采矿引发的地质灾害及综合治理研究

刘 辉，谢玉江，杨 涛

（江西省煤田地质局二二六地质队，江西 萍乡 337000）

随着全球城市化进程的加快，人们对地质资源的需求也大大增加，不科学的采矿方法对于矿区周边的地质环境来说影响很大，对于一些矿区来说，由于长期、大量进行开采，导致地质灾害发生的情况越来越多[1]，一系列的地表沉降、塌陷、滑坡等灾害的发生，这些地质灾害对于矿区工作人员和周围居民的生命财产安全都产生了严重的威胁，使人们也意识到了矿区地质灾害防治的重要性，对采矿技术与综合治理手段进行研究已经迫在眉睫。因此，本文通过对地质灾害的类型进行统计，深入研究其发生的原因，并提出相应的综合治理措施。

1 采矿引发的地质灾害类型

本文的研究以某老旧矿区为主要研究对象，该矿区的地形平缓，植被覆盖面积较大。由于该矿区经过多年的大量开采，形成了较大面积的采空区，发生过地面塌陷以及地面裂缝等地质灾害。根据该地区以往的历史记录显示，全市地质灾害发生的地点有841处，在这些地质灾害中，主要包括滑坡、崩塌、泥石流沟、不稳定斜坡、地表塌陷等几种类型，其数量占比如图1所示。

从解放以来，根据记载资料的不完全统计，该矿区所发生的的地质灾害共造成294人死亡，311人受伤，毁坏住房3314间，掩埋、破坏各级公路累计2.7km，破坏耕地,累计1243余亩，造成的直接经济损失约1.2亿元[2]。由于上述几种类型的地质灾害，给当地也造成了严重的水土流水，结合当地的地形地貌，水土流失的分区以及具体情况如表1所示。

本文将对以上几种类型的地质灾害进行深入分析。

1.1 山体滑坡

滑坡主要是指斜坡上的岩土体经过外力作用下，因自身重力向下滑动的现象。一般滑坡都集中在露天矿的边坡，属于重力牵引式滑坡。经过统计，该矿区的山体滑坡隐患点共有308处，山体滑坡的发生主要是因为建立矿窑时开挖了坡脚，使边坡的稳定性变小，除此之外，矿区的岩土遇水膨胀后[3，4]，颗粒之间的摩擦阻力变小，因此在发生降雨、冻融之后，会更加容易发生山体滑坡的地质灾害。在这些有隐患点中，大型滑坡灾害隐患点共有8个，中型隐患点有41个，其余为小型隐患点。这些隐患点大部分分布在矿区的重要开采区域，由于矿区受到开采后，呈现出了一种特殊的地质构造，在这种格局的作用下，滑坡的危及范围已达到北帮地面，由于紧临市区，北帮地面已经成为滑坡灾害的重灾区。

图1 某矿区地质灾害发育类型

1.2 崩塌

该矿区内的崩塌隐患点共有472处，主要崩塌因素为黄土，其次为岩质崩塌。其中中小型的隐患点居多，主要分布在斜坡坡度较大，高度在8m以上的黄土斜坡地段，这类地段主要形成原因是，开采过程中切坡挖窑建房，以及建设公路所留下的。同滑坡一样，在晶粒后恶劣的自然天气后，例如降水、冻融，极易在自然形成的破碎斜坡和公路的人工岩质边坡地段发生黄土崩塌。

1.3 泥石流

泥石流主要发生在宽度较小、深度较大的黄土沟壑中，该矿区的泥石流类型一般为连续性短时强降水引发的滑坡性泥石流，这种类型的泥石流具有明显的形成区、流通区及堆积区。形成区的地势一般情况下会多面环山，坡高约在35m以上，坡角大于45°，且由于矿区的坡面岩石大部分破碎，影响了植被的发育，并且基岩表面出现了严重的风化现象，加之人类在开采矿的工程活动中产生大量废弃的松散堆积物，例如采石场碎石、采矿弃渣等，为泥石流的形成创造了条件。该泥石流形成的诱导因素表面上是由于暴雨所致，深究其中的根本原因是由于人类不科学、不合理的开采活动造成的。

表1 水土流失情况统计

1.4 地面塌陷

采空区地表塌陷是由于自然因素或人为因素以及矿体在围岩的作用下，地表岩土体在重力作用下发生错动、地表变形和崩塌的地质灾害现象，具有长期性、隐蔽性，而突发性的特点，往往很难对其发生的具体时间和具体地点做出准确的预测。地表塌陷有三种常见的灾害形式，即塌陷坑、塌陷洞和塌陷槽。对本矿区城区而言，其地表塌陷往往与开采煤炭资源、铺设管网、建设人民防空工程等大型地下开挖活动有关。该矿区地面塌陷影响范围大，累计塌陷价值大，造成无法弥补的巨大经济损失。地面沉降是由于崩塌灾害造成的，致使大量地表水体不能自由排水，耕地严重被淹，无法耕种。

1.5 不稳定斜坡

该矿共有17个不稳定边坡隐患点，均分布在梁茅沟黄土区8m以上的陡坡上。其主要成因是在削坡过程中形成的取土场和炉窑及高速公路的建设，这与人类的采矿活动密切相关。天气、排水、降水和冰冻都容易形成崩塌和滑坡。

2 地质灾害综合治理

矿区的地质灾害已经影响了矿区周围居民的正常生活，为了保证矿区的可持续发展，需要对矿区进行综合治理，针对以上地质灾害的类型以及发生的原因，提出几点措施与建议。

2.1 加强水土管理

为了保证矿区的正常、长期稳定运行，各个矿区需要在市政府等相关部门的领导下，建设起各级地质灾害的管理机构，在国土资源部、省国土资源厅、市国土资源局及矿管部门的指导下，正确处理城市建设、环境保护与采矿之间的冲突，对于矿区内的水土资源必须要科学保护，在合理的范围内加以利用，在环境能够承受的范围内合理采矿。对于地下水的保护尤其要加以重视，定期对地下水水质进行抽查，如果有水质变坏的趋势，需要即使找出开采过程中存在的不合理之处，并及时改正，对地质环境管理要求及地质灾害防治法规条例宏观调控，加大土地复垦的力度，将其与治理工作归纳到综合治理的措施中，全面实现地质灾害中水土保护的综合治理目标，根据不同矿区地质灾害的实际情况，制定适合该矿区的地质灾害综合管理细则，给地质灾害防治工作增加一定的指导意义。

2.2 科学采矿

矿区的开采对地面的建筑有着很大的威胁，因此采矿的技术工作者也发明了一些新的科学合理的采矿技术和采矿完成后的地质修复技术。其中主要包括注浆技术，条带技术、锚固技术和桩技术[5]。注浆技术还可以分为离层带注浆技术、裂隙注浆技术。注浆技术主要的作用是能够修复裂隙带之间的离层带和滑坡体，进一步控制地表沉降与滑坡问题；条带技术主要是将开采矿划分成条状，隔一条一开采，留下的矿土作为支撑，承受荷载，防治沉降崩塌；锚固技术主要是对巷道进行支护，保证开采过程中的工人安全，桩技术对滑坡灾害有一定的效果。

2.3 合理规范人类对矿区的开采

矿区发生地质灾害的主要原因是人们对于矿区的过渡开采，这类活动中产生地质作用已经成为了地质灾害发生的巨大源头推动力。在对矿区进行开采之前，应当使用一些专业的方法对矿区的开采灾害危险性进行预测，目前使用较多的是应用模糊数学综合评判法，已经取得了初步的成效。在开采中，要合理规划开采活动，提前进行地质预测和评价，加强“三采”地面保护研究，禁止在矿区内随意开采小窑，逐步规范和理顺过去的无序开采活动。其次，在非矿区，黄土滑坡和崩塌是最常见的地质灾害类型，应尽量减少不规则和不合理的开挖，禁止以牺牲环境为代价的短期经济发展，坚持可持续发展。

3 结束语

综上所述，我国甚至于全世界对于各类矿产的需求量都在不断攀升，矿区的地质灾害形成的原因主要是由于过度开采和使用了不科学的开采方式，这样的形式下导致了矿区地质灾害发生的频次越来越大，不仅给周围居民带来了生命财产威胁，也给当地造成了严重的水土流失。因此为了保证矿区的可持续发展和开采，采取积极的综合治理手段非常重要，是保证地质灾害发生概率降低的重要因素。