礦山地質(zhì)災(zāi)害防治對策與保障策略研究

余 寅

近年來，人類活動逐漸加劇，尤其是在礦山開采中的范圍和深度逐步拓展，有助于提高資源開采率，為社會各行業(yè)提供更多的礦產(chǎn)資源。但是，礦山環(huán)境會受到人為因素、地質(zhì)狀況、水文條件等影響，進而誘發(fā)不同程度的地質(zhì)災(zāi)害，會對礦山生產(chǎn)作業(yè)安全形成巨大威脅。為了保障礦產(chǎn)資源開采工作的順利推進，必須做好地質(zhì)災(zāi)害的防治工作，在了解其基本特點和產(chǎn)生機理的前提下，采取更加切實可行的防治措施，達到防患于未然的效果。由于地質(zhì)災(zāi)害具有突發(fā)性的特點，因此在防治工作中面臨的挑戰(zhàn)也在增多，應(yīng)該做好過往工作的全面總結(jié)和反思，結(jié)合企業(yè)的生產(chǎn)需求實施科學(xué)保障，實現(xiàn)環(huán)境保護和生產(chǎn)作業(yè)的密切協(xié)同。

1 礦山地質(zhì)災(zāi)害類型及原因

（1）地面塌陷

地面塌陷問題是當(dāng)前礦山生產(chǎn)中常見的一種地質(zhì)災(zāi)害類型，地表的土體和巖體等出現(xiàn)大范圍的塌陷狀況，進而在礦區(qū)造成塌陷坑。人為因素和自然因素是引發(fā)地面塌陷的關(guān)鍵原因，尤其是在礦山生產(chǎn)活動增多的趨勢下，人為導(dǎo)致的地面塌陷事故也在增多，包括了采空塌陷和巖溶塌陷等等。比如在生產(chǎn)作業(yè)中過度抽取地下水或者造成排水突水的情況，都有可能誘發(fā)地面塌陷災(zāi)害，而且塌坑的大小也會呈現(xiàn)出一定的差異性。如果在礦山區(qū)域內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重的地震和洪水等自然災(zāi)害，也會造成巖溶塌陷的情況。尤其是在行業(yè)競爭逐漸加劇的趨勢下，部分企業(yè)往往為了追求眼前經(jīng)濟利益而忽視了長遠發(fā)展，在工作中出現(xiàn)過度開采的情況，同時在外界因素的干擾下引發(fā)嚴(yán)重的地面塌陷，這不僅會對正常的生產(chǎn)作業(yè)效率與開采質(zhì)量造成影響，而且會威脅人員生命安全。隨著采礦量的增加，采空塌陷出現(xiàn)的幾率也會上升。

（2）滑坡

滑坡問題主要出現(xiàn)在斜坡當(dāng)中，在外界作用力的影響下引發(fā)的土體和巖體滑動現(xiàn)象，包括了雨水沖刷和地震、人類活動等。隨著穩(wěn)定性和抗滑力的下降，坡體逐漸發(fā)生移動，進而對正常的生產(chǎn)作業(yè)和交通運輸形成阻礙。滑坡災(zāi)害的誘發(fā)因素較多，其中礦區(qū)本身的地質(zhì)構(gòu)造狀況是引發(fā)該類災(zāi)害的主要因素，隨著破碎和風(fēng)化作用的加劇，使得滑坡出現(xiàn)的幾率增大。在降水量較為豐富的季節(jié)當(dāng)中，也會對巖土體造成嚴(yán)重的沖刷，引發(fā)洪水時會使得整體支撐力受到影響，進而造成滑坡。在礦山開采生產(chǎn)作業(yè)中會涉及較多的工藝，包括了爆破、開挖等等，隨著作用力的增大，坡體的穩(wěn)定性則會受到影響，一旦超過閾值則會造成滑坡。

（3）泥石流

泥石流在礦山中也十分常見，其中含有大量的石塊和泥沙等，隨著流速的加快，會對周圍的建筑物、構(gòu)筑物等造成嚴(yán)重?fù)p毀，因此破壞力較強。礦山中的地質(zhì)狀況、水文條件和地形地貌等存在較大的差異，因此引發(fā)泥石流的幾率也有所不同。過渡性泥石流、溝谷型泥石流和坡面型泥石流等，是當(dāng)前泥石流的主要類型，而且由于堆積時間存在差異性，因此植被發(fā)育狀況和緊密性也會不同。在強降雨天氣下，也會受到洪水的影響而加大泥石流出現(xiàn)的幾率，礦區(qū)中的生產(chǎn)設(shè)備都會遭到破壞，嚴(yán)重時會引發(fā)人員傷亡。

（4）崩塌

崩塌問題也會對礦山安全造成威脅，主要出現(xiàn)在堅硬巖石當(dāng)中，呈現(xiàn)出突發(fā)性的特點。如果巖土體的坡度超過45°，而且高度在30m 以上，則引發(fā)崩塌災(zāi)害的幾率則會大大提高。在外界環(huán)境因素和人為因素的影響下，對巖土體的穩(wěn)定性產(chǎn)生干擾時，也有可能造成不同程度的崩塌，巖石抗剪強度較高，因此崩塌災(zāi)害往往出現(xiàn)在巖石較多的區(qū)域。巖土體的內(nèi)部穩(wěn)定性在外界因素的影響下會發(fā)生變化，尤其是聯(lián)結(jié)性是決定其整體性和穩(wěn)定性的關(guān)鍵，如果受到外部荷載的作用則會對其穩(wěn)定狀態(tài)形成破壞，這也是造成崩塌災(zāi)害的關(guān)鍵因素之一。此外，隨著降水量的提升，內(nèi)部結(jié)構(gòu)會遭到不同程度的侵蝕，當(dāng)穩(wěn)定性下降到臨界值以下后便會出現(xiàn)崩塌。

2 礦山地質(zhì)災(zāi)害防治的意義

（1）經(jīng)濟效益

地質(zhì)災(zāi)害是威脅礦山生產(chǎn)作業(yè)的主要因素，通過采取有效的防治措施，可以降低對正常生產(chǎn)的影響，以提高資源開采效率與質(zhì)量，為企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益。在當(dāng)前綠化化發(fā)展背景下，做好礦山環(huán)境的逐步治理和恢復(fù)，能夠降低后期開采作業(yè)中的人力、物力和財力投入，同時預(yù)防重大安全事故造成的經(jīng)濟損失，有利于企業(yè)的長遠發(fā)展。企業(yè)應(yīng)該具備長遠眼光，不能局限于眼前經(jīng)濟利益中，逐步改善周圍環(huán)境狀況，預(yù)防泥石流、滑坡、地面塌陷和崩塌等災(zāi)害，達到風(fēng)險防控的目的。

（2）生態(tài)效益

地質(zhì)災(zāi)害防治工作通常與環(huán)境保護工作結(jié)合在一起，在構(gòu)建良好生產(chǎn)環(huán)境的同時，可以落實可持續(xù)發(fā)展的理念，在環(huán)境承載力范圍內(nèi)實施資源開采，以避免對礦山的巖土體、植被、水文等造成嚴(yán)重的破壞，符合當(dāng)前生態(tài)文明建設(shè)的要求。隨著生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的增強，植被對于水源的涵養(yǎng)作用也會更加顯著，起到良好的水土保持效果，避免在礦山中發(fā)生嚴(yán)重的水土流失問題，同時有助于凈化空氣。以人與自然的和諧共處為基本目標(biāo)，及時調(diào)整生產(chǎn)模式，消除地質(zhì)災(zāi)害隱患，構(gòu)建更加良好的生產(chǎn)生活環(huán)境。

（3）社會效益

礦區(qū)生態(tài)環(huán)境會由于地質(zhì)災(zāi)害防治工作的全面開展而得到有效改善，避免各類隱患問題對人們的正常生產(chǎn)生活造成影響，創(chuàng)造了良好的社會效益，有利于和諧社會的快速發(fā)展。同時，能夠增進政府部門、企業(yè)和居民之間的密切協(xié)調(diào)，在相互溝通和交流中共同維護良好的礦山環(huán)境，真正維護周圍居民的生命財產(chǎn)安全，達到互惠互利的目的。

3 礦山地質(zhì)災(zāi)害防治對策

（1）地面塌陷防治

對于地面塌陷的有效防治，是保障生產(chǎn)作業(yè)順利實施的關(guān)鍵，在實踐工作中可以采用充填法對其實施處理。通過高結(jié)晶充填體的設(shè)置，能夠解決礦山中的塌陷問題，其強度相對更高，一般在5MPa 以上，對于排水和脫水的要求不高，施工便捷且高效。應(yīng)該注重選擇合適的充填材料，以保障最終的良好充填效果，具有良好的經(jīng)濟性特點。在生產(chǎn)作業(yè)中還應(yīng)該選擇合適的開采方式，這也是預(yù)防塌陷問題的有效措施。比如在煤礦的開采過程中，采用由上而下的方式實施開采，會導(dǎo)致地面塌陷災(zāi)害出現(xiàn)的幾率增大，隨著降水量的增大，會對生產(chǎn)安全形成威脅，容易引發(fā)淹井事故。為此，可以運用自下而上的開采方式，先進行深部開采再進行淺部開采，以避免塌陷災(zāi)害。

（2）滑坡防治

當(dāng)前滑坡防治技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，可以運用錨桿擋墻、減重、疊框式擋墻、巖土錨固技術(shù)、深井式抗滑擋墻和抗滑樁、錨索框架、豎向預(yù)應(yīng)力錨桿擋墻等實施有效防護，可以有效增強巖土體的穩(wěn)定性和承載力，提高對外界干擾因素的抵抗能力，防止在雨水侵蝕和外界應(yīng)力的作用下引發(fā)嚴(yán)重的滑坡問題。截排水工程的建設(shè)，可以有效排出周圍的積水，借助于截、排和引導(dǎo)的方式創(chuàng)造良好的生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境，消除其中的安全隱患。除了可以采用上述工程措施實施預(yù)防外，還可以引入生物措施控制滑坡災(zāi)害，比如封山育林、植樹造林和植被保護等等，具有良好的生態(tài)性特征。如果滑坡的范圍不大，則可以運用人工削坡和排水工程等實施處理，以降低整體成本投入。在選擇治理方案時，應(yīng)該遵循因地制宜的原則，結(jié)合礦山的實際情況加以選擇。

（3）泥石流防治

攔擋工程、防護工程和排導(dǎo)工程等，可以應(yīng)用于泥石流的防治工作當(dāng)中，是幾種常見的工程治理措施。其中，調(diào)洪蓄水工程和穩(wěn)溝固坡工程等屬于常用的防護工程，能夠提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，對水動力條件的調(diào)節(jié)作用較好。運用泥石流溝道可以對石頭和泥漿等進行攔擋，避免對建筑物、生產(chǎn)設(shè)備等造成嚴(yán)重?fù)p壞。如果上述措施無法實現(xiàn)有效防治，還可以結(jié)合排導(dǎo)工程進行處理，降低泥石流的危害。生物措施也可以有效預(yù)防泥石流災(zāi)害，包括了植樹造林和撫育管理等等，能夠使被破壞的自然環(huán)境得到恢復(fù)，以降低泥石流災(zāi)害出現(xiàn)的幾率。

（4）崩塌防治

在防治崩塌災(zāi)害時，應(yīng)該做好地表水和地下水的有效控制，環(huán)形截水溝在處理地表水中的應(yīng)用效果較好，嚴(yán)格控制截水溝的尺寸大小，寬度和深度在0.6m 左右。此外，明溝的應(yīng)用也能夠提高排水效率，避免對周圍巖土體造成威脅，以降低崩塌災(zāi)害出現(xiàn)的幾率?？梢赃\用截水盲溝和支撐盲溝、仰斜孔群和垂直孔群等排出地下水，防止造成穩(wěn)定性下降的情況。錨固措施、清除措施、護墻措施和封填措施等，也可以應(yīng)用于崩塌災(zāi)害的防治工作當(dāng)中。SNS 柔性主動防護網(wǎng)對于崩塌災(zāi)害的治理效果也較好。

4 礦山地質(zhì)災(zāi)害防治的保障策略

（1）實施災(zāi)害預(yù)測

做好礦山地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測工作，可以提前采取有效的控制措施，避免對生產(chǎn)安全形成威脅，解決了傳統(tǒng)模式下事后控制的弊端，滿足事前控制的要求。其中，TPS 方法在實踐中得到廣泛應(yīng)用，借助于先進的地質(zhì)預(yù)報設(shè)備，可以針對礦山區(qū)域內(nèi)的相關(guān)地質(zhì)信息進行評估和分析，以獲得更加可靠的預(yù)測結(jié)果?；芈暅y量是該技術(shù)的基本原理，TPS 設(shè)備的適用性較強，可以在多種礦山環(huán)境下實施預(yù)測，同時能夠提高預(yù)測的距離，防止對正常的生產(chǎn)工作產(chǎn)生影響，預(yù)測結(jié)果精確性更強，無論是在硬巖層還是在軟巖層當(dāng)中，都可以運用TPS 方法實施預(yù)測，可以對掌子面前100-150m 范圍的地質(zhì)狀況實施預(yù)測，為生產(chǎn)管理人員提供更多的信息參考。此外，直流電法也可以滿足礦山地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測的要求，在掌握巖石不同電性狀況的基礎(chǔ)上實施測量，分析電場變化情況，以便分析水文條件和地質(zhì)狀況對電場的影響特點，以確定容易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域，在生產(chǎn)實踐中加以避讓，同時在獲取陷落柱、斷層和巖溶裂隙等信息時更具精確性。

（2）加強分級管控

為了提高地質(zhì)災(zāi)害防治工作的實效性，應(yīng)該采用分級管控措施，將礦區(qū)分為重點防治區(qū)域、次重點防治區(qū)域和一般防治區(qū)域，結(jié)合具體的生產(chǎn)要求采用不同的防控方法。在重點防治區(qū)域內(nèi)，應(yīng)該做好邊坡設(shè)計工作，針對其穩(wěn)定性狀況實施動態(tài)化監(jiān)測，引入可靠的工程防治措施，比如擋墻防護工程等，能夠預(yù)防重大崩塌和滑坡等狀況。結(jié)合地質(zhì)勘查的相關(guān)數(shù)據(jù)，對施工過程加以控制，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的開裂狀況。管理人員應(yīng)該獲取相關(guān)歷史數(shù)據(jù)，了解災(zāi)害發(fā)生的特點，以便做好針對性的預(yù)防，避免在生產(chǎn)作業(yè)中誘發(fā)同樣的災(zāi)害。在坑道開采的過程中應(yīng)該實施全面支護，可以預(yù)防冒頂事故等。應(yīng)該確定監(jiān)測點的最佳位置和數(shù)量，保障監(jiān)測數(shù)據(jù)更具代表性和時效性，及時評估周圍巖土體的變化情況。在完成開采工作后，還應(yīng)該積極組織專業(yè)人員實施復(fù)墾，以修復(fù)周圍環(huán)境狀況，避免出現(xiàn)竭澤而漁的情況。在次重點防治區(qū)域當(dāng)中，應(yīng)該以排水溝為重點對積水實施處理，同時借助于加固措施和支護措施增強邊坡的穩(wěn)定性。在生產(chǎn)作業(yè)中集中處理棄渣，避免出現(xiàn)隨意堆積的情況。而在一般防治區(qū)域當(dāng)中，則應(yīng)該編制切實可行的水土保持方案，同時加強對植被的保護效果。

（3）引入先進技術(shù)

在信息化背景下，傳統(tǒng)防治措施呈現(xiàn)出一定的局限性，因此應(yīng)該以先進技術(shù)為依托，逐步提高地質(zhì)災(zāi)害的防治水平，避免在未來工作中造成嚴(yán)重的阻礙，增強整體保障力度。尤其是要對當(dāng)前地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急管理系統(tǒng)的功能實施全面改進和優(yōu)化，在勘查和管理過程中始終保持規(guī)范性和專業(yè)性，與其他系統(tǒng)實現(xiàn)密切融合，包括了衛(wèi)星應(yīng)急通訊系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)和遙感系統(tǒng)等等，更加快速和全面的獲取礦山中的地質(zhì)信息，在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測和評估、應(yīng)急管理中獲得可靠支持，降低對礦山生產(chǎn)作業(yè)的影響。尤其是在災(zāi)害出現(xiàn)頻率較高的區(qū)域當(dāng)中，應(yīng)該保障防災(zāi)設(shè)備的充足性，以獲得實時化信息，滿足礦山的動態(tài)化管理需求。簡易雨量監(jiān)測儀的應(yīng)用，能夠針對礦山中的降雨情況實施科學(xué)監(jiān)測，幫助管理人員在確定具體降雨量的基礎(chǔ)上采取針對性防治措施，在決策過程中更加科學(xué)合理。不斷提高自動化監(jiān)測水平，提高信息采集的全面性和真實性、精確性，同時要滿足遠程傳輸和資源共享的要求，引入裂縫伸縮儀和滑坡報警器等設(shè)備，針對礦山中的重點區(qū)域?qū)嵤┛茖W(xué)防護，避免引發(fā)嚴(yán)重的災(zāi)害問題。近年來，大數(shù)據(jù)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計算技術(shù)等在地質(zhì)災(zāi)害防治工作中的應(yīng)用越來越多，達到自動化及智能化管理的要求。

（4）完善保障機制

為了確保防治工作的順利實施，還應(yīng)該構(gòu)建完善的保障機制，以遵循預(yù)防為主、防治結(jié)合的原則實施對地質(zhì)災(zāi)害實施有效控制。建立完善的崗位責(zé)任制，明確災(zāi)害防治工作中各個部門及人員的職責(zé)，防止在工作中出現(xiàn)形式化的狀況，在相互協(xié)同和相互監(jiān)督中共同提高防治工作實效性。建立完善的經(jīng)費投入及監(jiān)督機制，在災(zāi)害治理中獲得可靠的經(jīng)費支持，同時要做到?？顚Ｓ?，提高資金利用率，防止出現(xiàn)嚴(yán)重的浪費問題。為了獲取空間信息狀況，可以運用GIS 技術(shù)加以輔助，在三維立體模型下實施可視化管控。增進政府部門和企業(yè)之間的交流溝通，共同做好地質(zhì)災(zāi)害防治工作，為企業(yè)提供更多的優(yōu)惠政策和扶持政策，以提高企業(yè)在工作中的積極性與主動性。

（5）開展宣傳教育

礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治不僅是政府和相關(guān)企業(yè)的責(zé)任，更應(yīng)該鼓勵周圍居民主動參與進來，共同構(gòu)建完善的聯(lián)防聯(lián)控機制，以提高工作實施成效。為此，應(yīng)該建立完善的宣傳教育機制，提高居民在防治工作中的積極性與主動性，認(rèn)識到良好的礦山環(huán)境對于自身生產(chǎn)生活的影響，提高對該項工作的重視程度。在宣傳工作中應(yīng)該以災(zāi)害類型及引發(fā)因素、具體危害、防治知識和應(yīng)急措施等為重點，提高周圍居民的應(yīng)急處理能力和自救能力，同時增強居民的環(huán)保意識，規(guī)范自身的生產(chǎn)生活行為，避免對礦山環(huán)境造成嚴(yán)重破壞而引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。通過新媒體和傳統(tǒng)媒體的結(jié)合，可以提高宣傳效率，拓展信息傳播范圍。

5 結(jié)語

地質(zhì)災(zāi)害會對礦山的生產(chǎn)安全及效率、質(zhì)量造成嚴(yán)重的威脅，因此在實踐中應(yīng)該做好全面的防治工作，降低作業(yè)風(fēng)險。當(dāng)前礦山地質(zhì)災(zāi)害主要包括了地面塌陷、滑坡、泥石流和崩塌等，應(yīng)該從客觀和主觀兩個角度出發(fā)明確其誘發(fā)因素，以采取更具針對性的預(yù)防及控制措施，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益。此外，還應(yīng)該通過實施災(zāi)害預(yù)測、加強分級管控、引入先進技術(shù)、完善保障機制和開展宣傳教育等途徑，逐步提高保障水平，降低地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險，滿足企業(yè)的長遠發(fā)展需求。