礦山地質災害分析
礦山地質災害防治措施
1、概述
由於礦產開采過程勢必改變原有穩定的礦藏條件，改變了當地的地質環境，而由於人為的采礦活動改變了地質環境所引起或誘發的災害被稱為礦山地質災害。礦山地質災害的發生會對生態環境、自然資源和經濟社會造成不可估量的危害和破壞。
我國的礦產開采具有相當長的曆史，在相當長的時間內，我國礦產開采技術和設備都比較落後，這種條件下的礦產開采導致礦山地質環境不斷惡化，礦山地質災害02manbetx.com 頻發。危及生命的礦難和環境災害時有發生，近年來還有逐漸上升的趨勢。因此，根據我國礦山地質災害發生及發展規律、特點，將礦山地質災害進行詳細分類，並根據其各自特點提出防治災害的措施，是一項十分必要的工作。
2、礦山地質災害類型
就目前的科學技術發展狀況而言，采礦活動的範圍仍多數被限定在地球表麵和岩石圈層內部。在礦脈開采之前，礦區地質環境是處於穩定平衡狀態。而采礦過程，是從地殼內部的土壤、岩石圈層挖出大量的土石方，對地質環境進行了巨大的破壞，使其處於非穩定狀態。我們可以看出，不論鑽井開采、掘坑開采、注液開采，還是露天開采，都改變了原有的地質環境，這種不平衡性的出現導致了地殼物質的不穩固，進而容易引發災難性地質改變。
礦山地質災害類型很多，若單從災害發生的速率加以區別，可分為突變型礦山地質災害，如礦坑突水、瓦斯爆炸、岩爆等，另一種就是緩發型礦山地質災害，如采空區的地麵沉降，水體汙染等。然而，在我們最常用的地質災害分類，常常是以地質災害的時空分布和成因關係來分類。這種分類方法有利於對地質災害的成因進行深入探究，才能根據各種地質災害類型製定相宜的防治措施。人為地質作用過程中不合理或者不科學改變地質環境，進而誘發的地質災害基本涵蓋了除火山噴發之外的所有地質災害類型，本文將就其特點簡要分類闡述。
2.1 岩土圈層形變災害
這部分礦山地質災害是由於采礦活動改變了礦區的地質環境，導致地區地下和地表岩土圈層形變，進而引發的災難性後果。
2.1.1 誘發性地震
由於采礦活動致使岩土圈層結構性失衡，這種失衡狀態反映在岩土圈層內部就是地震與斷層錯位。短時間的斷層劇烈錯位容易產生誘發性地震。由於人為地質改變而誘發的淺源性地震，深度小，危害和破壞力卻十分巨大。小震級的地震，就可能致使井下和地表岩土圈層的劇烈改變，從而對建築物、地表結構造成危害。
2.1.2 斷層錯位
斷層錯位也是圈層結構性失衡的一種表現，不過由於斷層錯位具有緩發性，能量在緩慢積聚，短時間內不易被測量和察覺。但是，可以預見，隨著開采活動的不斷進行，礦脈被采空後，斷層積聚能量會在短時間釋放，終究會造成巨大的危害，這種災害對礦山及周邊地質環境的破壞力也十分巨大。
2.1.3 地麵圈層形變
地下岩土圈層的形變，往往導致地表岩土圈層下陷、沉降、開裂等，進而引發危害性巨大的礦山地質災害。例如，礦山地麵和采空區塌陷、礦區地麵沉降，地麵開裂。一般的礦區地麵塌陷主要發生在井巷開采的礦山地區。礦脈埋藏較淺，礦區地麵平緩，地麵塌陷與沉降的現象較為常見。而礦脈埋藏深、距地表較遠的開采區，如果不能及時回填礦渣，就有可能發生大麵積塌陷，地麵塌陷、沉降和開裂不僅可破壞水土、建築物，還可能毀壞道路、水庫等公共資源與建築，造成更大的危害。
2.1.4 斜坡岩土體運動
這一類災害是由於采礦區地質邊坡或地表斷層邊緣結構不穩造成的災害，如崩塌、滑坡、泥石流等。例如采礦邊坡失穩，常常會造成邊坡岩土滑坡，岩崩等災難，泥土邊坡在雨後形成流動性土體，形成災害性泥石流等。這些地質災害發生的主要原因是不合理造成的采剝失調、邊坡角度過陡等形成不穩定結構。此一類型礦山地質災害多發生在露天開采或掘坑開采礦山。這種災害常常瞬時發生，但造成結果危害性更大，如礦山山崩，往往使礦產毀於一旦，造成人員大量傷亡，危害極大，是此類災害的典型例子。
2.1.5 礦坑工程災害
不合理的礦山開采手段與落手的開采方式，常會造成礦山地下工程災害02manbetx.com 的發生，如洞井塌方、冒頂、偏幫、鼓底、岩爆等。這些災害均是因為礦井、礦坑內的岩土圈層發生地殼應力變化，而導致岩層、土層應力突然釋放，導致大量岩石、碎屑，並向坑井內突進，給礦井開采帶來危害，危急礦工安全並造成財產損失。例如坑內岩爆就是因礦坑周邊和頂底板圍岩，在受到巨大的岩石圈層應力作用狀況下，一旦因采掘麵不能維持平衡，即有可能產生岩石圈層應力突然釋放，導致岩石破裂迸裂，並向坑內大量噴射、爆散，從而給礦山帶來毀滅性災難。
2.2 地下水位異變災害
礦山開采過程中，深層開采有時會破壞地下水自由淺水層或層壓含水層的結構穩定性，進而引起地下水位和礦山地質環境的改變，造成災害性後果。
2.2.1 礦坑突水湧水
礦坑、礦井突水、湧水是最常見的礦山災害之一。由於地下水位的短時間迅速改變，致使礦坑突然進水。這種礦山地質災害突發性強、規模大，導致後果也十分嚴重。
采礦過程中常因對礦坑湧水量的排空速度估計不足，采掘過程中穿透隔水斷層，或者驟遇蓄水溶洞、暗河，導致地下水大量湧人，造成坑井被水淹沒，造成人員傷亡或其他嚴重災難性後果。這種災害在盜采嚴重礦山頻發，多數因為開采技術低下，私挖亂采的盜采現象存在，相互均有可能突破蓄水坑洞，引發災難性後果。
2.2.2 坑內潰沙湧泥
坑內湧砂是礦坑突水的伴生災害，當礦坑采掘過程中遭遇富含泥沙的蓄水層或溶洞，突破隔水層後，泥沙和岩屑隨水一起湧入礦坑，造成湧漿災害。另外一些透水斷層和潛水層也常會因為斷層錯位，夾雜沉積物下漏湧人坑內，其結果是使礦坑被泥漿阻塞，設備和開采人員被泥沙掩埋，致使礦山遭受災難性後果。
2.2.3 地下水漏失
由於礦山開采，破壞了地下水埋藏條件，造成地下水的水源補給跟不上消耗的速度。比如礦山開采造成地下河流的改道，過分開采破壞潛水層，這些地質環境的改變，造成地下水位超常下降，從引發地下水源枯竭災害，進而引發河水漏失、泉水幹涸，造成局域性幹旱區。
2.3 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境改變後，一些偶發因素造成的突變性的災難性後果。
2.3.1 瓦斯爆炸
瓦斯爆炸災害最常見於大小煤礦，由於礦坑通風條件不良，使瓦斯在封閉空間內積聚到一定程度，偶然因素引發爆炸。這種災害常常造成礦山開采人員群死群傷，礦井被劇烈的爆炸損毀，造成巨大的人員與財產損失。
2.3.2 煤層自燃
由於煤層開采，是一部分開采礦麵暴露在空氣中，部分煤礦石因氧化放熱導致溫度逐漸升高，熱量集聚後溫度升高速度驟然加快，溫度升高到煤的著火點時，便會引起燃燒。煤層自燃現象在古今中外時有發生，我國每年因為煤層自燃破壞煤炭資源多達2億噸，經濟損失巨大。
2.3.3 礦山火災
礦坑火災常見於煤礦的煤矸石山和硫化物礦床，因為煤矸石和硫化物也能氧化生熱，進而引發火災。礦山火災對周圍環境的大氣危害也十分嚴重，一些常年燃燒的礦山，使當地空氣汙染嚴重，區域小氣候發生改變，礦區周圍苗木大量死亡，田地荒蕪，環境狀況堪憂。
2.3.4 地熱
礦山開采過程中，凡需通過深入岩土圈層開采礦產資源，包括煤炭、金屬和非金屬礦等，當達到一定深度後都會遇到礦井溫度升高的危害。通常礦山開采深度達到800 米以後，礦山因含硫量高，開采深度大，地溫非常高，也會導致礦工勞動環境惡劣，嚴重影響正常生產。
2.4 礦山環境化學汙染災害
采礦、選礦產生的廢渣、廢水、廢氣物質造成環境汙染，也是礦山地質災害日趨凸顯的一種形式。這些廢棄物未經有效處理，直接堆棄或者無序排放，都會造成環境汙染公害事件。這種環境災難還會引發水土流失、土地砂化、鹽漬化、地下水斷流等相關次生災難。這些汙染事件的後果，往往長期影響人與動物的身體狀況，導致國民經濟和資源、環境的不可持續發展。
2.4.1 尾庫、場庫災害
許多礦山開采，都伴隨著礦場與尾礦庫的存在。場庫失穩主要是由於尾礦壩體不能承受壓力決堤後形成泥石流造成巨大的危害。尾礦庫潰壩常常因為壩體穩定性在日益增加的壓力，或因廢礦液溢出，壩體管湧而發生決堤。尾礦潰堤給礦區人民生產生活都帶來不可估量的災難性後果，同時也會給當地水土環境造成汙染和長期危害。
2.4.2 水土環境汙染
礦山開采廢水礦坑地下水、選礦、冶煉汙水、尾礦滲漏水等，都會造成礦區水源與地下水的汙染，同時廢液中的重金屬汙染元素、有毒有害元素的存在，也會長期存留在土壤中，形成持久性的環境災害。礦業廢水量大，多數來不及處理，直接被無序排放進入環境水體，直接或間接造成區域性水土環境汙染，致使礦區地表水、地下水源、農田遭受長期汙染。這種如此危害性常常是潛在性的，其危害性更大。
2.4.3 土地退化
露天開采和掘坑開采是水土流失和土地沙化的一個影響因素。在露天開采和掘坑開采過程中，地表植被、土坡土體的破壞，尾礦的擴展都會導致水土流失和土地退化。而大量的采礦排水，致使土地鹽堿化。
3、礦山地質災害的勘查方法
由於礦山的地質災害都在深部發生，勘查多采用遙感信息技術與物理勘查方法。
3.1 地球信息技術綜合方法
目前的信息技術主要是利用遙感集合“3S”技術，及時掌握地質災害可能的分布、發生地點與區域。如利用全球衛星定位係統對地質災害發生的高危點位精確定位，並利用遙感衛星進行疊加03manbetx ，預測災變發生趨勢。
3.2 地球物理勘查方法
主要指應用物理手段，探測岩土圈層相關信息，確定采空區、斷層位移、磁場變化等可能的災害伴發信息，對地質災害進行提前03manbetx 與預測。地球物理勘查礦山地質災害的方法主要包括高密度電阻率法、視電阻率法、瞬變電磁法、淺層地震法等。這些方法是預測潛在礦山地質災害重要技術手段。
3.3 環境化學勘測方法
在礦山地質災害預防過程中，人們也常常使用地球化學勘查方法。例如對礦區環境汙染的監測，化學探測方法具有不可替代的優勢。這種方法的應用能夠有效確定汙染因素、預測汙染趨勢、追溯汙染源、劃分汙染區，為汙染治理方案的製定提供重要的科學依據和技術支持。
4、礦山地質災害的防治措施
綜上所述，礦山地質災害由於時空特點與產生條件各有特點，隨著礦山地質勘查的手段逐步應用，我們應針對上述分類和勘查手段，采取有力的防治措施，才能防止礦山地質災害的發生，有效地減少人員傷亡和財產損失。根據礦山地質災害發生的特點，有些礦山地質災害我們能從主觀上加以預防，有些地質災害由自然誘因引起，我們不可能有效預防，因此我們製定具體的防治手段應包括如措施：
(1) 建立和完善礦山開采前的風險評估與環境評估，並製定環境保護與恢複治理的政策法規和規劃體係。做到開采前嚴格評估，開產中積極防範，開采後積極恢複，把礦山地質環境恢複與土地複懇納入法規，強製推行。
(2) 加強宣傳，普及礦山地質災害防治知識，提高礦山開采人員素質，增強其對地質災害的危機感與警覺性。提高礦山生產過程中全員防災、減災技能與手段，強化礦山地質災害的防、險避險、搶險培訓。
(3) 開發與應用先進的信息化、地球物理勘查手段、地球化學勘查手段，對礦山地質進行嚴密監視，對可能發生的潛在災害施行實時監測、動態監測，建立礦山地質災害監測係統，實現礦山地質與環境生態動態跟蹤與管理體係，避免重大人員財產損失。
(4) 加強礦坑、礦井邊坡設計，進行邊坡監測，堅固擋牆穩固邊坡地質構造，開挖後如果出現開裂變形，及時做地質勘察，並做好預防措施。合理建設尾礦礦壩，形成穩定礦場與尾礦庫，降低滑坡和塌方風險。
(5) 對於坑道開采，在坑道內一定要做好支護，做到邊開采邊支護，防止因礦頂坍塌、冒頂等產生的危害，尤其上方有住戶處要預防引起上部地麵開裂，同時做好坑道的排水設計，以防因礦坑湧水造成危害。
(6)加強礦山環境監督與檢查，進行全麵、係統的地質環境和地質災害影響評估。對破壞生態環境的小礦、低產能礦場進行堅決關停。對於汙染型采礦區，製定科學開采和“三廢”排放方案，減少次生地質災害的發生。進行礦場開采後生態環境恢複治理，對於可回填的廢礦進行積極回填。
(7)對於閉坑礦山地質災害的防治和生態環境恢複，應該及時進行治理和生態恢複工作，全麵推進礦山地質災害防治與環境綜合治理，進行複墾，提高土地複墾率，結合生態措施實施礦山生態環境綜合治理示範工程。棄渣場經處理後再敷表土、植草種樹。通過上述地質環境恢複工作，減少水土流失，恢複礦山的生態功能，達到生態恢複和維護人類與環境和諧的目的。
(8)將礦山地質災害防治工作納入政府議事日程和國民經濟發展規劃、計劃，按一定比例安排地質災害防治經費，如建立礦山環境恢複治理、政府資助礦山環保、地質災害調查防治等基金。
(9)在礦山開采區應嚴格禁止私采亂挖和越界開采，減少人為擾動，做好植被保護和水土保持工作，積極推行地質環境恢複方案及措施為防止水土流失、恢複植被和景觀。監督與製止開采棄渣胡亂堆棄和不加處理排放，強製其必須統一堆放到開采境界線以外的礦山棄渣場內。
(10)加大防治工作的資金支持，加強應該礦山等相關企業對礦山地質災害的關注度，預留地質災害調度金，構建地質災害、環境災難補償製和問責製。同時加強生態補償製度，加大懲罰力度，用經濟手段調節災害防治力度。
5、結語
礦山地質災害類型多，引發因素多樣，不同類型的礦山地質災害有著不同的形成機製和表現形式。針對不同礦區的地質環境特點，我們應該選擇適當的礦山開采方案，並進行積極的地質災害勘查方法，做到將災害消滅在萌芽期。綜觀當前對礦山地質災害類型、勘查技術方法和預防措施，查明礦山地質災害特征，預測災害體的發展變化，提出防治措施，為礦山防災減災提出合理建議。
