探討礦山地災(zāi)類型、危險性與地質(zhì)災(zāi)害勘查技術(shù)方法

黃建平，劉 鵬

（四川省煤田地質(zhì)局一四一隊，四川 德陽 618000）

我國的礦產(chǎn)資源較為豐富，但是在之前的礦山開采過程中，由于開采技術(shù)、開采理念有些落后，忽視了開采過程中的科學(xué)性以及礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性。近年來，礦山地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的現(xiàn)象更是屢見不鮮，對于我國的社會穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展都帶來了巨大的影響。因此，有針對性的采取相應(yīng)的地質(zhì)災(zāi)害勘查技術(shù)手段，能夠準(zhǔn)確的判別地質(zhì)災(zāi)害的類型、地質(zhì)災(zāi)害的危險性，因此本文就將對此進(jìn)行詳細(xì)的分析和研究。

1 礦山地質(zhì)災(zāi)害的主要類型及危險性

（1）采空區(qū)塌陷。①成因分析。采空區(qū)塌陷這是最為常見的礦山地質(zhì)災(zāi)害類型之一，采空區(qū)是礦山開采過程中的主要作業(yè)區(qū)，在開采的過程中會嚴(yán)重的破壞采空區(qū)的內(nèi)部地質(zhì)結(jié)構(gòu)，所以容易引發(fā)各類地質(zhì)問題。現(xiàn)有的研究分析表明，人為原因是采空區(qū)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的主要原因，也就是開采人員對于礦山的不合理的開發(fā)而導(dǎo)致。在進(jìn)行礦山開采過程中，頂板巖層重力與上覆蓋巖層的壓力，就會產(chǎn)生向下的彎曲或者移動[1]。一旦頂板巖層承受的荷載超過自身的最大承受荷載，頂板巖層就會出現(xiàn)斷裂或者塌陷的問題。對礦山的過度開采則會進(jìn)一步增加頂板巖層的受力范圍和受到的荷載，容易引發(fā)采空區(qū)塌陷的危險，所以在開采過程中要注意適度開采，用合理的技術(shù)手段來進(jìn)行開采，不能僅僅追求經(jīng)濟(jì)利益，而造成嚴(yán)重的礦山地質(zhì)災(zāi)害。②危險性分析。采空區(qū)塌陷會造成嚴(yán)重的危險，會危害周圍的建筑、水利設(shè)施、周圍居民的生命財產(chǎn)安全，為了避免造成嚴(yán)重的危害，要采取嚴(yán)格的控制措施來降低采空區(qū)塌陷發(fā)生的概率。進(jìn)行礦山開采活動本身是為了滿足人民生活和社會發(fā)展的需求，是造福社會的好事，但是如果發(fā)生了嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害，反而會威脅社會的發(fā)展，起到相反的效果。另外，礦山的開采過程會造成一定程度上的地質(zhì)破壞，勢必會影響淺層的含水功能，影響正常的地下水循環(huán)，更是會影響周圍的植被的正常生產(chǎn)，長久以往會影響開采區(qū)的整體環(huán)境。同時，采空區(qū)塌陷還會造成土地資源的流失。

（2）泥石流。①成因分析。泥石流這種地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要原因是自然因素，就是采礦區(qū)周圍的地質(zhì)環(huán)境較為惡劣而導(dǎo)致的礦山開采過程中的泥土流失。泥石流和采礦區(qū)塌陷的主要在于泥石流災(zāi)害的預(yù)防更為困難，因此針對泥石流災(zāi)害只能是盡量的減少其帶來的經(jīng)濟(jì)損失和造成的人身危害。泥石流發(fā)生的原因主要有以下幾個：第一，泥石流主要發(fā)生在山地較多的地區(qū)；第二，泥石流發(fā)生地區(qū)一定擁有非常豐富的水資源，水流為泥石流的發(fā)生提供了載體，這也是泥石流形成的一個必要條件；第三，泥石流物源，泥石流物源是泥石流發(fā)生的必不可缺的因素之一，物源是泥石流發(fā)生的重要基礎(chǔ)。在開采的過程中，廢物廢渣的隨意堆放更是成為了泥石流發(fā)生的主要物源，另外，植被的亂砍濫伐造成流失的水土也會成為泥石流的物源。②危險性分析。在礦山開采過程中，會對開采區(qū)的內(nèi)部地質(zhì)造成較大的破壞，會造成各種各樣的廢棄物，尤其是廢土、廢石、固體垃圾等等。在礦山開采過程時，往往不會注意清理這些廢棄物，這不僅嚴(yán)重影響了周圍的植被，也提高了泥石流發(fā)生的概率。這時候，一旦有大量的降水出現(xiàn)，就極其容易發(fā)生泥石流地質(zhì)災(zāi)害。所以，在開采的過程中，一定要注意對各種廢棄物的及時處理，做好相應(yīng)的監(jiān)管工作，避免出現(xiàn)大量的廢棄物堆積，這樣就可以在一定程度上避免泥石流的形成。尤其是在靠近河流等水資源豐富地區(qū)的礦山開采，更是要注意對于廢棄物的處理。

泥石流一旦發(fā)生，就會對周圍的房屋造成影響，進(jìn)而會影響河流河道等等，更有嚴(yán)重者，會破壞公路、鐵路等交通運(yùn)輸設(shè)施，危害周圍居民的生命安全。一般來說，泥石流發(fā)生難以控制，在流動的過程中可能會引發(fā)更為嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害，造成更為嚴(yán)重的影響。因此，在礦山的地質(zhì)災(zāi)害中，泥石流是需要重點(diǎn)預(yù)防的地質(zhì)災(zāi)害。

（3）滑坡。①成因分析?；潞湍嗍鬟@兩種災(zāi)害發(fā)生的情況較為相似，不過在成因上有所不同：泥石流主要是由于自然因素造成，而滑坡則是受到人為因素和自然因素這兩方面的影響[2]。首先，在自然因素方面主要有三種，開采坡面的選擇，開采時如果巖體的不連續(xù)面傾斜度傾向于坡面時，就會造成滑坡；邊坡受到風(fēng)化作用的影響降低了邊坡的穩(wěn)定性，也會造成滑坡；其他地質(zhì)災(zāi)害引發(fā)的滑坡現(xiàn)象的造成滑坡，比如地震等。因此在礦山開采的過程中要給予注意，做好滑坡的預(yù)警，盡量減少其造成的危害。人為原因主要是開采人員在礦山開采的過程中，開采技術(shù)和開采方法的問題，例如對于坡腳的不合理開挖等等。②危險性分析?；轮饕褪且驗殚_采過程中的坡體或者坡腳的形狀和位置的不合理導(dǎo)致的，一般來說，滑坡發(fā)生的危險性大小是以滑坡發(fā)生后造成的經(jīng)濟(jì)損失來確定的，會造成嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。滑坡會造成河流、河道的阻塞，如果發(fā)生在主要交通路線上，也會破壞道路等正常的交通運(yùn)行，由此可見，滑坡的地質(zhì)災(zāi)害的危險性也相對較為嚴(yán)重，在實際中要給予充分的重視。

（4）水土流失。①成因分析。除了上述三種常見的地質(zhì)災(zāi)害之外，水土流失也是礦山開采過程中極其容易發(fā)生的一種地質(zhì)災(zāi)害。同滑坡災(zāi)害一樣，水土流失主要發(fā)生的原因也是受到人為因素和自然因素兩個方面的影響。首先，水土流失的自然原因在于氣候、地質(zhì)地貌、植被、土壤地形的變化等等，也就是在開采的過程中，會因為開采工作而導(dǎo)致的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、生態(tài)環(huán)境等改變而造成的水土資源流失，或者在滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害中，連帶的將植被和表層的土地資源的滑落，進(jìn)而造成了水土流失人為原因主要是人們不合理的利用礦山資源，濫砍濫發(fā)等不合理的行為造成對植被造成了嚴(yán)重的破壞，進(jìn)而造成了嚴(yán)重的水土流失現(xiàn)象，水土流失的主要原因是因為植被和生態(tài)破壞。另外，在實際的開采過程中，造成水土流失的一個重要原因就是水利侵蝕，對于一些涉及的水利工程來說，一旦水利工程得不到有效的控制，就容易造成水土流失的隱患。②危險性分析。水土流失最為直接的危害就是造成大量的水土面積的流失，對植被造成嚴(yán)重的破壞，改變原有的地質(zhì)地貌，破壞了開采區(qū)的生態(tài)環(huán)境的平衡。水土流失的危害很難會直接對人們的人身和財產(chǎn)安全造成影響，但是這種對于自然環(huán)境的破壞，會間接的影響人們的生產(chǎn)生活，所以，在進(jìn)行礦山開采的過程中，要注意對于植被和周圍環(huán)境的保護(hù)，預(yù)防水土流失。

2 礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查技術(shù)方法

2.1 地球信息綜合勘查技術(shù)

近年來，信息技術(shù)的快速發(fā)展，也帶動了礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查技術(shù)不斷進(jìn)步，在礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查過程中可以運(yùn)用地球信息綜合勘察技術(shù)，對采空區(qū)進(jìn)行準(zhǔn)確的勘查[3]。地球信息綜合技術(shù)主要來說包括以下3中具體技術(shù)的應(yīng)用。第一，GPS技術(shù)。GPS技術(shù)的運(yùn)用主要是為了對災(zāi)害發(fā)生地區(qū)進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，進(jìn)而能夠?qū)Φ刭|(zhì)災(zāi)害的分布情況、發(fā)展規(guī)律等進(jìn)行相關(guān)的梳理和總結(jié)，能夠有效的對地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)警；第二，RS技術(shù)。RS技術(shù)主要是用來分析地貌的受到破壞的程度、塌陷地區(qū)的形態(tài)以及廢舊物的面積等等，通過這些信息能夠?qū)﹂_采過程中的技術(shù)利用和位置選擇提供有效幫助，防治出現(xiàn)一些安全隱患事故出現(xiàn)；第三，GIS技術(shù)。該技術(shù)主要用來分析礦山的空間災(zāi)害信息，對采空區(qū)的塌陷進(jìn)行有效的監(jiān)測和預(yù)防，避免因為一些不合理的操作造成的采空區(qū)塌陷，提高開采過程的安全性。同時能夠有效保證開采人員的生命安全，對礦山周邊地區(qū)的環(huán)境以及居民都能夠起到良好的保護(hù)作用。

2.2 化學(xué)勘查法

化學(xué)勘查法就是利用化學(xué)反應(yīng)對礦山周圍的環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，化學(xué)勘查法主要應(yīng)用在環(huán)境勘查工作中，針對周圍環(huán)境的污染情況提出相應(yīng)的治理辦法，為環(huán)境治理提供參考信息?；瘜W(xué)勘查法主要是針對泥石流和水土流失這類地質(zhì)災(zāi)害，化學(xué)勘查的具體方法有很多，但是其主要的工作原理都是通過相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)來達(dá)到對周圍環(huán)境的評估，進(jìn)而來測定檢測區(qū)域的水土流失和泥石流發(fā)生的概率。尤其是對于水土流失的勘查，利用化學(xué)勘查法可以測定檢測區(qū)域的地質(zhì)地貌、水文氣象等是否穩(wěn)定，進(jìn)而采取相應(yīng)的治理措施，預(yù)防礦山地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

2.3 物理勘查技術(shù)

對于滑坡或者采空區(qū)塌陷，可以采用物理勘查技術(shù)，常用的方法主要有以下幾種，下面進(jìn)行簡單的分析。

（1）高密度電阻率法。該方法是根據(jù)巖體的導(dǎo)電性的差異來進(jìn)行物理勘查，可以一次性的采集多種數(shù)據(jù)，來分析深度方向和水平方向的電性變化。對異常的數(shù)據(jù)進(jìn)行重點(diǎn)分析，推測災(zāi)害發(fā)生的影響范圍。該方法主要適用于較淺的采空區(qū)的勘查。

（2）視電阻率法。該方法主要對采空區(qū)的填充空氣的電阻率和硫化物礦體的電阻率的進(jìn)行鑒別，判斷該采空區(qū)是否存在有價值的礦產(chǎn)資源，避免對一些不含礦物的地層進(jìn)行開采，節(jié)省人力物力，盡可能的降低對于原有地質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變，進(jìn)而保護(hù)原有的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。

（3）淺層地震法。該方法是通過人工手段來分析地震波傳播的規(guī)律，對地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地層巖性進(jìn)行物理勘查，主要應(yīng)用于滑坡和采空區(qū)的勘查。通過人工模擬的地震比可以檢測周圍地質(zhì)情況能夠承受的最大地震力，從而對檢測區(qū)域的地質(zhì)情況能夠有效的掌握。

3 結(jié)束語

綜上所述，由于受到各種自然因素和人為因素的影響，礦山在開采的過程中常常會發(fā)生各種地質(zhì)災(zāi)害，本文主要分析了最為常見的四種危害，即采空區(qū)塌陷、滑坡、泥石流和水土流失。這四種危害無論哪一種發(fā)生，都會對周圍環(huán)境、人員的生命財產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的威脅，必須要提高地質(zhì)災(zāi)害的勘查水平，采取相應(yīng)的措施來進(jìn)行防范，降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的幾率，提高礦山開采工作的安全性和穩(wěn)定性。