矿山水文地质调查与矿山地质灾害调查的思考

罗 鹏

（广东省有色金属地质局九三八队，广东 惠州 516023）

为了有效降低地质灾害破坏范围，在进行具体采矿之前，要对地质、气候等多项影响因素进行进一步调查，事先制定发生灾害的应对方案。在开展具体采矿过程中，需进一步加强对相应采矿人员的管理和控制，适当减少人为因素所引发的灾害。这种情况下。相应技术人员要充分了解矿山水文地质情况，对矿山地质进行详细勘察，准确预估可能会发生的地质灾害。防患于未然，为矿山的顺利开采奠定基础。

1 矿山地质灾害概述

因矿山资源开发引发的地质灾害主要有滑坡、泥石流、地面坍塌、地裂缝和流砂、采空区等。地下采矿所形成的采空区是导致矿山崩塌的主要原因，矿山地面发生坍塌、地面出现裂缝，是因为矿山岩溶或者地下采矿，形成了一定的采空区。地面出现坍塌和裂缝现象比较突然，就会导致塌陷区人们的生命财产安全受到威胁。人们进行矿山开采和其他挖掘工作过程中，经常有保水的沙土，当保水的沙土被相关工程所揭露之后，可能会产生一定的流动性，也就是形成流砂。流砂积存过多，会突然溃决。流砂的存在会导致井巷施工比较困难，流砂发生溃决，可能会导致矿井被掩埋，从而对人的生命安全带来威胁。甚至有可能会导致地面塌陷。

2 工程概况

广东省龙门县上窝石场水泥用石灰岩矿区因开采建设的需要，需对开采工程剥离填土设置堆放场地，惠州市光大水泥企业有限公司上窝石场拟在龙门县龙江镇甘坑村北东侧约1.5km位置新建排土场，拟建排土场占地面积约0.21平方公里，设计堆置高度约100m，总容量为800万m3。本项目由惠州市光大水泥企业有限公司上窝石场委托我队进行工程勘查工作。

拟建排土场范围内有简易公路北西与龙江镇，南西与武广高速及广河高速相接，交通条件便利。

排土场选择的原则是少占耕地、不占基本农田，避免搬迁村庄、有利于采矿场土地复垦；场地地形横坡一般在24°以内，工程地质条件较好，无大量不良地质现象，水文地质较简单；尽可能靠近采矿场，实行高土高排，低土低排的原则，以利于缩短运距；有利于设置泥石流的处理和防护措施；库容量应满足废弃物排放量的要求。

拟建排土场位于矿区东南侧，距矿区约1km，为两山夹沟地貌，地形标高+156m～+387m，高差231m，沟底平均横坡15°。山沟下游较为空旷，周边环境简单；该区域汇水面积较小，水文地质条件较简单，符合排土场选择的基本原则，是较理想的排土场场址。

拟建排土场的设计堆排方式为采用汽车直接排土、推土机等辅助作业、覆盖式排土方式，沿沟谷由北向南逐级堆放增高。排土场下游将设有拦沙坝及沉砂池。

3 矿山地质灾害调查

3.1 地质调查程序

（1）收集资料和设计编写阶段。这个阶段的工作内容有：收集、综合矿区现有的地质、矿产、物探、遥感资料等，开展地质踏勘及航片、卫片的地质解译，然后对工作设计进行编写。通过此阶段工作，尽量了解矿区地质矿产的基本特征、工作程度和分析测试数据，并对岩石分类、图例图式及命名方案等进行统一，并挑选各种剖面测制位置，编制地质矿产草图，提出矿区地质矿产调查中需要解决的问题和这些问题解决的方式、方法、举措及途径。

（2）野外地质矿产调查。野外地质矿产调查阶段涉及的主要工作内容就是对各种地质剖面和调查系统路线地质的测制及研究，在此过程中，也需要进一步重视物探测量、化探测量和样品的采集工作。完成上面的工作以后，应通过各类材料深入研究各项工作。实际的地质资料图和各种地质剖面发挥着非常关键的作用，所以，需要综合对其进行考虑，在具体采集中，需要收集到许多标准及样品，工作人员应及时做好编录和登记，或对其开展加工处理，并通过科学分析进而得到准确的测试数据。

（3）资料中间性整理和野外深入研究。此项工作大体需从野外和室内两方面开展，第一步要对资料中间性综合整理工作进行考虑。综合整理研究的对象是各个地质剖面图和系统填图，这也是中间性综合整理工作需要满足的条件。在此过程中能够得到一定的野外资料，然后开展客观性分析，并对各类测试数据进行初步计算。这些测试数据都源于已获得的样品，从而为后续做图和统计工作顺利开展奠定基础。完成了这个阶段的综合研究工作以后，从而对成果进行确定，然后及时找到其中的各类问题，通过野外加深研究计划持续进行完善。

（4）综合整理与编写报告阶段。地质调查的最终资料整理应在野外将工作全部完成后并由主管部门组织野外验收通过后进行。在这一阶段，应系统整理和综合研究获得的数据，编制各种成果图，总结工作区的地质构造特征和成矿规律，最后编制地质调查报告。地质调查的目的是为查清影响矿山工程建设及生产的地质因素，并将各类地质灾害消除掉，充分确保矿山生产安全。

3.2 崩塌地质调查

崩塌也可视为塌方，指在重力作用下，陡峭斜坡上的岩土体突然脱离母体产生崩落、滚动等地质现象。矿区若产生崩塌地质灾害，不严重的话会影响到开采活动，严重的话甚至会威胁到作业人员的生命安全。开展对这一地质灾害的调查，可使用崩塌灾害出现的概率得以明显降低。

对崩塌地质进行详细分析，进一步明确作业地区的地形和地貌特点，山体崩塌的先决条件是因为存在一定的陡坡。这种情况下，在进行具体的地质调查过程中，需要结合现场勘查，然后在地形以及地质图上进行具体标记。针对不同地质岩石的分布情况进行详细分析和调查，特别要充分了解坚硬岩石分布具体情况。此外，勘察人员要了解地质具体构造特点，针对作业区是否会出现地质灾害进行科学判断，深入分析如果出现地质灾害，是哪种地质灾害。技术人员要针对作业区具体施工过程中的气候条件进行深入调查，结合过去3年期间里的具体气候情况，进一步分析作业区历史中的人工爆破最大规模以及爆破情况。

3.3 滑坡地质调查

滑坡指山体或斜坡的局部区域失稳，基于重力作用，大量岩体和碎屑顺着山体下行方向整体滑动，进而严重破坏山体和斜坡底部基础设施或民用建筑。在近年矿区地质灾害调查中也将滑坡列为一项关键性工作，实际调查内容涵盖了下面四点：①对矿区所在区域的微地貌形态及演化历史进行调查，及时确定滑坡成因及分布范围。②对滑坡区域地下水分布状况和水位信息进行调查，以此对地表水体和湿地分布位置、植被信息进行掌握。③对矿区周边区域的建筑物或基础设施进行调查，看其有无变形状况产生，然后对破坏状况进行认真记录。④调查当地是否有滑坡灾害出现。经过对以上信息的调查和收集，工作人员可结合实况制定预防滑坡灾害的有效举措和滑坡治理对策，若有滑坡灾害出现，可以第一时间启动应急预案，使滑坡治理拥有更多时间。

3.4 泥石流地质调查

因大部分矿区位置在高山峻岭中，且周边有险要的地势，若碰到强降雨天气，很容易出现泥石流等地质灾害，此类灾害有着很强的破坏力，出现灾害时，很多石块和泥沙会顺流而下，流量大、面积广且流速飞快，流经之处常会变为平地，同时也会使周围的公路、铁路和民用设施遭受毁灭性破坏。所以，作为矿区地质灾害的主要调查对象，泥石流需要引起工作人员的重视，并对矿区发生泥石流灾害的有关资料进行详细掌握。

主要的调查内容有：充分了解作业区域的地形地貌和汇水面积等，同时了解边坡高度以及角度；针对松土层分布情况进行详细调查；对矿区内的泥石流高发区域进行大范围的调查，详细预测泥石流地段；积极了解未来施工过程中的降水量以及降水天气。唯有将这部分基础性信息进行掌握，方可做到防患于未然，从而使泥石流预防措施的制定拥有有效的参考资料，最终降低泥石流灾害导致的损失率。

4 矿山建设中水文地质灾害防治的有效措施及技术

（1）科学设计边坡参数。结合水文地质调查和地质灾害调查结果，矿山企业管理者要树立起高度的责任感和风险意识，在开采矿产资源之前，准确预测和分析矿山可能发生的地质灾害类型，科学设计边坡参数。如果有良好的作业条件，最好把矿区所处区域设计为缓坡，从而使地质灾害出现率降低。实际开采中，会有很多固体废渣产生，现场管理者需要将这部分废渣的防御作用充分发挥出来，并利用砌筑挡土墙等方式，减少灾害损失。同时，矿山管理者需避免言之无物，并常深入施工生产现场，对现场作业人员的工作流程进行监督，检查地质灾害地区的防御能力，避免次生灾害的发生。

（2）重视矿山水文地质勘查工作。矿山地质灾害引发的直接因素就是水文地质，所以，矿山管理者需要提高重视度，并把矿区开采前期的水文地质勘查工作放置于首位，督促勘查人员提高勘查水平，然后将新方法及新技术积极应用在具体工作中，使地质灾害预防拥有更加真实的水文地质信息。因水文地质分析评测工作有复杂的程序，且应不断跟进，方可对水文地质信息的变动状况进行精准掌握。鉴于此，工作人员需要实时监测矿山水文地质信息，并通过先进的遥感技术及信息技术对水文地质异常状况进行及时掌握，从而使地质灾害预防拥有充分的数据支撑。

（3）完善地质灾害预防体系。因矿山地质灾害有着显著的突发性特征，且灾害有很大的破坏力，所以，矿山企业需要构建一个较为完善的地质灾害预防体系，制定群防群控机制，并将周边群众和各级地方政府力量充分发挥出来。采矿现场设专职监督检查人员，企业管理人员和监督检查人员应当签署地质灾害防治责任书，对现场管理人员的岗位职责和权限加以明确。与此同时，矿山企业需要根据矿山水文地质灾害调查报告，制定报警、疏散、应急救援等应急响应机制，提高灾害预测的准确性，减少灾害损失。

（4）创新水文地质勘查技术。矿山各项工作顺利推进的原动力就是技术创新，尤其是在近些年，信息技术、电子技术、自动化技术获得了高速发展，部分高技术含量的水文地质勘探技术得到了广泛应用及推广。所以，矿山工作者还可通过部分先进的仪器及设备进行水文地质勘查，如红外线成像设备，利用红外线扫描功能可对矿山内部和外部区域的水文地质状况进行全面获取，超强红外穿透能力可探测地下深部的水文地质条件和特征，扫描后可自动形成矿山地质构造图。工作人员按照地质结构图可以对矿山详细地质信息进行掌握，然后明确可能有地质灾害发生的重点区域，也可通过遥感技术二次测量矿山水文地质状况，唯有如此，方可确保数据的准确性。

（5）科学制定有效的临灾措施。若矿山有地质灾害发生，既会使正常的生产活动受到影响，也易造成人员伤亡，让企业遭受严重的经济损失，为了降低灾害损失率，保护现场作业人员的人身安全，矿山企业应制定针对性的临时灾害举措，若出现灾害，可协同当地环保部门、水利部门、建设部门、交通部门、林业部门、农业部门，积极参与抢险救灾工作。地方国土资源部门也应对地质灾害的规模、类型、成因和发展趋势开展综合评价及分析，并根据矿山水文地质及地质灾害调查报告，预测及预报地质灾害的后续影响，从而为下步抢险救灾工作夯实基础。

（6）确保水文地质调查数据的精准。在人为操作和仪器设备准确的影响下，矿山在对水文地质信息进行监测时，常有数据不准的状况产生，这为地质灾害预警机制的制定设置了障碍。所以，想要防止出现这类状况，矿山企业在对矿山水文地质监测机制进行执行的同时，应确保监测数据的准确性。在对数据信息进行分析时，可通过对比能力验证或平行样品测定分析等方式，同时，工作人员需定期对水文地质监测仪器进行校准和维护，从而将监测误差值降低。

（7）建立地质灾害专项治理基金。矿山地质灾害治理工作既关系着后期治理和救灾投入，也与前期的水文地质调查和地质灾害调查工作相关，这部分工作的开展均要依靠大量资金，方可保证调查数据的准确。所以，矿山企业需要构建地质灾害专项治理基金，确保专款专用，让每分钱都能花在刀刃上，企业管理人员需要派专人负责对治理基金的应用状况开展监督检查，从而使地质灾害预防和治理工作拥有充足的资金。

（8）地下水防治技术。在高压阀门的最前端安装高压阀门与自伸缩封闭器，在孔口管间安装减压器，高压阀及四通管，这样就会取得很好效果。在钻孔上安装防喷装置，该方法的关键技术在于钻孔安装防喷装置。当高压水突破钻具时，液压卡盘具有夹紧和保护钻杆的功能，但单独控制液压卡盘并不能达到良好的防突效果，在钻孔中，只要有类似情况出现，就会发生事故，为避免不出现类似情况，可将异径防突器安装在钻杆上，从而确保操作的安全。

（9）防滑坡技术。在重力作用下，边坡的土石会有下滑态势出现，然而，它自身的结构使其具有抗滑力来抵抗滑动。抗滑力和滑动力的变化对边坡的变化有直接影响。防止边坡滑动的方法是将地质勘测准备工作做好，可通过打防滑桩、修建挡土墙和整平斜坡底进行处理。打桩是指将桩打入滑动土层，以防止岩体滑动的一种方法。通过这种方法，桩体既可选择现场灌注，还可以打入。修筑挡土墙是在滑动体前修建挡土墙以防止滑坡的一种方法，利用此方式防滑时，应保证挡土墙修筑位置的底层需保持安全和稳定，以免出现滑动体和挡土墙一起下滑，可将排水设施放置在墙体后面来将水分及时排除。上面的两类方式，可通过削坡减少岩体重量，若边坡较高，可建成阶梯式来减少滑动的可能性。

（10）地表塌陷的防治技术。地表塌陷类型具体指的是岩溶塌陷，防治地表塌陷应用的方式主要涵盖了如下几点：快速封闭回填塌陷，回填材料为钻出来的土或水泥沙浆，从而防止地面水返渗入其中而出现事故；河床有塌陷出现时，既要开展回填处理，也要对河流进行改道，以免地表水流走；塌陷位置修筑坪堤，以免地表水从塌陷处流入地下；将塌陷坑处积水排除掉，以保证塌陷位置干燥，防止二次塌陷；对浅处含水层施以注浆处理。

5 结语

综上所述，对矿山水文地质以及地质灾害进行详细调查，可以预先了解矿山地质特点，分析矿山有可能会出现的地质灾害。从而帮助矿山开采企业明确矿山开采过程中存在的潜在危险，做到防患于未然。此外。在对矿山地质灾害进行具体调查过程中，还需要针对滑坡、泥石流等不同地质灾害类型做出针对性处理，对不同调查内容进行进一步明确。