地表塌陷，常年積水，且隨開采面積的擴大，塌陷區(qū)范圍越廣，積水越多。此時要排掉積水，消除水害隱患。

5.7.1.3 填堵通道：礦區(qū)范圍內(nèi)，因采掘活動引起的地面塌陷、開裂等查明是礦井水通道時，則在滲漏地段進行填堵、夯實，且略高出地面以防積水。

5.7.2 井下防水措施

5.7.2.1 防水閘門和防水墻：在適當?shù)牡攸c預(yù)留防水閘門和防水墻的位置，使礦井形成分翼、分水平或分區(qū)隔離開采。在水患發(fā)生時達到分區(qū)隔離，縮小災(zāi)情，控制水勢危害，確保礦井安全。

5.7.2.2 防水煤（巖）柱：在水體下、含水層下承壓含水層上或?qū)當鄬痈浇删驎r，為防治地表水或地下水潰入工作地點，在可能發(fā)生突水處的外圍保留最小寬度的礦柱不采，以加強巖層的強度和增加其重量阻止水突入礦井。

5.7.2.3 礦井注漿堵水措施：注漿堵水就是將制的漿液壓入井下巖層空隙、裂隙或巷道中，使其擴散，凝固和硬化，從而巖層具有較高的強度、密實性和不透水性達到封堵截斷補給水源和加固地層的作用。具體施工措施有井筒注漿堵水、突水點（口）注漿堵水、井下注漿堵水等。

六、結(jié)語

本文通過資料收集、具體實踐，特對礦山常見幾種地質(zhì)災(zāi)害的定義、成因條件作出分析，結(jié)合湖南省礦山具體情況，對礦山地質(zhì)災(zāi)害的治理措施進行了扼要的總結(jié)，但在實際操作中，一種災(zāi)害的治理可能需要幾種治理措施結(jié)合使用。

參考文獻

〔1〕湖南省礦山地質(zhì)環(huán)境影響評估技術(shù)要求 楊順泉等 湖南省國土資源廳 2006年元月

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〔4〕地質(zhì)勘察與地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測評估防治技術(shù)實用手冊 廖興發(fā)主編 世圖音像電子出版社 2002年10月