礦山工程地質(zhì)勘查及地質(zhì)災(zāi)害治理對策研究

林應(yīng)生

（甘肅智廣地質(zhì)工程勘察設(shè)計有限公司，甘肅 蘭州 730000）

在我國經(jīng)濟發(fā)展的過程中，礦山產(chǎn)業(yè)有著舉足輕重的作用，但是在實際礦山工程開發(fā)的過程中，由于作業(yè)環(huán)境相對較為復(fù)雜，雖然開采設(shè)備和技術(shù)在不斷的研發(fā)和進步，但是很多由地質(zhì)災(zāi)害引發(fā)的事故仍然難以避免。因此，地質(zhì)勘查和災(zāi)害治理工作對于礦山工程而言十分重要，不僅能夠有效確保礦山企業(yè)的經(jīng)濟效益，而且能夠極大程度保障施工人員的生命安全。

1 礦山地質(zhì)災(zāi)害種類

（1）巖土體變形災(zāi)害。巖土體變形災(zāi)害主要包括地表塌陷，采礦場邊坡失穩(wěn)、滑坡，礦震以及巖爆等情況。第一，地面坍塌多發(fā)生于空場法、留礦法等礦山施工中，引起地表坍塌的主要原因是由于采礦，在地面下形成了大量的空洞區(qū)域，沒有及時進行回填，所留下的礦柱不足以支撐地表質(zhì)量，引發(fā)坍塌事故。第二，采礦場邊坡失穩(wěn)、滑坡，也是礦山工程當中頻發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害種類，這種災(zāi)害對于露天礦廠有著較大的影響，當?shù)V場設(shè)置在山坡下方時，由于山體過于陡峭，天氣影響以及采剝失調(diào)等原因，會導(dǎo)致山體滑坡災(zāi)害。第三，礦震，引發(fā)礦震的主要原因是采空區(qū)的形成，簡單來說礦震就是礦山地震，是礦山工程中較為嚴重的地質(zhì)災(zāi)害，可能會引發(fā)礦坑突水、巖爆以及瓦斯涌出等各類不安全事故，具有較強的突發(fā)性，而且危害較大，容易引發(fā)一系列連鎖反應(yīng)，危害施工人員及周圍人的生命安全。第四，巖爆，引發(fā)巖爆的主要原因是在地質(zhì)活動或者地殼應(yīng)力的作用下，對礦坑周圍巖石造成擠壓，若采礦過程中，使得受擠壓巖石某一方面受力不均勻，就會出現(xiàn)巖爆事故，巖爆的發(fā)生較為突然，難以預(yù)防，而且其產(chǎn)生的后果較為嚴重。

（2）礦井災(zāi)害。礦井災(zāi)害包括礦坑涌水、突水，瓦斯事故和地?zé)釣?zāi)害等。其一，礦坑涌水、突水是由于采礦不合理，破壞了礦坑內(nèi)部導(dǎo)水結(jié)構(gòu)等，導(dǎo)致了地下或地表水資源的大量涌入，此類危害具有一定的突發(fā)性，而且規(guī)模較大，是開采過程中危害較大的地質(zhì)災(zāi)害。其二，瓦斯災(zāi)害，由于礦山工程多在地下進行，因此通風(fēng)情況較差，氣體無法流通和排出，在氣體不斷聚集的情況下，容易出現(xiàn)瓦斯爆炸事故，此類災(zāi)害在硫化礦中發(fā)生較多。其三，地?zé)釣?zāi)害，在礦山開采的過程中，隨著開采深度不斷加大，地?zé)釋τ诘V井的影響力度也不斷加強，礦井在高溫環(huán)境下，十分容易發(fā)生安全事故，威脅著施工人員的生命財產(chǎn)安全[1]。

2 礦山地質(zhì)勘查方法

（1）綜合信息技術(shù)勘查。信息技術(shù)是地質(zhì)勘查過程中的重要手段和工具，目前，在礦山工程地質(zhì)勘查的過程中，常用的信息技術(shù)包括RS（遙感技術(shù)）、GIS（地理信息系統(tǒng)）以及GPS（全球定位系統(tǒng)），簡稱3S技術(shù)，是一項集合了空間、傳感、衛(wèi)星定位、導(dǎo)航以及計算機和通訊技術(shù)的綜合性多功能技術(shù)，通過對多種高新技術(shù)的高度整合集成，能夠?qū)崿F(xiàn)對于空間信息的采集、處理以及分析等多項功能，是現(xiàn)代地質(zhì)勘測過程中不可或缺的技術(shù)手段。在3S技術(shù)的合理應(yīng)用之下，能夠準確地掌握礦山地形地貌以及地質(zhì)災(zāi)害情況。不僅能夠定位災(zāi)害發(fā)生的坐標，而且還能夠通過遙感技術(shù)，分析出地質(zhì)災(zāi)害對于區(qū)域的破壞程度，而且3S技術(shù)受時間和地點的影響較小，即便是常規(guī)測量手段無法到達的區(qū)域，也能夠?qū)ζ溥M行有效測量，為后續(xù)工作的順利開展提供準確數(shù)據(jù)和參考依據(jù)。

（2）物理勘查。除了要對礦山地形地貌以及災(zāi)害情況進行勘查之外，還需要對其進行物理勘查，對土壤演示等進行分析。其中常用的物理勘查方法有以下兩種：第一，淺層地震法。這種勘探方法主要是通過對于地震波在不同巖石、土壤中的傳播情況不同進行分析，通常用于探測淺層次的地質(zhì)情況，對巖石和土壤的物理參數(shù)進行測定的方法。淺層地震法還包括反射波、折射波等特殊技術(shù)的應(yīng)用，其主要優(yōu)點在于精確度較高，且施工成本較低。第二，高密度電阻率法。這種勘探方法是以巖石和土壤的導(dǎo)電性差異為根本原理進行的地質(zhì)勘探，在實際勘探的過程中，通過人工對現(xiàn)場施加穩(wěn)定的電流場，在電流的作用下不同巖土的傳導(dǎo)性不同，因此可以通過分析傳導(dǎo)電流的分布情況實現(xiàn)地質(zhì)勘測。

（3）環(huán)境化學(xué)勘查。在礦山工程中，前期勘查工作還需要對礦區(qū)內(nèi)部空氣指數(shù)、環(huán)境污染情況以及后期采礦工作對于礦區(qū)污染的勘查，此時需要使用環(huán)境化學(xué)勘查方法。通過對于環(huán)境污染的勘查，能夠明確污染發(fā)生的區(qū)域以及對環(huán)境和人體的影響，是地質(zhì)勘查過程中的重要環(huán)節(jié)，能夠為后續(xù)地質(zhì)災(zāi)害防治以及環(huán)境治理提供可靠的依據(jù)。除此之外，科學(xué)有效的環(huán)境化學(xué)勘查工作，還能夠檢測到地球化學(xué)異常情況，對于尋找礦床有著極大的幫助。因此，在礦山工程當中，環(huán)境化學(xué)勘查措施已經(jīng)得到了推廣和應(yīng)用，在幫助采礦企業(yè)探索礦床的同時，對于保護環(huán)境，解決污染問題有著積極的作用和意義[2]。

3 地質(zhì)災(zāi)害防治策略

（1）加強災(zāi)害預(yù)測和預(yù)防。在礦山工程中，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生往往會給采礦企業(yè)和施工人員帶來不可估量的損失，不僅威脅著礦山施工安全，對于周圍居民以及生態(tài)環(huán)境也有著負面影響，因此在進行礦山開采的過程中，對地質(zhì)災(zāi)害的防治需要加強預(yù)測和預(yù)防，與此同時輔以科學(xué)的控制和治理措施，做好地質(zhì)勘探工作，并根據(jù)勘探結(jié)果科學(xué)合理的規(guī)劃施工方案。除此之外，還需要加強對于采礦企業(yè)的監(jiān)督和管理，做好災(zāi)害預(yù)測，盡最大可能減少災(zāi)害事故發(fā)生的概率。首先，在礦山工程正式實施之前，需要相關(guān)政府部門加強對于企業(yè)采礦設(shè)備、技術(shù)、能力以及方案的監(jiān)督和檢查，確保其具備采礦能力和技術(shù)，根據(jù)國家相關(guān)標準對企業(yè)進行評估，確保礦山工程的安全性。其次，由于礦山地處偏僻，而且GIS等相關(guān)技術(shù)可能會受到天氣情況的影響，導(dǎo)致技術(shù)測評結(jié)果不準確，因此為確保對于采礦企業(yè)技術(shù)評估的準確，需要相關(guān)部門對負責(zé)技術(shù)檢測工作人員進行專業(yè)培訓(xùn)，保障其專業(yè)能力和技術(shù)熟練度能夠支持測評工作的有效完成。

（2）避免邊坡穩(wěn)定性被破壞。邊坡失穩(wěn)、滑坡是礦山工程中常見的地質(zhì)災(zāi)害，因此，在進行地質(zhì)災(zāi)害防治的過程中，需要加強對于邊坡情況的關(guān)注，做好相應(yīng)防治措施，避免邊坡穩(wěn)定性遭受破壞。通過對已發(fā)生的邊坡災(zāi)害進行分析，在邊坡失穩(wěn)發(fā)生形變的過程中，隨著時間的推移以及環(huán)境條件的變化，其形變的發(fā)生存在一定規(guī)律，邊坡的形變都是由上到下發(fā)生的，表現(xiàn)為層層剝離，而且大多發(fā)生在泥土松散潮濕的雨季，或者在雨水沖刷之后，對邊坡結(jié)構(gòu)造成一定破壞導(dǎo)致滑坡發(fā)生。雖然邊坡發(fā)生的位置不具備較為明顯的規(guī)律性，但實際上，災(zāi)害的發(fā)生主要為順層滑移。影響邊坡穩(wěn)定性以及滑坡發(fā)生的主要原因大多來自外界因素，例如，礦山的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，地下水的侵襲，地震的發(fā)生，以及在礦山開采過程中的爆破行為。因此，在進行邊坡防治的過程中，需要從以上幾個方面入手。一方面，相關(guān)政府部門需要嚴格要求采礦企業(yè)執(zhí)行山區(qū)環(huán)保措施，并根據(jù)礦山實際情況以及采礦工程監(jiān)理環(huán)境影響評價指標，地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評估體系等，確保企業(yè)做好邊坡災(zāi)害的防治和應(yīng)對措施，強化對于邊坡失穩(wěn)區(qū)域的管理；另一方面，政府部門還需要定期對礦山工程進行檢查和監(jiān)督，防止違法違規(guī)行為的發(fā)生，對于破壞山區(qū)生態(tài)環(huán)境和違規(guī)行為，要進行嚴厲的懲罰，并追究其法律責(zé)任。

（3）地面塌陷及裂縫防治。在礦山工程施工過程中，由于大多施工作業(yè)位于地下，很多企業(yè)在進行開采的過程中過于重視經(jīng)濟利益，缺乏對于開采工作的合理規(guī)劃，因此，經(jīng)常會出現(xiàn)過度開采的情況，而且，為節(jié)約時間提高開采效率，對于開采過的區(qū)域沒有及時進行回填，使得礦區(qū)地下存在大面積空洞，經(jīng)常導(dǎo)致地面塌陷或者出現(xiàn)裂縫的情況，嚴重威脅著施工人員和周圍居民的生命安全。因此，采礦企業(yè)需要采取合理的防治手段，避免不良事故的發(fā)生。一方面，企業(yè)需要嚴格按照相關(guān)政策規(guī)定，科學(xué)合理的規(guī)劃，開采方式和開采進度，礦山挖掘的深度也需要符合設(shè)計規(guī)定，防止由于過度開采導(dǎo)致地面塌陷事故，給企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟損失，威脅施工人員的生命安全。另一方面，在礦山開采之后，需要對采空區(qū)及時進行處理和防治，常用的采空防治措施就是回填，在礦山開采過程中，會出現(xiàn)大量的廢石、廢土等，這些廢棄巖土的排放和處理也是采礦工作過程中的重要部分，因此，可以對廢棄巖土進行充分利用，將其運用在地下回填當中，既能夠避免地下采空區(qū)域過大，引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，還能夠?qū)U棄巖土進行有效處理。這種防治措施是當前較為經(jīng)濟有效且環(huán)保的方式，能夠極大程度上幫助企業(yè)節(jié)約經(jīng)濟成本，提高利潤收益。除此之外，在采礦的過程中，需要做好礦坑內(nèi)部以及采礦口的支護和加固，避免在礦坑開采的過程中，礦頂坍塌。

（4）重點區(qū)域針對性防治。為避免泥石流的發(fā)生，需要采礦企業(yè)在施工的過程中，及時對隨意堆放的石、土進行清理，從根源上解決泥石流來源，此外，為防止雨水沖刷對于廢石、廢土以及山體的影響，還需要建立排水溝和排水渠，確保水流及時排放。針對巖爆災(zāi)害的發(fā)生，企業(yè)需要做好地質(zhì)勘查工作，并根據(jù)勘查結(jié)果以及當?shù)叵嚓P(guān)資料，分析礦區(qū)內(nèi)部哪些區(qū)域肯恩會出現(xiàn)巖爆情況，結(jié)合實際工程需求，合理制定礦山挖掘方案，避讓開巖爆頻發(fā)區(qū)域，確保施工安全。對于礦坑突水、涌水災(zāi)害情況，需要企業(yè)在挖掘工作前，對當?shù)氐乃沫h(huán)境和地質(zhì)情況進行詳細勘探，并做好相關(guān)資料的分析工作，以此規(guī)劃開采路線，避開危險區(qū)域，同時還需要做好礦坑內(nèi)排水設(shè)計，提高礦坑排水能力，以此降低礦坑涌水對于施工人員生命的威脅，此外還需要加強對礦區(qū)內(nèi)環(huán)境的監(jiān)測，制定災(zāi)害防范方案，提高應(yīng)對災(zāi)害的能力。最后，在采礦工作完成之后，還需要根據(jù)相關(guān)標準，對礦區(qū)進行合理的規(guī)劃和修復(fù)，盡量減少對于周圍生態(tài)環(huán)境的影響。

4 結(jié)束語

綜上所述，高質(zhì)量的礦山工程要在確保施工安全的基礎(chǔ)上進行，因此有效的地質(zhì)勘查和災(zāi)害防治工作是十分必要的。在礦山工程施工之前，需要借助信息技術(shù)手段以及化學(xué)和物理方式對礦山地質(zhì)進行詳細勘查，此外，還需要結(jié)合當前地質(zhì)情況，對可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害進行預(yù)測和防治。相信通過高質(zhì)量地質(zhì)勘查和災(zāi)害防治，我國礦山工程安全將會得到進一步保障。