矿区水工环地质条件及灾害治理措施分析

张炳飞

（江西省地质局第八地质大队，江西 上饶 334000）

矿区地质灾害是当前较为常见的地质灾害类型，对矿区生态环境造成了较为严重的破坏，所以地质灾害的治理工作备受关注，如何加强矿区地质条件的管控工作也就成了迫切需要解决的问题。矿业工程建设范围较大，并且地质灾害造成的损失也较大，所以评估地质条件并采取有效的解决方式至关重要。

因此在进行金属矿区的开采时，应事先对地理环境、生态环境进行勘测，进而保障矿区水工环地质工作的准确性，结合地质条件采取相对应的灾害防治措施，然后再进行开采方案的制定，最大限度的减少因矿区开采造成的生态环境变化。

1 金属矿区水工环地质工作中面临的问题

从当前的矿区水工环地质工作来看，仍存在不少隐患，对矿区金属资源的开采产生了一定的影响。首先，就金属矿区的生态环境来说，由于金属资源的持续开采，对矿区的生态环境已经造成了一定的破坏，地质灾害发生的概率有所提升，为地方人们的生活带来了较强的困扰，并且部分金属矿区在开采过程中过度追求矿产数量，对生态环境的保护不够重视，导致矿区生态遭到了严重破坏，致使矿区水工环地质工作面临恶劣的生态环境，为勘察工作带来了诸多不便；其次，水工环地质工作团队的专业水平有限，工作重视度不足。矿区水工环地质条件的勘察工作相对复杂且困难，这就要求工作人员具备良好的专业素质，如此才能解决勘测工作中的问题，提升勘测的准确性[1]。但实际情况却恰恰相反，具备水工环地质勘察专业能力的人员少之又少，专业人才的匮乏影响了地质条件的勘测准确性；最后，水工环地质勘测创新程度有限，在现代化技术不断更新迭代的背景下，勘察行业也应与时俱进的更新技术，才能进一步提高地质条件勘察的精确性，进而为矿区开采和环境治理提供参考及依据，但目前来看科学技术的落实仍较为有限，导致水工环地质工作的勘测流于形式，对金属资源的开采与利用极为不利。

2 金属矿区水工环地质条件勘察工作的要求

2.1 水文地质内容

水文地质条件主要要求对三方面完成勘察：一是泉、井水勘察，勘察人员应对金属矿区的地势地貌、地质条件、供水来源、水质、水温、水量和动态变化做到明确掌握；二是针对地表水体的勘察，工作人员需要对水体进行抽样检测工作，明确水体中重金属、污染物、细菌、PH值等相关物质的含量，进而分析水位、水质等信息；三是老窿勘察，针对矿区老窿的位置、形态、面积、跨度、积水状况等信息进行勘察，并采取较为具有代表性的样本进行放射性分析。每个矿山建立相关资料台账。

2.2 工程地质内容

工程地质内容的主要勘察分为以下几个环节：第一，针对地势地貌进行勘察，勘察人员需要结合金属矿区的特征、形成原因等，将金属矿区进行合理划分，然后针对地势地貌进行分别勘察，其中包括斜坡坡向、坡度、斜坡结构等地质环境条件；第二，针对土体的土质进行勘察，对松散土的勘察主要集中在密实度、孔隙率等方面，对粘性土则针对透水性、含水率、压缩比等进行勘察；第三，则是针对岩体的勘察，主要对结构构造、裂隙、风化程度等进行观察，并且按照岩体划分标准进行种类划分，进而实现对整体岩石结构及形态的掌握。

2.3 环境地质内容

环境地质内容的勘察同样分为三点：第一，稳定性勘察，需勘察人员结合矿区的地质勘探资料，查明矿区主要的地质构造，包括断层、裂隙、褶曲等；第二，对自然环境的勘察，这一环节的主要勘察目的是降低对自然环境的影响，故主要勘察建筑类型、自然风景区等分布的情况和环境的破坏情况；第三，针对地势地貌中存在的山体滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害进行调查，进而分析出地质条件的稳定性，推测进一步的发展趋势[2]。

3 金属矿山水工环地质条件勘察的优化措施

水工环地质条件勘察工作的质量直接关系着金属矿山的后续开采和自然环境的保护，所以针对当前水工环地质条件勘察工作中的不足应积极改进，具体从以下三个方面入手。

3.1 加强地质测绘，提高勘测精度

受到生态环境破坏的影响水工环地质条件勘察工作较为吃力，这就需要从地质测绘的角度入手，通过比例放大来实现对地质条件的勘测，比例可以设定为1∶2000，就很好的克服了生态环境对地质条件勘察所造成的影响。工作人员在测绘技术的辅助下，对矿区的地质条件、生态环境及地质灾害精确掌握，并深入了解地下水流向、污染情况等信息，从多个维度来深层次分析地质条件[3-5]。具体来说，来源追索法和跟踪法相结合进行测绘，针对金属矿区的所有变化情况进行掌握，从而提出可行性的金属资源开采计划和灾害预防计划。

3.2 提高勘察人员专业素质

目前，水工环地质条件勘察工作是矿区开采的重要准备工作，同时也为环境保护提供了参考，但实际的工作效果却较为一般，究其根本原因在于工作人员的专业素养有待提升，对勘察工作不够重视、对专业技术掌握不到位，所以金属矿开采企业必须重视勘察人员的培训，明确地质条件勘察的重要性，提高专业人员技术素养。

3.3 引进新型勘察技术

随着科学技术的更新，矿区水工环地质勘察工作的技术种类也越来越丰富，并且应用效果良好，显著提高了地质条件的勘测便捷性与精准性，所以应加强先进技术的应用，如遥感技术、定位技术等，通过技术的应用使地质条件的勘测更加全面，进而为金属资源的开采和灾害治理提供有力参考。此外，也要加强先进仪器设备的使用，配合先进技术共同完成真实且可靠的水工环地质条件勘察结果。

4 金属矿山水文环地质条件概况

金属矿区中由重金属、岩层、水体等构成，开采的过程中不可避免的会对周围环境造成影响，所以大部分的金属矿区都建立在海拔较高的位置，并且通常要求为丘陵地貌环境，例如山体的海拔最高处为600m，通常将矿区建设在200m～400m的范围。矿区通常建设在水文条件较为良好的区域，如具备河道、水库等，所以矿区的气候温度、湿度较高，平均温度在21℃左右。

对于矿区来说，一年的四季温度变化较小、降水量较大且日照水平良好，温度、降雨、日照等条件都为地质条件的变化提供了有利条件，加上金属矿区开采对地质条件产生的影响，也就进一步加剧了山体结构的变化，出现了山体滑坡、崩塌和泥石流等灾害。

除降水量较大的水文地质条件外，矿区内部也存在含水层，含水层充填于缝隙之间，降水为含水层的补给来源，所以岩层间的结构也就随之变化。具体划分为四类含水层，分别为松散岩类孔隙含水层、碎屑岩类孔隙裂隙含水层、碳酸岩类岩溶含水层和结晶岩类裂隙含水层。丘陵地貌虽为资源开采提供了有利条件，但也成为了地质灾害发生的推手，在施工过程中，由于对矿区的周围干扰较大，导致岩石在水的作用下逐渐软化形成粘土，而粘土的结构应力较差，为地质灾害的发生提供了有利条件。

水工环地质条件中最为关键的一环是环境地质条件。针对盆地型矿山的金属矿区，气候条件为降水量充足、温度变化大，所以山体滑坡现象较为常见，而这无疑阻碍了金属矿石的开采，也对周围环境造成了较大的损害，所以针对环境地质条件的勘测尤为关键，是减轻开采对环境影响的关键因素。例如就一个3Km2的小型矿山来说，通常露天采矿范围为1Km2，施工道路面积为0.7Km2，废料堆放面积为0.2Km2，而这就占据了矿山一半以上的面积，所以矿区内部原有的生态环境已经遭受了较为严重的破坏。对此，应针对矿区内部环境进行优化，减少因矿区开采造成的自然环境变化，从根源处实现对地质灾害的防治。

5 金属矿山地质灾害有效的防治措施

5.1 制定灾害治理目标，明确灾害治理原则

要想实现对矿区地质灾害的有效治理，首要环节是制定合理的目标和明确相应的治理原则。就灾害治理目标的制定而言：首先，应针对金属矿区的地质环境进行勘测，对安全隐患进行排查，通过多方面措施的推行降低对地质环境的损坏，尽可能还原生态环境，从而构建起绿色工业矿区；其次，结合矿区的地质条件，制定合理的资源开采计划，避免矿区的大肆开采和资源的不必要浪费，并且对开采过程中产生的废物进行妥善处理；最后，加强矿区的再利用，开采后的矿区大都处于荒废状态，这无疑是资源的浪费，应在地方的帮助下结合实际情况进行矿区的二次利用。

就矿区治理原则而言，应始终秉持着以人为本、绿色为先、安全生产的原则，地质灾害主要是对自然环境和人身安全造成危害，所以在制定地质灾害治理原则时，也应充分考虑其危害。在进行灾害治理时，着重考虑地下水位变化和地基沉降两方面，这是引起地质灾害的两大重要因素，通过控制关键要素来控制地质灾害也是最直接有效的措施。

5.2 构建完善的地质灾害框架体系

金属矿区的地质灾害问题较为突出，地质灾害的产生也存在一定的关联性，通过构建地质灾害框架体系，将相关联的灾害事件联合起来，针对灾害发生时间进行整合与具体分析，找出具体的成因，采取相对应的防治措施。具体来说，地质灾害框架体系的构建应建立在环境、内部结构和外部行为等基础上，结合灾害的特征、时期、间隔等进行不同程度的灾害等级划分，并在此基础上进行逐层的等级成因划分，最后将成因整合总结，一旦地质灾害发生后，能第一时间预防关联的地质灾害，通过切断源头的灾害事件，就能避免次生灾害的发生。

就地质灾害的实际情况来说，主要可以划分为崩裂滑移关联链和塌陷灾害关联链。崩裂滑移关联链的主要作用是将山体崩塌、滑坡、泥石流等相关地质灾害关联起来，灾害事件的发生如果与关联灾害事件无关，那么就是因环境变化或内部结构变化造成的影响，通过追根溯源来减少次生灾害的发生。

塌陷灾害关联链的主要关联因素是矿山开采活动和矿山客观条件，在金属矿山开采的过程中，人为活动会影响地质灾害的发生概率，而矿山客观条件如土质条件、围岩特征、地下水情况等因素都会造成地质灾害。塌陷灾害关联链的主要成因就是水位的变化，所以针对塌陷灾害关联链的处理就是控制好土层、岩层的注浆处理，通过阻断地下水的渗透来实现间接的塌陷治理。

5.3 塌陷次生灾害的有效防治

对于尚未发生的地质灾害隐患也要做到妥善预防，对于金属矿区而言，塌陷是较为常见的，所以对塌陷的预测十分关键，因此应构建起塌陷的监测网，在进行金属矿区开采的同时，结合矿区中塌陷范围的各类因素进行预防与监测，将塌陷区域、塌陷时间及次生伤害明确出来，并制定有效的预防措施，避免对重要建筑物和自然环境造成损害，对于塌陷易发区进行地基、边坡的稳固处理，并加强地面的形变监测。塌陷的主要诱因是地形变化、内部构造变化等，地下水水位的升降也是关键因素，结合相关的塌陷灾害可以发现，塌陷事故大多以圆形为主，塌陷范围也以地下水下降区域为主，这就进一步缩小了塌陷灾害发生的范围。此外，则是岩性结构较为松散的区域易发生塌陷，地下水活动频发加之岩性结构松散，就会导致比较严重的塌陷。因此，具体的预防措施就是改变地表水的流向，通过加固河床、稳定边坡、混凝土稳固等方式，避免地表水的汇集流动，从而稳定地下水水位。同时，一旦地表出现了裂缝现象，应及时发布塌陷预警，通过注浆的方式来及时填补裂缝，进而减少塌陷的可能。

5.4 落实土地整治和加强植被建设

为了保障矿区的正常开采，应进一步对矿区环境进行还原，对土地、植被进行综合性整治，从而提高矿区的水土保持能力。首先针对矿区的表面土壤进行处理，将扰动范围内的腐蚀表土剥离，剥离的具体厚度也应考虑好时机情况，如果开采过程对表层土的扰动范围较大，应考虑剥离处理，但剥离土壤的过程中也应注意减少对原有矿区的破坏。由于表土土层的特性是土质松散、易受侵蚀，所以对于已经较长时间堆放的表土可以不做处理，直接进行植被的种植，从而实现对水土保持能力的还原。

对于扰动范围内不够平坦的土地进行土壤回填，以满足土地利用的需求，而这一过程就需要将矿区开采过程中的硬化层、金属残渣、碎石等清理。

除此之外，植被建设的难点在于山体和边坡的绿化，实际的植被建设中可以通过种植攀爬类植物进行解决，攀爬类植物的依附性较强，同时也只需要种植在土壤表层即可，较为符合山体和边坡的绿化需求，具体的植物种类选择就需要视绿化长度和坡度而决定。

6 结语

综上所述，金属矿区水工环地质条件直接影响了矿区开采的安全性和对周围自然环境的破坏性，所以必须要对地质条件勘察工作给予充分重视，针对勘察工作中的不足及时改进，并在地质条件勘察的基础上，通过构建地质灾害关联链、预防次生灾害以及加强植被绿化等措施，实现地质灾害的直接或间接治理，相关的企业必须对灾害治理给予充分重视，应将矿山开采工作建立在维护自然环境的基础之上，才能确保矿区开采安全与开采质量，为行业的发展奠定基础。