基于地质灾害的矿山地质环境保护对策_郭建军.pdf

131Ac a d e m ic F o r u m/学 术论坛自 2020 年提出“双循环”新发展格局以来，扩大了对此类资源的需求。“十四五”建设时期通过数字技术赋能，进一步深化了工业化改革与产业转型，大幅度提高了矿山开采效率。然而，在快速开采矿山资源的同时，容易给矿山地质环境造成影响，并诱发不同类型的地质灾害。实践经验表明，矿山地质环境中发生地质灾害后会造成一系列连锁反应，给生态环境、产业经济、社会主义建设工作造成消极影响，阻碍总体经济发展。因此，在当前高质量矿山开采时期，需持续加强对相关地质灾害的分析，制定一些行之有效的环境保护对策。1 矿山地质环境保护原则1.1 安全性原则矿山开采工作主要是对自然资源进行开发与挖掘，此类开采区域的地质环境相对复杂，经过开采后，地质环境的稳定性会逐渐降低。无论采用传统的人工开采方式，还是现代化的机械开采方式，均会增加事故发生率。因而，开采企业在矿山地质环境保护工作中，要求遵循安全性原则，做好项目立项后的地质勘探工作，编制内容完整、流程标准的开采方案，配套开展安全教育、应急演练等各项工作，规避客观因素与主观因素造成的风险。1.2 科学性原则矿山地质环境的形成受到地质演进规律的限定与约束，矿山地质环境保护工作时，一方面需要实践主体，严格按照必然规律科学分析地质条件、水文条件、气象条件，另一方面则需要在科学性原则指导下，按照地质环境与地质灾害之间的相互作用关系，制定有利于预防地质灾害发生的保护方案。尤其在新时期高质量开采时期，亟须按照现代经济学中的生产要素配置理论，将资本要素主导的资源配置方案，转变为技术要素主导的资源配置方案。1.3 生态性原则矿山开采企业在近年来，普遍扩大了环境工程建设，而且结合第三方环保咨询机构，增强了此类企业的环境影响评价能力及环境保护效果。从实践经验看，在当前需要进一步结合生态性原则，深化矿山地质环境保护工作，促进人、机、材、技、环境、管理等资源配置率，降低此类项目对地质环境稳定性的影响，从根本上减少地质灾害发生的概率等。2 矿山地质环境中的地质灾害类型及成因我国矿山开采企业在前期实践中，无论在露天矿山，还是地下矿山，均采用粗放型开采方式，前一种矿山中的边坡稳定性较差，后一种矿山中遗留了很多采空区。虽然两种地质灾害存在较大差异，但是，均会破坏矿山地质环境，并引起其他地质灾害。例如，在露天矿山开采过程中，岩层多暴露在外，使用爆破、水力、水溶等开采工艺时，容易增加岩体开裂与掉落、出现泥石流。再如，地下矿山开采时遗留的开采区，容易引起地面塌陷。当前对此类采空区未进行专项治理时，受其隐蔽性影响，于后续开采中极容易发生重大事故及其他地质灾害。由于地质灾害类型较多，成因各不相同。下面仅对常见的崩塌滑坡、矿坑突水、泥石流及其产生的原因做出分析。2.1 以崩塌滑坡为例无论在地下采矿，还是露天采矿中，均会造成崩塌滑坡地质灾害，既容易影响矿山开采工作，又会诱发安全事故。导致该地质灾害的主要原因是矿山地质摘要：近年来，我国矿山资源开采过程中，增强了对新理念、新技术、新工艺、新人才等资源配置，起到了提质增效的作用。新时期为了实践高质量开采目标，要求持续开展地质环境保护工作。文章以此为背景，介绍了矿山地质环境保护原则，剖析了崩塌滑坡、矿坑突水、泥石流三种地质灾害类型及其成因。按照“具体问题，具体分析，针对性解决”的思路，提出了几点有利于提升保护效果的应对策略。关键词：地质灾害；矿山地质环境；保护对策郭建军基于地质灾害的矿山地质环境保护对策（中陕核工业集团有限公司，陕西 西安 710100）132学 术论坛/A cadem i c Forum环境内部环境、外部环境再受了破坏，次要原因开采企业在采矿作业时，支护工作不到位。从近年来此类地质灾害发生的诱因看，在受到风力侵袭、雨水浸润，以及温度、湿度的变化引起的物理变化、化学变化时，岩体开裂会逐渐加剧，并在重力作用下，引起边坡滑坡、地下采空区崩塌等。进一步讲，矿山资源开采时，采掘井巷道的结构会受到破坏，岩土结构会发生变化，加上近年来开采效率提升，过度开采容易超出矿山地质环境承载能力，当遭遇强降水、大风情况下，上部结构岩层受力状态处于持续变化状态，会导致矿山结构稳定性持续下降，并引起崩塌、滑坡事故。除此之外，部分矿山地质勘察工作不细致，造成了规划设计不合理，为此类地质灾害的发生埋下了隐患，一旦条件俱备，即可发生此类事故。2.2 以矿坑突水为例矿山开采必然会遗留矿坑及采空区，开采企业为了减少成本支出，对此类矿坑的处理不及时，甚至不进行处理。随着暴露时间延长，雨水洪水汇集到矿坑并形成了矿水。同时，矿山开采时需要对水断层进行贯通处理，此时地层中存在的暗河、地下水溶洞，会通过涌进方式进入到矿坑之内。两种矿水来源不同，但是均能造成矿坑突水灾害，轻者淹没井巷，严重时会引起重大矿难。尤其是裹胁大量泥沙的情况下，会造成矿坑拥堵，并给自救与施救工作造成困难。目前，对矿坑突水产生的客观原因十分清楚，但是对主观原因的重视程度相对偏低，部分企业对于地下水量的估算精准性较差。例如，某矿山在 2020 年6 月 14 日夜间，发生了矿井被地下水淹没的问题，当时正好处于休工时间，所幸没有造成人员伤亡。然而，由于巷道被整个淹没，其中的设备损坏严重，造成了较大的经济损失。后续按照因果关系链条，追溯其发生的主观原因，发现工程师对矿井内的容水量测定数据不精准，同时影响地下水变化的因素分析过程中，未对裂缝水进行分析，加上矿井排水系正处于维修状态。因而，在多重因素的共同影响下，最终导致了矿坑突水地质灾害。2.3 以泥石流为例矿山开采时，会产生大量废弃矿渣，在实际开采工作过程中，开采企业通常选择“先堆放，再清运”的方案。然而，在处理时间方面，为了有效节约成本，部分企业往往采用拖延战术，除了应对检查之外，能拖则拖。或者，部分开采企业预期用废弃的石材料回填矿坑、空采区，这种情况下也容易出现矿渣堆积的情况。但是，在实际的矿渣堆放管理方面，堆放在山谷处，或者在坡脚位置没有按照要求设置挡石墙时，一旦遭遇强降水，或进入雨季，必然会使此类矿渣成为引发泥石流发生的物源。尤其在废弃矿井附近，边坡不同位置并没有设置“人”字型排水沟，经过雨水冲刷后，其中含有大量矿渣被裹胁后增加了泥石流的势能，并导致稳定性不强的边坡发生滑坡现象，形成二次地质灾害等。3 矿山地质环境中的地质灾害应对策略3.1 遵循原则，健全保护体系矿山开采企业需要严格遵循矿山地质环境保护原则，健全现用的安全保护体系。首先，建议此类企业从科学性原则出发，借助“矿山地质环境条件复杂程度分级表”，设置简单、中等、复杂三个等级（如表1）。其次，结合生态性原则，对其开展环境影响评价。建议从在地质环境条件复杂程度基础上，对地质环境问题的危害程度开展评价，具体应包括：地形地貌景观破坏评价；土地资源破坏评价；地质灾害评价。这样做有利于从更为全面的角度，开展系统性保护。表 1 某矿山地质环境条件复杂程度分级表复杂程度地貌类型地质构造采空区面积及采坑深度矿床围岩岩体结构矿层与地下水位的关系地质灾害发育现状简单地貌单元类型单一1.地质构造简单2.产状变化小3.断裂构造不发育1.采场面积小2.采坑深度小主要为巨厚层状-块状整体结构1.矿层在地下水位以上2.涌水量10000m3/d1.类型多2.危害大3.2 防治结合，增强技术监测矿山开采有风险，必然会对地质环境稳定性造成影响，此时不能排除地质灾害的发生。因此，矿山企业在当前普遍采用了防治结合策略，扩大了预防性保护措施。具体而言，一方面应搭建预测预报预警平台，另一方面需要通过技术要素主导的配置方案，扩大对矿山地质灾害的监测。例如，按照“数据采集层基础支撑层数据资源层应用层”搭建地质灾害预报预警发布平台（如图1），通过设置自动监测站的方式，对地质灾害开展全天候监测，并将监测平台与信息化标准化规范体系、安全保障体系、运维管理体系关联起来，共同保障监测预报预警的有效性。3.3 配置资源，提升保护效果在配置各项资源时，建议按照“鱼骨图”分析法，先对地质环境保护中影响地质灾害防治的人、机、材、技、钱、环境、管理六要素列举出来。然后，根据不同的地质灾害类型、原因，设计专项防治方案。最后，133Ac a d e m ic F o r u m/学 术论坛按照技术要素主导的资源配置方案，先完成技术要素配置，再匹配其他各项要素配置。以开采面崩塌隐患为例，应对其原始坡面线、节理裂隙位置、削坡减载线、高程等进行分析，然后，根据针对性治理思路，对环境监测影响评价制定方案选择苗木削坡回填绿植栽种边坡加固等各分部项目配置六要素，提高保护效果。4 结束语总之，在新时期矿山开采效率大幅度提升的同时，地质灾害发生风险相对增加。为了保障高质量开采目标的落实，需要增强对地质灾害的防治。结合上述分析可以看出，矿山地质环境保护原则清晰，导致不同地质灾害的成因存在较大差异。因而，在当前开展矿山地质环境保护工作时，一方面应严格遵循安全性、科学性、生态性原则，健全现用保护体系。另一方面需要在防治结合策略下，按照高质量发展路径构建技术要素主导的配置方案，提高资源配置率，为地质灾害防治效果提供全面支持。作者简介：郭建军（1982-），男，籍贯：陕西蓝田，学历：硕士研究生，职称：高级工程师，研究方向：矿山安全、矿山地质环境。参考文献：1 裴红霞,杨彩霞,王守超.露天开采矿山易发地质灾害研究 J.中国科技投资,2022,6(4):125.2 张立钊.矿山排石场地质灾害防治及地质环境修复 J.华北科技学院学报,2022,19(3):20-24.3 邓育博.关于废弃露天矿山边坡地质灾害治理方案研究 J.中国金属通报,2022,13(11):174.4 熊伟.基于地质勘查技术的矿山环境地质灾害预防探析 J.黄金,2022,43(4):1-3.图 2 地质灾害监测预报预警发布平台示意