對地下金屬礦山開采及地質災害的分析

王澤民

（中鐵十九局集團礦業投資有限公司，北京 100071）

一、引言

人類賴以生存的物質基礎就是地質環境，一旦地質環境遭受到破壞，其后果就是使人民生命財產安全遭受損失。近年來，我國對地下金屬礦山的開采存在不合理之處，由此而破壞了地質環境，引發一系列地質災害。目前，我國的采礦技術設備與發達國家相比還比較落后，所以地下開采中有塌陷、水土流失等問題發生，這無疑是給我國的金屬礦山地下開采帶來更大的挑戰。由此可見，礦山企業必須要分析地下金屬礦山的開采情況，并且積極采取有效對策應對地質災害問題。

二、地質災害在地下金屬礦山開采中形成的原因

在開采地下金屬礦山的過程中，必然會大面積的占用并破壞土地資源，從而對地貌景觀以及地表生態環境造成一定的破壞。在山區所開采的多種地下金屬礦藏不僅占用耕地，同時也有大面積的林地被占用。因此，不合理的開發利用礦產資源對土地資源、森林資源所產生的影響都是負面的，也產生了大量的廢渣、廢石等，對地質環境產生了不利影響。

三、地下金屬礦山開采產生的地質災害

（一）巖爆災害

巖爆又被稱為沖擊地壓，是地下金屬礦山一種常見的災害，指的是礦體承受強大的地壓，在其極限平衡狀態下受到一定破壞，此時突然將能量釋放到自由空間而產生的動力現象，是采礦活動所誘發的地震。在整個巖爆的過程中，還有地下巖層發生彈性形變的現象伴隨發生。一旦形變力比巖層的穩定應力高，那么爆炸就會發生，強烈的沖擊開采面以及工作人員，給開采人員帶來生命安全的威脅。一般來說，巖爆的發生比較迅猛，而且有著不確定性，對地質的傷害很大。如果礦井較深，則加大了巖爆發生的可能性。一般還會有不斷的余震在爆炸發生的一周內產生，進而會有大量粉塵在采場內產生。巖爆的主要特征是：一是巖爆拋擲出呈片狀的巖塊，巖石彈射后在巷道的壁面上有臺階盆形的凹坑形成；二是巖爆發生要滯后于爆破，大多數位于掌子面附近、不同巖石的接觸帶較硬的巖層中以及工程的交匯處；三是發生巖爆前有巖體破壞以及工程施工異常的現象存在。

（二）采空區塌陷

出現采空區的主要原因是人類的大量開采，開采中采用空場法就會有巨大的采空區和崩落空區在井下形成，如果開采企業沒有對空洞進行支護，也沒有利用其它物質對其進行填充，當規模達到一定程度就會有大面積塌陷隨之產生，結果造成災害問題。一般情況下，塌陷坑是以橢圓或近圓形呈現出來的，面積要比采空范圍大一些，深度變化趨勢是自內向外的逐漸變小。

（三）地下水災害

一是突水淹井問題。大礦床最容易遇到突水淹井的問題，問題較輕則對采礦作業帶來不利影響，導致排水的費用增加；如果問題嚴重，甚至將造成礦井被淹沒，不得不停工，造成生命財產損失；二是井下泥石流問題。當礦床疏干時，會隨著涌入泥砂，發生泥石流，使設備被摧毀，也將給人身安全帶了一定傷害；三是地面塌陷問題。當巖溶礦床將排水疏干后，會產生表面塌陷問題。一般最大的單個塌陷空間體積可以達到5萬m3，并且對數十平方公里都會產生影響，可高達數百個塌陷點，最多還能達到數千個。

四、對地下金屬礦山開采引發的地質災害應采取的防治措施

（一）加強對巖爆的預測及防治

1.巖爆的監測預報：在實驗室內對巖塊的力學參數進行準確的測量，以彈性變形能量指數為依據，對巖爆的發生幾率和危險程度做出明確的判斷。此外，還可以采取現場觀測的方式，主要是對震動、聲響等進行觀測。主要的預測預報方法有：鉆屑法或巖心餅化法、位移測試法、地球物理法、溫度變化法、統計法等。

2.施工階段的主要對策：噴水或鉆孔注水促進圍巖軟化、超前應力解除法、開挖方式的合理選擇、巖體暴露的時間及面積需要減少。還要注意圍巖支護加固措施的選擇，要保證其科學性、合理性，主要對策為：鋼筋網噴混凝土加固、噴混凝土或鋼纖維噴混凝土加固、格柵鋼架加固等，在必要時需應用超前支護。

（二）解決采空區塌陷的有效對策

一是充填復墾法:這種方法是最常用的一種治理地下金屬礦區采空區塌陷的對策。主要是利用充填材料來填充塌陷部位，只有具備充足的無污染充填材料才能解決好塌陷部位的復墾問題以及礦山固體廢物處理的問題，該方法能夠產生良好的經濟效益。二是支撐法：采空區由礦柱或支架等做支撐，目的是防止危險變形的發生。三是崩落法：該方法通過深孔爆破來崩落采空區圍巖，同時對采空區進行合適的填充。

（三）完善坑道的排水系統

進行坑道開采的過程中，需要對坑道進行必要的加固及支護，以免因礦頂出現坍塌而造成嚴重危害。另外，對坑道內的排水系統要加強完善，從根本上避免發生涌水事故。

（四）加大政府對金屬礦山開采的監理力度

一是在管理方面要加大力度，建立一套有效的礦山開采地質管理體系。同時還要頒布相關的法律法規來嚴格的規范礦山企業的各項開采操作，定期對企業管理人員進行相關法律知識的宣傳和培訓，引導他們積極遵守規范。二是政府必須要重視起監督管理工作，可以成立一個獨立的監管部門，管理和監督礦山企業的各項地下金屬礦山開采工作，必要時還應該對實地工況進行抽查，及時指出開采過程中存在的具體問題，并督促礦山企業做出及時的改進。

結語

綜上所述，由于地下金屬礦山開采中會對地質環境造成破壞，引起一些災害。所以，相關部門應該根據當前地下金屬礦山開采的現狀，采取有針對性的對策進行治理，并不斷完善治理對策。