礦山地質災害防治體系構建及發展策略探析

李春發，鄭紹奇，潘進兵

受礦產資源的影響，礦區地域的礦藏都具有一定的穩定性，而在這種穩定性的推動下，使地質環境受到了很大的影響，首先是人為因素造成的，由于在采礦過程中不恰當地使用采礦技術并在采礦結束后沒有對礦區地質環境進行一定的恢復，使其誘發地質災害，而這在很大程度上不僅抑制了礦區的經濟效益，而且也制約了生態平衡，使生態環境不斷惡化，從而在一定范圍內抑制了自然資源再生。礦產資源開采已經在我國經歷了很長的歲月，但是所應用的開采技術仍然沒有得到很大的更新，技術設備相對貧瘠，而正是在這種不發達的設備支持下，使礦區開采存在很大的隱患，也漸漸導致了地質災害的發生，不僅不利于當地經濟的發展，而且也給附近居民帶來了一定的安全問題。然而在近幾年中，雖然引進了先進的開采技術，但是仍然存在一定的防治缺陷。所以礦山地質災害的防治工作是礦山開采必須解決的問題，只有做好地質環境的防治和恢復，才能根本上解決現階段礦山開采工程的困境。

1 礦山地質災害類型

隨著采礦技術的發展，采礦范圍有了一定的局限性和邊緣性。而這些地帶的地質環境都比較特殊。在采礦之前，巖石圈層內部的地質環境一般處于相對平衡的狀態，但隨著采礦進程的推進，由于采礦工程對地殼土壤的擠壓和巖石圈層大量石塊的掉落，使地質環境內部發生一定的改變，打破了原有的平衡狀態。使其從靜止狀態過渡到運動狀態。正是這種非穩定的狀態體系從而改變了地殼物質的穩定性，從而使得地質災害頻頻發生。地質災害類型大致分為兩種：一種是突變型礦山地質災害，像礦山突水，巖爆等等；另一種是緩發性控制災害，例如：采空區的地面塌陷，水源污染等，這些都是比較常見的地質災害類型，針對地質災害分類，我們通常是以誘發地質災害發生的原因以及時空分布情況進行分類。這種分類方法有助于解決人們對地質災害發生的成因進行探索思考，并因地制宜。

1.1 巖土圈層形變災害

1.1.1 誘發性地震

巖土層結構受采礦活動的影響致使其發生錯位，而短時間的結構失衡極易引發地震。而造成這一現象的原因主要是由于采礦工作對地質環境的破壞。其所引發的地震深度較小，但其危害力和破壞性較大。而這種小范圍的地震會使地下巖土圈層發生改變，從而對周圍建筑物和地表結構造成很大的影響。

1.1.2 斷層錯位

巖土圈層結構失衡的另一種表現為斷層錯位，這種斷層錯位現象不是瞬間形成，而是具有緩發性，在短期內是不易被勘測出來的。但是在開采工作的不斷推進下，礦產資源被開采出來，那斷層所集聚的能量就會被瞬間釋放出來，這種短時間的能量對周圍環境的破壞具有毀滅性。

1.1.3 地面圈層形變

圈層形變是導致地表巖石圈層塌陷，沉降，裂縫重要因素，是礦山地質災害發生的主要原因，而就目前來看，礦山地區的地面塌陷嚴重，隨處可見泥石流滑坡裂縫等地質現象，而造成這些問題的主要原因就是由于礦區的不良開采。如果在礦區開采中沒有對地質環境進行深入評估，也沒有及時的勘測出坍塌區域，那礦山開采的潛在危險是非常巨大，極易引起大面積的坍塌，沉降，使其大范圍破壞水土，建筑物，會對道路即公共資源造成不可避免的損失。

1.1.4 斜坡巖土體運動

造成這一災害的主要原因是由于與礦區地表出現斷層而引起的。那這是由于在采礦工程中應用不合理的采礦手段，使邊坡角度過抖所形成這個結構。例如：采礦邊坡不穩會造成巖土滑坡泥石流等災害。這種災害往往是短時間發生，所以他所造成的沖擊力較大，甚至會產生礦山山崩現象，造成不可估量的傷亡。

1.1.5 礦坑工程災害

造成礦山地下工程災害事故頻頻發生的主要原因在于不合理的礦產開采手段以及落后的開采技術，例如：會造成巖爆，偏幫，冒頂等。分析可知因為礦井內的巖石圈層發生地殼應力變化，從而使碎屑、巖石向礦井里面突然迸進，給開采帶來了巨大不便，誘發了多種礦井開采的安全問題和財產損失問題，巖石圈層在受到巨大應力沖擊下，會破壞采掘面的平衡性，極易可能突然釋放巖石圈層應力，致使巖石破裂，給礦山帶來不可估量的毀滅性災難。

1.2 地下水位異變災害

在礦山深層開采過程中，會對地表潛水層有一定的破壞性，破壞含水層的結構，使其失去其穩定性，從而影響礦山地下水位，改變礦山地質環境。

1.2.1 礦坑突水涌水

常見的礦坑積水，涌水是由于礦山災害對水位影響導致的，礦坑突然進水，這類礦山地質災害突發性極強，范圍廣，規模也比較龐大，導致的后果也是非常嚴重，在采掘過程中，由于礦坑涌水量的排空速度計算不夠，以至于造成很多礦井被涌水淹沒，對人員的安全問題也造成影響。而這種災害頻發的原因主要是開采技術的落后，人為因素占主要部分，亂挖亂采的盜采現象依然存在，而所謂的涌漿災害就是在涌水的同時也伴隨著泥沙和巖屑，因為工作人員的探測失誤，將透水層和淺水層斷層錯位，將沉積物涌入坑內，從而使礦坑被泥漿阻塞，使其開采人員和采礦設備被泥沙掩埋。

1.2.2 地下水漏失

在礦山開采過程中，由于對礦山土壤的破壞，使地殼結構發生改變，這在一定程度上改變了地下水的流通渠道，致使地下水難以供給礦山開采的全過程。例如：在開采過程中，由于沒有注意對潛水層的保護，使地下水流分支改道，從而造成了地下水漏失，水位降低，水資源枯竭等現象。而這都是造成河水干枯，水域干旱的主要因素。

1.3 礦體內因引起的災害

這類礦山地質災害常常是因為礦山地質環改變后，一些偶發因素造成的突變性的災難后果。

1.3.1 瓦斯爆炸

瓦斯在封閉的空間內積聚到一定程度容易發生瓦斯爆炸，瓦斯爆炸主要常介于大小礦區。而引起這種災害主要因素是因為礦坑通風條件不良。這種災害給礦山開采人員帶來的傷害極大。礦井劇烈爆炸損毀，致使大量財產損失。

1.3.2 煤層自燃

煤層在開采的過程中，所開采出來的煤資源都要先堆放到礦區周圍的地面上，而暴露在空氣中的煤會發生氧化還原反應，產生大量的熱量，當達到沒得著火點時，引發火災。而一旦火災發生，所造成的后果是不可估量的，不僅會造成礦區巨大的經濟損失，而且還會破壞周圍的綠色植被，使土壤營養貧瘠，從而使土壤復耕率降低。據統計發現，我國每年因煤自燃所造成的經濟損失達到了兩千多億元。

1.3.3 礦山火災

在一些礦區開采過程中，經常會發生礦山火災現象，這是由于沒在開采過程中與硫化物發生氧化反應，從而形成火災。礦山火災對礦區周圍植被的破壞非常巨大，而且也會對當地空氣造成嚴重的污染。

1.3.4 地熱

在礦山開采過程中，為了開采出更加優質的礦源，采礦工作者經常會把礦井的深度進一步加強，而這會導致礦井溫度上升，當礦井深度達到800m后，空氣中的硫含量就會升高，不僅對礦工的人身安全造成了不可預估的危險，而且在一定程度上也阻礙了生產的步伐。

1.4 礦山環境化學污染災害

1.4.1 尾庫、場庫災害

為了便于礦山開采中的礦物存放，會出現礦場和尾礦庫，而一旦礦庫失衡，就會使其壩體承受不了礦庫重量而決堤，這會引發礦區泥石流的地質災害問題。而壩體決堤很大程度上是由礦區所產生的廢礦液溢出，使壩體管道破裂所造成的。而他所造成的危害是不可估量的，不僅危害了人們的人生和財產安全，而且對周圍的水土環境影響是非常長遠的。

1.4.2 水土環境污染

礦山開采所產生的廢水都會隨地表流入到地下水中使其造成嚴重污染。而這些廢液中常常伴隨有毒物質和重金屬，所以這些廢液的排入，對人們的生活用水的影響極其深遠。而且大部分的礦區在開采過程中沒有對廢水進行及時處理，任由其流入到周圍環境水中，直接性的，造成水土環境污染。

1.4.3 土地退化

礦山開采會使礦區周圍環境水土流失，使周圍環境土地沙漠化，尤其在露天開采中，會破壞當地植被，土地退化，再加上大量的采礦排水，致使其土地鹽堿化嚴重。

2 礦山地質災害防治對礦區安全質量生產的重要性

因為礦井工程的復雜性特點使然，在實施礦井開采的工程中對施工的準確性有著較高的要求，如果由于計算差錯或是其他疏忽導致了生產工作的發生偏差，將會給礦井工程帶來隱患和無法挽回的重大后果。在對井下導線點和標高點觀測過程中，如果對導線點位的實際位置出現了誤差，將可能導致地質預測發生偏差，從而危及礦井的安全生產。這樣，確保了地質測量的正確性與有效性，有利于礦井開采作業的安全順利進行，便于職工對礦井生產工作實行更加科學高效的科學管理，也便于更好地解決在生產中存在的問題，從根本上降低了安全事故出現的頻率。通過進行礦井地質工作，科研人員可以掌握大量的地質資料，為今后礦井開采管理工作提供了依據。另外，很多礦山企業正在逐步重視和完善開采過程礦井的地質勘查工作，以熟悉礦井內生產地質環境動態改變形式，尤其可以了解礦井開采狀況，從而明確礦產資源分布區域，為編制采礦規劃提供了依據。與此同時，科技人員又可利用礦井地質工作對現有的重大安全隱患加以分析，從而拿出可行的解決辦法，進一步提高采礦工程建設的安全系數。經過上述分析我們能夠確定礦井地質管理工作是礦井安全質量生產的基石，對礦井各部門管理工作的進行均具有保障意義。基于此，要求礦山企業積極培訓先進的地質工作者，并引入先進的勘察技術人員，為提高礦井地質工作精度提供依據與借鑒。

3 礦山地質災害的防治措施

礦山地質災害種類繁多，其產生條件都各不相同。而現階段隨著我國地質勘測技術的不斷進步，在應用過程中也會更加便利。所以要結合勘測技術，采取科學合理的防治手段，從而減少地質災害的發生，有效避免因地質災害所造成的人員和財產安全損失。

3.1 建立完善的風險評估體系

首先，在礦區開采之前，相關技術人員必須對礦區周圍進行一定的風險檢測，對周邊環境進行地質評估，而且也要根據礦區實際情況建立完整的地質環境保護政策和法治法規；其次，在開采過程中，也要對礦區環境進行嚴格評估，適時調整評估策略其能夠更加適應實際開采情況，當然也要在開采中積極防范，確保開采過程的安全性和環境保護性。除此之外要把地質環境的恢復與土地復耕政策納入到總體規劃當中，并強制工作人員積極落實。

3.2 加強宣傳，提高工作人員素質

對于部分采礦工作者而言并沒有認識地質環境保護的重要性，在開采過程中一味的注重礦產產量，而對礦區地質環境不屑一顧。所以相關部門應該加大地質環境保護宣傳力度，呼吁所有人員保護周邊環境，也要提高他們對地質災害的警覺性和機敏性，以確保當地質災害發生時，能夠有效的減少傷亡和財產損失。除此之外，在生產過程中也要對員工培訓一些減災抗災的技能和手段，從而有效的減少地質災害所造成的不可預估的風險。

3.3 引入先進的勘查手段

在開采過程中必須引入信息化的勘查手段，并建立全面覆蓋信息傳遞網絡，這樣才能夠對整個開采工程進行嚴密監視，動態監察，從而確保勘測的有效性和及時性。也要建立地質災害監測系統，對可能發生的地質災害進行評估和預測，并根據礦區周圍地質環境的整體動態調整保護策略，最大程度的降低地質災害所造成的損失。

3.4 做好及時支護工作

來進行坑道開采時，必須加大對坑道的支護工作，避免由于礦井塌方而對開采人員造成危害。而且很多坑道上會有居民住戶，所以在開采過程中要尤為注意，從而預防上部地面開裂，造成居民的人身和財產損失。除此之外也要做好坑道的排水工作，對排水的設計要合理規劃，使其有效防止由于排水不當而造成的礦坑涌水現象。

3.5 加強對礦區周圍環境監測和評估

對礦區周圍環境要適時評估，及時監測，根據礦區環境的地質動態調整開采策略。也要對一些污染較為嚴重的采礦區進行嚴格查辦，堅決抵制。要遵循三廢排放原則，避免由于開采過程中的廢水排放不良而造成水土和周邊空污染。此外，在開采結束后，要根據生態環境恢復準則，積極恢復礦區環境，必要時要進行回填工作。

3.6 對周圍環境要進行及時治理和防治

在采礦結束后，要根據土地復耕政策，提高當地土地的復墾率。也要做好周圍環境的植被綠化工作，積極栽種存活率較高，生長速度較快的綠色植被，有效的是周圍生態環境能夠得到及時治理。當然也要對礦場的廢渣進行有效處理，防止其由于覆蓋土地面積所造成周圍環境沙漠化。

3.7 加大防治資金支持

對于地質災害的防治工作政府要加大對其監管和投入力度，并按照當地政策對礦區安排一定的防治資金，并呼吁礦山企業改進防治工作，使政府和企業能夠團結協作，共同促進礦區地質環境的優化工作。企業也要加大對礦區地質災害的關注度，要給予該工作的所需資金，并建立環境災害補償條例和環境破壞問責條例，要加大懲罰力度，對采礦工程進行警示，并應用經濟手段調節防治策略，這樣才能更好的約束采礦工程的行為，打造綠色健康的生態環境。

4 礦山地質災害的勘查方法

因為礦山的地質多在深部進行，勘探主要使用遙感技術和物理勘察方法。

4.1 地球信息技術綜合方法

目前的信息技術重點是運用遙感集合“3S”信息技術，準確了解地質災害可能的分布、出現位置和范圍。如使用全球衛星定位技術對因水文災難而產生的高危地點精確定位，并使用先進遙感技術衛星進行疊加分析，以預報災變的產生趨勢。

4.2 地球物理勘查方法

地球物理勘察方法是指運用物理方法，檢測巖石圈層的相關信息，確認采空區、斷裂移動、磁場改變等潛在的自然災害伴發消息，對水文災情作出提前研究和預報。地球物理勘探礦井地質的技術，一般包含：高密度電阻率法、視電阻率法、瞬變電磁法、淺層地震法等。上述技術都是預報潛在的礦井地質重要手段。

4.3 環境化學勘測方法

在礦井地質防治過程中，人們又往往采用地球化學勘察方式。例如：對礦區環境的監控，化學監測方法等有著難以取代的優越性。通過這些方法的使用，可以合理判斷環境污染影響、預報環境污染變化趨勢、追蹤污染源、劃定重點污染區等，為環境污染綜合治理方法的建立提供了重要的理論依據與支持。

5 結語

總而言之，受采礦工程的影響，礦區地質災害頻頻發生，所形成的災害種類各不相同，而誘發其地質災害的因素多種多樣。所以在礦區地質災害的防治過程中要及時調整防治策略，根據不同的地質災害種類應用不同的防治手段。同時也應該選擇恰當合適的開采方案，并在開采之前對周邊環境進行偵察和檢測，并制定預防策略。除此之外，在工程結束后，也要對礦區地質環境進行一定的恢復，減少其開采工程對環境的破壞力。