矿山设计与矿山地质灾害安全关系

【摘要】我国的矿山开采业迅速地发展着，但在开发的过程中采用相对落后的开采技术及设备，使得矿区发生地质灾害的次数增多，矿山环境不断恶化。广西自治区是我国有色金属的主产地之一，作为重要的能源基地广西的地质灾害频发，严重制约着地区经济的发展并危害民众的生命安全。所以有必要对这些地质灾害做深入的了解，并及时进行全面科学的预治。

【关键字】矿山设计；地质灾害；解决方法；

中图分类号： S611 文献标识码： A 文章编号：

矿业的发展很大程度上满足了国民经济对原材料和能源资源的需求，环境安全问题却不断涌现。究其原因既有自然方面的因素，更是人类的开矿活动诱发的。本文通过分析矿区常见地质灾害的成因及种类，结合采矿现状研究具体的防治方法，以减少地质灾害的发生，保护矿区的环境，实现矿区的全面协调可持续。

矿山设计和矿山地质灾害概述

（一）矿山设计

矿山设计是对矿产资源进行开发的必经阶段，也是对矿山进行建设的重要环节。目的在于对矿山的建设及生产进行全面规划，根据矿床的储存状况和开采的技术条件，选择科学合理的资源开发方案。矿山设计的主要内容首先是确定矿山的规模、年限、开采流程及产品方案；其次是对采矿的方法、矿床的开拓、矿石的加工工艺、矿山的地下设备（如：排水、供电、施工）等方面选择科学的方案；最后，对建设投资进行核算，编制出施工图和技术设计。由上面可看出，矿山设计与矿区的开发密切相关，对矿山实现均衡可持续生产有重要影响。

（二）矿山地质灾害

人为开矿所诱发的矿山地质灾害，对地区经济及人民的生命财产安全带来很大的损失。在矿山开发过程中，由于大量的采掘造成了岩体变形、井壁破坏、地质水文条件严重恶化，破坏了矿区的资源环境和工程设备。矿山地质灾害的种类很多，地面上的有滑坡、泥石流、地面塌陷、崩塌等，井下的地质灾害有冒顶、突水、片帮、矿震、煤自燃等。矿井地质灾害具有种类多、分布广、发生频率高、损失大等特点。矿山地质灾害的发生，一方面与矿区的地质、地形、气候等自然的条件；另一方面取决于矿井的深度、回填方式、采空范围及防灾救灾能力。地质灾害也严重危害着矿业的发展，具体表现有危害矿工的生命安全，有时大的矿井灾害会造成上百人死亡；破坏采矿的设备，影响矿区的生产；破坏矿区的环境及周围的土地、水资源。

矿山开发造成的地质环境问题

经济的迅速发展，导致资源供需矛盾日益突出，资源开发的力度也不断增强。虽然我国有丰富的矿产资源，但开发技术落后、矿区地质环境的保护滞后，使得地质环境遭到较为严重的破坏。如广西的有色金属资源储存量大，但开发过程中不注重环境保护出现泥石流、滑坡、崩塌、地面塌陷、水污染及土地污染等地质灾害。

（一）矿井突水严重

随着矿井开采深度的不断增加，特别应注重地下水的疏通。但在疏干排水时，需深降强排，由此会出现许多地质问题。最突出的问题首先是矿井突水，这是由于矿区有丰富的含水石灰岩随着矿床开采的不断延伸，产生了很大的水头差，在一些隔水薄弱的地层矿井承受着灰岩的高水压，威胁着工人和矿井的安全。其次是岩溶矿区的排水易引起地面的塌陷，给城市交通及农业发展带来严重灾害，矿区周围的地下地面塌陷、水位下降使水源系统出现吊泵，造成水无法正常供给。

（二）矿区环境污染严重

现在的采矿业迅速发展，采矿的技术和污染处理技术却很落后。如广西的金矿资源丰富，随着采矿业的快速发展，仍采用传统的混汞技术和氰化物堆浸技术，产生大量含汞和氰化物的废水、废气和固体废弃物，使得环境污染问题突出。与此同时大量的汞及其化合物侵入水体和土体，导致水质和土质污染程度不断加深。虽然有的矿区采用污染处理设备，将废水、废气集中堆放于尾矿库，但保护措施实施不利，洪水爆发时汞和氰化物就会被带到下游，污染下游居民的生活用水。此外，尾矿库大多建在灰岩上，库低很难进行防水处理，有毒液体很有可能顺着溶洞及库低裂缝渗入到地下水中，严重威胁着生态环境及周边居民的身体健康。

（三）矿区岩土变形严重

矿产资源的开发大多采用井下作业，若空矿井的支柱不足或受损导致支撑能力弱，就会出现地面的塌陷。开采埋藏较深的矿体，如果不能对采空区及时进行回填或崩落，很有可能发生大规模的地面坍塌。地面塌陷产生的破坏范围极广，不仅有建筑物、交通道路及耕地，还可能导致矿山地下的巷道塌毁，或者是水沿着塌陷的裂缝直接灌入井内，造成井淹。

三、矿山设计如何有效防治矿山地质灾害

地面塌陷的防治措施

1.加强监测对地质灾害的防治。因为开矿所引起的地质灾害，是在生产过程中不断地积累及延续的结果，所以利用先进的理论技术及时对监测的结果进行预测，提前对可能出现的灾害采取恰当的措施。总结各大矿山地质灾害的成因，协调处理经济发展、环境保护和社会稳定之间的关系。

2.利用填充复垦的方法防治。采空区没有填充，板岩层上覆岩层的压力和自身的重力使得岩层不断向下弯曲和移动。当岩层内部的张力超过其能承受的最大强度时，顶层岩层首先就会出现破碎和断裂，接着形成断层。所以充分利用矿区丰富的废弃料填充采空区和塌陷区，形成可以重新耕作的土地。这种方法既解决了塌陷地的复垦问题，又时矿区的废弃物得到了合理解决。

3.在采空区建构建筑物前，应采用钻探和地球物理勘探技术对建筑场地的岩土地质和地基的稳定性进行评价。根据采空区的面积和分布范围，设计房屋的结构框架和基础，并采取合理有效的结构措施，减少地表的变形对建筑安全的影响。

（二）加强矿山地质环境评测体系的建设

随着矿产开发规模的不断扩大，环境的破坏和污染日益严重。矿山环境评测的标准与地质和社会环境密切相关，但面对各地区的环境差异，矿山地质环境质量的评测应采用不同的指标体系。但任何评测的标准都影响着矿区的社会经济发展和环境的保护，因为，对地质环境的评测体系涉及到矿区发展的整个方面，这些因素之间的相互作用很大程度上影响着地质环境的好坏。因此，必须建立能够体现矿区综合环境质量和人类适宜居住的评测指标体系，指标体系的建设应遵循系统性、针对性、科学性、可操作性和时空的多层次性当原则，这样环境评测就能选取内涵丰富、敏感便捷的主导性指标，使得评测体系能准确地反映矿区的地质环境状况及其变化趋势，从而实现有效的环境防治。

（三）运用可视化技术，提供资源勘测和开发的支持

近年来随着信息科技在矿产领域的不断运用，地质数据三维可视化成为矿产开发关注的重点。地质数据的可视化具有科学研究和空间决策的双重属性，针对地质过程和现象存在的结构信息、参数信息、关系信息等的不完全，通过可视的方法动态地分析数据，实现对半结构化或着非结构化地质的建模和表达。对工程的地质条件及矿产资源进行可视化评测，可以为资源开发和工程的建设提供优选的支持。所以无论是在地质、水文、矿产的勘测，还是地质灾害的防治过程中运用空间可视化技术，可以有效地提高矿产的分析、管理和决策水平。

总之，我国采矿业的发展创造了财富，也造成了许多地质灾害。因此有必要对矿区当前地质环境进行分析，制定出科学的措施，恢复矿山的地质环境，促进经济发展与环境保护协调发展。