探析矿山环境地质灾害问题及其勘查方法

■段纯彬黄庆春

（1云南南方地勘工程总公司云南昆明650000；2云南省煤炭地质勘查院云南昆明650218）

探析矿山环境地质灾害问题及其勘查方法

■段纯彬1黄庆春2

（1云南南方地勘工程总公司云南昆明650000；2云南省煤炭地质勘查院云南昆明650218）

矿山环境地质灾害的问题对整个矿山的作业造成了巨大的威胁，针对这种严重灾害的预防和治理，加强相应的勘查控制就显得尤为重要。本文就针对矿山环境地质灾害等问题的类型、勘查方法以及产生的原因进行了简要的阐述，希望对矿山行业有一定的帮助作用。

矿山环境 地质灾害 问题 勘查方法

矿山的开采是整个社会发展的一个重要的组成部分，尤其是对于工业的整体发展来说，矿山具有举足轻重的地位。随着当今社会经济的不断发展，矿山的整体开采量也在不断地升高，但是在这样的趋势之下，矿山环境同时也遭受到了巨大的破坏，尤其是对于地质结构来讲，这种矿产的开采产生的不利影响还是比较突出的，同样也极容易引发一些地质灾害问题和环境灾难。如云南东川泥石流的产生和河流污染等多与采选矿有关。针对这些问题，加强在勘察等方面的工作，非常及时的了解地质的状况，进而能够更为快捷的做出相应的对策（治理），将整个地质灾害的影响降到最低的状态。

1　矿山环境地质灾害问题分析

1.1常见矿山环境地质灾害问题类型

当前我国矿山环境发生的地质灾害，其存在的类型主要有以下几种：

（1）泥石流。在矿山环境地质灾害中，泥石流是比较常见的一种类型。泥石流的形成不仅会受到自然环境地质状况的影响，和矿山的操作也存在着极为密切的联系。随着矿山的不断开采，环境地质结构的松散程度不断加大，并且在开采过程中形成了大量的泥土，这就给泥石流的形成创造了外部条件。

（2）塌陷。对于矿山开采过程来说，塌陷也是极为常见的一种环境地质灾害。塌陷地质灾害的出现主要就是因为在矿山开采过程中，其内部的地质结构受到了较大的损害，甚至出现了较多的采空区，就会对相应的矿山地质结构稳定性产生一定的影响，当其承载体系出现了变故，也就会出现塌陷问题。

（3）滑坡。滑坡在当前矿山环境地质灾害中也比较常见。滑坡问题的影响也是极为恶劣的，对于相应人员的伤亡影响也比较突出，必须要在矿山开采施工中引起高度的重视。滑坡问题的出现也和具体的矿山开采存在着密切的联系，矿山不断开采影响到地质结构。

1.2矿山环境地质灾害问题产生的原因

对于矿山环境地质灾害问题的形成，其产生的原因和矿山的开采以及其它操作存在着密不可分的关系。矿山地质灾害的形成，很大程度上取决于施工设计以及施工设备的应用，部分工程队还有违规施工的情况，这些因素都极有可能导致矿山环境地质灾害，具体来说主要有以下两方面的因素：

（1）疏干排水。对于矿山开采来说，地下水是需要积极关注的一个方面，当前比较常见的一种措施就是疏干排水。疏干排水对于地下水的影响是比较大的，对于整个矿山结构体系的支撑效果影响也比较突出。通过分析近年来的实际工作情况来看，疏干排水质量会受到设备、施工计划以及山体结构影响，三点中的任何一个环节出现问题都会影响到疏干排水工作质量，进而会影响到环境地质结构的稳定性，就有可能出现各种地质灾害问题，是矿山开采中最为突出的一点。

（2）违规操作问题。对于具体的矿山开采操作来说，违规操作对矿山环境地质灾害问题的形成有一定影响。违规操作，主要就是一些非法采矿问题，尤其是对于私挖乱采现象而言，其影响更是极为恶劣。随着私挖乱采程度的不断加深，其对于环境地质造成的不良影响也越来越恶劣，也就更容易产生一些矿山环境地质灾害问题。例如，2010年9月21日上午9时，广东信宜市钱排镇达垌村村民突然听到一声巨响，位于该村后面的紫金矿业有限公司信宜银岩锡矿尾矿库塞水大坝突然崩塌。截至22日下午，事故共造成6人失踪，5人死亡，7人受伤。

2　环境污染

2.1大气污染与酸雨

矿石开采、运输破碎、选矿冶炼过程中会产生大量的废气、废渣、废水和粉尘，这些有毒有害物质不经处理或处理不当和处理不完全就直接排放于大气，使之在大气中挥发散播，造成大气污染，形成酸雨。煤矿开采须排放大量的尾矿和煤矸石，经常发生自燃排放出有毒有害气体，污染大气。例如，乌鲁木齐铁厂沟、奇台北山、阜康白杨河、小龙口和小黄山是新疆五大煤层自燃区，昌吉硫磺沟煤田火区是全国燃烧面积最大、危害最严重的地区。乌鲁木齐市的西山煤矿煤火频发，空气中SO2等有害气体含量极高，地表温度高达50℃，方圆几十公里多年后寸草不生。又如喀拉通克铜镍矿区选矿厂，由于经济技术等因素，排放的SO2等有害气体，在周围数十平方公里范围都能闻到刺鼻的硫磺味，造成大气污染，导致矿区及其周围部分野生动植物基本灭绝，给矿区附近的居民生活和健康带来危害。

2.2土壤污染

矿山工业产生和形成的废渣、废水、酸雨等有害物质经雨水冲刷、溶解、渗透以及农田灌溉等污染土壤，造成土壤板结，农作物减产的恶果。例如，新疆部分地区如米泉-阿克苏等地区土壤-水中的砷含量超标，有的地区高出标准值十几倍，给当地人民的健康带来一定的危害。

2.3地下水污染

新疆属于干旱-半干旱地区，水资源尤其珍贵。但是开矿后的污水致使地下水污染严重，水均衡遭受巨大破坏。如克拉玛依油田，经过几十年的开采，石油资源趋于枯竭，油层和水层相互渗透污染，浅层水渗漏，水位、水质下降，土地盐碱化加剧，致使水资源无法满足工农业及生活需求，政府不得已投巨资从30km之外的额尔齐斯河引水到克拉玛依市，以解决日益严峻的工农业及生活用水问题。

2.4水资源破坏

许多矿山的地质条件和水文地质条件极为复杂，矿床开采时必须进行疏干排水，甚至要深强排水。由于疏干排水，形成大面积降水漏斗，导致水均衡遭受破坏，造成地下水位下降、泉水断流、地表水量锐减。浅层地下水长期得不到补充恢复，影响地表植被生长，土地沙化荒漠，水土流失严重，最终导致水资源枯竭，生态环境遭到严重破坏。

2.5土地资源破坏

土地资源的破坏包括三个方面的含义，一是土地破坏，二是土地占用，三是水土流失。岩土剥离开挖、废渣废土堆放和地表塌陷等，一方面导致破坏并占用大量农田土地，另一方面改变了地形地貌及岩土结构和分布，形成水土流失，进一步演化为土地沙化和荒漠。以乌鲁木齐市采砂场为例，30多年的无序开采造成乌鲁木齐河床及北部冲洪积平原区土地损毁和占用，荒漠植被遭到破坏，场区生态环境恶化，水土流失严重，被占用及破坏土地面积总计达3608hm2。

3　地质灾害、环境污染和资源破坏之关系

地质灾害、环境污染和资源破坏与矿山开发在时间上和空间上具有重叠性、穿插性和一致性；有时互为因果，有时以一类环境问题为主，有时表现为两种或3种类型并存。如采矿和选矿产生废石及尾矿排放既能诱发滑坡和泥石流等地质灾害，又能造成地表水、土壤与大气等环境污染，还能导致土地占用、水土流失、植被毁坏及地形地貌等资源破坏。采矿和选矿排放的有毒有害气体既造成大气污染，形成酸雨，酸雨渗透土壤中又污染土壤，造成土壤板结，农作物减产的恶果。同时，酸雨不仅污染土壤，而且对建筑物有腐蚀作用，对人的身体健康也有极大危害。矿床开采中的疏干排水和污水排放既能造成地表水污染，又能导致地下水资源枯竭破坏，进一步演化为土地沙漠化，影响地表植被生长，生态环境恶化，土地沙漠化反过来导致水土流失，进一步加剧了土地沙漠化和生态环境恶化，这样最终导致恶性循环。

4　矿山环境地质灾害勘查方法

矿山地质灾害主要由下图几种勘查方法：

图1　地质灾害的集中勘查方法

4.13S技术的应用及其优势

在矿山环境地质勘查中，3S技术的应用是比较常见的，其应用价值也得到了较好的呈现。GPS技术主要就是能够较为全面的对整个矿山环境地质进行勘查分析，尤其是对于矿山环境地质的全天候勘查取得较好的勘查效果；RS技术主要就是指在矿山环境地质的勘查过程中，充分运用遥感摄像技术来进行具体目标的勘查，其最大的优势就是能够实现较大范围的勘查，进而能够提升其整体的勘查效果；GIS技术对于矿山环境地质勘查来说同样具备着极强的应用效果，其最大的优势就是能够针对整个矿山环境地质进行全真模拟和动态分析，能够更为有效的把握好相应的变化趋势，为后续矿山环境地质灾害的预防提供较好的信息支持。

4.2高密度电阻率法及其优势

在矿山环境地质勘查中，高密度电阻率法也是比较常用的一种技术手段。高密度电阻率法本质就是一种物探法，即针对矿山结构中的一些岩土进行相应的勘查施测，进而也就能够较好的提升对于整个矿山地区的了解。尤其是对于矿山的地质结构组成来说，通过高密度电阻率法能够得到较好的呈现，进而也就能够针对相应的地质灾害做出预防和控制。

4.3水文地质的勘查分析及其优势

对水文地质进行全面详细的勘查分析，能对具体的矿山环境地质灾害问题的解决提供帮助。对水文地质勘查工作来说，其最突出的方面就是应尽可能的对其岩土力学结构进行准确的判断。因为岩土力学结构的稳定性对于矿山环境地质灾害问题的预测来说极为必要。基于矿山水文地质和岩土力学的分析，通过试验的方法来进行预判。当前比较常见的试验方法主要有水质测试、含水层顶板渗透性试验、浸泡试验、淋滤试验、采矿引起周围地层渗透性变化试验、含水层吸附试验等，通过这些试验能够较好的对矿山环境水文地质进行了解，进而分析其承载力效果，针对可能会出现的各种灾害性问题有一个直观掌控，这也是勘查工作的重要目标所在。

4.4瞬变电磁法及其优势

这种方法是利用不接地回线或接地线源向地下发送一次脉冲电磁场,在一次脉冲磁场的间歇期间,利用线图或接地电极观测地下半空间二次涡流场的变化,从而达到探测的目的。同时,该方法信噪比高、分辨力强、探测深度大、探测速度快,较容易发现矿区的采空区异常。

4.5浅层地震法及其优势

是由人工手段激发地震波,再通过研究地震波在地层中的传播规律,以查明地下地质小构造及获取地层岩性信息的一种物探方法。其中的浅层反射法,不仅能直观地反映地层界面的起伏变化,而且还能探测地下隐伏断层、空洞、陷落柱以及各种异常物体,是滑坡、断裂面、采空区等潜在地质灾害的有效勘查方法之一。

4.6其他方法

在矿山地质灾害的勘查中,地球化学勘查方法也可发挥重要作用,特别是对矿区环境污染的勘查,化探方法可以充分发挥其优势,在污染因素查定、探测污染源、污染机制(过程)研究、圈定污染异常区,以及提出污染治理方案等方面将起决定性作用。

5　矿山地质灾害的预防

愈演愈烈的矿山灾害、大量潜伏的灾害隐患、日渐恶化的矿山环境说明矿山地质灾害的防治必须上升到政府监管的高度。政府主管部门要加大对矿山环境与灾害源的监管与治理力度,防止新的隐患发生。矿山企业要规范开采行为，合理开发矿产资源,处理好短期经济利益和长远发展的关系,将防灾减灾工作始于矿山设计并延续到闭坑之后。注重矿山地质灾害的防治研究,将其列入矿业领域的基础性研究,把矿山灾害、环保、安全生产统一起来。灾害研究要充分依靠科技进步,采用高新技术,研究灾害的发生机制,建立灾害的监测、预报和评估信息系统。

6　结语

综上所述，矿山环境地质灾害问题最为有效地一种控制手段就是加大勘查力度，综合运用各种勘查手段来提升人们对于矿山环境地质的了解，最终保障其能够把矿山环境地质灾害问题的影响降到最低。

[1]郭付三.豫西地区金属矿山地质灾害风险评价研究 [D].中国地质大学,2014.

[2]《煤矿开采》期刊2015年总目次 [J].煤矿开采,2015,06:125-126.

[3]李健,丁亚奇,周蕾蕾,杜春照,徐长伟.浅谈"3S"在煤炭地震勘探项目中的应用[J].甘肃冶金,2015,06:108-110.

[4]《科技导报》2015年第33卷总目次 [J].科技导报,2015,24:129-148.

[5]黄来源,南赟,张亮,林传祥,任凯珍,季为,韩建超.昆明市东川区矿山地质环境问题及防治对策 [J].城市地质,2015,04:44-52.

P694[文献码]B

1000-405X（2016）-7-406-2