矿山环境地质灾害问题与勘查方法探究

矿山环境地质灾害问题与勘查方法探究

摘要：国家经济飞速发展，带动了矿山行业不断地改革和提高，越来越多矿山

企业开始对矿山进行大规模的开采，尤其近些年对矿产资源的需求量持续不断扩大，使得矿山开采量逐年程序上升趋势。然而在矿山开采过程中由于人为或者自

然原因造成的矿山环境破坏越来越严重，在某种程度上就造成了一些地质灾害的

发生。

关键词：矿山；环境地质灾害问题；勘查方法探究

引言

作为人类生存以及发展的物质基础，对矿产资源的保护极为必要。然而长期

以来我国对矿产资源的开发中疏于对其保护，所以矿山地质问题频出。针对这一

情况，必须要明确这些地质灾害产生的原因、主要地质灾害的特征以及选择可以

的勘察方法来进行处理，从而为后续的防治工作提供参考。

1矿山环境地质灾害问题

1.1泥石流

在众多的矿山环境地质灾害问题中，泥石流对矿山环境的影响最大。由于泥

石流的流动性较强，人为控制比较困难，在开采矿产资源的过程中，一旦发生泥

石流，不仅会严重影响矿产资源的开采质量，还会降低企业的经济效益。产生泥

石流的原因主要有以下几个方面：首先，在矿山开采的过程中，周围的废土没有

进行良好的处理，在一定程度上破坏了土壤内部的结构，使得大量的泥沙直接暴

露在土壤外层，山体表层土壤的稳定性不断下降；其次，许多肥料直接堆放在矿

山顶部，使得矿产坡体高度不断增加；最后，在开采矿产资源的过程中，开采人

员的工艺比较落后，增加矿山坡度。为了有效减小泥石流对矿山环境的影响，需

要做好相应的防治工作，针对矿产中的废料，需要及时进行清理，进一步提高矿

山表层的稳定性。另外，相关工作人员可以设置合理的防泥网，防泥网会对矿山

中的碎石起到一定的控制作用，并不断提高矿山的排水能力，降低泥石流的发生

概率。在开采矿产资源的过程中，通过采用合理的防治措施，能够有效减少泥石

流现象的发生，从而有效保证矿山开采工作的顺利进行。

1.2山体滑坡

造成山体滑坡的因素较多，它们相互交织共同造成了山体滑坡灾害，多是在

强降雨气候中发生的。由于在进行矿山开采时使得矿山外部裸露出较多的岩石层，并且岩石的成分不一、软硬不同，受到环境的风化程度也不同，质地更致密的岩

石更加突出，这样在环境中的空气和水的作用下，不断的对其产生切割作用，在

长时间的作用下，由于自重而断裂滑落。另外，矿山区的地质环境变化，结构也

随着改变，原本较大的岩石裂成几份，这些分裂体有可能失去稳定性而滑落。人

为因素也会导致山体滑坡，如在采矿时只在坡脚施工，使得山体内部的应力平衡

发生变化，最终导致岩石的分裂滑落。对于这类地质灾害应当在采矿前做好现场

环境的勘探，考察岩石层的稳固情况以及山体的陡峭性，较陡山体极容易出现山

体滑坡。而对于某些较陡的矿山体，应当做好防护措施，如使用抗滑挡墙、抗滑链，或者加筋挡墙等的方式，也可以人为的进行山体加固，或者进行土层的注浆

加固、山体固土等方法。

1.3塌陷

塌陷是矿山环境中最常见的地质灾害之一。一般情况下，当矿层采出之后，

采空区顶板岩层在重力的作用下发生形变或移动，当其内部的张应力超过了岩层

本身的抗拉强度时，顶板出现破裂、冒落，岩层进一步弯曲出现断裂。且塌陷情

况还会伴随着采矿工作面的推进而扩大，并最终出现大面积的塌陷区域，给地下

开采和地上环境都带来巨大的风险。另外，岩溶塌陷也是常见的塌陷类型，在煤矿、金属矿山等区域广泛存在。通常情况下，岩溶塌陷是由于地下开采导致。而

采矿塌陷的过程机理较为复杂，现场勘查难度较大，尚未形成有效的观测模式，

但可以从拱形冒落等不同角度来分析其形成的机制。目前对塌陷的主要处理方案

是进行充填，利用粉煤灰、煤矸石等可以利用的充填材料充填，不仅有效解决了

塌陷问题，还能在一定程度上解决矿山固体废弃物的处理难度，起到了一举两得

的作用。

2勘查方法

2.1地球信息技术综合方法

地球信息技术综合法的核心就是遥感技术，遥感技术（RS）主要用于大面积

区域的勘查工作，它可以形成不同尺度，并且根据所需的不同尺度，对勘查出的

结果进行解释分析。其可使用航空和卫星电影进行解读，具有直观，真实，准确

和有效的特点，可以大大提高工作效率和质量。GPS具有全天候，全球覆盖的科

技属性，且勘查的精准度极高，设备操作便捷灵活，且设备体积小巧易携带。目前，GPS定位仪一般被用作勘查矿山环境，技术人员可通过该设备获取矿山的三

维坐标，掌握准确的数据。矿山地质灾害的诸多问题是多种因素共同作用的结果，GPS本身具有强大的空间分析功能，其可以将多源因素进行叠加，并对其中信息

进行分层处理，得出分析结果。因此，GPS可以充分实现矿山环境勘查和灾害问

题的动态模拟评估。

2.2水文及岩土的勘探分析

在进行矿山环境地质灾害的勘探中，水文地质勘探时必不可少的环节，通常

它需要配合岩土力学结构分析共同进行，两者的勘探结果均需要进行实验，并根

据实验结果得到勘探数据。在进行水文地质勘探时需要对水质进行测试，并通过

渗透性测试来了解含水层顶板的渗水情况，另外还有浸泡实验、含水层吸附测试等。岩土力学结构主要是通过对矿山地区的岩石分布及受力进行研究分析，考察

其稳定性，分析岩石在外部应力的作用下会出现哪些力学动作，保证矿山开采的

安全性。通过对水文及岩土的勘探分析，我们可以在开采施工前了解矿山承载性能，并做好必要的防护措施，以及制定合理的开采方案，避免开采过度引发一系

列的地质灾害。

2.3物理勘查

物理勘查包括高密度电阻率法、浅层地震法、环境试验方式。高密度电阻率

法的原理是以岩土的导电性能差异为基础，研究传导电流的分布规律。其原理是

在观测工作中设置高密度观测点，对取得的参数进行反眼成像，精确地给出断面

地质信息。相比于传统方式，它可以减少电极设置出现的故障和干扰问题，并且

可以实现自动获得较丰富的关于地电断面结构特征的地质信息。另外，可以对资

料进行预处理并显示剖面曲线形态，脱机处理后还可自动绘制和打印各种成果图件，成本较低，工作效率出色，对于潜在风险的推断与分析结果准确，一些采空区、岩石风化层的研究勘查工作都可以进行高密度电阻率法。例如某市的土矿采

空区采用高密度电阻率法，结合钻探资料后获取了闭合圈异常信息，最终确定采

空区域的范围和面积，给后续的工作打好了基础。而浅层地震法则是通过人工的