矿山工程地质勘查及地质灾害治理

秦伟利

很多开发矿山导致的地质灾害都是因为开采方式的错误，用了错误的开采方式会导致矿山地质结构的稳定性被破坏，矿山上会出现滑坡或者是坍塌等情况，严重的危害到周围人们的安全。要避免矿山地质灾害的出现就要在开采之前进行详细的研究和数据调查，包括勘测地质情况、环境质量、矿山经常出现的灾害等，从而分析制定出科学合理的地质灾害治理方案。想要提高矿山工程的安全性，就要从这个方面出发，科学合理的对灾害进行防治，在接下来的篇幅中将会详细的分析治理矿山灾害的措施。

1 矿山地质灾害概述

矿山开采所诱发的山体滑坡、崩塌，是矿区常见的突发性地质灾害之一。由于采矿开挖而形成的高陡边坡，长期受风化、雨水等侵蚀易形成破碎危岩带及山体开裂等，尤其是在运用崩落法采矿、暴雨不当时，极易诱发山体滑坡、崩塌等现象。在暴雨或者是冰雪融水等天气中，被开采而破坏到的矿山植被和岩石会产生很多的泥沙石块，这些泥沙石块被水流搬运，冲刷到沟谷中就会形成泥石流，这种泥石流是降雨性的泥石流。组成这种泥石流的主要物质都是石块、沙砾和粘土，大量出现这些物质都是因为矿山开采中会导致废物石堆增加，而且拦护措施很差，结构非常松散。对矿山进行开发，开采不当的话还会导致地面塌陷，采空区塌陷主要会出现在空场法、崩落法开采的地方，当使用这两种方法开采的部分变大了之后，就会出现塌陷、垮落的问题，必须要提前对这个情况进行处理，避免出现严重的安全事故，近地表的地方出现了岩移情况，就会严重的威胁到地表建筑和道路的使用安全，还有出现大规模山体滑移的情况。根据目前对矿山地质灾害的研究，滑坡灾害发生时，因其平面范围、滑体体积、前后缘高差、岩土体结构等不同，滑坡失稳之后的严重程度也会明显不同。比如很多矿产地区，容易因为矿山开采导致大规模滑坡，这不仅会导致严重的经济损失，还会引发人员伤亡，而农村地区的小规模土体滑坡影响范围就相对较小。但是对任何地区，都需要加强对滑坡灾害的重视，要坚持“以防为主，防治结合”的原则，科学做好预防和治理工作，改善矿山地质环境和生态环境。

2 矿山地质灾害种类

2.1 岩土体变形灾害

岩土体发生了形变之后会导致很多灾害情况的发生，比如说地表塌陷，采矿场边坡失稳、滑坡，矿震以及岩爆等。

第一，地面的塌陷大部分都是因为在矿山开采的过程中使用了空场法或者是留矿法等不当的方法来进行矿产的开采，地表下被掏空，出现了大量的空洞区域，而开采之后也没有及时的回填，周围的矿柱和山体无法支撑表面，就出现了地面的塌陷，严重的威胁到了工作人员的安全。第二，矿山工程还很容易导致采矿场边坡失稳和滑坡等情况，露天的矿场很容易受到这种灾害情况的影响，对于矿场来说，如果矿场位于山坡下方，就有可能会被山体滑坡的灾害所影响，因为山体过于陡峭，同时天气原因也不好，导致了采剥失调之后周围的结构就会非常松散，土块和沙砾容易被冲刷。第三，采空区形成之后还容易出现矿震现象，也就是矿山出现地震，一旦出现了矿震，就会导致大范围的安全事故，矿坑突水、岩爆、瓦斯涌出等都是可能会出现的安全事故，这会导致大范围的人员伤亡，而且矿震的产生是很突然的，很难防治，一不小心就会导致大型安全事故的发生。第四，由于地质活动和地壳应力的变化，还有可能会出现岩爆的现象，也就是周围矿坑被岩石挤压，开采的时候不注意受力的均匀情况，就会产生岩爆事故，岩爆的发生是很突然的，一旦发生了岩爆就会导致不可挽回的后果，造成严重的人员伤亡事故，而且岩爆是非常难预防的。

2.2 矿井灾害

矿井灾害还包括有矿坑涌水、突水，瓦斯事故和地热灾害等，发生涌水和突水是因为采矿的方式不科学，没有按照矿坑内的情况进行，导致矿坑内部的水结构被破坏，地下水和地表水进去矿坑，这类灾害发生的规模一般都很大，也具有一定的突发性，预防起来比较困难，是开采矿产中可能面临的危害最大的灾害之一。矿山的开采工作需要在地下进行，通风的情况很差，气体流通不好，瓦斯气体一聚集就容易发生爆炸事故，特别是在硫化矿中，很容易就会导致爆炸，造成不良的影响。地热灾害的出现也会导致施工人员的生命财产安全得不到保障，随着矿山的开发，开采的深度会越来越深，地热的温度会逐渐升高，在高温条件下进行矿产的开采就容易出现安全事故，不利于开采工作的进行。

3 矿山典型地质灾害类型与特点分析

3.1 典型地质灾害

3.1.1 岩土变化所引发地质灾害

在矿产资源开采的过程中，岩土形态的改变是最直接的原因，岩土形态一旦改变，就很有可能会导致出现地质灾害问题，岩爆灾害的出现也和岩土状态的变化有关系，产生地质灾害问题之后，就会引发一系列的灾害，包括矿山区域地表塌陷和边坡滑坡等情况。岩土形态的变化会直接导致矿山塌陷，但是最根本的原因还是因为盲目的开采矿山，在进行开采矿产之前，如果没有对矿山的基本情况进行认定，就会导致开采作业的进行是盲目的，没有根据矿山的特点和情况来制定专门的开采方案，对可能出现的灾害预防措施也做不到位，一旦出现问题就会导致严重的安全事故。

盲目的进行开采会影响到矿山的基础结构，导致矿山的岩层发生问题，从而引发岩层坍塌和滑坡，严重危害到开采工作人员和周围居民的安全，所以必须要进行全面的勘察工作，对矿山的数据进行收集，分析考虑各项因素，及时的做好灾害预防工作。特别是还要注意勘测精度的设置问题，勘测精度不精确就会导致设置的措施和矿柱与实际不符合，出现灾害的概率和风险会大范围的提高。一般来说，出现了灾害事故大部分是人为因素引起的，由于在开采的时候管理力度不够，就会埋下安全隐患。岩土发生变化之后，就会导致塌陷问题，特别是在地势平坦的采矿区域中，这是最容易塌陷的地方，发生了灾害塌陷之后，要及时的对塌陷区进行回填，避免二次塌陷的发生。而滑坡问题大部分都发生在地势高和坡度大的地方，特定的地质条件也会导致滑坡问题的出现，这种地质灾害的破坏性非常高的，所以一定要对滑坡灾害进行防治。在矿山资源开采接近尾声以后，岩土的变化也达到了最大，非常容易出现岩爆灾害，造成巨大的损失。

3.1.2 水位升降所引发地质灾害

在开采矿山的时候，除了要考察地质情况，还要获取水文资料，查找准确的水文情况，水位升降的情况一定要及时的掌握和监测，防止水位变化导致地质灾害的出现。因为矿山的沉降情况和水位的升降情况是紧密联系的，水位的升降会导致岩土坍塌或者是变形，出现涌泥或者是涌水的情况，很有可能会出现岩土塌陷和变形，处理起来会涉及多方面的因素，影响的机理较为复杂，治理的关键部分就是要对水位进行监测。在对矿山进行开发的时候，地下水位很有可能会下降，导致地面的矿区发生沉降。一般来说，这些情况是可以避免的，对矿山的地质条件和水文条件进行勘测，提前做好应对的措施，就可以有效的防治这些灾害的问题，如果不提前进行勘测，盲目的深挖开采就会导致透水断层的情况，导致更加严重的地质灾害。

3.1.3 其他地质灾害

其他的地质灾害可能会有崩塌滑坡等问题，一般来说都会发生在陡坡和采空区域中，在这些区域内，也会发生泥石流等问题，发生这些问题不仅是因为矿山的环境，更多的是因为开采的活动的不当。由于勘测的精度不够，开采的方式选择就会不科学合理，应用其来进行开采的时候就会导致矿山的稳定性被破坏，一般来说，采空区域中的稳定性都会非常差。在进行开采的时候不仅会出现地质灾害，还有可能会出现瓦斯事故和火灾等的问题，在矿山中的通风情况不好，瓦斯大量堆积或者是没有及时进行瓦斯的检测，就会导致瓦斯爆炸，从而导致严重的地质灾害发生。

3.2 矿山地质灾害特点

矿山下的环境是非常复杂的，矿山开采区域的扩大会导致大范围地质灾害，破坏周围的地质环境，而且完成开采之后要对尾矿进行处理也是非常麻烦的，处理不好的话就会导致土地空间资源出现问题，还会影响到生态情况。除此之外，矿山灾害也是非常多样的，很容易就会出现地表塌陷、岩爆、井下突水等的问题，在开采过程中会导致地质灾害出现各种各样的问题，严重的影响到灾害治理工作的进度。

4 矿山地质灾害的典型成因

4.1 滑坡和崩塌

当前，矿山开采的主要方式有两种，一是地下开采，二是露天开采。具体开采过程中，无论采用哪种开采方式，都会对矿山地质环境造成负面影响，进而导致滑坡和崩塌等灾害。同样地，无论是哪种地质灾害，都会给矿山企业带来非常大的经济损失，甚至造成人员伤亡。同时，矿山地质灾害也会对矿山所在区域的经济发展与社会进步造成很大的不利影响。另外，开采所处环境不同，开采引发的地质灾害也会有不同的形式。在地下开采中，最常见的地质灾害是崩塌；而在露天开采中，矿山边坡区域很容易出现滑坡与崩塌，而且山体表皮剥落可能引发泥石流等严重地质灾害。

4.2 地表下沉

随着矿山开采的不断进行，矿山区域地质环境会逐渐发生变化。矿山开采后，如果不能及时填充采空区，就容易导致矿山地表下沉。受地壳运动和地层风化等因素影响，矿山地质环境破坏会进一步加剧，后果也越来越严重。地表下沉会破坏矿山地貌，影响土地资源的循环利用。

4.3 地下水位下降

矿山开采会导致区域地下水位下降，其发生率高，危害极大。地下水位下降会影响矿山开采，如果地下水位出现过大变化，会引发矿山坍塌，进而威胁开采人员的生命安全。基于此，在进行矿山开采时，矿山企业要做好地下水位评估，及时跟踪地下水位变化，以采取合理的应对措施，最大限度地确保矿山开采安全。

5 矿山工程地质勘查及地质灾害治理

5.1 提高对矿山地质勘查的重视

想要防控灾害，必须要提前进行地质勘查的工作，收集矿山地质和水文资料，对可能出现的地质灾害进行预防和管理，根据矿山的基本情况来设置开采的方案有利于地质开采工作的正常进行。矿山企业必须要及时的转变自己的认识，把地质勘测工作重视起来，做好开采前期的准备工作，还要对设备进行定期的维护和检查，保证地质勘察的精度，而且勘测的人员也要经过相关的培训，确保他们能够胜任勘测的工作。除此之外要提高地质勘测过程的管理，对绘图工作进行监控，确保绘图工作的准确性。

5.2 强化矿山边坡稳定性

在开采矿产资源的时候很容易会出现地质灾害，开采区域的稳定性很差，原始的地质结构被外界破坏，边坡变得不牢固，就容易会出现稳定性被影响的问题，导致坍塌和滑坡等。一般来说，为了防止滑坡问题的出现，工作人员就会利用有效的手段进行防治，比如说设置护坡和支护、截水等，这些手段虽然很简单，但是非常有用，可以获得一个非常明显的效果。同时，要设置合理的排水通道，把水排出，这个排水通道要能够应对大量的降雨，及时的把多余的水分排出，这样就可以避免出现滑坡。最好还要设置滑坡桩，根据特点和项目需求来设置，抗滑桩可以有效的防止滑坡灾害的出现。

5.3 发挥灾害防治自动化系统优势

在对矿山地质灾害进行治理的时候，要引入先进的技术，要提高系统的自动化水平，尽可能的避免人力因素导致的问题，同时还能够减少在这方面的投入，而且能够提高灾害预警的水平。利用自动化系统来识别灾害可以有效的提高工作效率，更加快速的对灾害进行治理和防治，这个自动化系统要依靠GIS和动态监测技术才能运行。有了这个自动化的预警系统，工作人员就可以利用GIS 技术来分析数据，快速的确定安全隐患位置和原因，而且还可以对曾经出现的地质灾害进行分析和统计，把这些情况记录下来为以后的防治提供参考数据。为了保证自动化防治系统能够发挥出自己最佳的作用，还要配备有一个专门的应急处理系统，这个系统接收到自动预警系统的信号之后可以及时的做出反应，对灾害进行防治，快速的处理问题，并且为人员提供处理方案的参考，这两个系统相辅相成，保护人们的人身财产安全，尽可能的避免灾害导致严重的财产损失。

5.4 提高地质勘查完整度

在进行地质灾害防治时一定要做好地质勘查工作，保证采集数据的时效性和准确性，并及时将其记录下来。在此过程中为了提高获取数据的精度，可以引入先进的信息技术。信息技术在一些环境特殊的位置能够起到一个很好的勘察作用。同时还应当尽可能地保证地质勘查的完整度，在某种程度上地质勘查是否完整直接决定了矿山工程能否顺利进行，减少对当地地理结构的破坏，降低地质灾害发生的概率。在采矿过程中一定要严格按照国家规范进行，选择科学的采矿方式，当地质灾害已经发生时，首先需要做的是快速采取防护措施，避免事态进一步扩大，控制地质灾害的影响范围。

5.5 滑坡治理

5.5.1 支挡与锚固

滑坡治理的主体工程多采用支挡与锚固及其复合型式等，利用支护结构自身的抗力来保证滑坡稳定，避免其失稳造成人员伤亡和财产损失。支挡工程又分为桩和墙两类，锚固工程又分为锚杆和预应力锚索两类，复合型式主要有锚杆挡墙、桩板墙、锚拉桩等，各类抗滑工程均有其优点和适用条件；一般地，挡土墙多用于支挡剩余下滑力较小的滑坡，抗滑桩与预应力锚索多用于加固剩余下滑力较大的滑坡。原理上，挡土墙、抗滑桩等支挡工程是从外部加强边坡结构的被动加固，来保证边坡的稳定性，而锚固则是通过改善岩土体结构面的强度来达到主动加固；从滑坡类型来看，对岩质滑坡采用预应力锚索加固比采用抗滑桩加固的效果更好，土质滑坡则正好相反。此外，减载与反压也是滑坡治理的常用措施之一。削方减载主要在滑坡后部坡面较陡的下滑段，通过减载来降低下滑土体的重量 ；回填反压主要在滑坡前缘剪出口和阻滑段，反压材料多采用滤水性较好的袋装砂砾石或砂性土。

5.5.2 截排水沟

截排水沟能控制和排放地下水，降低因为雨水渗入导致的岩体侵蚀作用，以及降低土壤的重量，提升岩体结构的稳定性，避免滑坡问题发生。截水沟多设于滑坡后缘2m 以外，两侧应接入自然沟道利于排水，滑坡平面范围较大时可在滑坡体上设置纵横向排水盲沟，引排滑体中的地下水；在设置截排水沟时，应保证水渠结构和当地环境相协调，使其能充分发挥排水的作用，保证岩土结构稳定。因此，截排水沟施工前应做好对现场的调查，设置合理流路、纵坡、入流与出流、转折与消能，降低水对滑坡稳定性的影响。

5.6 泥石流治理

地质在地质灾害治理过程中的应用策略较多，最为常见的为泥石流和滑坡处理。在地震灾害的作用一下，很容易发生泥石流和地面崩塌，在特定的区域之内，如果出现大面积的坍塌或者泥石流滑坡问题，不仅会破坏当地的生态环境，周边的人民正常生活也会受到非常大的影响，不仅会危害其财产安全。周边人身安全也会受到极大的威胁。因此，为了更好地预防该类灾害问题的发生，就可以运用地质技术进行预防处理。技术人员在自然系统承受之内，可以采用干预手段来修复当地的自然系统，保证其稳定性的同时可以引入大数据采集系统和预警监测体系。全天候的远程监督管理，同时对于当地的地质数据进行采集和分析，实时掌握泥石流和地面崩塌的准确位置，从而更好地进行预警和监测工作。

5.7 工程建设前制定完善的地质勘查规划，加大对地下水的勘测

工程项目开始前期一定要提前做好准备工作，身为施工团队，一定要了解地质勘查的重要性，在工程准备前期要制定更健全的地质勘查规划。从根源上避免发生各类水文地质问题，工作人员要探究现场施工的水文地质状况，其中包含地下水的类型以及水位等各方面。同时针对这些方面进行更深层次的调查。最后将解析调查获得的数据当作将来工程项目正式建设依据，与此同时，为工程设计人员提供方案设计的数据支撑，确保工程设计的科学合理性，为后期工程有效开展提供有利条件。此外，有效的数据解析更有助于开展应急预案的制定工作，以免水文地质问题在建设期间不断扩大。为减少水质灾害对工程造成的影响，有必要进一步规范工程地质勘查标准。在严格规范的地质勘查标准指导下，高效规范地开展水文地质勘察工作，为提高工程设计和施工的合理性提供技术支持。在实际勘察过程中，工作人员要严格按照国家规定的勘察标准，以地质勘查规章制度中的勘察目的、任务和评价为指导，选择合理的探测方法，全面探测兴衰、业绩和变化根据水文地质的实际情况对地下水等相关指标进行综合评价，从而为建筑材料和服务方案的选择提供技术支持。同时，结合检测结果分析地下水的变化规律，然后根据变化规律制定科学的防治方案，对潜在的地下水喷发进行有效处理。

6 结语

总的来说，要根据矿山的情况来防治地质灾害，积极的对矿山数据和参数进行考察和收集，全面的掌握矿山的情况，根据矿山的地质和水文特征给出科学合理的开采方案，这样能够有效的保证矿山顺利的开采和做好灾害防治工作。在开采过程中出现了塌陷、滑坡或者是涌水等的情况，就要对其进行深入的分析，及时的对灾害进行处理，在开采之前要重视勘查工作的进行，借助现代化的技术设备来获取相关的参考系数，聘用专业的勘测人员，对勘测人员进行培训，保证人员有能力可以做好勘测工作，保证勘测工作得精度，避免出现精度不够而导致准备失误的问题，这样才能够提前做好防治各项灾害的准备，尽可能的减少损失，把风险降到最低。