矿山环境地质灾害问题及其勘查策略探析

谢 天，胡 颖

（1.广东省有色金属地质局水文地质队，广东 广州 510800；2.湖北省测绘质量监督检验站，湖北 武汉 430071）

当地质灾害发生时，人们对于自然因素予以高度关注，却没有考虑到人为因素的重要性。事实上，要控制好地质灾害，后者才是需要重点考虑的问题，需要高度关注。当有自然灾害发生之后，不仅会威胁人类生命，还会造成大量财产损失，破坏自然环境生态平衡，改变了地质现象。当发生地质灾害的时候，当地环境条件和地质构造是非常重要的影响因素，会导致地形变化[1]。此外，还有一个重要的因素就是水文地质环境，如果发生地质灾害，通常是突发性的，令人措手不及。这就需要国家有关部门高度重视，分析产生地质灾害的原因，对于其发生的特点充分掌握，实施科学有效的勘测方法，为矿山开采提供准确的数据支持。

1 矿山环境地质灾害问题

当矿山发生地质灾害的时候，主要由自然因素引起的，包括地震、滑坡、地面塌陷、地面沉降、泥石流、崩塌等灾害。尤其是发生地震的时候，破坏力非常大,对人类危害大。地质灾害是相似的，只是由于条件不同。因此，灾害的表现形式和破坏程度存在差异。相比较而言，矿山环境地质灾害非常严重，主要是由于矿山的特殊环境造成的。比较常见的矿山地质灾害包括山体滑坡、矿区地表陷落、泥石流灾害。具体如下。

1.1 山体滑坡

中国的地形多种多样而且非常复杂，山体结构分布有很多的岩石，经过雨水冲刷，加之外力作用，就会导致山体滑坡，其中的岩石成分是由于开采矿产的时候由于没有采用科学有效的技术，或者没有采用专业的开采方，大量的岩石被遗留下来，就会给山体滑坡留下隐患。出现这种现象的主要原因是由于山体表面的预应力效果不是很好，当有不良环境因素存在，就会导致结构变化，比如山体受到风力的侵袭，受到雨水的冲刷，或者在外力的震荡作用下就会导致岩石松动，在条件不利的情况下，岩石产生移动或者大量滚落，因此导致山体滑坡灾害。所以，在进行矿产开发的时候，开采人员所选择的区域要保证岩石层坚固，固定好山体土层，将山体的土质结构固化处理，可以对山体滑坡起到预防作用。

1.2 矿区地表陷落

在矿产开采的过程中，比较常见的是矿区出现地表陷落的问题。当出现地表塌陷灾害的时候，矿山开采是重要的原因，有关人员没有将科学合理的矿山开采计划制定出来，不能全面了解开采区域，没有全面掌握地质构造，不明确水文情况，加之没有采用合理的开采技术，也没有应用科学的开采方式，就会破坏地质结构，而且地质区域会产生大范围的采空区，这里的岩体承载能力不是很高，导致地表陷落的几率就会增加。技术人员在采矿前需要做好现场勘查工作，包括采矿区域的地质资料以及信息要全面掌握，将科学合理的开采计划制定出来，防止发生坍塌事故，避免造成大量的人员伤亡，造成经济损失。

1.3 泥石流灾害

在矿山环境中，泥石流是比较常见的地质灾害，并不会被地质情况以及实际环境因素的影响。当发生泥石流灾害问题的时候，与矿山开采工作密切相关。如果开采矿产的时候不能对开采量有效控制，就会出现矿产资源的过度开发，导致大量消耗，地质环境以及地质结构都会产生变化，因此加大了地质结构的松散度。在矿山开采工作中，由于没有对废料以及泥土进行处理，泥土大量堆积，受到外力的影响，比如风力的影响以及雨水的影响，泥石流问题就会产生。在开采矿产资源之前，需要勘查技术人员勘查矿山开采区域并全面了解，采取科学有效的控制措施解决，对于矿山地质环境资料进行研究并全面分析，充分考虑到矿山环境地质变化情况，具有针对性地提出预防措施，将矿山泥石流灾害发生率控制在最低[2]。

1.4 地震灾害

当地球应力不能保持平衡状态，且不能自我调整的情况下，就会产生地震。但地震作用于人类社会的时候，就会有地震灾害形成。中国所处地带是太平洋、印度洋与欧亚板块交汇之处，板块构造非常活跃，在大洋与大陆所接触的位置就容易有地震现象产生。另外，如果地下水开采超过了极限，对深井进行注水、采矿以及地下核爆炸等都会导致矿山地震问题。

1.5 地下水问题导致的灾害

矿区地下水长期开发并存在不合理性，就会出现区域地下水资源匮乏的现象，造成地下水位快速下降。为了防止产生这方面的问题，就需要对含水层的水位进行调整，对于开采量予以控制。当前来看，能源开采行业的发展速度不断加快，大量采矿废水没有经过技术处理就会排放到自然环境中，导致地下水环境污染严重。另外，如果人为矿山开采地下水量过大，就会导致地表土体严重压缩，地面的标高有所降低，就会产生地面沉降的现象。

2 强化矿山地质环境治理工作的重要性

人们的生活离不开自然生态环境，所以，在开发矿产资源的时候需要勘查水文地质环境，做好环境地质勘查工作。当前的绿色环境可持续发展，对水文地质工作就会有新要求，在开展环境地质工作的时候就需要提高技术水平，将各项工作做到位[3]。长期以来，水文地质环境研究中会将可持续发展理念作为指导思想展开，但是这项工作非常复杂，而且具有长期性和持续性，所以，地质工作人员在开展工作中对于可持续发展理念要始终坚持，在此基础上对环境地质学以及水文地质学有了更多新的要求，矿山开采企业对于自身的责任要高度重视，发挥可持续发展理念的指导作用，在开采矿山的时候对于工业生产需要予以满足，还要对生态环境予以保护。所以，基于可持续发展理念实施矿山开采工作，要将环境地质勘查工作做到位，不再局限于眼前的利益，而是要做好长远利益规划工作，避免对有限的地质资源盲目消耗，造成资源大量浪费，导致人类赖以生存的生态环境遭到破坏，自然生态不能维持平衡[4]。面对这种情况，地质学家就需要基于可持续发展理念对其实际内涵深刻认识，基于各种新要求对工作思路进行调整，使得工作方法予以改变，从长远的角度出发对当前的矿山水文地质勘查工作正确认识，明确环境地质工作中所存在的不足之处，提出相应的解决对策。

3 引发地质灾害的主要原因

地质灾害有各种类型，为不同的因素引发的。山体滑坡主要发生在山区，不仅自然因素的影响，人为因素的影响也需要重视。当发生山体滑坡的时候，需要观察地形地貌，还要考察水文地质环境以及当地的人类活动情况，比如，是否有工程施工，是否有露天采的现象等等[5]。

当产生山体滑坡的时候，通常地质环境有一定的特点，即地形以斜坡为主，高而且陡峭，堆积物比较松散而且非常厚。如果坡高陡，斜坡的地表松散物质会有大量的势能储备，临空条件就会形成。如果在坡体上有非常厚的堆积物，而且非常松散，节理有裂隙发育，而且呈现出架空的现象，就意味着内部的粘聚力比较差，抗拉强度不是很高，加之有很强的透水性，当出现大气降水的时候就会很快渗入，导致岩土体抗剪强度明显降低。在这种情况下，发生滑坡的几率是非常高的。所以，产生滑坡的重要地质条件是地形为斜坡，比较高陡，上面有松散堆积层，而且比较厚，岩层结构上有节理裂隙发育。

从水文条件上来看，如果强降雨持续的时间比较长，在滑坡岩体中含有大量的水，而且已经处于饱和的状态，使得岩体原有的力学性质发生改变，抗剪强度大大降低。如果雨水已经渗透到地下，转化为地下水，当发生地下水渗流的时候，在其作用下，加之重力的作用，就会在极具增大的作用下导致山坡上岩体原有力学平衡条件遭到破坏，岩土的下滑力增大了，滑坡灾害就会形成。

当发生山体崩塌的时候需要考虑到岩石的结构面，如果进行山体开挖施工，很有可能由此造成严重的风化剥蚀，于是出现了这种地质灾害。

发生泥石流时，应调查当地的地形地貌，对当地的降水情况以及人类活动情况进行分析，是否有砍伐森林的问题，当矿山开采之后，查看是否有废渣随意堆放，如果存在这方面的问题，就要及时处理，并采取相应的预防措施。工作人员还需要对当地的水文地质环境展开调查，了解当地人类活动的情况。如果存在过度开采的现象，或者有排水工程，或者在矿山开采的时候没有采取必要的保护措施，就会出现地下空洞的现象[6]。

4 矿山环境地质勘查的主要内容

在进行矿山环境地质勘查的时候所涉及到的内容有很多，主要为调查地质条件、制定地质勘查措施、测量技术的选定。具体如下。

4.1 调查地质条件

为了应对矿山地质环境对地质调查造成的不良影响，有必要优化地质测绘技术。因此，勘查人员必须注意地质测绘技术的合理应用，结合场地地形地貌特征，准确获取不良地质信息，确保地质勘查技术应用的有效性。

4.2 制定地质勘查措施

由于矿山地质环境比较复杂，大大增加了勘查的难度。因此，在勘查技术的具体应用中，勘查深度的确定应与不同的地质条件相结合，勘查点应按不同的间隔设置，以适应不同地形的复杂性。结合实际情况，有针对性地采取措施控制勘查孔深，防止安全事故的发生，而勘查技术的准确应用是关键。

4.3 测量技术的选定

受矿山地质条件的影响，对于新的测量技术手段要科学运用，提高测量质量水平。比如，对于钻孔偏差，主要的计算方法是平均角度总距离法；在进行矿山地质勘查中，需要做好分析和评价工作，主要采取多次瞬态面波法和高密度电阻法，使得勘查精度有所提高。

5 矿山环境地质勘查策略

在进行矿山环境地质勘查的时候，需要将矿山地质勘查制度建立起来、通过设置设施对强降雨水进行分流、对矿山地质勘查工作合理实施、应用勘查创新技术、对勘查资料进行分析并合理利用。具体如下：

5.1 将矿山地质勘查制度建立起来

通过开展地质调查工作，可以针对矿山地质灾害采用各种措施，防止频繁发生，确保矿山生态环境持续稳定发展。所以，有关部门在调查矿山环境地质情况并实施管理的时候，要对于地质灾害高度重视，提高抵御能力，基于此将水文地质勘查标准设置出来，将地质调查工作做到位，针对矿山的具体情况提出生态环境治理措施[7]。这就需要有关部门调查地质环境的时候要严格要求，将调查的区域合理划分，之后根据环境地质调查所获得的数据将最佳的处理方案提出来，使得矿山地质调查工作保证质量，提高效率。

5.2 通过设置设施对强降雨水进行分流

在对矿山进行水文地质调查的过程中，需要综合调查地下水资源，明确引发矿山地质灾害的因素，基于此将相应的解决方案制定出来，尤其是一些地区降雨量比较大，当给排水系统在运行的过程中产生问题，当有暴雨或者短时强降雨的时候，很有可能产生内涝[8]。另外，矿山地下水的储存量与地下水资源的利用具有直接相关性，还对地下水承载能力有足够的影响，这直接关乎到矿山可开采资源的持续稳定性，所以，工作人员调查矿山地质环境的时候，需要对地质环境条件以及气候特征准确掌握，使得雨水分流改造的进程加快，对高端科学技术合理应用，并应用信息技术，对矿山排水设施不断改造，对合理分配地下水资源非常有利。

5.3 对矿山地质勘查工作合理实施

工作人员需要将矿山地质勘查技术所具备的优势充分发挥出来，全面勘查矿区地质环境情况以及水文情况，保证勘查的准确性。当前来看，中国比较常用的矿区地质调查技术比较多，主要包括自然γ射线探测方法、高分辨率视频法以及井斜测量方法，要根据实际情况有选择地使用，还要与后台设计的硬件结合起来，将所采集的数据充分利用，基于此将GR曲线绘制出来，之后分析视频数据，同步分析自然伽马射线数据，对传统GR曲线不能划分石灰岩、矿层和粗砂岩等地层的问题得以解决，以此为基础勘查矿山地质环境。这个方法应用非常广泛，可以用曲线解释地层特性缺陷。当落实到实际操作中，就可以对近地表钻孔以及巷道数据同步分析，使得数据分析结果有较高的准确性，对矿山找水排水工作非常有利。

5.4 应用勘查创新技术

在进行矿山勘查技术的应用中，合理应用创新方法是非常必要的。在当前的创新技术中，可以根据需要采用高密度电法、GDS法、地震映像法、物理勘查深度法。具体如下：

其一，高密度电法。通过绘制风险控制模型判别评价指标剖面等高线图，可以有效识别低值风险控制模型判别评价指标异常，准确评价地下裂隙和空洞。应注意，应记录不同地层和深度的取样，以确定岩土勘探指标。风险控制模型判别评价指标异常规模较大，异常范围也很大。因此，可以推断地下裂缝和空洞的范围，这是由该环境的巨大电性差异造成的。根据风险控制模型判别评价指标剖面等值线图，可以准确识别低值风险控制模型判别评价指标的异常。统一的风险控制模型判别评价指标值不能用于整个区段控制范围。随着电阻率深度的增加，风险控制模型判别评价指标异常，不能及时消除一阶导数。低值风险控制模型判别评价指标异常，只能反映特定范围内地下裂隙和空洞的异常。如果地形起伏，会因路径和沟渠等一次性变形而导致异常情况，需要根据现场工作获得的数据进行消除。其二，GDS法。随着传统电法勘探方法的不断发展，GDS方法应运而生。它用于探测地层和目标。在此基础上，推断电性在深度方向的变化，从而了解地质情况。在进行推断的过程中，所采用的方法与高密度电法基本相同。其三，地震映像法。地震图像数据的分解基于地震图像的时间剖面。在反映地层地质现象方面，通过地震图像时间剖面的分布和形态特征，了解各波组事件轴的能量和频率的变化，掌握畸变和错动，可以判断断层构造。也就是说，根据运动学和动力学填图数据以及根系变化特征，分析地下介质的不连续性，了解各向异性的变化，判断地质发展。

5.5 对勘查资料进行分析并合理利用

随着网络技术、多媒体技术、大数据技术、云技术、人工智能技术等各种新技术的出现，技术的应用成本已经降低。在调查技术交流、信息技术应用和调查数据分析过程中，可以从自身的工作经验出发，相互交流经验，及时发现调查数据中的不足。例如，企业应用信息技术为员工之间的沟通创造了良好的环境，调查数据的分析更直观、直观。在这样的工作中，主要发挥管理信息系统的作用，根据沟通的结果优化组织。各职能部门可以共享信息资源，保证信息畅通，加快沟通速度，大大提高管理者的决策水平，提高决策效果。在矿山地质条件下的岩土工程勘查中，地下水勘查技术人员应充分沟通。沟通后，信息反馈时间缩短，沟通渠道更加丰富。员工可以跨部门甚至跨级别传递想法，以确保信息的快速流动。这样，调查数据的内容更容易理解。

6 结语

通过上面的研究可以明确，中国一些地区发生地质灾害的频率相对较高。水文环境是地质灾害发生的重要条件，做好这些地区的水文地质勘查工作十分必要，特别是地下处于连续运动状态，需要了解其变化规律，明确各种影响因素对地质环境造成的影响，在此基础上制定地质灾害防治规划，这不仅可以维护人的生命和财产安全，还可以避免对环境范围内的各种项目产生不利影响。