探析礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問題及其勘查方法

■段純彬黃慶春

（1云南南方地勘工程總公司云南昆明650000；2云南省煤炭地質(zhì)勘查院云南昆明650218）

探析礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問題及其勘查方法

■段純彬1黃慶春2

（1云南南方地勘工程總公司云南昆明650000；2云南省煤炭地質(zhì)勘查院云南昆明650218）

礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的問題對整個礦山的作業(yè)造成了巨大的威脅，針對這種嚴重災(zāi)害的預(yù)防和治理，加強相應(yīng)的勘查控制就顯得尤為重要。本文就針對礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害等問題的類型、勘查方法以及產(chǎn)生的原因進行了簡要的闡述，希望對礦山行業(yè)有一定的幫助作用。

礦山環(huán)境 地質(zhì)災(zāi)害 問題 勘查方法

礦山的開采是整個社會發(fā)展的一個重要的組成部分，尤其是對于工業(yè)的整體發(fā)展來說，礦山具有舉足輕重的地位。隨著當(dāng)今社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，礦山的整體開采量也在不斷地升高，但是在這樣的趨勢之下，礦山環(huán)境同時也遭受到了巨大的破壞，尤其是對于地質(zhì)結(jié)構(gòu)來講，這種礦產(chǎn)的開采產(chǎn)生的不利影響還是比較突出的，同樣也極容易引發(fā)一些地質(zhì)災(zāi)害問題和環(huán)境災(zāi)難。如云南東川泥石流的產(chǎn)生和河流污染等多與采選礦有關(guān)。針對這些問題，加強在勘察等方面的工作，非常及時的了解地質(zhì)的狀況，進而能夠更為快捷的做出相應(yīng)的對策（治理），將整個地質(zhì)災(zāi)害的影響降到最低的狀態(tài)。

1　礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問題分析

1.1常見礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問題類型

當(dāng)前我國礦山環(huán)境發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害，其存在的類型主要有以下幾種：

（1）泥石流。在礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害中，泥石流是比較常見的一種類型。泥石流的形成不僅會受到自然環(huán)境地質(zhì)狀況的影響，和礦山的操作也存在著極為密切的聯(lián)系。隨著礦山的不斷開采，環(huán)境地質(zhì)結(jié)構(gòu)的松散程度不斷加大，并且在開采過程中形成了大量的泥土，這就給泥石流的形成創(chuàng)造了外部條件。

（2）塌陷。對于礦山開采過程來說，塌陷也是極為常見的一種環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害。塌陷地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)主要就是因為在礦山開采過程中，其內(nèi)部的地質(zhì)結(jié)構(gòu)受到了較大的損害，甚至出現(xiàn)了較多的采空區(qū)，就會對相應(yīng)的礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響，當(dāng)其承載體系出現(xiàn)了變故，也就會出現(xiàn)塌陷問題。

（3）滑坡。滑坡在當(dāng)前礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害中也比較常見。滑坡問題的影響也是極為惡劣的，對于相應(yīng)人員的傷亡影響也比較突出，必須要在礦山開采施工中引起高度的重視?；聠栴}的出現(xiàn)也和具體的礦山開采存在著密切的聯(lián)系，礦山不斷開采影響到地質(zhì)結(jié)構(gòu)。

1.2礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問題產(chǎn)生的原因

對于礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問題的形成，其產(chǎn)生的原因和礦山的開采以及其它操作存在著密不可分的關(guān)系。礦山地質(zhì)災(zāi)害的形成，很大程度上取決于施工設(shè)計以及施工設(shè)備的應(yīng)用，部分工程隊還有違規(guī)施工的情況，這些因素都極有可能導(dǎo)致礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害，具體來說主要有以下兩方面的因素：

（1）疏干排水。對于礦山開采來說，地下水是需要積極關(guān)注的一個方面，當(dāng)前比較常見的一種措施就是疏干排水。疏干排水對于地下水的影響是比較大的，對于整個礦山結(jié)構(gòu)體系的支撐效果影響也比較突出。通過分析近年來的實際工作情況來看，疏干排水質(zhì)量會受到設(shè)備、施工計劃以及山體結(jié)構(gòu)影響，三點中的任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會影響到疏干排水工作質(zhì)量，進而會影響到環(huán)境地質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，就有可能出現(xiàn)各種地質(zhì)災(zāi)害問題，是礦山開采中最為突出的一點。

（2）違規(guī)操作問題。對于具體的礦山開采操作來說，違規(guī)操作對礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問題的形成有一定影響。違規(guī)操作，主要就是一些非法采礦問題，尤其是對于私挖亂采現(xiàn)象而言，其影響更是極為惡劣。隨著私挖亂采程度的不斷加深，其對于環(huán)境地質(zhì)造成的不良影響也越來越惡劣，也就更容易產(chǎn)生一些礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問題。例如，2010年9月21日上午9時，廣東信宜市錢排鎮(zhèn)達垌村村民突然聽到一聲巨響，位于該村后面的紫金礦業(yè)有限公司信宜銀巖錫礦尾礦庫塞水大壩突然崩塌。截至22日下午，事故共造成6人失蹤，5人死亡，7人受傷。

2　環(huán)境污染

2.1大氣污染與酸雨

礦石開采、運輸破碎、選礦冶煉過程中會產(chǎn)生大量的廢氣、廢渣、廢水和粉塵，這些有毒有害物質(zhì)不經(jīng)處理或處理不當(dāng)和處理不完全就直接排放于大氣，使之在大氣中揮發(fā)散播，造成大氣污染，形成酸雨。煤礦開采須排放大量的尾礦和煤矸石，經(jīng)常發(fā)生自燃排放出有毒有害氣體，污染大氣。例如，烏魯木齊鐵廠溝、奇臺北山、阜康白楊河、小龍口和小黃山是新疆五大煤層自燃區(qū)，昌吉硫磺溝煤田火區(qū)是全國燃燒面積最大、危害最嚴重的地區(qū)。烏魯木齊市的西山煤礦煤火頻發(fā)，空氣中SO2等有害氣體含量極高，地表溫度高達50℃，方圓幾十公里多年后寸草不生。又如喀拉通克銅鎳礦區(qū)選礦廠，由于經(jīng)濟技術(shù)等因素，排放的SO2等有害氣體，在周圍數(shù)十平方公里范圍都能聞到刺鼻的硫磺味，造成大氣污染，導(dǎo)致礦區(qū)及其周圍部分野生動植物基本滅絕，給礦區(qū)附近的居民生活和健康帶來危害。

2.2土壤污染

礦山工業(yè)產(chǎn)生和形成的廢渣、廢水、酸雨等有害物質(zhì)經(jīng)雨水沖刷、溶解、滲透以及農(nóng)田灌溉等污染土壤，造成土壤板結(jié)，農(nóng)作物減產(chǎn)的惡果。例如，新疆部分地區(qū)如米泉-阿克蘇等地區(qū)土壤-水中的砷含量超標(biāo)，有的地區(qū)高出標(biāo)準值十幾倍，給當(dāng)?shù)厝嗣竦慕】祹硪欢ǖ奈：Α?/p>

2.3地下水污染

新疆屬于干旱-半干旱地區(qū)，水資源尤其珍貴。但是開礦后的污水致使地下水污染嚴重，水均衡遭受巨大破壞。如克拉瑪依油田，經(jīng)過幾十年的開采，石油資源趨于枯竭，油層和水層相互滲透污染，淺層水滲漏，水位、水質(zhì)下降，土地鹽堿化加劇，致使水資源無法滿足工農(nóng)業(yè)及生活需求，政府不得已投巨資從30km之外的額爾齊斯河引水到克拉瑪依市，以解決日益嚴峻的工農(nóng)業(yè)及生活用水問題。

2.4水資源破壞

許多礦山的地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件極為復(fù)雜，礦床開采時必須進行疏干排水，甚至要深強排水。由于疏干排水，形成大面積降水漏斗，導(dǎo)致水均衡遭受破壞，造成地下水位下降、泉水?dāng)嗔?、地表水量銳減。淺層地下水長期得不到補充恢復(fù)，影響地表植被生長，土地沙化荒漠，水土流失嚴重，最終導(dǎo)致水資源枯竭，生態(tài)環(huán)境遭到嚴重破壞。

2.5土地資源破壞

土地資源的破壞包括三個方面的含義，一是土地破壞，二是土地占用，三是水土流失。巖土剝離開挖、廢渣廢土堆放和地表塌陷等，一方面導(dǎo)致破壞并占用大量農(nóng)田土地，另一方面改變了地形地貌及巖土結(jié)構(gòu)和分布，形成水土流失，進一步演化為土地沙化和荒漠。以烏魯木齊市采砂場為例，30多年的無序開采造成烏魯木齊河床及北部沖洪積平原區(qū)土地損毀和占用，荒漠植被遭到破壞，場區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化，水土流失嚴重，被占用及破壞土地面積總計達3608hm2。

3　地質(zhì)災(zāi)害、環(huán)境污染和資源破壞之關(guān)系

地質(zhì)災(zāi)害、環(huán)境污染和資源破壞與礦山開發(fā)在時間上和空間上具有重疊性、穿插性和一致性；有時互為因果，有時以一類環(huán)境問題為主，有時表現(xiàn)為兩種或3種類型并存。如采礦和選礦產(chǎn)生廢石及尾礦排放既能誘發(fā)滑坡和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，又能造成地表水、土壤與大氣等環(huán)境污染，還能導(dǎo)致土地占用、水土流失、植被毀壞及地形地貌等資源破壞。采礦和選礦排放的有毒有害氣體既造成大氣污染，形成酸雨，酸雨滲透土壤中又污染土壤，造成土壤板結(jié)，農(nóng)作物減產(chǎn)的惡果。同時，酸雨不僅污染土壤，而且對建筑物有腐蝕作用，對人的身體健康也有極大危害。礦床開采中的疏干排水和污水排放既能造成地表水污染，又能導(dǎo)致地下水資源枯竭破壞，進一步演化為土地沙漠化，影響地表植被生長，生態(tài)環(huán)境惡化，土地沙漠化反過來導(dǎo)致水土流失，進一步加劇了土地沙漠化和生態(tài)環(huán)境惡化，這樣最終導(dǎo)致惡性循環(huán)。

4　礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害勘查方法

礦山地質(zhì)災(zāi)害主要由下圖幾種勘查方法：

圖1　地質(zhì)災(zāi)害的集中勘查方法

4.13S技術(shù)的應(yīng)用及其優(yōu)勢

在礦山環(huán)境地質(zhì)勘查中，3S技術(shù)的應(yīng)用是比較常見的，其應(yīng)用價值也得到了較好的呈現(xiàn)。GPS技術(shù)主要就是能夠較為全面的對整個礦山環(huán)境地質(zhì)進行勘查分析，尤其是對于礦山環(huán)境地質(zhì)的全天候勘查取得較好的勘查效果；RS技術(shù)主要就是指在礦山環(huán)境地質(zhì)的勘查過程中，充分運用遙感攝像技術(shù)來進行具體目標(biāo)的勘查，其最大的優(yōu)勢就是能夠?qū)崿F(xiàn)較大范圍的勘查，進而能夠提升其整體的勘查效果；GIS技術(shù)對于礦山環(huán)境地質(zhì)勘查來說同樣具備著極強的應(yīng)用效果，其最大的優(yōu)勢就是能夠針對整個礦山環(huán)境地質(zhì)進行全真模擬和動態(tài)分析，能夠更為有效的把握好相應(yīng)的變化趨勢，為后續(xù)礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防提供較好的信息支持。

4.2高密度電阻率法及其優(yōu)勢

在礦山環(huán)境地質(zhì)勘查中，高密度電阻率法也是比較常用的一種技術(shù)手段。高密度電阻率法本質(zhì)就是一種物探法，即針對礦山結(jié)構(gòu)中的一些巖土進行相應(yīng)的勘查施測，進而也就能夠較好的提升對于整個礦山地區(qū)的了解。尤其是對于礦山的地質(zhì)結(jié)構(gòu)組成來說，通過高密度電阻率法能夠得到較好的呈現(xiàn)，進而也就能夠針對相應(yīng)的地質(zhì)災(zāi)害做出預(yù)防和控制。

4.3水文地質(zhì)的勘查分析及其優(yōu)勢

對水文地質(zhì)進行全面詳細的勘查分析，能對具體的礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問題的解決提供幫助。對水文地質(zhì)勘查工作來說，其最突出的方面就是應(yīng)盡可能的對其巖土力學(xué)結(jié)構(gòu)進行準確的判斷。因為巖土力學(xué)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性對于礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問題的預(yù)測來說極為必要。基于礦山水文地質(zhì)和巖土力學(xué)的分析，通過試驗的方法來進行預(yù)判。當(dāng)前比較常見的試驗方法主要有水質(zhì)測試、含水層頂板滲透性試驗、浸泡試驗、淋濾試驗、采礦引起周圍地層滲透性變化試驗、含水層吸附試驗等，通過這些試驗?zāi)軌蜉^好的對礦山環(huán)境水文地質(zhì)進行了解，進而分析其承載力效果，針對可能會出現(xiàn)的各種災(zāi)害性問題有一個直觀掌控，這也是勘查工作的重要目標(biāo)所在。

4.4瞬變電磁法及其優(yōu)勢

這種方法是利用不接地回線或接地線源向地下發(fā)送一次脈沖電磁場,在一次脈沖磁場的間歇期間,利用線圖或接地電極觀測地下半空間二次渦流場的變化,從而達到探測的目的。同時,該方法信噪比高、分辨力強、探測深度大、探測速度快,較容易發(fā)現(xiàn)礦區(qū)的采空區(qū)異常。

4.5淺層地震法及其優(yōu)勢

是由人工手段激發(fā)地震波,再通過研究地震波在地層中的傳播規(guī)律,以查明地下地質(zhì)小構(gòu)造及獲取地層巖性信息的一種物探方法。其中的淺層反射法,不僅能直觀地反映地層界面的起伏變化,而且還能探測地下隱伏斷層、空洞、陷落柱以及各種異常物體,是滑坡、斷裂面、采空區(qū)等潛在地質(zhì)災(zāi)害的有效勘查方法之一。

4.6其他方法

在礦山地質(zhì)災(zāi)害的勘查中,地球化學(xué)勘查方法也可發(fā)揮重要作用,特別是對礦區(qū)環(huán)境污染的勘查,化探方法可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢,在污染因素查定、探測污染源、污染機制(過程)研究、圈定污染異常區(qū),以及提出污染治理方案等方面將起決定性作用。

5　礦山地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防

愈演愈烈的礦山災(zāi)害、大量潛伏的災(zāi)害隱患、日漸惡化的礦山環(huán)境說明礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治必須上升到政府監(jiān)管的高度。政府主管部門要加大對礦山環(huán)境與災(zāi)害源的監(jiān)管與治理力度,防止新的隱患發(fā)生。礦山企業(yè)要規(guī)范開采行為，合理開發(fā)礦產(chǎn)資源,處理好短期經(jīng)濟利益和長遠發(fā)展的關(guān)系,將防災(zāi)減災(zāi)工作始于礦山設(shè)計并延續(xù)到閉坑之后。注重礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治研究,將其列入礦業(yè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)性研究,把礦山災(zāi)害、環(huán)保、安全生產(chǎn)統(tǒng)一起來。災(zāi)害研究要充分依靠科技進步,采用高新技術(shù),研究災(zāi)害的發(fā)生機制,建立災(zāi)害的監(jiān)測、預(yù)報和評估信息系統(tǒng)。

6　結(jié)語

綜上所述，礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問題最為有效地一種控制手段就是加大勘查力度，綜合運用各種勘查手段來提升人們對于礦山環(huán)境地質(zhì)的了解，最終保障其能夠把礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問題的影響降到最低。

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P694[文獻碼]B

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