礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)條件及災害治理措施分析

張炳飛

（江西省地質(zhì)局第八地質(zhì)大隊，江西 上饒 334000）

礦區(qū)地質(zhì)災害是當前較為常見的地質(zhì)災害類型，對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境造成了較為嚴重的破壞，所以地質(zhì)災害的治理工作備受關(guān)注，如何加強礦區(qū)地質(zhì)條件的管控工作也就成了迫切需要解決的問題。礦業(yè)工程建設范圍較大，并且地質(zhì)災害造成的損失也較大，所以評估地質(zhì)條件并采取有效的解決方式至關(guān)重要。

因此在進行金屬礦區(qū)的開采時，應事先對地理環(huán)境、生態(tài)環(huán)境進行勘測，進而保障礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)工作的準確性，結(jié)合地質(zhì)條件采取相對應的災害防治措施，然后再進行開采方案的制定，最大限度的減少因礦區(qū)開采造成的生態(tài)環(huán)境變化。

1 金屬礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)工作中面臨的問題

從當前的礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)工作來看，仍存在不少隱患，對礦區(qū)金屬資源的開采產(chǎn)生了一定的影響。首先，就金屬礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境來說，由于金屬資源的持續(xù)開采，對礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境已經(jīng)造成了一定的破壞，地質(zhì)災害發(fā)生的概率有所提升，為地方人們的生活帶來了較強的困擾，并且部分金屬礦區(qū)在開采過程中過度追求礦產(chǎn)數(shù)量，對生態(tài)環(huán)境的保護不夠重視，導致礦區(qū)生態(tài)遭到了嚴重破壞，致使礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)工作面臨惡劣的生態(tài)環(huán)境，為勘察工作帶來了諸多不便；其次，水工環(huán)地質(zhì)工作團隊的專業(yè)水平有限，工作重視度不足。礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)條件的勘察工作相對復雜且困難，這就要求工作人員具備良好的專業(yè)素質(zhì)，如此才能解決勘測工作中的問題，提升勘測的準確性[1]。但實際情況卻恰恰相反，具備水工環(huán)地質(zhì)勘察專業(yè)能力的人員少之又少，專業(yè)人才的匱乏影響了地質(zhì)條件的勘測準確性；最后，水工環(huán)地質(zhì)勘測創(chuàng)新程度有限，在現(xiàn)代化技術(shù)不斷更新迭代的背景下，勘察行業(yè)也應與時俱進的更新技術(shù)，才能進一步提高地質(zhì)條件勘察的精確性，進而為礦區(qū)開采和環(huán)境治理提供參考及依據(jù)，但目前來看科學技術(shù)的落實仍較為有限，導致水工環(huán)地質(zhì)工作的勘測流于形式，對金屬資源的開采與利用極為不利。

2 金屬礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)條件勘察工作的要求

2.1 水文地質(zhì)內(nèi)容

水文地質(zhì)條件主要要求對三方面完成勘察：一是泉、井水勘察，勘察人員應對金屬礦區(qū)的地勢地貌、地質(zhì)條件、供水來源、水質(zhì)、水溫、水量和動態(tài)變化做到明確掌握；二是針對地表水體的勘察，工作人員需要對水體進行抽樣檢測工作，明確水體中重金屬、污染物、細菌、PH值等相關(guān)物質(zhì)的含量，進而分析水位、水質(zhì)等信息；三是老窿勘察，針對礦區(qū)老窿的位置、形態(tài)、面積、跨度、積水狀況等信息進行勘察，并采取較為具有代表性的樣本進行放射性分析。每個礦山建立相關(guān)資料臺賬。

2.2 工程地質(zhì)內(nèi)容

工程地質(zhì)內(nèi)容的主要勘察分為以下幾個環(huán)節(jié)：第一，針對地勢地貌進行勘察，勘察人員需要結(jié)合金屬礦區(qū)的特征、形成原因等，將金屬礦區(qū)進行合理劃分，然后針對地勢地貌進行分別勘察，其中包括斜坡坡向、坡度、斜坡結(jié)構(gòu)等地質(zhì)環(huán)境條件；第二，針對土體的土質(zhì)進行勘察，對松散土的勘察主要集中在密實度、孔隙率等方面，對粘性土則針對透水性、含水率、壓縮比等進行勘察；第三，則是針對巖體的勘察，主要對結(jié)構(gòu)構(gòu)造、裂隙、風化程度等進行觀察，并且按照巖體劃分標準進行種類劃分，進而實現(xiàn)對整體巖石結(jié)構(gòu)及形態(tài)的掌握。

2.3 環(huán)境地質(zhì)內(nèi)容

環(huán)境地質(zhì)內(nèi)容的勘察同樣分為三點：第一，穩(wěn)定性勘察，需勘察人員結(jié)合礦區(qū)的地質(zhì)勘探資料，查明礦區(qū)主要的地質(zhì)構(gòu)造，包括斷層、裂隙、褶曲等；第二，對自然環(huán)境的勘察，這一環(huán)節(jié)的主要勘察目的是降低對自然環(huán)境的影響，故主要勘察建筑類型、自然風景區(qū)等分布的情況和環(huán)境的破壞情況；第三，針對地勢地貌中存在的山體滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災害進行調(diào)查，進而分析出地質(zhì)條件的穩(wěn)定性，推測進一步的發(fā)展趨勢[2]。

3 金屬礦山水工環(huán)地質(zhì)條件勘察的優(yōu)化措施

水工環(huán)地質(zhì)條件勘察工作的質(zhì)量直接關(guān)系著金屬礦山的后續(xù)開采和自然環(huán)境的保護，所以針對當前水工環(huán)地質(zhì)條件勘察工作中的不足應積極改進，具體從以下三個方面入手。

3.1 加強地質(zhì)測繪，提高勘測精度

受到生態(tài)環(huán)境破壞的影響水工環(huán)地質(zhì)條件勘察工作較為吃力，這就需要從地質(zhì)測繪的角度入手，通過比例放大來實現(xiàn)對地質(zhì)條件的勘測，比例可以設定為1∶2000，就很好的克服了生態(tài)環(huán)境對地質(zhì)條件勘察所造成的影響。工作人員在測繪技術(shù)的輔助下，對礦區(qū)的地質(zhì)條件、生態(tài)環(huán)境及地質(zhì)災害精確掌握，并深入了解地下水流向、污染情況等信息，從多個維度來深層次分析地質(zhì)條件[3-5]。具體來說，來源追索法和跟蹤法相結(jié)合進行測繪，針對金屬礦區(qū)的所有變化情況進行掌握，從而提出可行性的金屬資源開采計劃和災害預防計劃。

3.2 提高勘察人員專業(yè)素質(zhì)

目前，水工環(huán)地質(zhì)條件勘察工作是礦區(qū)開采的重要準備工作，同時也為環(huán)境保護提供了參考，但實際的工作效果卻較為一般，究其根本原因在于工作人員的專業(yè)素養(yǎng)有待提升，對勘察工作不夠重視、對專業(yè)技術(shù)掌握不到位，所以金屬礦開采企業(yè)必須重視勘察人員的培訓，明確地質(zhì)條件勘察的重要性，提高專業(yè)人員技術(shù)素養(yǎng)。

3.3 引進新型勘察技術(shù)

隨著科學技術(shù)的更新，礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的技術(shù)種類也越來越豐富，并且應用效果良好，顯著提高了地質(zhì)條件的勘測便捷性與精準性，所以應加強先進技術(shù)的應用，如遙感技術(shù)、定位技術(shù)等，通過技術(shù)的應用使地質(zhì)條件的勘測更加全面，進而為金屬資源的開采和災害治理提供有力參考。此外，也要加強先進儀器設備的使用，配合先進技術(shù)共同完成真實且可靠的水工環(huán)地質(zhì)條件勘察結(jié)果。

4 金屬礦山水文環(huán)地質(zhì)條件概況

金屬礦區(qū)中由重金屬、巖層、水體等構(gòu)成，開采的過程中不可避免的會對周圍環(huán)境造成影響，所以大部分的金屬礦區(qū)都建立在海拔較高的位置，并且通常要求為丘陵地貌環(huán)境，例如山體的海拔最高處為600m，通常將礦區(qū)建設在200m～400m的范圍。礦區(qū)通常建設在水文條件較為良好的區(qū)域，如具備河道、水庫等，所以礦區(qū)的氣候溫度、濕度較高，平均溫度在21℃左右。

對于礦區(qū)來說，一年的四季溫度變化較小、降水量較大且日照水平良好，溫度、降雨、日照等條件都為地質(zhì)條件的變化提供了有利條件，加上金屬礦區(qū)開采對地質(zhì)條件產(chǎn)生的影響，也就進一步加劇了山體結(jié)構(gòu)的變化，出現(xiàn)了山體滑坡、崩塌和泥石流等災害。

除降水量較大的水文地質(zhì)條件外，礦區(qū)內(nèi)部也存在含水層，含水層充填于縫隙之間，降水為含水層的補給來源，所以巖層間的結(jié)構(gòu)也就隨之變化。具體劃分為四類含水層，分別為松散巖類孔隙含水層、碎屑巖類孔隙裂隙含水層、碳酸巖類巖溶含水層和結(jié)晶巖類裂隙含水層。丘陵地貌雖為資源開采提供了有利條件，但也成為了地質(zhì)災害發(fā)生的推手，在施工過程中，由于對礦區(qū)的周圍干擾較大，導致巖石在水的作用下逐漸軟化形成粘土，而粘土的結(jié)構(gòu)應力較差，為地質(zhì)災害的發(fā)生提供了有利條件。

水工環(huán)地質(zhì)條件中最為關(guān)鍵的一環(huán)是環(huán)境地質(zhì)條件。針對盆地型礦山的金屬礦區(qū)，氣候條件為降水量充足、溫度變化大，所以山體滑坡現(xiàn)象較為常見，而這無疑阻礙了金屬礦石的開采，也對周圍環(huán)境造成了較大的損害，所以針對環(huán)境地質(zhì)條件的勘測尤為關(guān)鍵，是減輕開采對環(huán)境影響的關(guān)鍵因素。例如就一個3Km2的小型礦山來說，通常露天采礦范圍為1Km2，施工道路面積為0.7Km2，廢料堆放面積為0.2Km2，而這就占據(jù)了礦山一半以上的面積，所以礦區(qū)內(nèi)部原有的生態(tài)環(huán)境已經(jīng)遭受了較為嚴重的破壞。對此，應針對礦區(qū)內(nèi)部環(huán)境進行優(yōu)化，減少因礦區(qū)開采造成的自然環(huán)境變化，從根源處實現(xiàn)對地質(zhì)災害的防治。

5 金屬礦山地質(zhì)災害有效的防治措施

5.1 制定災害治理目標，明確災害治理原則

要想實現(xiàn)對礦區(qū)地質(zhì)災害的有效治理，首要環(huán)節(jié)是制定合理的目標和明確相應的治理原則。就災害治理目標的制定而言：首先，應針對金屬礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境進行勘測，對安全隱患進行排查，通過多方面措施的推行降低對地質(zhì)環(huán)境的損壞，盡可能還原生態(tài)環(huán)境，從而構(gòu)建起綠色工業(yè)礦區(qū)；其次，結(jié)合礦區(qū)的地質(zhì)條件，制定合理的資源開采計劃，避免礦區(qū)的大肆開采和資源的不必要浪費，并且對開采過程中產(chǎn)生的廢物進行妥善處理；最后，加強礦區(qū)的再利用，開采后的礦區(qū)大都處于荒廢狀態(tài)，這無疑是資源的浪費，應在地方的幫助下結(jié)合實際情況進行礦區(qū)的二次利用。

就礦區(qū)治理原則而言，應始終秉持著以人為本、綠色為先、安全生產(chǎn)的原則，地質(zhì)災害主要是對自然環(huán)境和人身安全造成危害，所以在制定地質(zhì)災害治理原則時，也應充分考慮其危害。在進行災害治理時，著重考慮地下水位變化和地基沉降兩方面，這是引起地質(zhì)災害的兩大重要因素，通過控制關(guān)鍵要素來控制地質(zhì)災害也是最直接有效的措施。

5.2 構(gòu)建完善的地質(zhì)災害框架體系

金屬礦區(qū)的地質(zhì)災害問題較為突出，地質(zhì)災害的產(chǎn)生也存在一定的關(guān)聯(lián)性，通過構(gòu)建地質(zhì)災害框架體系，將相關(guān)聯(lián)的災害事件聯(lián)合起來，針對災害發(fā)生時間進行整合與具體分析，找出具體的成因，采取相對應的防治措施。具體來說，地質(zhì)災害框架體系的構(gòu)建應建立在環(huán)境、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部行為等基礎上，結(jié)合災害的特征、時期、間隔等進行不同程度的災害等級劃分，并在此基礎上進行逐層的等級成因劃分，最后將成因整合總結(jié)，一旦地質(zhì)災害發(fā)生后，能第一時間預防關(guān)聯(lián)的地質(zhì)災害，通過切斷源頭的災害事件，就能避免次生災害的發(fā)生。

就地質(zhì)災害的實際情況來說，主要可以劃分為崩裂滑移關(guān)聯(lián)鏈和塌陷災害關(guān)聯(lián)鏈。崩裂滑移關(guān)聯(lián)鏈的主要作用是將山體崩塌、滑坡、泥石流等相關(guān)地質(zhì)災害關(guān)聯(lián)起來，災害事件的發(fā)生如果與關(guān)聯(lián)災害事件無關(guān)，那么就是因環(huán)境變化或內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化造成的影響，通過追根溯源來減少次生災害的發(fā)生。

塌陷災害關(guān)聯(lián)鏈的主要關(guān)聯(lián)因素是礦山開采活動和礦山客觀條件，在金屬礦山開采的過程中，人為活動會影響地質(zhì)災害的發(fā)生概率，而礦山客觀條件如土質(zhì)條件、圍巖特征、地下水情況等因素都會造成地質(zhì)災害。塌陷災害關(guān)聯(lián)鏈的主要成因就是水位的變化，所以針對塌陷災害關(guān)聯(lián)鏈的處理就是控制好土層、巖層的注漿處理，通過阻斷地下水的滲透來實現(xiàn)間接的塌陷治理。

5.3 塌陷次生災害的有效防治

對于尚未發(fā)生的地質(zhì)災害隱患也要做到妥善預防，對于金屬礦區(qū)而言，塌陷是較為常見的，所以對塌陷的預測十分關(guān)鍵，因此應構(gòu)建起塌陷的監(jiān)測網(wǎng)，在進行金屬礦區(qū)開采的同時，結(jié)合礦區(qū)中塌陷范圍的各類因素進行預防與監(jiān)測，將塌陷區(qū)域、塌陷時間及次生傷害明確出來，并制定有效的預防措施，避免對重要建筑物和自然環(huán)境造成損害，對于塌陷易發(fā)區(qū)進行地基、邊坡的穩(wěn)固處理，并加強地面的形變監(jiān)測。塌陷的主要誘因是地形變化、內(nèi)部構(gòu)造變化等，地下水水位的升降也是關(guān)鍵因素，結(jié)合相關(guān)的塌陷災害可以發(fā)現(xiàn)，塌陷事故大多以圓形為主，塌陷范圍也以地下水下降區(qū)域為主，這就進一步縮小了塌陷災害發(fā)生的范圍。此外，則是巖性結(jié)構(gòu)較為松散的區(qū)域易發(fā)生塌陷，地下水活動頻發(fā)加之巖性結(jié)構(gòu)松散，就會導致比較嚴重的塌陷。因此，具體的預防措施就是改變地表水的流向，通過加固河床、穩(wěn)定邊坡、混凝土穩(wěn)固等方式，避免地表水的匯集流動，從而穩(wěn)定地下水水位。同時，一旦地表出現(xiàn)了裂縫現(xiàn)象，應及時發(fā)布塌陷預警，通過注漿的方式來及時填補裂縫，進而減少塌陷的可能。

5.4 落實土地整治和加強植被建設

為了保障礦區(qū)的正常開采，應進一步對礦區(qū)環(huán)境進行還原，對土地、植被進行綜合性整治，從而提高礦區(qū)的水土保持能力。首先針對礦區(qū)的表面土壤進行處理，將擾動范圍內(nèi)的腐蝕表土剝離，剝離的具體厚度也應考慮好時機情況，如果開采過程對表層土的擾動范圍較大，應考慮剝離處理，但剝離土壤的過程中也應注意減少對原有礦區(qū)的破壞。由于表土土層的特性是土質(zhì)松散、易受侵蝕，所以對于已經(jīng)較長時間堆放的表土可以不做處理，直接進行植被的種植，從而實現(xiàn)對水土保持能力的還原。

對于擾動范圍內(nèi)不夠平坦的土地進行土壤回填，以滿足土地利用的需求，而這一過程就需要將礦區(qū)開采過程中的硬化層、金屬殘渣、碎石等清理。

除此之外，植被建設的難點在于山體和邊坡的綠化，實際的植被建設中可以通過種植攀爬類植物進行解決，攀爬類植物的依附性較強，同時也只需要種植在土壤表層即可，較為符合山體和邊坡的綠化需求，具體的植物種類選擇就需要視綠化長度和坡度而決定。

6 結(jié)語

綜上所述，金屬礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)條件直接影響了礦區(qū)開采的安全性和對周圍自然環(huán)境的破壞性，所以必須要對地質(zhì)條件勘察工作給予充分重視，針對勘察工作中的不足及時改進，并在地質(zhì)條件勘察的基礎上，通過構(gòu)建地質(zhì)災害關(guān)聯(lián)鏈、預防次生災害以及加強植被綠化等措施，實現(xiàn)地質(zhì)災害的直接或間接治理，相關(guān)的企業(yè)必須對災害治理給予充分重視，應將礦山開采工作建立在維護自然環(huán)境的基礎之上，才能確保礦區(qū)開采安全與開采質(zhì)量，為行業(yè)的發(fā)展奠定基礎。