金屬礦山主要地質災害類型分析與防治對策研究

尹玉靜

1 礦山地質災害概述

就礦山地質災害來看，其所表示的主要是因為人類采礦生產活動而造成的地質災害，一旦發生這樣的災害，就將會極大的影響到礦山附近的生態以及地質，使它們遭受到破壞，而這對于人們的生命財產是非常不利的，同時會引發造成巨大經濟損失。我國針對于地質災害的成因進行了詳細的發生，明確了地質災害的具體類型，而在所有的地質災害當中，礦山地質災害是非常重要的一個部分；具體來看，礦山的開采往往都有著比較大的面積，再加上地質結構更加復雜、多變，其中存在較大的安全隱患，伴隨著近些年對礦產資源需求量的持續增長，導致礦山地質災害出現的頻率也隨之提高，對整個礦業的可持續發展是非常不利的。

2 金屬礦山地質災害類型分析

導致金屬礦山出現地質災害的主要原因通常包括采礦方法選擇不合理、過度開采等的人為因素，具體來看，金屬礦山的主要地質災害類型有冒頂、片幫、地表沉陷、巖爆以及坍塌等，在此針對這些地質災害展開分析。

2.1 冒頂

在對金屬礦山進行開采的過程當中，冒頂是經常會出現的一種地質災害，常見于采場頂部，是因為采動后的應力釋放而致使巖體松動，主要就是塊狀、層狀冒落，無論是冒落的巖塊還是碎石等，將會對工作人員的生命安全造成很大的威脅，一旦砸落下來就會致使工作人員的安全帽破裂，甚至會因此而出現人員傷亡。此災害的出現有著突發性的特征，在發生以前，不會有與之相關的預兆，因此難以實現有效的預防。

2.2 片幫

片幫和前者在機理方面是較為相似的，常見于巷道、采場幫部等的位置，特別是那些大面積裸露之處，或是支護不好之處，因應力釋放而造成的巖體推出、松動等，是片幫的主要成因，在發生了此災害的情況下，將會引發支護失效等的眾多問題。

2.3 地表沉陷

在完成對金屬礦山礦產資源的開采以后，采空區的覆巖層就很可能發生垮塌、沉降等的情況，巖層移動會傳遞到地表，致使地表沉降、塌陷，倘若出現了這樣的現象，那么建筑物以及公路等將出現非常大的隱患，對其安全性有著較大的威脅。在采空區頂板出現垮落的現象時，也將會發生井下風暴或是礦震，這就會威脅設備和人員的安全。

2.4 巖爆

應力失衡是引發巖爆的主要成因，采深為上千米，采礦環境處在深部高應力作用范圍內，一旦發生釋放應力的現象，就有很大的可能引發巖爆。一般情況下，它的表現是爆裂、石塊飛出等，無論是石塊的速度還是數量等，都取決于采深和巖石的強度。在出現這樣的災害以后，將會破壞井下設備以及巷道，造成嚴重損失。

圖1 礦區開采塌陷圖

2.5 崩塌

在金屬礦山當中，崩塌是非常嚴重的地質災害。在對金屬礦山進行開采的過程中，倘若通過空場法、留礦法等實施開采，就將會導致采場后方存在空區，在經過持續的開發以后，空區范圍會變得更大，在其范圍超過限度以后，巖層強度就不能夠繼續支撐上覆巖層，此時采空區就將出現崩塌，程度較大時還會造成礦震，有著非常大的危害。

圖2 礦區巖石塌落

2.6 泥石流

在露天開采采場之內，如果是在雨季，就有很大的可能發生泥石流。倘若長時間的被雨水所浸泡，就會致使掩體膨脹失穩，在此情況下，將會發生山體滑坡以及泥石流等的各種地質災害。倘若在金屬礦山的采場當中出現了泥石流，就會引發非常嚴重的后果。在對金屬礦山進行開采的過程中，倘若礦山裂縫與地表是連通的，由于裂縫的存在，地表水會進入到采場內，引發地下的泥石流，對采場造成破壞。

圖3 礦區滑坡圖

2.7 地下水破壞

圖4 礦區突水圖

地下水位的變化也將引發地質災害，它的表現就是礦坑涌水、涌砂等，還會對環境造成污染。礦坑涌水的這種地質災害不但有著較大的規模，并且破壞性也比較大。在開采礦山的過程當中，倘若未估算好礦坑的用水量，致使透水斷層破裂，或出現蓄水型溶洞等，都將會發生地下水、地表水涌入的情況，這就會引發淹井事故，從而造成人員傷亡問題。礦坑涌水往往還會伴隨著礦坑涌砂，在開采礦山的過程當中，若出現蓄水型溶洞，將其中的泥沙及透水斷層的沉積物攜帶涌進礦坑，這就會使得礦坑內泥沙的堆積，致使開采設備和相關工作人員被淹沒，甚至還將引發更為嚴重的事故。在對礦山進行開采的過程中所產生了三廢物質，就是引發環境污染災害的關鍵所在，這些物質流到了地表水，從而造成了水體污染、地表水斷流等的問題。

3 金屬礦山地質災害的成因

3.1 人為原因

但對金屬礦山進行采挖以后，它的應力平衡將會受到很大影響，從而出現冒頂、坍塌等災害。如突水、透水等，都屬于人為打通的下含水層，將會讓非常多的水都涌入而造成災害；冒頂、片幫的主要原因就是礦體原本的強度并不高，在以人工的方式進行挖掘以后，支護和相關要求不符，引發巖體的垮落；崩坍滑落的主要成因就是在采出礦體后，邊坡或上覆巖得不到充分的支撐而發生坍塌，是由于人為開采而引發的問題。要想做到對這些地質災害的有效防范，就需要做好開采后的支撐及支護。

3.2 自然原因

在開采礦山的過程當中，礦體本身的性質也有很大的可能會引發地質災害，因為礦井的強度不高，再加上構造復雜，并且條件也缺乏穩定性，在這些方面的影響之下，將會發生坍塌、抗震等的情況，會因此出現地質災害事故。此方面的地質災害需要盡可能的將自然災害形成要素的切除，注重對現場進行的監控監測，同時還要加強現場管理，以免出現災害。

4 金屬礦山地質災害的防治對策

4.1 技術方面的對策

4.1.1 冒頂、片幫防治措施

要想有效防止冒頂、片幫的地質災害，最為有效的方式就是科學選擇采礦方法，針對頂板進行有效的控制。在工作面布置和回采的過程當中，必須要按照從上到下、從遠到近的要求來實施采掘，盡可能的減小回采周期，避免礦體上覆巖長時間的裸露。要在此方面專門開展相關的管理培訓，加強針對工作面頂面的支護管理，嚴格進行監測與檢查。在開展檢查工作時，一旦發現有任何事故的可能性，就需要馬上停止進行作業，組織相關人員撤離現場，盡快進行修復。

4.1.2 地表沉陷防治措施

為了避免出現地表沉陷的情況，應當通過房柱式開采等的方式來實現對采空區垮落的有效延緩，減小抗震出現的可能性，并進一步減小地表沉陷幅度。還能夠通過充填法來進行開采，把適當的充填物注入采空區，從而有效保證其支撐力，防止上覆巖的垮落，以免地表出現呈現的情況。為使其效果得以改善，要以注漿的措施來封堵充填后的縫隙，以進一步加強它的支撐強度。

4.1.3 巖爆防治措施

當前國內外很多專家學者都針對巖爆的發生機理展開了深入研究，但在目前還沒有統一的理論結果。在具體的實踐當中，往往傾向于應力集中被破壞時的彈性釋放，基于此，要想實現對巖爆地質災害有效防治，就需要先保證管理的規范性，加強針對各個重要節點的地質勘察，根據具體的情況，采取最為合適的措施來應對各種問題。

4.1.4 突水、透水防治措施

水害侵擾是長期以來一直存在的問題，許多專家與學者都針對地下水防治進行了相關的研究，在各個方面提出了有效的防治理論與措施。在這些措施當中，效果較好的就是弱保護區以挖掘機補帷幕的手段，有著良好的堵水、防水效果。在進行開采的時候，同時還需要做好對于含水層、積水帶的超前探測、超前排水工作，針對隔離帶進行準確的預算，以確保采場的安全性。

4.1.5 TSP 物探法

TSP203 超前地質預報系統是非常先進的設備，能夠實現對地質的有效預測及預報，將其運用到采礦業中，能夠發揮巨大作用。在實際應用中，它能夠以測量回聲的方式來明確探測范圍內的異常點，將此作為依據來對連續礦體當中的義務范圍進行準確判定。能夠用來針對工作面前方500m 左右、掘進面前方130m左右范圍當中的物質探查，在實際應用中，其有著較高的準確度和較大的測量范圍。能夠用來對工作面前方的斷層、裂隙以及積水等的準確預測，從而為礦山管理工作帶來有效支持，使之能夠明確地質災害危險源的具體情況，以免發生各種地質災害。

4.1.6 直流電法勘探

在對直流電法進行使用的過程中，其所進行的勘測就是根據巖體、異物導電性的差異而實現的，你來看，水體的導電性超過掩體，巖體導電性超過斷層，因為這樣的情況，在礦山的局部構件穩定電場，針對各位置電場的強弱變化進行對比分析，從而對局部區域的地質構造帶等的地質災害的隱患實施更加準確的判定。

4.1.7 其他勘探法

紅外探測、地質雷達還有打超前鉆孔等的方法也在當前有著許多應用。在實踐中，紅外探測在準確度方面有良好的表現，但穿透力較弱；地質雷達覆蓋范圍更大，但更容易被干擾；超前鉆孔探測在數據方面有更高的可靠性，但其施工存在較大的難度，各種方法都有著自身的優點與缺點，要結合礦山開采的具體情況來合理進行選擇，還能夠根據狀況來結合使用，在實際應用中一定要采取有效的措施來防止出現地質災害。

4.2 管理方面的對策

4.2.1 提高重視程度與防治意識

金屬礦山地質災害屬于一種自然災害，一旦出現金屬礦山地質災害，就必然會對生產安全及社會效益造成直接影響。所以，必須要對此引起高度的重視，結合實際情況，把金屬礦山地質災害的防治和再造山川秀美工程充分結合，明確重點所在。與此同時，還需要做好相關的宣傳教育工作，利用網絡、廣播等的各種途徑，以群專結合、群測群防的方式來充分落實，確保人們可以逐漸形成預防金屬礦山地質災害的意識。在這一過程中，要把現階段的地質災害特點與防治策略都納入到監測防治體系之內，以此來盡可能的減小金屬礦山地質災害所引發的損失。

4.2.2 加強對重點區域的防治

要根據實際情況，針對邊坡參數實施合理的設計，同時還需要做好對邊坡的監測工作。在必要的情況下，應通過建設擋墻的方式來實現對邊坡的加固。在完成開挖以后，如果存在開裂、變形的的問題，就需要由相關人員實施二次地質勘察作業。針對本就存在的災害點，要及時的加固其邊坡，同時還需要采取措施來消除由于開采作業而導致的復發性災害隱患。除此之外，還需要重視對于渣場棄渣的處理，保證邊坡坡度、擋墻等的設計都是科學的，在必要時還需要對攔渣壩進行建設，從而避免出現泥石流等的問題。在對坑道進行開采時，需要做好相關的支護，開采和支護要同時開展，從而防止由于礦頂坍塌或出現冒頂事故而引發更大的危害。要做好對于坑道的排水設計，防止由于坑道內存在嚴重的涌水問題而引發次生危害。在完成對于金屬礦山的開采以后，需要做好對于礦區的統一規劃，特別是要做好對于金屬礦山的復墾，促進金屬礦山生態功能的正?；謴?。

4.2.3 做好地質災害預測預報

針對于金屬礦山當中的地質災害，特別是因為自然因素導致的地質災害，需要以更科學的方式來實施預拌，做好管理工作。對于冒頂、片幫等災害，以位移器來針對頂部、幫部的位移變化情況進行持續的監測，倘若出現了快速的移動，就將發出警報，對積水、瓦斯等的災害，要使用探測器來進行探測，聯網針對數據的變化情況進行監控，以此來給地質災害的預測及防治帶來可靠的信息支持。

4.2.4 科學規劃開展

針對采礦的方法進行科學的設計，并保證采礦布局是足夠科學、合理的。在對礦體進行采出過程中，需要按照正確的順序來進行，尤其是對那些特殊的區域以及特殊時間節點的地質災害預防工作，要在發現災害以后能夠第一時間進行處理，不對采礦工作的開展造成影響。在進行采礦的過程中，禁止出現無序開采等的各種情況，從而消除巖體開裂的相關隱患。對于那些很可能會產生積水的地方，則要定期的實施疏排水工作，這就能夠避免由于邊坡失穩等的現象引發的泥石流災害。

4.2.5 嚴格進行監測管理

毛澤東在建構和完善矛盾學說體系方面作了杰出的工作?！睹苷摗肥邱R克思主義哲學史上系統地闡述矛盾規律的哲學專著，其論述緊密結合中國革命的實踐和中國傳統辯證法思想，因而具有鮮明的中國作風和氣派。在《矛盾論》中，毛澤東從對立統一的觀點出發建構了一個完整的矛盾學說體系，從而譜寫了馬克思主義矛盾觀的新樂章。

金屬礦山當中地質災害的出現是非常復雜的過程，但通常都是有跡可循的，要嚴格進行監測監管，在地質災害出現苗頭的情況下就能夠通過有效的措施來進行預防，從而減小災害出現的幾率。與此同時，需要做好對于監控系統的管理工作，降低所存在的干擾，確保監測所得數據的可靠性與準確性。首先，需要做到全程監測，不斷的細化相關方案，確保監測的有效性。其次，要建立起專門的監測隊伍，專門負責針對于各個方面的檢測工作，做好對相關人員的培訓，加強其責任意識，以此來為監測工作的開展做出保障。最后，要保證對于監測設備的布置是科學、合理的，要針對現場進行嚴格管理，及時更換有問題設備。

4.2.6 合理開采資源

近幾年來，我國在資源開采及環境保護方面有了更高的重視程度，在這些領域中出臺了許許多多的政策與法規，為礦產資源開采做出了明確指導。在今后開采礦產資源的過程當中，必須要對資源的采出率引起重視，最大程度的避免出現浪費的情況，還需要關注對于生態環境的影響，特別是要重點開展針對地質災害的監測與預報，從而有效提高地質災害的防治水平。特別是要加強地質災害區域周邊居住居民的防治意識，采用更加先進的技術，提高防范的效果，以避免地質災害對人們的生命財產造成威脅。

4.2.7 加大投入力度

加大針對礦山地質災害防治的投入力度，主要就是在人力、物力、財力以及技術方面的投入，從而確保金屬礦山地質災害能夠實現更好的防控效果。礦山企業及政府部門需要提高扶持的力度，對金屬礦山地質災害的防治引起更高的重視，對其賦予一定的社會性質。通過科技方面的投入來為金屬礦山地質災害的防控提供技術支持，通過科技的發展與創新，提高金屬礦山地質災害防治的效果，針對地質災害發生的機制展開更加深入的分析，合理評價地質災害，從而為防控工作的開展奠定基礎。此外，還需要做好對于礦產資源開發的法治建設，站在資源開發及控制地質災害發生的角度上，制定出更加完善的金屬礦山地質災害防控的法規制度，從而實現制度上的保障，為我國金屬礦山行業的長遠發展提供良好條件。

5 結論

自改革開放以來，我國對于礦山資源的需求就越來越大，在此情況下，針對金屬礦山的開采就受到了更高的重視。我國有著大量的礦產資源，并且我國的地形多樣，地質類型非常復雜，這就導致礦山的安全管理存在著比較大的難度，并且在技術方面還有著明顯的局限，所以，針對于金屬礦山當中地質災害類型的分析研究是非常有必要的，要合理運用先進技術，根據具體的狀態采取最為有效的預測方法，做好相關的防治工作，盡可能的避免出現地質災害，確保能夠更加高效安全的進行對金屬礦產的開采工作。