礦山地質(zhì)災害主要類型及防治對策研究

（安徽省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，安徽 馬鞍山 230001）

安徽省身處“長三角”重要位置，其礦產(chǎn)種類較多，其已經(jīng)探明的礦產(chǎn)種類一百多種，其中煤、鐵、銅、硫、磷、明礬等近三十多種礦產(chǎn)資源都是位居全國同類型礦產(chǎn)前十行列，有其重要的戰(zhàn)略地位。安徽省礦產(chǎn)種類多、儲量相對較大、開發(fā)力度也較大，由此伴隨著礦區(qū)的不斷建立壯大，礦山地質(zhì)災害的認知和防治措施就顯得尤為重要。防止措施到位，才能充分利用自身礦產(chǎn)優(yōu)勢，加快轄區(qū)經(jīng)濟飛速發(fā)展，為國家社會經(jīng)濟發(fā)展助力。

1 安徽省礦山地質(zhì)災害主要類型

安徽省礦產(chǎn)資源在其轄區(qū)內(nèi)，具體分布情況：鐵礦資源全省都有探明，但主要集中在馬鞍山、當涂等地；銅礦分布較廣，主要集中于銅陵、貴池等地區(qū)；明礬石、石灰?guī)r等非金屬礦產(chǎn)資源只要集中于巢湖、滁州、蕪湖等地區(qū)。礦產(chǎn)資源的有序開發(fā)利用，促進了地區(qū)經(jīng)濟建設發(fā)展和就業(yè)情況，但從另一方面說，其加大了礦山地質(zhì)災害風險，會威脅到人民群眾安全，同時造成嚴重的經(jīng)濟損失，為人民群眾日常生活添加了諸多安全隱患。礦山地質(zhì)災害主要有兩大類：礦床巖土體變形災害和礦區(qū)地下水災害。

1.1 礦床巖土體變形災害

（1）礦床內(nèi)部采空，導致地面沉降塌陷。礦床內(nèi)部采空之后由于防護不足導致地面沉降以至于塌陷，這種礦山地質(zhì)災害的主要發(fā)生地在銅陵地區(qū)、兩淮地區(qū)。其中尤以兩淮地區(qū)比較嚴重，兩淮地區(qū)采空塌陷資料較為詳細記述，導致其采空塌陷最直接的因素是：采取陷落法的頂板管理方式，此種方法使頂板梁強度與寬度超出，在礦井巷之間形成巨大的四方形采空區(qū)，使其地表地面發(fā)生沉降、塌陷。由于當時礦產(chǎn)開采規(guī)模不大，塌陷范圍沒有多大的增長。但是當前隨著礦產(chǎn)開采規(guī)模放大，以至于有些塌陷區(qū)已經(jīng)關聯(lián)成片，無法及時處理遇到雨水天氣就慢慢積水形成了湖泊。在銅陵礦產(chǎn)區(qū)域，近年來采空塌陷問題也是頻發(fā)，由于銅陵銅礦多存在于灰?guī)r與其他巖體緊密接觸地帶，因此其塌陷區(qū)域一般是不規(guī)則條形，有些塌陷區(qū)深度有500m，寬度有400m，同時其塌陷區(qū)壁陡峭。礦床采空塌陷其對于周邊的人民群眾生命財產(chǎn)的危害是相當巨大的。其造成的影響包括：①使塌陷區(qū)周邊的可耕地土地資源報廢；②對塌陷區(qū)的附屬設施，如房屋、交通道路、鐵路軌道設施等造成巨大破壞，導致轄區(qū)經(jīng)濟損失；③若采空塌陷范圍不斷擴大，就會導致地下水灌入，對清理工作增大了難度系數(shù)，嚴重的還會導致出現(xiàn)礦坑突水等災害情況[1]。

（2）礦區(qū)巖溶災害。安徽省礦區(qū)巖溶塌陷地質(zhì)災害主要集中地點在銅陵區(qū)域，其破壞力驚人，破壞了很多的城市基礎設施、礦山采掘設備設施、居民住宅房等，同時其對耕地也具有相當大的破壞性。礦區(qū)巖溶塌陷災害的發(fā)生多與礦區(qū)工作面下部溶洞相關，另外巖溶塌陷與地下水強烈波動也有關聯(lián)，在暴雨期間或者地下水波動幅度較大的情況，巖溶塌陷發(fā)生概率較之平常會高很多。

（3）滑坡、泥石流等自然災害。在日常生活中，滑坡、泥石流都可以直接影響到居民生活生命財產(chǎn)安全，在礦區(qū)如果發(fā)生，其影響程度更是巨大。對于礦區(qū)開采作業(yè)來說，滑坡、泥石流是比較常見的礦區(qū)地質(zhì)災害，其經(jīng)常會導致人員傷亡、機械設備損壞等，嚴重的會直接使礦區(qū)無法開采。滑坡、泥石流地質(zhì)災害主要分布點有巢湖、銅陵兩個區(qū)域，兩地應該時刻保持警惕。

（4）礦井巖爆。在礦產(chǎn)資源開采過程中，為了最大化礦產(chǎn)資源，因此有時就會有深度礦井進行深度開采，我國定義深度開采：對硬巖礦山進行600m以上的開采即為深度開采。當對硬巖礦山超過1000m的開采作業(yè)時，由于地應力相互作用，就會導致發(fā)生巖爆災害。巖爆一直是礦山開采的世界性難題，其破壞力強，如果發(fā)生巖爆情況，在其作業(yè)面的開采工作人員生還幾率很小，逃生幾率幾乎可以忽略不計。

1.2 礦區(qū)地下水災害

（1）礦坑突水災害。礦坑突水災害在安徽省礦山開采過程中，也比較常見。每個礦產(chǎn)開采區(qū)基本上都會出現(xiàn)這種災害，主要分布于煤礦開采區(qū)域以及銅鐵硫礦開采區(qū)域。由于每個礦中、每個礦區(qū)地質(zhì)條件不同，對其進行的充水措施也不同。淮北煤礦礦區(qū)主要為巖溶地下水，如遇到地下水暴漲、鉆孔失誤等情況發(fā)生，就會使巖溶水灌入礦坑，使礦井被水淹沒，最終只能關閉礦井。淮南煤礦礦區(qū)主要為采空塌陷導致的塌陷區(qū)域積水，使其直接灌入礦區(qū)工作面，無法及時排水，導致礦區(qū)工作受到一定的影響，但是此種影響較小，且灌水水量和灌入時長都不會很大。銅鐵硫礦主要分布于沿江區(qū)域，其主要是碳酸質(zhì)巖溶水的侵蝕，但其是隨著開采工作的環(huán)節(jié)不同，其突水的原因情況也不同。

（2）礦區(qū)廢水浸泡污染。礦區(qū)廢水主要的組成有：開采礦坑的排水、選礦水和進行礦石清洗時的過濾水，其含有多種有害元素，有些礦區(qū)直接將礦區(qū)廢水排入附近的江河湖泊，使生態(tài)環(huán)境遭到極大的破壞，且對周邊人民群眾身體健康造成有害的影響[2]。

2 礦山地質(zhì)災害防治措施

2.1 采空塌陷防治措施

在對礦產(chǎn)資源進行地下開采過程中，經(jīng)過不間斷的開采作業(yè)，其幾乎都會存在著采空塌陷的安全隱患，防治措施為：要確保礦區(qū)明確的防護等級、礦區(qū)易發(fā)生采空塌陷區(qū)域劃分和功能區(qū)做明確區(qū)分，并對已塌陷區(qū)進行及時處理，在其工作面上進行重新修建，及時恢復地質(zhì)狀況，以避免塌陷區(qū)域連成片。

2.2 巖溶塌陷防治措施

在有隱伏巖溶分布區(qū)進行開采作業(yè)時，由于是礦坑疏干進行排水操作，因此比較發(fā)生巖溶塌陷情況，對其的主要防治措施有：一定要注意巖溶塌陷易發(fā)區(qū)并做明確標識、搭建巖溶塌陷礦區(qū)監(jiān)測體系，對可能存在巖溶塌陷的區(qū)域進行灌漿并夯實，把巖溶地下水與礦區(qū)工作面排水相分割。

2.3 滑坡、泥石流防治措施

礦產(chǎn)資源進行開采作業(yè)時，一般是直接劈坡進行開采作業(yè)，這也是導致滑坡的主要原因，同時極端惡劣天氣例如暴雨，也是引發(fā)滑坡、泥石流的原因。據(jù)此主要防治措施為：對礦山開采采取階梯式進行，預先設置建立極端天氣暴雨的排水溝，種植樹木等，固定土壤，減少水土流水，也是防治泥石流的重要舉措。

2.4 礦區(qū)地下水突發(fā)防治措施

在對礦區(qū)地下水突發(fā)進行防治時，首先要了解礦區(qū)地下水狀況，然后對礦區(qū)礦井斷裂部位進行監(jiān)控，可以有效掌握地下水情況，根據(jù)地下水狀況來決定對斷裂情況的修補策略。另外在礦山開采工作過程中，操作人員應當對水壓進行有效控制，進而減輕巖層間的相互作用力，這在一定程度上，也可以預防地下水突發(fā)情況發(fā)生。要不斷提升礦產(chǎn)開采過程中的管理力度，嚴禁違規(guī)操作，以免發(fā)生意外。

2.5 礦井巖爆防治措施

深層次礦井巖爆對于礦井的打擊是毀滅性的，因此如何預測預防巖爆情況，世界上各個國家都有深入的研究，我國對于此研究起步較晚，但是借助時代技術優(yōu)勢，進步頗大，獲得的成果也不錯。例如我國在安徽銅陵冬瓜山聯(lián)合礦山的微震網(wǎng)絡監(jiān)測系統(tǒng)，目前已經(jīng)調(diào)試成功并開展作業(yè)等。通過仔細研究，其實很多巖爆都可以通過開采順序調(diào)整進行控制的，同時也可通過壓力注水的防治措施來減少巖爆發(fā)生幾率，另外做巖間支護工作，一定程度上也能減小發(fā)生巖爆的幾率。當前在深井巖爆層面一直沒有適用性強、有效的防治手段和措施，因此在礦井作業(yè)前，一定要充分考慮巖爆的形成原因，做好相對應的預先防護措施，同時技術相關領域應當就深井巖爆加大研究力度，盡快盡早的結(jié)局這個老大難問題，這樣才能使礦區(qū)開采效率提高以及開采工作人員的生命安全得以保障[3]。

3 礦山地質(zhì)災害探測方法及手段

在對礦山地質(zhì)災害探測方面，全空間電法勘探是首要選擇。其主要工作原理為：在全空間構(gòu)建起電場效應，然后對地下管、巷、隧道進行電法測量操作，地下電流通過其預先布置的供電電極，就可在其周邊的巖石層次中，形成全空間電場，在對進行探測時，這一電場的變化數(shù)據(jù)就會明確地找出巖石中斷裂層以及含水層。在一般的探測工作中，需要長短結(jié)合的探測策略，首先用探測距離較長的探測方式進行初步探測，隨后使用探測距離較短，但探測精確度高的探測方式進行深層次探測作業(yè)，使相關部門在礦山開采前就可以預先出礦山地質(zhì)災害方案，從而進行有效的防范，使得礦山地質(zhì)災害發(fā)生幾率減小，危害程度可控[4]。

4 結(jié)語

綜上所述，在以往由于礦山開采領域，我國技術水準不足，導致礦山地質(zhì)災害頻發(fā)，防治礦山地質(zhì)災害能力較弱。但隨著我國當前礦山領域的不斷發(fā)展，我國防治礦山地質(zhì)災害水準也在不斷上升。在礦山開始工作伊始，利用先進的探測技術手段，預先了解礦山地質(zhì)情況，預測在礦山開采中有可能遇到的地質(zhì)災害，提前編訂可能的地質(zhì)災害防治措施，有效的減低礦山地質(zhì)災害發(fā)生概率，使得礦山開采行業(yè)能夠順利作業(yè)。同時也能有效的保障礦區(qū)工作面工作人員的生命財產(chǎn)安全，促使礦山工程行業(yè)能夠獲得更多的經(jīng)濟利益，其礦區(qū)工作人員也能有不錯的經(jīng)濟收益。其次礦區(qū)要做好環(huán)境保護工作，不能讓良好的生態(tài)環(huán)境成為礦區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的犧牲品，做好礦區(qū)預防水土流失、泥石流、滑坡的工作，保護生態(tài)環(huán)境，對我國提出的構(gòu)建生態(tài)、和諧、健康社會起到推動作用。