礦山環境地質災害問題及其勘查策略探析

謝 天，胡 穎

（1.廣東省有色金屬地質局水文地質隊，廣東 廣州 510800；2.湖北省測繪質量監督檢驗站，湖北 武漢 430071）

當地質災害發生時，人們對于自然因素予以高度關注，卻沒有考慮到人為因素的重要性。事實上，要控制好地質災害，后者才是需要重點考慮的問題，需要高度關注。當有自然災害發生之后，不僅會威脅人類生命，還會造成大量財產損失，破壞自然環境生態平衡，改變了地質現象。當發生地質災害的時候，當地環境條件和地質構造是非常重要的影響因素，會導致地形變化[1]。此外，還有一個重要的因素就是水文地質環境，如果發生地質災害，通常是突發性的，令人措手不及。這就需要國家有關部門高度重視，分析產生地質災害的原因，對于其發生的特點充分掌握，實施科學有效的勘測方法，為礦山開采提供準確的數據支持。

1 礦山環境地質災害問題

當礦山發生地質災害的時候，主要由自然因素引起的，包括地震、滑坡、地面塌陷、地面沉降、泥石流、崩塌等災害。尤其是發生地震的時候，破壞力非常大,對人類危害大。地質災害是相似的，只是由于條件不同。因此，災害的表現形式和破壞程度存在差異。相比較而言，礦山環境地質災害非常嚴重，主要是由于礦山的特殊環境造成的。比較常見的礦山地質災害包括山體滑坡、礦區地表陷落、泥石流災害。具體如下。

1.1 山體滑坡

中國的地形多種多樣而且非常復雜，山體結構分布有很多的巖石，經過雨水沖刷，加之外力作用，就會導致山體滑坡，其中的巖石成分是由于開采礦產的時候由于沒有采用科學有效的技術，或者沒有采用專業的開采方，大量的巖石被遺留下來，就會給山體滑坡留下隱患。出現這種現象的主要原因是由于山體表面的預應力效果不是很好，當有不良環境因素存在，就會導致結構變化，比如山體受到風力的侵襲，受到雨水的沖刷，或者在外力的震蕩作用下就會導致巖石松動，在條件不利的情況下，巖石產生移動或者大量滾落，因此導致山體滑坡災害。所以，在進行礦產開發的時候，開采人員所選擇的區域要保證巖石層堅固，固定好山體土層，將山體的土質結構固化處理，可以對山體滑坡起到預防作用。

1.2 礦區地表陷落

在礦產開采的過程中，比較常見的是礦區出現地表陷落的問題。當出現地表塌陷災害的時候，礦山開采是重要的原因，有關人員沒有將科學合理的礦山開采計劃制定出來，不能全面了解開采區域，沒有全面掌握地質構造，不明確水文情況，加之沒有采用合理的開采技術，也沒有應用科學的開采方式，就會破壞地質結構，而且地質區域會產生大范圍的采空區，這里的巖體承載能力不是很高，導致地表陷落的幾率就會增加。技術人員在采礦前需要做好現場勘查工作，包括采礦區域的地質資料以及信息要全面掌握，將科學合理的開采計劃制定出來，防止發生坍塌事故，避免造成大量的人員傷亡，造成經濟損失。

1.3 泥石流災害

在礦山環境中，泥石流是比較常見的地質災害，并不會被地質情況以及實際環境因素的影響。當發生泥石流災害問題的時候，與礦山開采工作密切相關。如果開采礦產的時候不能對開采量有效控制，就會出現礦產資源的過度開發，導致大量消耗，地質環境以及地質結構都會產生變化，因此加大了地質結構的松散度。在礦山開采工作中，由于沒有對廢料以及泥土進行處理，泥土大量堆積，受到外力的影響，比如風力的影響以及雨水的影響，泥石流問題就會產生。在開采礦產資源之前，需要勘查技術人員勘查礦山開采區域并全面了解，采取科學有效的控制措施解決，對于礦山地質環境資料進行研究并全面分析，充分考慮到礦山環境地質變化情況，具有針對性地提出預防措施，將礦山泥石流災害發生率控制在最低[2]。

1.4 地震災害

當地球應力不能保持平衡狀態，且不能自我調整的情況下，就會產生地震。但地震作用于人類社會的時候，就會有地震災害形成。中國所處地帶是太平洋、印度洋與歐亞板塊交匯之處，板塊構造非常活躍，在大洋與大陸所接觸的位置就容易有地震現象產生。另外，如果地下水開采超過了極限，對深井進行注水、采礦以及地下核爆炸等都會導致礦山地震問題。

1.5 地下水問題導致的災害

礦區地下水長期開發并存在不合理性，就會出現區域地下水資源匱乏的現象，造成地下水位快速下降。為了防止產生這方面的問題，就需要對含水層的水位進行調整，對于開采量予以控制。當前來看，能源開采行業的發展速度不斷加快，大量采礦廢水沒有經過技術處理就會排放到自然環境中，導致地下水環境污染嚴重。另外，如果人為礦山開采地下水量過大，就會導致地表土體嚴重壓縮，地面的標高有所降低，就會產生地面沉降的現象。

2 強化礦山地質環境治理工作的重要性

人們的生活離不開自然生態環境，所以，在開發礦產資源的時候需要勘查水文地質環境，做好環境地質勘查工作。當前的綠色環境可持續發展，對水文地質工作就會有新要求，在開展環境地質工作的時候就需要提高技術水平，將各項工作做到位[3]。長期以來，水文地質環境研究中會將可持續發展理念作為指導思想展開，但是這項工作非常復雜，而且具有長期性和持續性，所以，地質工作人員在開展工作中對于可持續發展理念要始終堅持，在此基礎上對環境地質學以及水文地質學有了更多新的要求，礦山開采企業對于自身的責任要高度重視，發揮可持續發展理念的指導作用，在開采礦山的時候對于工業生產需要予以滿足，還要對生態環境予以保護。所以，基于可持續發展理念實施礦山開采工作，要將環境地質勘查工作做到位，不再局限于眼前的利益，而是要做好長遠利益規劃工作，避免對有限的地質資源盲目消耗，造成資源大量浪費，導致人類賴以生存的生態環境遭到破壞，自然生態不能維持平衡[4]。面對這種情況，地質學家就需要基于可持續發展理念對其實際內涵深刻認識，基于各種新要求對工作思路進行調整，使得工作方法予以改變，從長遠的角度出發對當前的礦山水文地質勘查工作正確認識，明確環境地質工作中所存在的不足之處，提出相應的解決對策。

3 引發地質災害的主要原因

地質災害有各種類型，為不同的因素引發的。山體滑坡主要發生在山區，不僅自然因素的影響，人為因素的影響也需要重視。當發生山體滑坡的時候，需要觀察地形地貌，還要考察水文地質環境以及當地的人類活動情況，比如，是否有工程施工，是否有露天采的現象等等[5]。

當產生山體滑坡的時候，通常地質環境有一定的特點，即地形以斜坡為主，高而且陡峭，堆積物比較松散而且非常厚。如果坡高陡，斜坡的地表松散物質會有大量的勢能儲備，臨空條件就會形成。如果在坡體上有非常厚的堆積物，而且非常松散，節理有裂隙發育，而且呈現出架空的現象，就意味著內部的粘聚力比較差，抗拉強度不是很高，加之有很強的透水性，當出現大氣降水的時候就會很快滲入，導致巖土體抗剪強度明顯降低。在這種情況下，發生滑坡的幾率是非常高的。所以，產生滑坡的重要地質條件是地形為斜坡，比較高陡，上面有松散堆積層，而且比較厚，巖層結構上有節理裂隙發育。

從水文條件上來看，如果強降雨持續的時間比較長，在滑坡巖體中含有大量的水，而且已經處于飽和的狀態，使得巖體原有的力學性質發生改變，抗剪強度大大降低。如果雨水已經滲透到地下，轉化為地下水，當發生地下水滲流的時候，在其作用下，加之重力的作用，就會在極具增大的作用下導致山坡上巖體原有力學平衡條件遭到破壞，巖土的下滑力增大了，滑坡災害就會形成。

當發生山體崩塌的時候需要考慮到巖石的結構面，如果進行山體開挖施工，很有可能由此造成嚴重的風化剝蝕，于是出現了這種地質災害。

發生泥石流時，應調查當地的地形地貌，對當地的降水情況以及人類活動情況進行分析，是否有砍伐森林的問題，當礦山開采之后，查看是否有廢渣隨意堆放，如果存在這方面的問題，就要及時處理，并采取相應的預防措施。工作人員還需要對當地的水文地質環境展開調查，了解當地人類活動的情況。如果存在過度開采的現象，或者有排水工程，或者在礦山開采的時候沒有采取必要的保護措施，就會出現地下空洞的現象[6]。

4 礦山環境地質勘查的主要內容

在進行礦山環境地質勘查的時候所涉及到的內容有很多，主要為調查地質條件、制定地質勘查措施、測量技術的選定。具體如下。

4.1 調查地質條件

為了應對礦山地質環境對地質調查造成的不良影響，有必要優化地質測繪技術。因此，勘查人員必須注意地質測繪技術的合理應用，結合場地地形地貌特征，準確獲取不良地質信息，確保地質勘查技術應用的有效性。

4.2 制定地質勘查措施

由于礦山地質環境比較復雜，大大增加了勘查的難度。因此，在勘查技術的具體應用中，勘查深度的確定應與不同的地質條件相結合，勘查點應按不同的間隔設置，以適應不同地形的復雜性。結合實際情況，有針對性地采取措施控制勘查孔深，防止安全事故的發生，而勘查技術的準確應用是關鍵。

4.3 測量技術的選定

受礦山地質條件的影響，對于新的測量技術手段要科學運用，提高測量質量水平。比如，對于鉆孔偏差，主要的計算方法是平均角度總距離法；在進行礦山地質勘查中，需要做好分析和評價工作，主要采取多次瞬態面波法和高密度電阻法，使得勘查精度有所提高。

5 礦山環境地質勘查策略

在進行礦山環境地質勘查的時候，需要將礦山地質勘查制度建立起來、通過設置設施對強降雨水進行分流、對礦山地質勘查工作合理實施、應用勘查創新技術、對勘查資料進行分析并合理利用。具體如下：

5.1 將礦山地質勘查制度建立起來

通過開展地質調查工作，可以針對礦山地質災害采用各種措施，防止頻繁發生，確保礦山生態環境持續穩定發展。所以，有關部門在調查礦山環境地質情況并實施管理的時候，要對于地質災害高度重視，提高抵御能力，基于此將水文地質勘查標準設置出來，將地質調查工作做到位，針對礦山的具體情況提出生態環境治理措施[7]。這就需要有關部門調查地質環境的時候要嚴格要求，將調查的區域合理劃分，之后根據環境地質調查所獲得的數據將最佳的處理方案提出來，使得礦山地質調查工作保證質量，提高效率。

5.2 通過設置設施對強降雨水進行分流

在對礦山進行水文地質調查的過程中，需要綜合調查地下水資源，明確引發礦山地質災害的因素，基于此將相應的解決方案制定出來，尤其是一些地區降雨量比較大，當給排水系統在運行的過程中產生問題，當有暴雨或者短時強降雨的時候，很有可能產生內澇[8]。另外，礦山地下水的儲存量與地下水資源的利用具有直接相關性，還對地下水承載能力有足夠的影響，這直接關乎到礦山可開采資源的持續穩定性，所以，工作人員調查礦山地質環境的時候，需要對地質環境條件以及氣候特征準確掌握，使得雨水分流改造的進程加快，對高端科學技術合理應用，并應用信息技術，對礦山排水設施不斷改造，對合理分配地下水資源非常有利。

5.3 對礦山地質勘查工作合理實施

工作人員需要將礦山地質勘查技術所具備的優勢充分發揮出來，全面勘查礦區地質環境情況以及水文情況，保證勘查的準確性。當前來看，中國比較常用的礦區地質調查技術比較多，主要包括自然γ射線探測方法、高分辨率視頻法以及井斜測量方法，要根據實際情況有選擇地使用，還要與后臺設計的硬件結合起來，將所采集的數據充分利用，基于此將GR曲線繪制出來，之后分析視頻數據，同步分析自然伽馬射線數據，對傳統GR曲線不能劃分石灰巖、礦層和粗砂巖等地層的問題得以解決，以此為基礎勘查礦山地質環境。這個方法應用非常廣泛，可以用曲線解釋地層特性缺陷。當落實到實際操作中，就可以對近地表鉆孔以及巷道數據同步分析，使得數據分析結果有較高的準確性，對礦山找水排水工作非常有利。

5.4 應用勘查創新技術

在進行礦山勘查技術的應用中，合理應用創新方法是非常必要的。在當前的創新技術中，可以根據需要采用高密度電法、GDS法、地震映像法、物理勘查深度法。具體如下：

其一，高密度電法。通過繪制風險控制模型判別評價指標剖面等高線圖，可以有效識別低值風險控制模型判別評價指標異常，準確評價地下裂隙和空洞。應注意，應記錄不同地層和深度的取樣，以確定巖土勘探指標。風險控制模型判別評價指標異常規模較大，異常范圍也很大。因此，可以推斷地下裂縫和空洞的范圍，這是由該環境的巨大電性差異造成的。根據風險控制模型判別評價指標剖面等值線圖，可以準確識別低值風險控制模型判別評價指標的異常。統一的風險控制模型判別評價指標值不能用于整個區段控制范圍。隨著電阻率深度的增加，風險控制模型判別評價指標異常，不能及時消除一階導數。低值風險控制模型判別評價指標異常，只能反映特定范圍內地下裂隙和空洞的異常。如果地形起伏，會因路徑和溝渠等一次性變形而導致異常情況，需要根據現場工作獲得的數據進行消除。其二，GDS法。隨著傳統電法勘探方法的不斷發展，GDS方法應運而生。它用于探測地層和目標。在此基礎上，推斷電性在深度方向的變化，從而了解地質情況。在進行推斷的過程中，所采用的方法與高密度電法基本相同。其三，地震映像法。地震圖像數據的分解基于地震圖像的時間剖面。在反映地層地質現象方面，通過地震圖像時間剖面的分布和形態特征，了解各波組事件軸的能量和頻率的變化，掌握畸變和錯動，可以判斷斷層構造。也就是說，根據運動學和動力學填圖數據以及根系變化特征，分析地下介質的不連續性，了解各向異性的變化，判斷地質發展。

5.5 對勘查資料進行分析并合理利用

隨著網絡技術、多媒體技術、大數據技術、云技術、人工智能技術等各種新技術的出現，技術的應用成本已經降低。在調查技術交流、信息技術應用和調查數據分析過程中，可以從自身的工作經驗出發，相互交流經驗，及時發現調查數據中的不足。例如，企業應用信息技術為員工之間的溝通創造了良好的環境，調查數據的分析更直觀、直觀。在這樣的工作中，主要發揮管理信息系統的作用，根據溝通的結果優化組織。各職能部門可以共享信息資源，保證信息暢通，加快溝通速度，大大提高管理者的決策水平，提高決策效果。在礦山地質條件下的巖土工程勘查中，地下水勘查技術人員應充分溝通。溝通后，信息反饋時間縮短，溝通渠道更加豐富。員工可以跨部門甚至跨級別傳遞想法，以確保信息的快速流動。這樣，調查數據的內容更容易理解。

6 結語

通過上面的研究可以明確，中國一些地區發生地質災害的頻率相對較高。水文環境是地質災害發生的重要條件，做好這些地區的水文地質勘查工作十分必要，特別是地下處于連續運動狀態，需要了解其變化規律，明確各種影響因素對地質環境造成的影響，在此基礎上制定地質災害防治規劃，這不僅可以維護人的生命和財產安全，還可以避免對環境范圍內的各種項目產生不利影響。