矿山地质灾害风险评价及防治措施

王 明，李 广

（湖南省核工业地质局三一一大队，甘肃 兰州 730000）

当前我国矿山开采工作实施规模正在不断扩张，很多地区都在进行大规模的矿山开采工作，进一步提高我国矿产资源的开发工作效率，同时推动整个社会经济的快速向前发展。但是由于矿山开发工作过程中，所涉及到的地质条件类型相对比较复杂，并且经常会产生各种矿山地质灾害问题，对整个矿山开采工作产生了较大的安全影响。矿山地质灾害问题的产生，主要是因为某些地区矿山开发程度过大，造成矿山生态地质环境恶化，进而产生各种不同类型的矿山地质灾害问题。其中，主要包含地质崩塌、地质滑坡、泥石流、地面沉降以及地面裂缝等各种灾害问题。在近几年的发展过程中，随着我国矿产资源的开发工作力度不断上涨，矿山地质灾害的发生频率也在日渐上升，尤其是针对地下矿山开采工作，对采矿工作人员以及周围居民到生命安全造成了严重的威胁。因此，需要针对矿山地质灾害风险问题展开全面评价和分析，采取针对性的防治工作策略保证矿山开采工作的安全性，最大限度上防止矿山地质灾害问题的产生。

1 矿山基本概况

湖南省矿产资源含量比较丰富，现已发现各类矿产资源120多种，已经探明的矿产资源有83种，探明矿产地1196处，发现各类矿藏矿点6000多处。矿产资源的保有量位于全国首位的有8种，位居前5位的有34种。本文针对其中一处铁矿矿山地质条件展开相关分析和研究，铁矿区的开采面积为15.56km2。该铁矿区在开采工作方式上属于地下连续性开采，铁产资源可开采标高为400m~750m属于小型矿山结构。针对本次矿山开发工作展开全面分析和研究，结合当地区域的地质条件、环境情况展开地质灾害风险评价工作和分析，同时提出针对性的防治工作策略来加以保障。

2 矿山地质环境概况分析

2.1 气象水文条件

本次矿区开采所处地区为亚热带季风性湿润气候，常年气候条件比较温和，每年平均气温在16.5℃左右，阳光充沛年平均日照量可以达到1305.5H，常年降雨量充沛，每年平均降雨量可以达到1866mm。整个矿区相对高差较大，地表位置沟谷发育完全，较长的沟谷地带当中只存在少量的溪水，干旱季节常年会出现断流问题，雨季和发洪水过程中水体的排放速度相对较快，并且直接排放到周围的河流当中[1]。

2.2 地形地貌条件

本次矿区位于构造波石地貌区域，属于中低山地貌区域，矿山地貌类型构成比较单一，并且整体地势条件表现为西高东低。该区域内部海拔的标高范围在756.5m~400m之间，相对高差范围在395.5m之间，自然坡度角范围在30°~45°之间，局部较陡的位置可以达到50°，整体的地形起伏变化相对较大，同时山体内部局部岩体裸露植被覆盖率大约为92.6%。

3 矿山地质灾害预测评估分析

3.1 地质崩塌和滑坡地质灾害

在本次矿山开采区域范围内，结合矿区开采工作的地质条件情况，在洞口处山坡自然角范围在30°~45°之间，后缘山坡高度相对较大，在前期的矿山开采过程中形成了一处宽度，大约在3m~6m，高度范围在3m~8m，自然坡角范围在70°~86°的岩土质边坡条件。在矿山开采工作中，通过人工切割形成坡形较陡的临空面结构，并且后缘山坡较多、高度相对较大，同时在自身的重应力、矿山开发工作过程中的施工机械振动、爆破作业等各项因素影响条件下会引发地质崩塌、地质滑坡等各种地质灾害问题，并且实际的崩塌规模小于150m3。因为在矿山开采工作中相关工作人员需要操作机器设备频繁进出洞口，崩塌、滑坡地质灾害问题如果产生会对采矿设备以及工作人员的安全造成重大影响，直接影响到整个采矿作业的顺利进行，如图1，因此，需要对采矿区域洞口边坡位置，可能产生的地质崩塌和滑坡地质灾害问题进行全面预测，并且将其有效划分为中等风险、危害程度中等危险性中等。

图1 矿山开挖

3.2 采矿区域废渣厂和表土堆放影响

采矿区域废渣厂和表土堆放厂建设工作，可能产生的地质崩塌滑坡地质灾害。在本次矿产开采工作过程中，废渣场表土堆放厂将会形成高度范围在1~3m坡度角范围，在40°~60°之间，体积大小大约在3700m2的矿渣堆积体，主要是通过矿山开采工作当中形成的大量废渣和土石材料所构成。上述边坡体结构稳定性相对较差，在受到外部降雨,、机械振动等作用条件下，很容易产生地质崩塌和地质滑坡等各种灾害问题，对周围区域的工作人员、运输车辆以及各种采矿机械设备等都会造成不同程度的影响。鉴于上述问题并不会形成更大的堆积体，因此预测上述区段引发地质崩塌、地质滑坡的可能性为中等危害程度较小、危险性较小[2]。

3.3 泥石流灾害

本次矿产资源开采区域全年降雨量充沛，同时地形条件起伏比较明显、坡度相对较大、沟谷深度较深，外加上残坡基层相对比较松散，具备产生泥石流到环境地质条件。在修建矿山及其相关配套设施过程中，表土层和开拓土层以及采矿工作过程中所形成的废渣，在洞口位置的斜坡以及冲沟区域大量堆积，堆积体的坡度相对较陡，通常范围保持在35°~45°之间外，加上废渣堆积体的整体结构构成相对比较松散稳定、系数偏低、防冲刷能力相对较弱，为泥石流灾害的产生提供了必要的条件。因此，在遇到外部环境产生强降雨天气环境下，地下排泄区域的地下水整体排量增大，空气、水体压力进一步增强，地面山洪持续爆发，在地表水的冲刷以及地下水的快速渗透条件下，可能会造成堆放的堆积体积不饱和和产生流动，进而会引发比较严重的泥石流地质灾害问题。泥石流地质灾害问题的产生，会对当地区域的水土资源以及生态环境造成非常严重的影响，会对河流形成严重的堵塞与污染，破坏人们的居住环境，并且也会对附近居民以及交通通行安全造成非常严重的影响。预测本次开采工作过程中引发泥石流，地质灾害问题的可能性为中等，危害程度为中等，危险性为中等[3]。

3.4 采空区域的地面塌陷问题

随着矿山开采工作的不断进行，矿山内部将会逐渐形成一定的采空区域，为不稳定性岩体提供出了重要的临空面，矿区上部结构的岩石条件受力平衡会受到破坏，同时在重力作用条件下，矿体上方的地表岩层土体结构可能会出现向下陷落问题，进而引发采空区域地面产生严重塌陷情况。如图2，为了实现更加客观的评估采空区域地面产生塌陷问题的影响程度，相关工作人员，通过对采空区域的跨落带高度、导水缝隙带高度进行全面估算和分析，所得出的结果为采空区域的地表塌陷评价工作提供出了必要的参照和基础。通过全面预测和分析得出本次采矿活动地带引发采空区域地面塌陷问题的可能性相对较小、危害程度较低、危险性较小。

图2 地面塌陷问题

4 矿山地质灾害防治工作策略

有效结合本次矿山开采工作的实际情况，结合当地区域的地质条件特点，针对不同类型的地质灾害问题，采取针对性的防治策略具体如下。

4.1 崩塌滑坡地质灾害防治策略

在容易产生地质滑坡和崩塌的洞口位置，对边坡的危险岩石条件进行有效清理，并且直接运输到废渣场当中进行设防。通过使用混凝土支护洞口的方法，有效保证整个洞口结构的安全性和稳定性。针对本次矿体结构展开重点防治工作，开采标高和当地侵蚀到基准面之间保持接近，同时支护平洞口范围以内10m地段，剩余支护洞口范围内5m地段。砌筑墙体的厚度为0.3m，洞口上部宽度为2.5m，下部宽度为2.4m，高度为2m[4]。

4.2 废渣场和表土堆放场边坡加固处理

在废渣场和表土堆放场边坡加固处理工作中，在采矿活动的陆续进行，废渣的产生量逐渐上升，适当的扩大废渣场面积，有效减小废渣堆积的高度，以此进一步减缓废渣场的坡度大小。

4.3 泥石流地质灾害防治工作策略

在废渣场和表土堆放场的下游破角位置修建拦渣墙结构，同时墙体顶部修建排水沟，闭坑之后对于其中剩余的废渣进行彻底清理，同时进行植物固化处理，有效减少可流动性的废渣总量，切断泥石流地质灾害问题的产生根源，避免泥石流地质灾害问题，对整个矿区开采工作形成不良影响[5]。

4.4 采空区与地面下沉防治工作策略

对矿山地下采空区域进行充分填充，以此来有效保证内部不会存在大面积的台空现象，同时在洞口位置修建，厚度为1m的浆砌石墙进行封堵处理，封堵工作完成之后需要在洞口边坡上下位置各种植一排爬山虎，同时通过使用各种监测手段以及警示策略，对预测地面产生沉陷范围进行全面监测和控制，进一步提高采空区域的地面塌陷程度。

5 结语

综上所述，我国矿山种类相对比较复杂，分布地区较广、规模偏小、基础稳定性相对较差，在矿山开采工作过程中，由于受到技术管理以及经济效益等多方面因素的影响，在矿产资源的开发工作中，所产生的各种安全隐患问题非常严重，地质灾害问题会频频出现。而矿山地质灾害问题对人们的生命财产安全造成直接威胁，同时也直接影响到整个社会的长远可持续性发展。因此，需要在矿山开采工作的过程中，针对矿山地质条件灾害问题展开全面评估和分析，并且根据不同类型的地质灾害问题，提出针对性的防治工作策略，最大限度上消除和减少不必要的地质灾害问题出现，保证整个矿山开采工作的安全性和稳定性。