矿山地质灾害及防治与地质勘查方法简述

吴郑雄

[摘要]随着国民经济水平的快速发展，矿产地质勘查技术水平也得到提高；随着矿产地质勘探力度的加大，地质灾害的防治受重视程度不断提高，成为地质研究的范畴。本文旨在探讨矿山地质灾害及防治与地质勘查方法。

[关键词]矿井 地质灾害 防治措施 勘查方法

[中图分类号] P694 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-3-255-1

1矿山地质灾害及防护

1.1矿山地质灾害

矿山地质灾害又称矿井地质灾害、采矿地质灾害、矿区地质灾害等。在矿床开采活动中，因大量采掘井巷破坏和岩土体变形以及矿区地质、水文地质条件与自然环境发生严重变化，危害人类生命财产安全，破坏采矿工程设备和矿区资源环境，影响采矿生产的灾害。矿山地质灾害种类很多，发生在地面的主要有地面塌陷、地面沉降、地裂缝、滑坡、崩塌、泥石流、煤自燃等，发生在井下的主要有冒顶、片帮、突水、突泥、井下热害、矿震、岩爆、井下煤自燃、油气井管套损坏、矿坑水污染等。下面就以下几个方面着重进行介绍。

1.1.1地面塌陷

地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落，并在地面形成塌陷坑（洞）的一种动力地质现象，是我国最重要的地质灾害类型之一。地面塌陷灾害在金属矿山中出现较为普遍， 如镍矿、铅锌矿 、煤矿等。近年来， 金属矿山地表塌陷增长趋势明显， 造成塌陷的原因是采区不充填， 尤其在不明采区表现突出 。煤矿区的地面塌陷表现最为突出。华北、华东地区煤矿采空塌陷，每年平均为10.5万亩。地面塌陷，毁坏城乡各种建筑、交通设施和农田，威胁人民生命财产安全，影响经济建设，造成严重的经济损失。给矿山企业造成严重的经济损失的同时会给当地群众生活带来不便。

1.1.2矿井水灾害

掘进或采矿过程中当巷道揭穿导水断裂、富水溶洞、积水老窿，大量地下水突然涌入矿山井巷的现象。矿井突水一般来势凶猛，常会在短时间内淹没坑道，给矿山生产带来危害，造成人员伤亡。在富水的岩溶水充水的矿区及顶底板有较厚高压含水层分布的矿山区，在构造破碎的地段，常易发生矿井突水。当巷道底板下有间接充水层时，便会在地下水压力和矿山压力作用下，破坏底板隔水层，形成人工裂隙通道，导致下部高压地下水涌入井巷造成突水。但只要查明水文地质条件，采取措施，矿井突水是可以预防和治理的。

在煤矿区，由于煤层大面积开采，导致采空区面积不断扩大，采空区导水裂隙带和地面塌陷范围随之扩大，使地表水与地下水、矿坑水发生了直接联系，造成沙川径流大量渗漏、径流量明显减少。

1.1.3矿震

矿震是由矿山开采活动引发的地震灾害。根据矿震的形成原因，分为构造型矿震、塌陷型矿震、岩爆型矿震等不同的类型。与天然破坏性地震相比，矿震的能量均比较小，震级比较低，但震源浅，延续时间比较长，且都发生在矿区，所以有时也会对工程建筑和矿井设施造成一定危害。

1.1.4瓦斯爆炸

在通风不畅的开采区内瓦斯集聚引起爆炸。瓦斯爆炸产生的高温高压，促使爆源附近的气体以极大的速度向外冲击，造成人员伤亡，破坏巷道和器材设施，扬起大量煤尘并使之参与爆炸，产生更大的破坏力。

1.1.5地热灾害

地热是来自地球内部的一种能量资源。地球上火山喷出的熔岩温度高达1200℃～1300℃，天然温泉的温度大多在60 ℃以上，有的甚至高达100 ℃～140 ℃。随着开采深度加大，地热危害不断加剧。我国已有许多矿山开采深度达到800m以下，矿山因含硫量高，采深度又大，地温非常高。矿山地热灾害导致矿工劳动环境恶劣，严重影响了有关矿山的正常生产。

1.2矿区地质灾害防护措施

1.2.1加大地质灾害防治宣传力度

制定地质灾害防治宣传计划，充分采取各种形式，开展地质灾害的性质、危害以及防御的基本措施向公众宣传到位，增强公众的地质灾害防灾意识和自救、互救能力。

1.2.2加强开采防护

矿山设计应坚持效益与安全并重，注重在开采施工过程中的监测与预防。开采前做好前期勘探任务，取全取准地质资料。及时回填或采取有效方式处理采空区，消除灾害隐患。

2勘查方法

矿区地质灾害多出现在较深的地下， 要采取一些先进方法进行勘查， 常用的方法有水文地质勘探法、地球化学法、以及高密度电阻率法与瞬变电磁法在内的地球物理勘查方法。

2.1水文地质勘探

在矿产开发前，为了避免水害的发生，通常要进行水文地质勘查。其目的是查明区域水文地质条件，了解该调查地区地下水的埋藏、分布状况及补给、径流、排泄条件，为矿产开采方案制定提供全面的水文地质资料。

2.2地球化学勘探

地球化学异常成矿物质在矿床形成或解体过程中留下的，在各种天然物质的元素分布的正常模式或背景模式的基础上能够辨认出来的一切印迹，都可称为地球化学异常。地球化学勘查的目的一直是通过地球化学异常的线索来找寻矿床，地球化学勘查的应用正在逐步扩大，它不仅可用于找矿，还可为解决环境污染、农业、畜牧业、地方病以及各种地质问题提供有价值的资料。

2.3高密度电阻率法

高密度电阻率法（multi-electrode resistivity method）是把很多电极同时排列在测线上，通过对电极自动转换器的控制，实现电阻率法中各种不同装置、不同极距的自动组合，从而一次布极可测得多种装置、多种极距情况下多种视电阻率参数的方法。该检测方法的优点在于岩石对其导电性的影响不会很大，反而岩石能够起到更好的传导作用，对于采空区的地下水勘查的效果是最为明显的。

2.4瞬变电磁法

瞬变电磁法也称时间域电磁法（Time domain electromagnetic methods），简称TEM，它是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场间歇期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。简单地说，瞬变电磁法的基本原理就是电磁感应定律。衰减过程一般分为早、中和晚期。早期的电磁场相当于频率域中的高频成分，衰减快，趋肤深度小；而晚期成分则相当于频率域中的低频成分，衰减慢，趋肤深度大。

参考文献

[1]黄小军，张朋飞.矿山地质勘查与勘查灾害防治. 科技创新与应用.2014年9期.

[2]李毅，李蘅，张静.我国矿山地质灾害主要类型和勘查防治方法.矿产与地质.2004年01期.

[3]高昆.矿产普查勘探中的地球化学简介.地质评论.1963年02期.

[4]汪洋.论水文地质工作在矿产资源勘查中的重要性.黑龙江水利科技.2011年16期.