矿山地质灾害防治与地质环境保护探讨

2023-01-14张鑫华

山西冶金 2022年4期

高晨，张鑫华

（1.陕西核工业工程勘察院有限公司，陕西西安 710043；2.杨凌职业技术学院，陕西咸阳 712100）

全球经济的不断发展使得人们对于矿产资源的重视程度不断提高，我国的国土面积广袤，有着丰富的矿产资源，为我国工业化的发展提供了源源不断的能源支持。对矿产资源进行开采虽然能够推动我国的经济发展，给人民的生产生活提供便利，但无节制的开采容易破坏矿山的地质环境，甚至引发地质灾害。从实际情况来看，我国对于矿产资源的开发存在高强度、大规模、长时间的特点，且工作团队在开发矿产资源时往往会忽略地质灾害的预防工作，很容易导致矿山地质灾害的发生，造成严重的生命财产损失。因此，政府和有关单位必须明确矿山地区地质灾害的成因，并且加强地质灾害防治以及地质环境保护工作，充分贯彻绿色发展理念。

1 地质灾害与地质环境

1.1 地质灾害

地质灾害属于一种自然灾害，通常是由于地质动力活动或环境的非正常变化所引起的。常见的地质灾害有泥石流、滑坡、地面沉降以及地震等，引发地质动力活动的主要作用力有地球自身的内动力、外动力以及人为动力，在这些动力作用下，往往会出现岩土变形、位移以及物质运动等现象，进而引发地质灾害，造成严重的生命财产损失[1]。由此可见，人类的行为也是引发地质灾害的一个重要原因，如果人类不重视对自然环境的保护，不加节制地对自然资源进行开采，最终受伤的只会是人类自己。因此，我们必须明确地质灾害的形成原因，强化绿色发展意识，加强对地质灾害的防治。

1.2 地质环境

地质环境主要由岩石圈组成，岩石圈是自然环境当中的一个重要组成部分，与水圈、大气圈形成了一个统一的环境系统。经过了几十亿年的地质运动和演化，这三种组成部分之间不断发生能量转化与物质演变，最终演变为了一个平衡、完整的生态系统。在这个生态系统当中，人类的任何一种活动都有可能影响到生态系统的平衡性与完整性，对地质环境造成破坏，但人类的生存和发展又离不开地质环境，因此，人类必须加强对地质环境的保护，遵循自然规律、合理开采资源。

2 地质灾害类型及成因

2.1 井下突水

在开采矿产资源的过程中常常会遇到地下水、溶洞等区域，这些区域的含水量较大，如果开采过程中对此区域的地质情况了解不足，或者是未能严格按照流程进行开采活动，就容易破坏这些含水区域的隔离岩层，引发井下突水[2]。在矿山开采当中，一旦出现井下突水，就容易引发地质灾害而造成大量的生命财产损失。据数据显示，近年来矿山地区由于井下突水造成的安全事故高达上百次，同时造成了近30 亿元的财产损失，还对地质环境造成了严重的破坏，一些资源丰富的矿山就此失去了开采价值。

2.2 泥石流与山体滑坡

泥石流与山体滑坡属于突发性自然灾害，往往由暴雨引起。在对矿山资源进行开发时，往往会对矿山周围的植被造成影响，过度的开发会严重破坏周围的植被，导致矿山山体的结构和生态环境发生变化。在这种情况下，一旦出现暴雨天气，山体缺少植被的保护，就容易引发泥石流与山体滑坡。由于天气因素的不确定性，泥石流和山体滑坡也很难进行准确地预测，且一旦发生灾害，就容易造成严重的人员伤亡。以往的泥石流和山体滑坡通常发生在山区等多雨地区，但近年来由于气候的异常变化，西北矿区这种干旱的地方也出现了泥石流和山体滑坡事故。此外，泥石流与山体滑坡会进一步对植被造成破坏，导致当地的自然环境更加脆弱，形成恶性循环。

2.3 坑内岩爆

坑内岩爆属于一种岩土变形灾害，危险性较高。其成因主要是在进行矿山开采工作时，岩土体发生一定的运动，而开采的时间越长、越深入，其运动行为就会越明显，而岩土体的运动会降低其本身的硬度和韧性。在这种情况下，地壳运动会对挖空区域的岩土体产生巨大的压力，部分岩土体在这种压力下变成碎片，随后喷薄而出。发生坑内岩爆时，碎片喷出的冲击力十分巨大，甚至存在致死性。

2.4 地面变形

在矿山地区进行地下开采工作时，容易形成一片空洞区域，如果这个区域的顶板岩体硬度不强、结构不完整，或这个空洞区域十分接近地面，就容易出现地面开裂、塌陷等问题。因此在开采过程中有必要安装采矿房以及保安矿柱，同时对废渣石进行回填，避免地面变形的出现。

2.5 地震

地震与坑内岩爆的产生机理相同，主要是由地壳运动引发，因此在矿山开采过程中，一旦发生坑内岩爆，就预示着可能会出现地震现象。同时，由于开采工作的错误操作而引起的坑内岩爆也容易引发地震的出现，这种类型的地震虽然震源不深，但影响的范围却十分广。此外，在地震发生时，还容易诱发岩崩、山体滑坡等自然灾害，因此，地震属于威胁性最大的地质灾害之一。

2.6 土壤毒化、酸化

在矿山开采过程中会产生一定的危险固废，还会产生大量的废水，如果不及时处理这些危险固废和废水，就容易让其中的有害、有毒物质渗入到地下当中。其中的重金属离子会导致土壤的毒化和酸化，被污染过的土壤会失去营养，失去种植价值。此外，如果废水的体量大且处理不及时，那么这些废水在渗透进土壤后会继续下渗，最终汇入地下水当中，导致整个地下水流域的水资源全部被污染，对人类的身体健康造成威胁。

3 地质灾害防治措施

3.1 防治原则

在进行矿山地质灾害防治工作时，首先要遵守合理规划原则，要对地质灾害防治工作进行全面统筹，确保矿山开采与地质灾害防治的协调发展；其次要遵守安全施工原则，对于矿山开采来说，最为重要的就是确保人员的安全，在进行开采前要加强安全教育工作，并做好对矿山地质的全面勘测，明确矿山地质的具体情况，同时还需要构建完善的工作流程及管理制度，避免地质灾害的发生，在最大程度上降低矿山开采的危险性；最后要遵循防治结合的原则，对于地质灾害防治来说，最重要的永远是预防，而不是发生灾害后的处理，因此在实际工作中要始终将地质灾害预防放在首位，同时做好对地质环境的保护工作，实现对地质灾害的有效预防[3]。

3.2 地质灾害预报

随着科技水平的发展，我国的地质灾害预报工作也得到了长足的进步，利用先进的探测仪器和探测技术，在一定程度上能够完成对地质灾害的预测。当前我国的地质灾害预测技术主要有高密度电阻率法、瞬变电磁法以及地理信息系统三种。

高密度电阻率法主要基于不同岩土类型的导电性能存在差异，当利用高密度电阻率法进行勘察时，不同岩土的反馈现象也是不同的。通过高密度电阻率法得到不同区域的反馈情况，能够明确该地区的地形结构，明确该地区是否存在裂缝、断层等问题，据此在矿山开采过程中加强注意力，以避免地质灾害的发生。

瞬变电磁法就是通过接电线源对矿山发射脉冲，由于矿山的地下介质在接收脉冲后会产生一定的感应涡流场，因此可以通过这种方式来对地下介质的电阻率进行观测。

地理信息系统就是通过对定位技术、信息技术以及计算机技术等多种技术进行整合，利用工程信息技术对矿山地区的地质情况进行采集和分析，从而明确矿山的地质构成。此外，利用GIS 技术对矿山区域的地质数据进行分析，还能够将原本的二维数据转换为三维图形，将矿山地区的地质情况更为直观地展现出来，从而有效避免因开采失误而引起的地质灾害。

3.3 创新开采技术

在矿山开采的过程中，如果开采技术不到位，那么将不可避免地对地质环境造成影响，容易引发地质灾害，因此必须对开采技术进行创新。矿产企业应成立一个专门的技术型开采小组，并定期对小组人员进行专业培训，提高开采人员工作的专业性。同时要加强对开采技术的研发公关，加快将科研成果转换为工作成果的速度，不断对开采技术进行创新，通过技术创新来减少开采工作对地质状态和地质环境的影响，在防治地质灾害的同时加强对地质环境的保护。

3.4 生态修复工程

想要提高矿山地质灾害防治工作的质量，对矿山地质环境进行保护是关键，而在进行矿山开采的过程中，又不可避免地会对地质生态环境造成破坏，因此必须要开展生态修复工程来确保地质灾害防治的有效性。就目前来看，比较有效的生态修复工程有生物联合修复以及综合治理破损山体两种方式[4]。

生物联合修复就是通过植物、土壤中的微生物对矿山生态进行治理。利用微生物的生命活动以及代谢产物来改变矿山结构中的土壤性质，确保矿山生态的平衡，同时提高矿山生态的抵御能力，以减少地质灾害的发生。生物联合修复的优势在于效果好、成本低，能够给矿山地质生态带来良性变化。

综合治理破损山体就是对矿山地质生态环境规划一条红线，同时加强环境保护和监管工作，减少人为的矿山地质环境破坏行为，对小规模矿山开采工作及时关停，同时加强退耕还林还草工作，确保矿山地质的生态健康。

3.5 加强安全教育

矿山开采工作具有较高的危险性，为了避免由此引发的地质灾害而导致人员伤亡，就必须加强对开采人员的安全教育工作。要以人为本，将工作人员的生命安全放在首要位置，通过安全思想教育来提高工作人员的安全意识，在开采过程中严格遵守工作流程和工作方针，同时要派遣专门的人员对开采工作进行监督，确保开采工作的安全性。

4 地质环境保护措施

4.1 土地复垦

土地复垦就是对已破坏的土地进行再利用，以此来恢复土地生态平衡的一种方式。土地复垦是矿山地质环境保护工作中的一种常用方式，包括农耕复垦、林业复垦以及牧业复垦等方式[5]。因此在进行土地复垦时，要遵循因地制宜的原则，根据当地的地质特点选择合适的土地复垦方式。例如，地势平坦的矿山地区可以选择农耕复垦，而草场丰富的矿山地区则可以选择牧业复垦。通过土地复垦，能够改善矿山土壤地质，有效地对地质环境进行保护。

4.2 景观再生

当地质环境被破坏后，无法自行恢复，但可以通过人为力量对环境进行修复，这个过程就叫做景观再生。在矿山地区景观再生过程中，需要注重农业、工业以及旅游业这三个方面的因素。例如，在进行景观再生时，可以将矿山地区改造为以农业旅游为主的景观，并选择一种农业发展方式，大力发展矿山地区的旅游业。这样既能够恢复地质环境，还能够创造新的经济收入。此外，在景观再生的过程中，需要充分考虑到景观再生的社会化，也就是考虑到当地居民的生活需求，再生的景观要能够与当地原有的景观融为一体，确保生态景观的和谐性。