采礦引發的地質災害及綜合治理研究

劉 輝，謝玉江，楊 濤

（江西省煤田地質局二二六地質隊，江西 萍鄉 337000）

隨著全球城市化進程的加快，人們對地質資源的需求也大大增加，不科學的采礦方法對于礦區周邊的地質環境來說影響很大，對于一些礦區來說，由于長期、大量進行開采，導致地質災害發生的情況越來越多[1]，一系列的地表沉降、塌陷、滑坡等災害的發生，這些地質災害對于礦區工作人員和周圍居民的生命財產安全都產生了嚴重的威脅，使人們也意識到了礦區地質災害防治的重要性，對采礦技術與綜合治理手段進行研究已經迫在眉睫。因此，本文通過對地質災害的類型進行統計，深入研究其發生的原因，并提出相應的綜合治理措施。

1 采礦引發的地質災害類型

本文的研究以某老舊礦區為主要研究對象，該礦區的地形平緩，植被覆蓋面積較大。由于該礦區經過多年的大量開采，形成了較大面積的采空區，發生過地面塌陷以及地面裂縫等地質災害。根據該地區以往的歷史記錄顯示，全市地質災害發生的地點有841處，在這些地質災害中，主要包括滑坡、崩塌、泥石流溝、不穩定斜坡、地表塌陷等幾種類型，其數量占比如圖1所示。

從解放以來，根據記載資料的不完全統計，該礦區所發生的的地質災害共造成294人死亡，311人受傷，毀壞住房3314間，掩埋、破壞各級公路累計2.7km，破壞耕地,累計1243余畝，造成的直接經濟損失約1.2億元[2]。由于上述幾種類型的地質災害，給當地也造成了嚴重的水土流水，結合當地的地形地貌，水土流失的分區以及具體情況如表1所示。

本文將對以上幾種類型的地質災害進行深入分析。

1.1 山體滑坡

滑坡主要是指斜坡上的巖土體經過外力作用下，因自身重力向下滑動的現象。一般滑坡都集中在露天礦的邊坡，屬于重力牽引式滑坡。經過統計，該礦區的山體滑坡隱患點共有308處，山體滑坡的發生主要是因為建立礦窯時開挖了坡腳，使邊坡的穩定性變小，除此之外，礦區的巖土遇水膨脹后[3，4]，顆粒之間的摩擦阻力變小，因此在發生降雨、凍融之后，會更加容易發生山體滑坡的地質災害。在這些有隱患點中，大型滑坡災害隱患點共有8個，中型隱患點有41個，其余為小型隱患點。這些隱患點大部分分布在礦區的重要開采區域，由于礦區受到開采后，呈現出了一種特殊的地質構造，在這種格局的作用下，滑坡的危及范圍已達到北幫地面，由于緊臨市區，北幫地面已經成為滑坡災害的重災區。

圖1 某礦區地質災害發育類型

1.2 崩塌

該礦區內的崩塌隱患點共有472處，主要崩塌因素為黃土，其次為巖質崩塌。其中中小型的隱患點居多，主要分布在斜坡坡度較大，高度在8m以上的黃土斜坡地段，這類地段主要形成原因是，開采過程中切坡挖窯建房，以及建設公路所留下的。同滑坡一樣，在晶粒后惡劣的自然天氣后，例如降水、凍融，極易在自然形成的破碎斜坡和公路的人工巖質邊坡地段發生黃土崩塌。

1.3 泥石流

泥石流主要發生在寬度較小、深度較大的黃土溝壑中，該礦區的泥石流類型一般為連續性短時強降水引發的滑坡性泥石流，這種類型的泥石流具有明顯的形成區、流通區及堆積區。形成區的地勢一般情況下會多面環山，坡高約在35m以上，坡角大于45°，且由于礦區的坡面巖石大部分破碎，影響了植被的發育，并且基巖表面出現了嚴重的風化現象，加之人類在開采礦的工程活動中產生大量廢棄的松散堆積物，例如采石場碎石、采礦棄渣等，為泥石流的形成創造了條件。該泥石流形成的誘導因素表面上是由于暴雨所致，深究其中的根本原因是由于人類不科學、不合理的開采活動造成的。

表1 水土流失情況統計

1.4 地面塌陷

采空區地表塌陷是由于自然因素或人為因素以及礦體在圍巖的作用下，地表巖土體在重力作用下發生錯動、地表變形和崩塌的地質災害現象，具有長期性、隱蔽性，而突發性的特點，往往很難對其發生的具體時間和具體地點做出準確的預測。地表塌陷有三種常見的災害形式，即塌陷坑、塌陷洞和塌陷槽。對本礦區城區而言，其地表塌陷往往與開采煤炭資源、鋪設管網、建設人民防空工程等大型地下開挖活動有關。該礦區地面塌陷影響范圍大，累計塌陷價值大，造成無法彌補的巨大經濟損失。地面沉降是由于崩塌災害造成的，致使大量地表水體不能自由排水，耕地嚴重被淹，無法耕種。

1.5 不穩定斜坡

該礦共有17個不穩定邊坡隱患點，均分布在梁茅溝黃土區8m以上的陡坡上。其主要成因是在削坡過程中形成的取土場和爐窯及高速公路的建設，這與人類的采礦活動密切相關。天氣、排水、降水和冰凍都容易形成崩塌和滑坡。

2 地質災害綜合治理

礦區的地質災害已經影響了礦區周圍居民的正常生活，為了保證礦區的可持續發展，需要對礦區進行綜合治理，針對以上地質災害的類型以及發生的原因，提出幾點措施與建議。

2.1 加強水土管理

為了保證礦區的正常、長期穩定運行，各個礦區需要在市政府等相關部門的領導下，建設起各級地質災害的管理機構，在國土資源部、省國土資源廳、市國土資源局及礦管部門的指導下，正確處理城市建設、環境保護與采礦之間的沖突，對于礦區內的水土資源必須要科學保護，在合理的范圍內加以利用，在環境能夠承受的范圍內合理采礦。對于地下水的保護尤其要加以重視，定期對地下水水質進行抽查，如果有水質變壞的趨勢，需要即使找出開采過程中存在的不合理之處，并及時改正，對地質環境管理要求及地質災害防治法規條例宏觀調控，加大土地復墾的力度，將其與治理工作歸納到綜合治理的措施中，全面實現地質災害中水土保護的綜合治理目標，根據不同礦區地質災害的實際情況，制定適合該礦區的地質災害綜合管理細則，給地質災害防治工作增加一定的指導意義。

2.2 科學采礦

礦區的開采對地面的建筑有著很大的威脅，因此采礦的技術工作者也發明了一些新的科學合理的采礦技術和采礦完成后的地質修復技術。其中主要包括注漿技術，條帶技術、錨固技術和樁技術[5]。注漿技術還可以分為離層帶注漿技術、裂隙注漿技術。注漿技術主要的作用是能夠修復裂隙帶之間的離層帶和滑坡體，進一步控制地表沉降與滑坡問題；條帶技術主要是將開采礦劃分成條狀，隔一條一開采，留下的礦土作為支撐，承受荷載，防治沉降崩塌；錨固技術主要是對巷道進行支護，保證開采過程中的工人安全，樁技術對滑坡災害有一定的效果。

2.3 合理規范人類對礦區的開采

礦區發生地質災害的主要原因是人們對于礦區的過渡開采，這類活動中產生地質作用已經成為了地質災害發生的巨大源頭推動力。在對礦區進行開采之前，應當使用一些專業的方法對礦區的開采災害危險性進行預測，目前使用較多的是應用模糊數學綜合評判法，已經取得了初步的成效。在開采中，要合理規劃開采活動，提前進行地質預測和評價，加強“三采”地面保護研究，禁止在礦區內隨意開采小窯，逐步規范和理順過去的無序開采活動。其次，在非礦區，黃土滑坡和崩塌是最常見的地質災害類型，應盡量減少不規則和不合理的開挖，禁止以犧牲環境為代價的短期經濟發展，堅持可持續發展。

3 結束語

綜上所述，我國甚至于全世界對于各類礦產的需求量都在不斷攀升，礦區的地質災害形成的原因主要是由于過度開采和使用了不科學的開采方式，這樣的形式下導致了礦區地質災害發生的頻次越來越大，不僅給周圍居民帶來了生命財產威脅，也給當地造成了嚴重的水土流失。因此為了保證礦區的可持續發展和開采，采取積極的綜合治理手段非常重要，是保證地質災害發生概率降低的重要因素。