礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問題與勘查方法探究

趙 偉

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院，甘肅 張掖 734000）

人類的生產(chǎn)和生活離不開礦產(chǎn)資源的開發(fā)和利用，礦產(chǎn)資源是支撐我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)性資源[1，2]。也是世界各國提升國力的重要資源保障。人類的生存和發(fā)展離不開礦產(chǎn)資源。在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的過程中，對礦產(chǎn)資源的開發(fā)力度越來越大，開采量和開采范圍也逐漸擴(kuò)大。大量的資源開發(fā)和利用，雖然能夠滿足社會(huì)企業(yè)的發(fā)展需求，但是所造成的環(huán)境負(fù)面影響也十分明顯，資源過度利用和開采，造成了嚴(yán)重的環(huán)境問題，引發(fā)了一系列的地質(zhì)災(zāi)害，對人們的生存環(huán)境以及經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展都產(chǎn)生了不利的影響。長期的資源利用缺乏有效的保護(hù)機(jī)制，基于此，國家相關(guān)部門應(yīng)給予重視，需要進(jìn)一步明確發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害問題的原因，了解主要地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的特點(diǎn)，并采取科學(xué)合理的勘測方法加以應(yīng)對，為勘測工作提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。

1 礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問題介紹

（1）山體滑坡地質(zhì)災(zāi)害。我國地域遼闊，存在各種各樣的地形，地形條件十分復(fù)雜，在山體結(jié)構(gòu)中，有大量的巖石分布，在雨水沖刷和外力作用下，很容易發(fā)生山體滑坡自然災(zāi)害。山體發(fā)生滑坡中的巖石成分大多是由于礦產(chǎn)開發(fā)過程中，技術(shù)應(yīng)用不合理，開采方式不夠?qū)I(yè)而形成的，遺留了大量的巖石，給山體滑坡埋下了隱患。容易發(fā)生滑坡的山體表面預(yù)應(yīng)力效果很差，一旦受到環(huán)境因素的影響，極容易發(fā)生結(jié)構(gòu)的變化，比如風(fēng)力侵襲、雨水沖刷、外力震蕩作用等等，在不利的條件下，山體中的巖石會(huì)發(fā)生移動(dòng)和滾落，大量的巖石集中性滾落就形成了我們熟知的山體滑坡災(zāi)害?；诖?，在礦產(chǎn)開發(fā)過程中，開采人員應(yīng)該選擇巖石層相對堅(jiān)固的區(qū)域，對山體土層采取有效的措施進(jìn)行固定，固化山體的土質(zhì)結(jié)構(gòu)，有效的防止山體滑坡問題發(fā)生。

（2）礦區(qū)地表陷落。在礦產(chǎn)開采工作進(jìn)行中，礦區(qū)地表陷落問題較為常見，屬于十分普遍的地質(zhì)災(zāi)害之一，產(chǎn)生地表塌陷災(zāi)害的主要原因是在礦山開采工作之前，相關(guān)技術(shù)人員沒有制定科學(xué)合理的開采計(jì)劃，也缺乏對開采區(qū)域的全面了解，包括地質(zhì)構(gòu)造和水文情況等等，所以應(yīng)用不合理的開采技術(shù)和開采方式導(dǎo)致地質(zhì)結(jié)構(gòu)遭到破壞，并出現(xiàn)了大面積的地質(zhì)區(qū)域采空區(qū)，采空區(qū)的巖體承載能力減弱，所以引發(fā)了地表陷落的災(zāi)害。采礦工作開始之前，技術(shù)人員應(yīng)該做全面勘查，掌握采礦區(qū)域的詳細(xì)地質(zhì)資料和信息，為采礦工作制定合理的開采計(jì)劃，避免發(fā)生坍塌事故造成經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。

（3）泥石流災(zāi)害。泥石流是礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害中的常見災(zāi)害之一，泥石流問題不會(huì)受到地地質(zhì)況和實(shí)際環(huán)境因素的影響，泥石流災(zāi)害問題發(fā)生與礦山的開采工作具有緊密的關(guān)聯(lián)。在以往的礦產(chǎn)開采工作中，沒有控制好開采量，導(dǎo)致過度礦產(chǎn)資源開發(fā)和利用，使地質(zhì)環(huán)境和地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，導(dǎo)致原本地質(zhì)結(jié)構(gòu)的松散度加大。同時(shí)，在開采工作中沒有處理好廢料和泥土，導(dǎo)致大量的泥土堆積，在外力作用下，比如風(fēng)力和雨水的影響，會(huì)出現(xiàn)泥石流問題。在礦產(chǎn)資源開采工作進(jìn)行之前，首先要求勘察技術(shù)人員對礦山開采區(qū)域進(jìn)行全面的勘查和了解，并做好有效的控制，在掌握大量礦山地質(zhì)環(huán)境資料和信息的基礎(chǔ)上，通過研究和分析，結(jié)合礦山環(huán)境地質(zhì)變化情況，采取有效的預(yù)防措施，避免礦山泥石流災(zāi)害帶來不利影響。

2 產(chǎn)生礦產(chǎn)環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問題發(fā)生的原因

（1）疏干排水的影響。疏干排水是礦產(chǎn)開采工作的重要工序，但是進(jìn)行疏干排水工作過程中，很容易引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害問題的發(fā)生。采礦工作開展之前需要將采礦區(qū)域的地下水進(jìn)行疏干，結(jié)合采礦工作的要求，必要情況下，還要采取深降強(qiáng)排的措施，保障地下水疏干。大多數(shù)煤礦的下伏底層和上覆層都是由石灰?guī)r構(gòu)成，這些巖體結(jié)構(gòu)中的水分含量豐富，隨著采礦工作的進(jìn)行和深入，會(huì)導(dǎo)致較大的水頭差問題出現(xiàn)，這種情況下，煤層的壓力變大，當(dāng)達(dá)到一定的程度會(huì)出現(xiàn)崩裂和坍塌。同時(shí)，周邊結(jié)構(gòu)破碎的工作面和區(qū)域以及薄層結(jié)構(gòu)存在突水的危險(xiǎn)，有引發(fā)水災(zāi)的可能。這種問題不僅僅發(fā)生在煤層的結(jié)構(gòu)中，很多其他巖體結(jié)構(gòu)同樣也容易出現(xiàn)這種地質(zhì)問題。疏干排水的施工環(huán)節(jié)容易形成大面積的巖溶充水區(qū)域，從而引發(fā)了地表塌陷的問題發(fā)生。地表塌陷問題的不利影響是多種多樣的，比如地表建筑物的裂縫、地基不穩(wěn)、交通干線受到影響和破壞等等。同時(shí)，一些附近區(qū)域的工廠供水系統(tǒng)也容易被破壞，對正常生產(chǎn)產(chǎn)生不利的影響。

（2）其他因素。除了疏干排水的因素影響之外，還存在很多其他的影響因素，也是引發(fā)礦山環(huán)境出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的重要原因，在眾多的其他因素中，有一部分因素是采礦工作中必然出現(xiàn)的，例如，采礦工作進(jìn)行中，隨著采礦和掘進(jìn)工程的深入，開采的深度也越來越深，這樣就導(dǎo)致地應(yīng)力產(chǎn)生變化，逐漸擴(kuò)大，所以出現(xiàn)了冒頂?shù)膯栴}，在更嚴(yán)重的情況下，甚至?xí)霈F(xiàn)冒巖和巖爆的問題，對采礦工作的安全有直接的影響，而這些地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)，是無法避免的，是采礦工作中必然出現(xiàn)的，所以只能采取有效的措施，對這類問題加以避免，減小其影響程度和影響范圍。另外，有采礦工作規(guī)模的擴(kuò)大，出現(xiàn)了很多采空區(qū)，采礦結(jié)束后對采空區(qū)沒有進(jìn)行合理的處理，或者在采礦工作的中產(chǎn)生的大量廢土和廢渣沒有得到有效的處理，廢水也隨意排放，對周圍的生態(tài)環(huán)境造成了不利的影響。

3 礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害勘查方法探究

（1）GPS監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，GPS技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣泛，在礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的防治工作中，應(yīng)用GPS監(jiān)測系統(tǒng)，可以大大提升監(jiān)測數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，提高檢測工作的效率。GPS監(jiān)測系統(tǒng)可以將不同的航衛(wèi)片釋義結(jié)果進(jìn)行不同比例尺的轉(zhuǎn)換，將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)更加直觀、精準(zhǔn)、實(shí)效的展現(xiàn)出來，有利于工作人員加強(qiáng)對礦山環(huán)境地質(zhì)情況的了解，使其相關(guān)決斷和分析更加科學(xué)與合理。在礦山環(huán)境地質(zhì)檢測過程中，通常在野外進(jìn)行調(diào)查和監(jiān)測，技術(shù)人員利用GPS定位系統(tǒng)對目標(biāo)礦山環(huán)境進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集，并建立三維坐標(biāo)，利用GPS定位系統(tǒng)的強(qiáng)大分析功能，對不同的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加和處理，可以將礦山區(qū)域的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問題進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，使相關(guān)信息更加具體，從而促使礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害勘查工作更加科學(xué)和有效。

（2）遙感技術(shù)的應(yīng)用。通過對以往礦山地質(zhì)災(zāi)害的分析，我們發(fā)現(xiàn)，很多礦山地質(zhì)災(zāi)害都是由于表層土質(zhì)成分發(fā)生了變化，或者沒有達(dá)到恢復(fù)的界點(diǎn)。所以造成了大量的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。地質(zhì)勘查人員運(yùn)用遙感技術(shù)，可以對采礦區(qū)域的樣本礦體進(jìn)行綜合分析，目的是進(jìn)一步掌握和了解采礦區(qū)域的地質(zhì)情況和資源分布情況，提高采礦工作的科學(xué)性和規(guī)范性，避免盲目開采造成地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。通過運(yùn)用遙感技術(shù)，選擇科學(xué)合理的監(jiān)測方式，比如高密度電阻率法的應(yīng)用，可以對礦產(chǎn)元素的含量進(jìn)行有效的分析和監(jiān)測，進(jìn)而確定該礦產(chǎn)區(qū)域的礦層分布情況，踩空區(qū)域的范圍等等。運(yùn)用此種方法還能夠?qū)毫拥奶鞖膺M(jìn)行監(jiān)測，比如狂風(fēng)、暴雨天氣等等，有利于提高采礦工作的安全性。除此之外，運(yùn)用遙感技術(shù)還能夠有效的監(jiān)測采礦區(qū)與周圍環(huán)境的污染情況，為后續(xù)環(huán)境污染治理工程提供有效的幫助，在一定程度上，降低了地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生幾率。

（3）水文地質(zhì)試驗(yàn)法。水文地質(zhì)實(shí)驗(yàn)方法是礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查和分析的重要途徑之一，通過水文地質(zhì)實(shí)驗(yàn)可以獲取大量的有價(jià)值的資料，從而促使技術(shù)人員對礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查工作更加科學(xué)、合理，做到了有據(jù)可查。在具體的礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害分析和調(diào)查工作中，利用水文地質(zhì)實(shí)驗(yàn)的方法對該區(qū)域的水質(zhì)進(jìn)行測試，同時(shí)進(jìn)行淋濾實(shí)驗(yàn)、浸泡實(shí)驗(yàn)和其他相關(guān)實(shí)驗(yàn)等等，同時(shí)，對一些固體廢棄物和礦石進(jìn)行毒性測試，也包括礦產(chǎn)富集規(guī)律和溶巖遷移的相關(guān)測試。通過大量的實(shí)驗(yàn)和測試，有助于技術(shù)人員加深對礦山環(huán)境地質(zhì)狀況的了解，結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果，制定科學(xué)合理的采礦規(guī)劃，有效的避免地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生，避開危險(xiǎn)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，確保采礦工作的安全性，有利于提高采礦工作的效率和質(zhì)量。

4 結(jié)論

本文對礦山地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害相關(guān)問題進(jìn)行了分析，介紹了一些常見的礦山地質(zhì)災(zāi)害，同時(shí)介紹了礦山環(huán)境地質(zhì)勘查方法，為采礦企業(yè)順利開展工作提供了合理化建議和參考。眾所周知，礦產(chǎn)資源對我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展具有重要的意義，不合理的礦產(chǎn)開采方式會(huì)導(dǎo)致很多危險(xiǎn)因素的存在，所以，相關(guān)企業(yè)在進(jìn)行礦產(chǎn)資源開采時(shí)，首先要加強(qiáng)采礦區(qū)域的了解，運(yùn)用科學(xué)的技術(shù)手段，獲取精準(zhǔn)的勘測數(shù)據(jù)，加強(qiáng)數(shù)據(jù)的研究和分析，制定科學(xué)合理的采礦計(jì)劃，避免地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生，避免對工作人員和采礦單位造成不利影響。當(dāng)?shù)卣块T應(yīng)該履行自身職責(zé)，加大礦山環(huán)境災(zāi)害的監(jiān)測力度，對一些非法采礦行為進(jìn)行嚴(yán)厲打擊，對一些合法采礦企業(yè)加強(qiáng)監(jiān)督和引導(dǎo)，將礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的影響降到最低。