我國金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害與防治對(duì)策

李福艷 崔燕超

（長春黃金設(shè)計(jì)院，吉林 長春 130000）

我國金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害與防治對(duì)策

李福艷 崔燕超

（長春黃金設(shè)計(jì)院，吉林 長春 130000）

本文在概述我國礦山地質(zhì)災(zāi)害給人們生活以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶來嚴(yán)重?fù)p害的基礎(chǔ)上，具體分析了采場冒頂、深井巖爆、礦震、地表塌陷、地下水系統(tǒng)破壞等金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害，并根據(jù)不同災(zāi)害類型提出了技術(shù)上的防控措施及資金投入、制度約束等重要的輔助性措施，以期為相關(guān)工程提供借鑒。

金屬礦山；地質(zhì)災(zāi)害；防治對(duì)策

我國地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)，在頻發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害中，金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害占較大比例。近年來，我國發(fā)展迅速，國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定增長，生產(chǎn)活動(dòng)需要消耗大量的礦產(chǎn)資源來支撐，大量開發(fā)和利用礦產(chǎn)資源成為時(shí)代特點(diǎn)，進(jìn)而引發(fā)了一系列問題，包括地質(zhì)災(zāi)害、環(huán)境破壞及不當(dāng)?shù)氖袌龈偁幍?。部分礦產(chǎn)企業(yè)為了在激烈的市場競爭中獲得優(yōu)勢地位，片面追求經(jīng)濟(jì)效益，缺乏科學(xué)合理的管理體制，資金和科技投入嚴(yán)重不足，導(dǎo)致礦山開采輕質(zhì)量重?cái)?shù)量，資源能源嚴(yán)重浪費(fèi)，引發(fā)一系列地質(zhì)災(zāi)害問題，危害了人們的生產(chǎn)和社會(huì)生活，嚴(yán)重制約了國民經(jīng)濟(jì)的高效發(fā)展。

1.我國金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害類型

金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害的誘導(dǎo)因素主要是采礦方法選擇不當(dāng)、過度開采等人為因素，主要類型有采場冒頂、深井巖爆、礦震、地表塌陷等，接下來將針對(duì)金屬礦山的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行具體分析。

2.地質(zhì)災(zāi)害具體分析

2.1采場冒頂

在金屬地下礦山的地質(zhì)災(zāi)害中，采場冒頂發(fā)生率最高，最為普遍，采場冒頂?shù)谋憩F(xiàn)主要有巖層脫落、塊體冒落、不良地層塌落等，不適當(dāng)?shù)牟傻V手段，地質(zhì)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定會(huì)導(dǎo)致采場冒頂災(zāi)害發(fā)生。采場冒頂最易發(fā)的地區(qū)是礦巖穩(wěn)定性差的難采礦體及軟弱夾層，在此處一般會(huì)發(fā)生較大規(guī)模的礦體垮落。

2.2深井巖爆

深井巖爆是不恰當(dāng)?shù)拈_采活動(dòng)引起的對(duì)巖石的強(qiáng)烈?guī)r石動(dòng)力破壞形式。巖爆地質(zhì)災(zāi)害是巖石彈性應(yīng)變積累勢能的突然釋放，強(qiáng)烈的沖擊力會(huì)對(duì)采礦工作面、采掘設(shè)備及采礦人員造成嚴(yán)重的不可躲避的損害。深井巖爆一般為突發(fā)猛烈型地質(zhì)災(zāi)害，難于防范，后果嚴(yán)重。

2.3礦震

在開采礦山的過程中，易發(fā)生直接的地震現(xiàn)象，一般震源淺，震級(jí)小，稱為礦震，即使是較小震級(jí)的礦震也會(huì)嚴(yán)重破壞井下和礦井地表。相較于煤炭礦山，金屬礦山礦震發(fā)生率低，但近年來，金屬礦山礦震現(xiàn)象不斷增多，強(qiáng)度增大，因此，必須引起相關(guān)人員的重視。將其視為一種典型的金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害，積極尋求有效的防控措施，避免其引發(fā)區(qū)域性地震。

2.4地表塌陷

金屬礦山開采過程中引發(fā)的地表塌陷是其他類地表塌陷中最嚴(yán)重的類型，損失也最大。地表塌陷是金屬礦山開采過程中普遍存在的一種地質(zhì)災(zāi)害，近年來，我國地表塌陷地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生勢頭急劇上升，這主要是由礦山企業(yè)開采的短期行為如采后不充、采充失調(diào)、民采等隱患的具體表現(xiàn)。嚴(yán)重?fù)p害了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，給當(dāng)?shù)厝嗣駧砹藝?yán)重的危害。

2.5大面積采空區(qū)崩塌

在開采金屬礦山的過程中會(huì)使用空?qǐng)龇ā⒘舻V法、崩落法等方法，這些方法會(huì)使開采的地下礦山產(chǎn)生空區(qū)，空區(qū)不斷擴(kuò)大，達(dá)到一定規(guī)模便會(huì)引發(fā)大面積的采空區(qū)崩塌，是金屬礦山嚴(yán)重的井下災(zāi)害之一。我國部分礦山企業(yè)均發(fā)生過大面積采空區(qū)崩塌的地質(zhì)災(zāi)害，帶來了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，因此，礦企必須重視大面積采空區(qū)崩塌這一地質(zhì)災(zāi)害，盡量規(guī)避其帶來的損失。

2.6泥石流

金屬礦山的露天礦和地下礦山均會(huì)發(fā)生一類地質(zhì)災(zāi)害，即泥石流。在露天礦，雨季滑坡、山體坍塌等均會(huì)引發(fā)泥石流，一旦沖進(jìn)露天礦，便會(huì)引發(fā)嚴(yán)重后果。在地下礦山，易發(fā)泥石流的地區(qū)是采用崩落法開采的礦山，崩落范圍不斷擴(kuò)大直至貫通地表，則崩落通道會(huì)聚集地表泥石和水，進(jìn)而涌入地下采場作業(yè)面，引發(fā)地下礦山泥石流。一旦泥石流發(fā)生在作業(yè)面狹小的地下礦山，則破壞性極大。

2.7地下水系破壞

開采金屬礦山時(shí)，無論是露天礦開采還是地下礦開采都需要疏于并排干礦床里的水。疏干排水的具體做法是長期大量的抽排地下水，降低地下水位，長此以往，地下水形成大的疏排漏斗，水系遭到嚴(yán)重破壞，極易引發(fā)地表塌陷、地表水系破壞、地表蓄水能力下降、地面干枯等災(zāi)害，地下水系破壞范圍小則數(shù)平方公里，大則數(shù)十平方公里地下水資源枯竭，阻礙了地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。

2.8地質(zhì)環(huán)境污染

開采金屬礦山除了會(huì)引發(fā)地表塌陷、深井巖爆等大型的直接的地質(zhì)災(zāi)害和環(huán)境破壞以外，還存在潛在的地質(zhì)環(huán)境污染。金屬礦山開采過程中排出大量污水，留置大量矸石和尾礦堆積，嚴(yán)重危害生態(tài)環(huán)境，破壞生態(tài)穩(wěn)定。

3.我國金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害防治對(duì)策

3.1防范金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害的技術(shù)控制措施

3.1.1深井巖爆防控措施

近年來，我國對(duì)礦產(chǎn)能源的需求不斷加大，礦床開采深度逐步加深，礦山所引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害也逐漸引起人們的重視，我國相關(guān)學(xué)者針對(duì)深井巖爆這一地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行了具體研究，但是仍然缺乏工業(yè)實(shí)驗(yàn)操作中的研究，因此，難以找出直接的深井巖爆的引發(fā)原因。國內(nèi)外學(xué)者著重研究了巖石的巖爆特性和產(chǎn)生巖爆的應(yīng)力條件，并研究了對(duì)采礦引起的應(yīng)力集中和能量聚積原因，積極探尋防止應(yīng)力在局部高度集中和阻止巖爆發(fā)生的措施，但是仍不能有效掌握巖爆的發(fā)生機(jī)理或能量聚集形成規(guī)律。在具體的操作中，為了降低深井巖爆的發(fā)生造成的損害，必須規(guī)范礦山開采行為，降低巖性的動(dòng)力破壞，降低巖石彈性應(yīng)變勢能。此外，要加大對(duì)深井巖爆發(fā)生機(jī)理的研究，為采取有效防控措施提供依據(jù)。

3.1.2地表沉降、塌陷防控措施

在金屬礦山中，采空區(qū)塌陷是引發(fā)地表沉降及塌陷的主要原因。我國在處理及防控地表塌陷時(shí)，采用的方法是填充法或壓力灌漿技術(shù)。采用充填采空區(qū)、對(duì)塌陷區(qū)進(jìn)行壓力注漿的方法治理由采礦引起的地表沉降和塌陷。采空區(qū)充填是比較科學(xué)的一種工藝形式，可通過隨采隨充（充填采礦法）和集中充填（事后充填）完成采空區(qū)的填充。為了有效防止沉降或塌陷的進(jìn)一步發(fā)展，可采取對(duì)塌陷區(qū)進(jìn)行壓力注漿的方式填充沉降或塌陷發(fā)生后對(duì)巖移或塌陷產(chǎn)生的孔洞、裂縫，可有效阻止沉降和塌陷的進(jìn)一步蔓延。此外，為了實(shí)現(xiàn)更好的防控地表沉降和塌陷這類地質(zhì)災(zāi)害，我們應(yīng)把重心放在研究如何有效快速地實(shí)現(xiàn)尾砂充填的水-砂分離、提高充填效率和效果、防止井下水的污染、使全尾砂充填采空區(qū)的方法取得成功，并在實(shí)踐中得以推廣應(yīng)用上，不斷進(jìn)行技術(shù)上的進(jìn)步和創(chuàng)新。

3.1.3地下水災(zāi)害防控措施

為了加強(qiáng)地下水災(zāi)害的防控，我國重點(diǎn)研究了地下水運(yùn)動(dòng)規(guī)律和突水機(jī)理等，將利用挖掘機(jī)在防護(hù)薄弱的地區(qū)修帷幕的防控技術(shù)應(yīng)用在防控地下水地質(zhì)災(zāi)害中，這也是當(dāng)前較為先進(jìn)的堵水技術(shù)和地下水災(zāi)害防控措施。加強(qiáng)地下水災(zāi)害防控，需要深入研究隔水層的隔水機(jī)理、突水量與構(gòu)造裂隙的關(guān)系、高水壓作業(yè)下的突水機(jī)理以及隔水層穩(wěn)定性與臨界水力阻力的綜合作用等，以便尋求更有效的防控舉措。

此外，要不斷加強(qiáng)金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測和預(yù)報(bào)工作，積極尋找誘發(fā)各類地質(zhì)災(zāi)害的因素和發(fā)生機(jī)制，做好金屬礦山的排污除污工作，盡量降低其對(duì)環(huán)境造成的危害。

3.2建立金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害信息庫

在對(duì)金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行普查研究的基礎(chǔ)上，得出地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生種類、發(fā)生次數(shù)、地區(qū)傾向以及發(fā)展趨勢，分析潛在隱患，進(jìn)而建立一套完備的金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害信息庫（GIS）和信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這套信息庫要確保信息完善、暢通，并實(shí)現(xiàn)信息資源共享，幫助各礦山企業(yè)和相關(guān)部門進(jìn)行災(zāi)害分析和制定災(zāi)害防治舉措。

3.3加大投入力度，提高重視程度，強(qiáng)化規(guī)范制度

加大投入力度，包括人力、財(cái)力、物力和技術(shù)投入，為防控金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害提供重要的保證。礦山企業(yè)、政府要加大扶持力度，重視金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害防治工作，賦予其社會(huì)性質(zhì)。科技投入是防控金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害的重要技術(shù)保證，必須借助科技進(jìn)步和創(chuàng)新，做好金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害的防控，以防為主，以控為輔，以治為本，有效結(jié)合防和治，提高對(duì)防治金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害的重視程度，深入分析地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生機(jī)制，積極對(duì)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行評(píng)價(jià)，為防控提供依據(jù)。與此同時(shí)，要加強(qiáng)礦產(chǎn)資源開發(fā)的法制建設(shè)，立足于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和防災(zāi)減災(zāi)的根本，從加強(qiáng)資源開發(fā)、控制地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生兩個(gè)方面，重點(diǎn)制定金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害防控的相關(guān)法規(guī)制度，構(gòu)建制度保障，推動(dòng)我國金屬礦山企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

結(jié)語

我國金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，對(duì)國家以及礦山企業(yè)都提出了迫切的要求，應(yīng)當(dāng)積極采取措施防控地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，降低地質(zhì)災(zāi)害帶給人們生產(chǎn)生活及國民經(jīng)濟(jì)的損害。政府要提高對(duì)防控金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害的重視程度，建立健全金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害防控信息系統(tǒng)，從防控技術(shù)和防控制度多方面加強(qiáng)防控效果。礦山開采企業(yè)要兼顧經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，為我國金屬礦山企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展及國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)和穩(wěn)定發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

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