礦山開采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害及治理措施探究

張鵬君

（山東省魯南地質(zhì)工程勘察院（山東省地勘局第二地質(zhì)大隊(duì)），山東 濟(jì)寧 272100）

礦山地質(zhì)災(zāi)害主要指由于人們對礦山的大力開采，使得礦山地質(zhì)生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，并且對人們的生命財(cái)產(chǎn)損失和賴以生存的自然環(huán)境造成嚴(yán)重的威脅。礦山開采雖然推動了我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高了人們的生活水平，滿足了人們的生活需要，但由于部分礦山在開采過程中不遵循可持續(xù)發(fā)展原則，對礦山進(jìn)行無節(jié)制的開采，從而加大了礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的概率。

1 礦山開采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害類型

礦山地質(zhì)災(zāi)害又叫礦井地質(zhì)災(zāi)害或采礦地質(zhì)災(zāi)害，礦山開采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害有很多種，根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的位置可以分為兩大類，分別是地面礦山地質(zhì)災(zāi)害和井下礦山地質(zhì)災(zāi)害。我國不同類型的礦山開采中，煤礦發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害是最頻繁的，也是最嚴(yán)重的，除了煤礦之外，鐵礦、銅礦等金屬礦也有不同程度的礦山地質(zhì)災(zāi)害，因此對礦山開采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行研究就顯得十分重要。

（1）冒頂片幫。冒頂片幫是所有礦山地質(zhì)災(zāi)害類型中發(fā)生頻率最高的災(zāi)害事件，它在礦山開采過程中發(fā)生的頻率最高，對礦山的安全生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的威脅。冒頂片幫主要是各種垮塌，由于礦山開發(fā)過程中，嚴(yán)重地破壞了地質(zhì)結(jié)構(gòu)，從而造成了巖層脫落、塊體冒落、不良地層坍塌等事件。由于礦山巖石層和軟弱夾層補(bǔ)位的穩(wěn)定性很差，因此礦山巖石層和軟弱夾層補(bǔ)位成為了冒頂片幫事故發(fā)生的主要場所，另外冒頂片幫具有突發(fā)性和隨機(jī)性的特點(diǎn)，因此它嚴(yán)重威脅著礦山的安全生產(chǎn)。

（2）泥石流。泥石流是指在山區(qū)或者其他溝谷深壑，地形險(xiǎn)峻的地區(qū)，因?yàn)楸┯?、暴雪或其他自然?zāi)害引發(fā)的山體滑坡并攜帶有大量泥沙以及石塊的特殊洪流。在礦山開采過程中，礦山上的植被遭到嚴(yán)重破壞，并且?guī)r石層的結(jié)構(gòu)也會遭到破壞，由于植被和巖石層具有防風(fēng)固沙的作用，因此放植被和巖石層在遭到破壞時(shí)，礦山地區(qū)發(fā)生泥石流災(zāi)害的可能性就會大大增加，另外，造成礦山地區(qū)發(fā)生泥石流災(zāi)害的原因還有，礦山堆積的廢石比較多、欄護(hù)措施差等。泥石流具有突然性以及流速快，流量大，物質(zhì)容量大和破壞力強(qiáng)等特點(diǎn)，如果礦山地區(qū)發(fā)生泥石流災(zāi)害，那么將給礦山企業(yè)帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

（3）采空區(qū)塌陷。采空區(qū)塌陷是指在礦山開采過程中，對地下的礦產(chǎn)資源進(jìn)行大力開采，造成了地下虛空，在形成一定的規(guī)模以后，地表結(jié)構(gòu)會發(fā)生不定時(shí)地塌陷，而采空區(qū)塌陷主要用空場法和崩落法進(jìn)行地下開采的地下區(qū)域。在地下礦產(chǎn)資源開采過程中，如果不對采空區(qū)進(jìn)行及時(shí)地填充，那么將很可能發(fā)生采空區(qū)塌陷，一旦發(fā)生采空區(qū)塌陷，不僅會造成地表上的建筑物和道路塌陷，甚至有可能造成山體滑移，另外，采空區(qū)塌陷也會裂縫、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。影響采空區(qū)塌陷發(fā)生的因素有很多，不僅受巖石結(jié)構(gòu)和地表結(jié)構(gòu)影響，而且受開采技術(shù)、人為操作等人為因素的影響。

（4）崩塌滑坡。崩塌滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要原因就是采空區(qū)塌陷，崩塌滑坡地質(zhì)災(zāi)害無論是在露天開采還是井下開采都會發(fā)生，只是表現(xiàn)形式和影響因素不同。露天開采的崩塌滑坡主要表現(xiàn)為礦邊坡的滑落，而井下開采的崩塌滑落主要表現(xiàn)為地表塌陷和崩塌，它主要是由于采空區(qū)塌陷而引起的，井下開采的崩塌滑落比露天開采的崩塌滑坡的威脅性更大，給礦山造成的經(jīng)濟(jì)損失更大。

（5）其他地質(zhì)災(zāi)害。上面所闡述的地質(zhì)災(zāi)害類型比較突出，另外還有很多種礦山開采的地質(zhì)災(zāi)害，比如瓦斯突出、地?zé)?、井下突水、地下水位下降、水土流失等。在礦山開采過程中，如果地下水平發(fā)生變化，那么將很可能引起礦坑突水涌水和坑內(nèi)潰沙涌泥，從而對開采人員的人身安全造成了嚴(yán)重威脅。

2 礦山開采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害的治理措施

（1）地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測報(bào)告。在實(shí)際的井下操作中，我們可以利用一些技術(shù)勘測手段來為地質(zhì)災(zāi)害報(bào)告提供更強(qiáng)的可靠性，并且為地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防和治理提供一定的有效建議。目前在開挖隧道中比較常用的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)有：TSP方法、直流電流法、地質(zhì)素描法、地質(zhì)雷達(dá)法、紅外探測法、超前水平鉆孔等。其中TSP法的適用范圍最為廣泛，而且還具有預(yù)報(bào)距離長、預(yù)報(bào)精度高，且對隧道影響小的特點(diǎn)。采用這種方法能夠有效預(yù)測前方100m～150m的塌方、突泥、突水等各種施工造成的地質(zhì)危害。

（2）環(huán)境巖土工程治理技術(shù)。環(huán)境巖土工程工程治理技術(shù)相比上面提到的TSP法來說，具有更強(qiáng)的針對性，能夠有效對一些具體的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行防護(hù)。環(huán)境巖土工程治理技術(shù)主要針對以下幾種地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行防護(hù)。①巖石爆破應(yīng)力集中時(shí)，可用于有效釋放應(yīng)力。②尾礦處理的問題?？梢酝ㄟ^邊采邊填充等方法，增加尾礦庫的整體數(shù)量。③井下突水問題。④采空區(qū)的坍塌問題，一般采用的是降低高度的方法來解決。⑤崩塌、滑坡類問題。⑥排石場內(nèi)空洞裂縫的問題，主要用高密度電阻率法和工程地震法來進(jìn)行勘測。

（3）地質(zhì)災(zāi)害勘察技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，地質(zhì)勘察和監(jiān)測技術(shù)取得了巨大的進(jìn)步，因此可以將先進(jìn)的地質(zhì)勘察監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用到礦山開采過程中，例如地球物理勘察法、測繪地理信息技術(shù)等，從而有效地降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的頻率。地球物理勘察法可以準(zhǔn)確地確定出礦山巖石層、采空區(qū)、斷層位移等方面的相關(guān)信息，然后根據(jù)收集到的信息對潛在的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測，常用的地球物理勘察法有高密度電阻率法、激發(fā)極化法、可控源音頻大地電磁法、瞬變電磁法、地面核磁共振法等。測繪地理信息技術(shù)主要包括遙感技術(shù)、全球定位系統(tǒng)以及地理信息系統(tǒng)，測繪地理信息技術(shù)很大程度地提高了我國的地質(zhì)勘察水平，并且在地質(zhì)災(zāi)害中應(yīng)用的十分廣泛，比如可以利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的高危點(diǎn)位精確定位，并利用遙感衛(wèi)星進(jìn)行疊加分析，預(yù)測災(zāi)變發(fā)生趨勢。

（4）重點(diǎn)防治區(qū)防治措施。根據(jù)礦山的地質(zhì)條件以及災(zāi)害的形成特點(diǎn)，可以將礦山分為不同的防治區(qū)，分別是重點(diǎn)防治區(qū)、次重點(diǎn)防治區(qū)和一般防治區(qū)。在對礦山開采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害的治理過程中，我們尤其要對重點(diǎn)防治區(qū)進(jìn)行監(jiān)測，從而避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。礦山工作人員可以在重點(diǎn)防治區(qū)做好地質(zhì)勘察工作，做好各種加固和預(yù)防工作，防止坍塌、冒頂、泥石流等災(zāi)害的發(fā)生，另外也要設(shè)置攔渣壩，防止泥石流的產(chǎn)生，最后要根據(jù)礦山的實(shí)際情況設(shè)立監(jiān)測點(diǎn)，做好實(shí)時(shí)檢測工作。

總之，礦山應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況積極采用先進(jìn)的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測技術(shù)，加強(qiáng)對自然環(huán)境的保護(hù)，并且不斷完善和建立風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)機(jī)制、預(yù)警信息系統(tǒng)、管理規(guī)章制度等，從而做到防患于未然。