礦山地質(zhì)災(zāi)害防治過程中對水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)的探究

魏名旺

（安徽省地勘局第二水文工程地質(zhì)勘查院，安徽 蕪湖 241000）

在常見的自然災(zāi)害中，地質(zhì)災(zāi)害對人類發(fā)展﹑生態(tài)平衡造成了不利影響。在礦山開采或者廢棄礦山修復(fù)的過程中，地質(zhì)災(zāi)害所帶來的危害和破壞性更大，因而需要重視礦山地質(zhì)災(zāi)害的有效防治。水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)的有效應(yīng)用，能夠降低地質(zhì)災(zāi)害帶來的不利影響，保證礦山地質(zhì)災(zāi)害防治工作的全面落實，應(yīng)積極借助水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)對礦山地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行科學(xué)合理勘察，減少因地質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞造成生態(tài)環(huán)境的不穩(wěn)定。因此，研究此項課題，具有十分重要的意義。

1 水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)的含義

水工環(huán)地質(zhì)主要是指對當(dāng)前區(qū)域中的水文地質(zhì)﹑工程地質(zhì)以及環(huán)境地質(zhì)情況開展調(diào)查后對上述內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)地解析與評價，對存在的問題進(jìn)行深入的調(diào)研并制定有效措施來解決問題。

當(dāng)前，相關(guān)地質(zhì)技術(shù)發(fā)展較為迅速，因而水工地質(zhì)技術(shù)作為處理地質(zhì)環(huán)境問題﹑探究地質(zhì)對人類活動影響的專業(yè)性學(xué)科，能夠有效應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害的防治，具有良好的經(jīng)濟價值和社會價值。除此之外，該技術(shù)在有效防治地質(zhì)災(zāi)害的同時美化自然環(huán)境，實現(xiàn)綠水青山的治理要求。當(dāng)前，礦山地質(zhì)災(zāi)害防治過程中容易受到巖土性質(zhì)﹑人類活動﹑區(qū)域水文條件的影響，極易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害問題，為此，深究水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)尤為必要。不僅能夠達(dá)到防治地質(zhì)災(zāi)害的目的，還能夠最大程度為礦山地質(zhì)災(zāi)害防治提供安全保證。

2 地質(zhì)災(zāi)害類型

2.1 地震災(zāi)害

在地質(zhì)災(zāi)害中，作為常見的地質(zhì)災(zāi)害，地震的產(chǎn)生主要是由于地殼運動，當(dāng)?shù)貧み\動不夠穩(wěn)定時，則容易產(chǎn)生地震自然災(zāi)害，一般情況下影響地震的主要因素為自然環(huán)境﹑地殼運動以及人類活動等。

因此，地震發(fā)生的突然性較強﹑破壞性較大，嚴(yán)重影響礦山的開采。科學(xué)技術(shù)﹑信息化水平的提升，盡管在地震預(yù)測方面有了一定的進(jìn)步，但上升空間依然較大。對于水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)來說，能夠?qū)崿F(xiàn)地震災(zāi)害的有效指導(dǎo)，同時將微觀信號即地質(zhì)監(jiān)測的微觀變化以及宏觀的信號如巖土應(yīng)力﹑地下水位等進(jìn)行有效結(jié)合，并對其進(jìn)行分析，從而獲得精確的數(shù)據(jù)信息，最大程度降低地震所帶來的經(jīng)濟損失，維護(hù)生命﹑財產(chǎn)安全[1]。

2.2 滑坡與泥石流災(zāi)害

地質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化極易引發(fā)地表應(yīng)力問題，進(jìn)而發(fā)生崩塌﹑滑坡泥石流等自然災(zāi)害。當(dāng)?shù)V山區(qū)域內(nèi)的土壤較為疏松，無法承受更高的應(yīng)力時，容易出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害問題。同時，上述災(zāi)害不僅是由于自然因素導(dǎo)致的，也可能來自人為因素。例如：由于礦產(chǎn)缺乏科學(xué)的規(guī)劃，導(dǎo)致開采不合理以及開采過程中的濫砍濫伐，造成地表土壤與巖石平衡應(yīng)力改變，引發(fā)自然災(zāi)害。在進(jìn)行礦山開采時，需要注重自然環(huán)境的保護(hù)。水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)的有效應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)地面崩塌﹑滑坡以及泥石流的科學(xué)預(yù)測，進(jìn)而在礦山開采前能夠制定合理的方案和規(guī)劃，并在礦山地質(zhì)災(zāi)害防治過程中進(jìn)行技術(shù)管理，降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性。作為礦山的管理者，也需要提高生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識，禁止在礦山的開采過程中濫砍濫伐，對于地下的開采需要及時對采空區(qū)域進(jìn)行填補，做好后續(xù)的恢復(fù)工作。

2.3 地面塌陷

在礦山區(qū)域常發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害還包括地面塌陷，其原因在于地表工程設(shè)計不合理，導(dǎo)致區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造受到破壞。例如：礦山在井下作業(yè)時，未能及時預(yù)留相應(yīng)的保護(hù)巖柱以及煤柱，導(dǎo)致開采過程中缺乏相應(yīng)的支撐，而開采后又將礦井直接廢棄，缺少采空區(qū)填補環(huán)節(jié)，一旦開采過程中遇到溶巖結(jié)構(gòu)，大理巖受到水流的侵蝕硬度迅速下降，該區(qū)域極易發(fā)生地面塌陷問題[2]。

2.4 地面裂縫

地裂縫產(chǎn)生的原因多種多樣，常表現(xiàn)為地質(zhì)構(gòu)造的斷層，當(dāng)?shù)叵滤话l(fā)生變化時，如果治理前未能對其進(jìn)行有效預(yù)判，當(dāng)?shù)叵滤_采過度時，則會引發(fā)地層結(jié)構(gòu)承壓層所能承受的壓力不足，造成承壓層地質(zhì)結(jié)構(gòu)變形，導(dǎo)致地面裂縫問題的發(fā)生。

3 水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)的應(yīng)用

3.1 雷達(dá)技術(shù)

雷達(dá)技術(shù)的有效應(yīng)用能夠保證短距離地質(zhì)勘測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，通過地質(zhì)雷達(dá)能夠有效向地下傳輸電磁波，當(dāng)電磁波傳輸過程中遇到障礙時會迅速返回，依據(jù)電磁波的振幅，實現(xiàn)地質(zhì)特征的精確分析。與此同時，地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)能夠保證地質(zhì)勘察的自動化水平，保障結(jié)果的準(zhǔn)確性。借助地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害的防治，能夠有效改善常見的地質(zhì)災(zāi)害問題。所以，為保證礦山地質(zhì)災(zāi)害防治水平，需要注重水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)的應(yīng)用，對各種因素進(jìn)行綜合性考量，在不影響地質(zhì)結(jié)構(gòu)的情況下，最大程度降低地震帶來的損失，保證后期救援工作的順利開展。

3.2 GPS技術(shù)

水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)中GPS技術(shù)的應(yīng)用能夠進(jìn)一步增強地質(zhì)勘察的準(zhǔn)確性，對礦山地質(zhì)災(zāi)害防治具有積極的促進(jìn)作用。對于GPS技術(shù)來說能夠利用遙感勘測的方式實現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生區(qū)域的實際勘察，結(jié)合各種地質(zhì)災(zāi)害的實際特點，對后期的防治提供依據(jù)。其優(yōu)勢也較為明顯，能夠擴大勘測范圍的同時，提高定位的精確度，保證自動化程度，提升地質(zhì)災(zāi)害防治工作效率。

3.3 地面塌陷防治

對于地面塌陷防治工作，水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)能夠?qū)μ鷧^(qū)域進(jìn)行整體性﹑系統(tǒng)性的勘察，明確地表巖石﹑土質(zhì)松軟的原因，當(dāng)完成相關(guān)調(diào)查后，能夠?qū)崿F(xiàn)坍塌發(fā)生概率的有效判定，為后期工作的開展奠定基礎(chǔ)。

3.4 地震防治

在地質(zhì)災(zāi)害中，造成損失較為嚴(yán)重的災(zāi)害即為地震災(zāi)害，當(dāng)?shù)卣馂?zāi)害的等級達(dá)到一定等級后，不僅會對經(jīng)濟產(chǎn)生較大的影響，更會影響人們的生命財產(chǎn)安全，除此之外，會發(fā)生地震區(qū)域的地形地貌產(chǎn)生相應(yīng)的影響，嚴(yán)重時改變現(xiàn)有環(huán)境，損害建筑物。水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)能夠在地質(zhì)災(zāi)害勘察時，迅速找出災(zāi)害類型，再依據(jù)災(zāi)害類型進(jìn)行勘察方法的選擇。同時在實際的操作時，該種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)地震的有效預(yù)測，從微觀和宏觀角度獲得精確的數(shù)據(jù)信息，提高地質(zhì)災(zāi)害的治理水平。水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在進(jìn)行地震預(yù)測時，宏觀信號能夠?qū)赡艹霈F(xiàn)的異常情況進(jìn)行分析和探究，及時發(fā)現(xiàn)動物﹑植物等不同物種的異常反應(yīng)情況，從而依據(jù)上述情況進(jìn)行指標(biāo)的預(yù)測，對地震的發(fā)生具有積極的參考意義。由于微觀信號獲取難度較大，因此，在進(jìn)行該類信號的獲取時，通常需要利用更為專業(yè)的機械設(shè)備以及勘察手段對信號進(jìn)行深入細(xì)致的觀察。水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在實際應(yīng)用中可以利用地震波的反射達(dá)到地震監(jiān)測的目的。一般來說，需要利用炸藥對勘察區(qū)域制作相應(yīng)的振動源，當(dāng)?shù)卣鸩▊鬏斶^程中接觸到巖體的破碎地帶時會產(chǎn)生相應(yīng)的反射信號。剩余的信號會繼續(xù)向前傳遞，此時的反射信號能夠及時被地震波的設(shè)備吸收進(jìn)來，通過對信號進(jìn)行細(xì)致的分析能夠?qū)Φ卣馉顩r進(jìn)行科學(xué)判斷，從而得出當(dāng)前區(qū)域在一定時間內(nèi)是否會發(fā)生地震災(zāi)害，及時采取具體﹑有效的措施進(jìn)行處理[3]。

3.5 滑坡與泥石流防治

如果礦山的開發(fā)或修復(fù)過程中缺少預(yù)防工作，則容易受到突發(fā)性的水文地質(zhì)災(zāi)害的影響導(dǎo)致工作無法順利進(jìn)行。因此，在實際的工作中需要對已有的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行深入研究，得出災(zāi)害可能發(fā)生的時間以及具體發(fā)生的原因，盡量減少該類誘因的產(chǎn)生，最大程度減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生概率。在礦山地質(zhì)災(zāi)害中，泥石流與滑坡都是常見的地質(zhì)災(zāi)害，由于該類地質(zhì)災(zāi)害具有較強的破壞性與危害性，因而會對礦山修復(fù)﹑經(jīng)濟發(fā)展等造成嚴(yán)重的影響，甚至引發(fā)二次災(zāi)害。滑坡和泥石流災(zāi)害的發(fā)生有一部分自然因素的原因，但多數(shù)都是由于人為因素的影響。所以，針對滑坡和泥石流地質(zhì)災(zāi)害，在開展實際預(yù)防工作時，需要以科學(xué)﹑合理的規(guī)劃與分析，最大程度降低該類災(zāi)害的發(fā)生的可能性。所以，在礦山開采或礦山修復(fù)治理前，應(yīng)做好防治方案。水工環(huán)地質(zhì)能夠發(fā)揮滑坡﹑泥石流地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測與警示功能，通過建立健全地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)督管理系統(tǒng)的方式，降低災(zāi)害問題發(fā)生的可能性，避免為環(huán)境帶來不利影響。例如：一些露天礦在進(jìn)行邊坡治理完工后容易再次出現(xiàn)滑坡﹑泥石流問題，其原因在于邊坡的治理和防護(hù)依然存在治理不徹底等問題，進(jìn)而為后期的地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生埋下安全隱患。因此，當(dāng)面對地質(zhì)條件相對復(fù)雜的土質(zhì)時，為保證滑坡﹑泥石流災(zāi)害治理的有效性，需要借助水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)對防治區(qū)域進(jìn)行有效處理?；漏p泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的防治區(qū)域則應(yīng)及時獲取土層原狀土實驗與原位置的實驗數(shù)據(jù)，避免在排查過程中因取樣存在偶然性而降低排查的準(zhǔn)確性。除此之外，水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)可依據(jù)治理周圍的勘察點進(jìn)行受力層的有效勘測，當(dāng)軟弱下臥層起伏較大時，需要在原有的勘測位置設(shè)置相應(yīng)的勘測點，進(jìn)而對水文地質(zhì)進(jìn)行動態(tài)化監(jiān)測。尤其是該類區(qū)域的地質(zhì)條件的復(fù)雜性﹑風(fēng)化性較為嚴(yán)重，因此應(yīng)結(jié)合鉆探技術(shù)﹑觸探技術(shù)，保證探井的合理性。對于滑坡﹑泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的治理，應(yīng)與地面排水﹑地下水位相結(jié)合，保證定位放線合理，地下水位不會發(fā)生較大的改變，合理對土方運送車輛進(jìn)行配置，保證路線規(guī)劃合理。通過對地質(zhì)災(zāi)害實際發(fā)生位置的有效勘測確認(rèn)災(zāi)害等級，保證后期的治理水平。

3.6 地裂縫治理

將水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害中，能夠有效解決地裂縫問題，地裂縫的發(fā)生的原因較多，所以需要做好相關(guān)區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)分析來確定發(fā)生的原因，對監(jiān)測區(qū)域的位置進(jìn)行全方位的把握，明確參數(shù)數(shù)據(jù)。在進(jìn)行地下水的開采時，則需要先建立有關(guān)的監(jiān)督和管理機制，保證各項工作的開展能夠有所依據(jù)。除此之外，還需要明確操作技術(shù)參數(shù)和操作方式，確保地質(zhì)結(jié)構(gòu)不會受到破壞，最大程度降低因人為等主觀因素造成的地裂縫問題，加強后期的監(jiān)督和管理，防止地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

4 提高水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治水平

4.1 創(chuàng)建專業(yè)團隊

經(jīng)濟社會的發(fā)展，為水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)的有效應(yīng)用提供了新的契機，在地質(zhì)災(zāi)害防治方面也得到了廣泛的應(yīng)用。但同時，也需要意識到，環(huán)境的破壞依然在繼續(xù)，地質(zhì)災(zāi)害依然是影響礦山順利開采和礦山修復(fù)的主要制約因素。因此，作為有關(guān)部門，應(yīng)提高對水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)防治科研資金的投入，通過組建高質(zhì)量的專業(yè)團隊，降低高風(fēng)險﹑高強度的地質(zhì)災(zāi)害。加大引進(jìn)精通水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)人才的力度，擴大科研人員的儲備范圍，使其具有較高的職業(yè)素養(yǎng)以及綜合能力。地質(zhì)災(zāi)害勘測部門需要提高招聘門檻，組建人才隊伍，依據(jù)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展采取定期專項培訓(xùn)的方式加強新員工和老員工的培訓(xùn)和管理，使得最新的理論﹑技術(shù)能夠有效應(yīng)用到礦山開采或者廢棄礦山修復(fù)中，降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的概率。除此之外，由于礦山（包括廢棄礦山）在以往的開采過程中難免對地質(zhì)環(huán)境帶來破壞，因此，政府部門需要加強對礦山地質(zhì)環(huán)境的治理。積極組建專業(yè)治理公司，不斷提升礦山地質(zhì)環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害的治理質(zhì)量和治理水平。在進(jìn)行礦山開采或廢棄礦山修復(fù)作業(yè)前，需要專業(yè)技術(shù)人員對礦山現(xiàn)場的地質(zhì)環(huán)境狀況進(jìn)行嚴(yán)格的勘測，確?？睖y結(jié)果的準(zhǔn)確性。再依據(jù)礦山的實際情況合理制定地質(zhì)災(zāi)害防治措施，對采礦中可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險進(jìn)行科學(xué)預(yù)測，保證在發(fā)生地質(zhì)風(fēng)險時能夠有效的解決。由于地質(zhì)﹑地形的不同導(dǎo)致發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害也不盡相同，因此，在實際的治理過程中要因地制宜，積極借助水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)制定更具針對性的解決措施開展地質(zhì)災(zāi)害的防治，保證地質(zhì)災(zāi)害問題能夠得到及時有效的解決。為避免作業(yè)時再次帶來災(zāi)害，在項目實施前，制定安全生產(chǎn)制度﹑應(yīng)急預(yù)案﹑安全技術(shù)措施等；項目實施時：落實各項制度﹑方案﹑措施等，監(jiān)督現(xiàn)場管理人員在崗履職，加強人員的教育培訓(xùn)以及現(xiàn)場的安全管理，對施工作業(yè)過程進(jìn)行有效的防護(hù)。例如：邊坡治理時做好安全防護(hù)工作，避免滑坡，巖石掉落等對人身安全造成的危險；采空區(qū)域做好填補與恢復(fù)工作，以免在作業(yè)過程中發(fā)生地面坍塌，為施工作業(yè)人員生命安全帶來隱患問題。

4.2 創(chuàng)新技術(shù)手段

為進(jìn)一步降低采礦對地質(zhì)環(huán)境的不利影響，防止地質(zhì)災(zāi)害問題的發(fā)生，作為生產(chǎn)單位，肩負(fù)著地質(zhì)災(zāi)害防治的責(zé)任，應(yīng)重視水工環(huán)地質(zhì)的創(chuàng)新與應(yīng)用。加大科研力度﹑通過研發(fā)儀器設(shè)備等方式，借助新型技術(shù)創(chuàng)新，達(dá)到地質(zhì)災(zāi)害防治的目的。在此過程中，一方面，單位需要從技術(shù)的自動化﹑數(shù)字化入手，以設(shè)備的輕量化為目標(biāo)，最大程度地降低設(shè)備在實際的作業(yè)過程中的振動量，避免因發(fā)生較大的振動導(dǎo)致地質(zhì)結(jié)構(gòu)受到破壞，進(jìn)而發(fā)生巖體崩落或山體滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。另一方面，充分借助水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)的優(yōu)勢，實現(xiàn)保護(hù)與治理的相互融合。既要進(jìn)行開采過程中的保護(hù)，還需要重視采礦治理技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用。由于在實際的開采作業(yè)中的多數(shù)礦山地質(zhì)都較為復(fù)雜，因而無論是地下采礦還是露天采礦都存在一定的危險性，因此，還需要政府發(fā)揮自身的主體性作用，與高校和高新技術(shù)企業(yè)聯(lián)合，深入挖掘與水工環(huán)地質(zhì)相關(guān)的現(xiàn)代化技術(shù)，不斷提高礦業(yè)開采的技術(shù)創(chuàng)新質(zhì)量和創(chuàng)新水平。

4.3 樹立環(huán)保和節(jié)約意識

地質(zhì)災(zāi)害的防治并非僅通過水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)就能完全解決，還需要加強生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與建設(shè)。當(dāng)前，地質(zhì)災(zāi)害的防治首先需要從頂層設(shè)計出發(fā)，采取嚴(yán)厲的限制政策，對礦產(chǎn)資源的開發(fā)予以相應(yīng)的限制，避免過度開發(fā)，從而有效降低山體滑坡﹑泥石流以及地面塌陷等問題的發(fā)生。作為生產(chǎn)單位也需要樹立正確的環(huán)保意識，積極落實生態(tài)環(huán)境保護(hù)相關(guān)政策措施，自覺開展環(huán)境保護(hù)工作，防止因過度開采造成地質(zhì)環(huán)境的不良改變，通過放緩資源開采進(jìn)度的方式，確保資源的可持續(xù)發(fā)展和利用[4]。

4.4 加強質(zhì)量監(jiān)督管理

作為地質(zhì)管理部門和政府部門，在日常的管理中應(yīng)加強地質(zhì)災(zāi)害的治理與質(zhì)量控制，確保開采過程的安全﹑合理。對于礦山開采和廢棄礦山修復(fù)來說，施工作業(yè)的規(guī)范性直接影響地質(zhì)環(huán)境，因此為保證生態(tài)環(huán)境健康﹑穩(wěn)定發(fā)展，需要加強質(zhì)量控制的力度。

通過制定規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的方式，保證施工作業(yè)的安全性和有效性，使施工作業(yè)的各項環(huán)節(jié)都能夠滿足要求，達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。及時與作業(yè)人員﹑監(jiān)督管理人員加強溝通和交流，保證作業(yè)過程滿足項目施工要求。對于地質(zhì)災(zāi)害防治來說，材料與設(shè)備是影響其水平的重要因素，因此應(yīng)做好材料的采購工作。督促相關(guān)單位做好設(shè)備的定期檢查和保養(yǎng)工作，保證設(shè)備能夠長期保持良好的工作狀態(tài)，為后期的工作開展奠定了基礎(chǔ)。

5 結(jié)論

總而言之，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生對生態(tài)環(huán)境﹑人類發(fā)展都將產(chǎn)生不利的影響，為最大程度降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的頻率，尤其在礦山開采作業(yè)和廢棄礦山修復(fù)過程中，應(yīng)注重水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)的有效應(yīng)用。使其能夠在地質(zhì)災(zāi)害防治過程中，充分發(fā)揮自身的技術(shù)優(yōu)勢，幫助相關(guān)的管理人員和作業(yè)人員及時發(fā)現(xiàn)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的主要因素，最大限度降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的概率和造成的損失，實現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害防治的科學(xué)化，將地質(zhì)災(zāi)害控制在一定的范圍內(nèi)，最終達(dá)到災(zāi)害防治目的。促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鐣目沙掷m(xù)發(fā)展。