湖南省礦山地質災害防治措施建議

陳海英 肖立權

摘 要：本文論述了湖南省礦山地質災害的形成條件、預防措施，并結合本人從事礦山地質災害評估的實踐，對幾種常見的礦山地質災害概念、成因條件進行了分析及其治理措施作了歸納。

關鍵詞：地質災害、泥石（廢石、矸石）流、崩塌、滑坡、地裂縫、巖溶（采空區）地面塌陷、突水突泥

1、前言

湖南省礦產資源豐富，礦山企業眾多，礦業活動引起的礦山環境問題日趨嚴重。但近年來，為了最大限度地減輕礦山地質災害損失，有計劃的進行地質災害的防治。先后出臺了《湖南省地質災害防治管理辦法》、《湖南省地質環境保護條例》、《湖南省礦山地質環境影響評估技術要求》〔試行〕、《湖南省礦山地質環境影響評估技術要求》、《湖南省礦山地質環境治理備用金管理辦法》等與礦山地質環境保護有關的規章制度。

湖南礦山開采形成的地質災害對湖南的經濟造成巨大損失，同時引起了一系列的社會矛盾，一些受害單位和個人不得不把礦山企業推向法庭，形成了新的社會不安定因素?？梢妼ΦV山地質災害的預防及治理到了關鍵時刻，已成為湖南省當前一項重要任務。

2、礦山地質災害的成因

2.1、受自然環境條件制約

湖南地處東經108°47′～114°45′″、北緯24°39′～30°28′之間，境內東南西三面環山，幕阜、羅霄山脈綿亙于東，五嶺山脈屏障于南，武陵、雪峰山脈逶迤于西。湘西山地多數山峰海拔1000m以上，中部丘陵與河谷盆地相間。

湖南省成礦區主要分布于湘東南西，多數礦區受兩種或兩種以上構造及其復合部位控制，成礦地貌復雜、構造發育，礦床規模不一，造成采礦方式及采礦難度大，決定了礦山開采誘發及加劇地質災害的發生。

2.2、礦山開采技術落后

目前，由于礦山地質環境保護技術規范不健全，缺乏不同類型的礦山開采技術要求和環境保護措施，全省絕大數礦山開采技術還是采用傳統的炸藥爆破方式進行開采，致使礦山圍巖結構受損，地質災害事件屢屢發生。

2.3、礦山地質災害恢復與治理缺乏資金支持

礦山地質環境已經存在許多歷史遺留問題，給社會經濟可持續發展造成了較大的困難。在社會主義市場經濟時代，礦產開發投資主體已經多元化，礦山業主流動性大，個人經濟效益放在首位，礦山地質災害日益突出。

雖然我省投入大量資金進行恢復治理，如2004年，國家財政部和國土資源部批準湖南省11個礦山環境整治項目，補助資金2300多萬元，占財政部和國土資源部當年礦山環境整治補助資金的20%以上。但由于歷史欠帳太多，礦山環境恢復治理還是顯得資金投入不夠，礦山環境恢復與治理的速度仍趕不上破壞的速度，礦山環境恢復與治理任務大。

3、礦山地質災害實例

湖南的煤炭壩煤礦環境地質條件為地處淺埋巖溶區，因開采礦產需要，進行礦區疏排地下水引發的巖溶塌陷災害十分普遍，本礦大規模開采煤炭資源始于20世紀70年代，而因采礦造成的巖溶塌陷引發的受損房屋面積已達150萬平方米，受影響的城鄉人口26889人；受損農田2345公頃，拋荒地453公頃；還使大量的公用建筑、道路橋梁、電力通訊設施、水利工程遭到破壞以及嚴重的地表開裂、變形等災害。

柿竹園礦為老礦山，過去對尾礦壩的安全重視不夠，存在著許多安全隱患。如1985年8月，因一場特大山洪引起大規模礦山尾砂廢石流，長11公里，固體物質總輸移量達5500萬立方米，致死49人，將原東波礦區的下二村洗劫一空，直接經濟損失1748萬元。

恩口煤礦區因長期疏干排水導致礦區25平方公里范圍內出現8757個塌洞，致使人畜飲水困難，農田水利設施被毀，直接經濟損失1.1億元。

4、礦山地質災害預防措施建議

礦區地質災害預防是關系到礦區人民生命財產安全、關系到礦區經濟的可持續發展。有必要積極開展礦區地質災害預防工作。針對礦區地質災害發生的特點、造成損失程度特作出以下具體的預防措施建議：

4.1、認真貫徹執行“以防為主、防治結合”的方針

開展全礦區地質災害時空的分布、形成機理的研究，進行地質災害預測、預警分析，逐步掌握地質災害的分布規律，做好地質災害的事前防范工作。

4.2、進一步加強規章制度的建立，健全防災措施

大力宣傳、認真貫徹《湖南省地質災害防治管理辦法》、《湖南省地質環境保護條例》等，進一步增強全礦人員的法律意識，提高依法加強礦山地質災害預防的自覺性，以法規的形式預防和減輕礦區地質災害。

4.3、設立專門的機構預防地質災害

實行嚴格的責任制，按照《湖南省地質災害防治管理辦法》做好如下四點防災工作：一是做好以地質災害現狀、防治目標、防治原則、易發區和危險區的劃定、總體部署和主要任務、基本措施、預期效果為內容的地質災害防治規劃；二是擬定好地質災害監測、預防重點，設計好地質災害危險點威脅對象、范圍的地質災害防災預案；三是做好礦業活動誘發地質災害的可能性、礦業活動本身遭受地質災害的危險性及已發生的地質災害所采取的措施等進行地質災害危險性評估；四是做好地質災害發生的時間、地點、成災范圍、影響程度等地質災害預報。

4.4、需要加強地質災害監測和信息系統建設

大型礦區根據地質災害的性質及防治措施確定監測內容，并建立監測網絡和信息系統，密切觀察地質災害的發展動態。小型礦區根據經濟實力可采取不定時的監測。

4.5、礦區重點預防區實施專人定點監控，切實做好地質災害的預防工作

汛期是防災工作重點時期，要緊密結合天氣預報做好地質災害趨勢預測，要加強地質災害險情巡回檢查，發現險情及時處理和報告。

4.6、要加強巡查，嚴格管理

地質災害預防要堅持以防為主，防患于未然；堅持以人為本，確保人民生命安全，同時最大限度降低財產損失。加強巡查工作，落實專班，做好值班，對各種可能誘發地質災害的行為開展不定期的檢查，從源頭上盡可能防止和減少地質災害的發生。

4.7、建立群測群防體系

礦區所有的人相當于一個大家庭，人人有責來維護礦區的安全，要動員所有力量，建立群測群防體系。

5、礦山地質災害治理措施建議

礦山地質災害的發生具有突發性，對礦山造成的危害往往難以估計的，可能摧毀礦山設施，淤埋礦山坑道、傷害礦山人員、造成停工停產，甚至使礦山報廢；也可能對礦區內的居民及其他流動人員構成生命危險、毀壞房屋、破壞耕地、林地等等。依據本人從事的礦山地質災害的實踐，對礦山地質災害的治理措施作了歸納并提出了一些建議。

5.1、泥石（廢石、矸石）流治理措施建議

泥石（廢石、矸石）流指由于暴雨或其它水源破壞斜坡表層及堆積物的穩定而形成的一種夾帶大量泥沙石塊（含礦山廢石矸石）及植物等固體物質的特殊洪流。形成條件概括起來主要表現為三個方面：地表大量的松散固體物質，充足的水源條件和特定的地貌條件。治理措施建議：

5.1.1治水措施 ：此項可分為蓄水措施、引水措施、截水措施。作用是調蓄洪水，避免或減緩洪峰；引、排洪水，消減、控制泄洪量；攔截上方崩滑或水土流失地段徑流。

5.1.2 治泥石（廢石、矸石）措施：可分為攔壩措施、擋墻（擋土墻、擋渣墻）措施、護坡措施、變坡措施。作用為攔蓄泥沙、穩固滑坡、節節攔截、減緩溝底坡度；穩固滑坡、崩塌體；加固邊坡，增強坡體抗滑抗流能力；降低坡角，削弱泥石（廢石、矸石）流侵蝕力。

5.1.3 生物措施：主要采用水源涵養林措施、水土保持林措施及廢石、矸石恢復植被措施。作用是改良土壤，消減徑流；保水保土，擴大植被覆蓋率，減少水土流失；固定廢石、矸石，降低松散固體物。

5.2 崩塌治理措施建議

崩塌指陡坡上被直立裂縫分割的巖土體，因根部支撐不住，產生折斷壓碎或局部滑移，失去穩定，突然脫離母體向下傾倒、翻滾的現象。崩塌是在特定條件下形成的：地形地貌、地層巖性和地質構造是崩塌的物質基礎；降雨、地下水作用、振動力、風化作用以及人類活動對崩塌的形成和發展起著重要的作用。治理措施建議：

5.2.1 遮擋措施：遮擋斜坡上部的崩塌落石。常用于中小型崩塌或人工邊坡崩塌的防治。

5.2.2 攔截措施：對于僅在雨季才有墜石、剝落和小型崩塌的地段，可在坡腳或半坡上設置攔截構筑物，如設置落石槽以停積崩塌物質。

5.2.3 支擋措施：在巖石突出或不穩定的大孤石下面，修建支柱，支擋墻等。

5.2.4護墻、護坡措施：在易風化剝落的邊坡地段，修建護墻，對緩坡進行漿砌片石護坡等。

5.2.5 鑲補勾縫措施：對坡體中的裂縫、縫、空洞，可用片石填補空洞，水泥砂漿勾縫等以防裂隙、縫、空洞的進一步發展。

5.2.6 切割爆破措施：采用切割爆破處理孤石、危巖或孤石（危巖），通過各種藥包的聯合爆切作用，把單個的、體積較大的孤石、危巖或孤石（危巖）群予以全部或局部地粉碎。

5.3 滑坡治理措施建議

滑坡指斜坡上的巖土體受一定的因素誘發，在重力作用下，沿著一定的軟弱面或軟弱帶，整體地或分散地順坡下滑的現象?；碌某梢虬▋煞矫?，一是環境條件：巖土地質類型是產生滑坡的內在物質基礎；地質構造及巖土結構是產生滑坡的內在地質環境條件；地形地貌是產生滑坡的內在地貌環境條件；地下水作用是產生滑坡的水文地質條件；二是誘發因素：礦山滑坡的形成可能有以下五種誘發因素，分別為大氣降水、溝谷水流的沖刷、人為工程活動破壞坡體平衡作用、地震動的作用、亂砍濫伐人為活動。治理措施建議：

5.3.1 排除地表水措施：目的在于攔截、旁引滑坡外表的地表水，避免地表水流入滑坡區。具體施工措施有滑坡體外圍截水溝、滑坡體上地表水排水溝。

5.3.2排除地下水措施：排除地下水可使滑坡體土體干燥，從而提高其強度指標，降低土壤的容重，并可消除地下水動水壓力，以提高滑體的穩定性。具體施工措施有截水盲溝——用于攔截或旁引滑坡體外圍地下水、支撐盲溝——兼具排水和支撐作用、仰斜孔群——用近于水平的鉆孔把地下水引出、滲管——排除滑坡體內的地下水等等。

5.3.3 削坡減重措施：用于治理處于“頭重腳輕”狀態而在前方又沒有可靠抗滑地段的滑體，使滑體外形改善、重心降低，從而提高滑體穩定性。

5.3.4 修筑支擋措施：目的在于增加滑坡的重力平衡條件，使滑體迅速恢復穩定。具體施工措施有抗滑擋土墻（錨桿擋墻、樁拱墻、豎向預應力錨桿擋墻等）、抗滑樁、錨固。

5.3.5 土質改良措施：它通過改善滑體土的性質，使之堅固以達到穩定滑坡的目的。具體施工措施有焙燒法——利用導洞或鉆孔火燒滑坡前緣部分的滑體，使之形成由硬土組成的“天然”擋墻、爆破法——在已成孔孔底用炸藥爆破，破壞滑動面的完整性，使得不能沿滑動面形成連續的底強度帶、灌漿法——用于凝固土體，從而達到提高滑體土抗剪強度目的。

5.4 地裂縫治理措施建議

地裂縫指由于內外力作用而產生的地面縫狀開裂。形態上有張口狀裂縫、壓密裂縫及臺階狀裂縫等。礦山型地裂縫多為采空區地面塌陷及巖溶地面塌陷中地表變形形態之一。礦區地裂縫的形成主導因素為采礦遺留的采空區、過量抽排地下水而產生的負壓所致，其次為地震、地質構造、崩塌、滑坡等所造成的。治理措施建議：

5.4.1 水泥灌漿法措施：一般用于較大型地裂縫，目的在于填補裂縫，使其具有凝合力，以止地裂縫進一步發展。

5.4.2 填土掩埋、夯實措施：一般用于小型地裂縫，對地裂縫進行及時的回填、夯實，以控制其繼續擴大。

5.4.3 采空區回填措施：對已采空區要進行及時回填，減小負壓，以防止地裂縫的發生和發展。

5.4.4 控制地下水位下降措施：使抽排水量小于或等于地下水的補給量，以避免地裂縫的發生或發展。

5.5采空區地面塌陷治理措施建議

采空區地面塌陷指地下礦層（體）被采空后，頂板覆巖產生變形破壞波及地表，使地表產生沉陷、地裂縫、塌陷坑及槽狀塌陷等非連續變形破壞現象的總稱。主要由于地下采空區使原有的平衡條件破壞，使其產生負壓，采空區頂部抗壓不強而形成塌陷。治理措施建議：

5.5.1.1工程治理措施。清除填堵：常用于相對較淺的巖溶塌坑或埋藏淺的土洞。首先清除其中的松土，填入塊石、碎石形成反濾層，其上覆蓋以粘土并夯實；強夯：在土體厚度較小、地形平坦的情況下，采用強夯砸實覆蓋層的方法消除土洞，提高土層的強度；因地制宜修建截、排水溝。

5.5.1.2 礦井設置保安礦柱或禁采區措施。實施本措施對保護地面人居安全與基礎設施的穩定性所確定的范圍合理，安全可靠，能有效防止或減小地面沉陷變形破壞。閉坑后礦山礦柱回采，須設計回采方案，方案必須經過國土主管部門批準后實施。

5.5.1.3 改進礦井開采方法與頂板管理方式：礦井開采方法與頂板管理方式應根據礦山地質環境情況進行設計，前提是使發生采空區地面塌陷的可能性降到最小。

5.5.1.4 采空區處理措施：對已采空區要進行及時處理，以阻止采空區地面塌陷的形成及發展。具體操作措施有充填法、垮落法、頂板緩慢下沉法、條帶開采法。

5.5.1.5 實施搬遷避險措施與對受損土地實施復墾整治：對治理難度大、經費大的采空區地面塌陷所影響范圍內的村民實施搬遷，并對受損的土地因地制宜的種草植樹，防止水土流失，恢復生態景觀效果。

5.6巖溶地面塌陷治理措施建議

巖溶地面塌陷指巖溶地區（主要是覆蓋型地區）隱伏在地下的巖溶洞穴上方的土（巖）體，在人為因素或自然因素影響下產生向下陷落，并在地面形成坑洞或裂縫的作用和現象。主要發育有淺層開口巖溶洞及裂隙可溶巖、具有一定厚度的松散覆蓋層、易于改變的地下水動力條件、大型或淺層采空區。治理措施建議：

5.6.1.1預防措施。根據礦井巖溶分布深淺、發育程度，地下水逕流條件，在礦井疏干前編制預測可能出現的巖溶地面塌陷區制定預防措施。

5.6.1.2回填或灌注填充措施：對影響人居環境與重要設施的巖溶塌坑，或影響礦井充水的巖溶塌陷漏斗采取碎石、粘土回填，防止塌陷的再度出現。在溶洞埋藏較深時，通過鉆孔灌注水泥砂漿。填充巖溶孔洞或縫隙、隔斷地下水流通道，達到加固的目的。

5.6.1.3 采取供水措施：對因礦業活動引起巖溶地面塌陷，導致水資源枯竭的地區，應采取供水措施，確保人畜及生產用水。

5.6.1.4 實施搬遷避險措施：對治理難度大、經費大的巖溶地面塌陷所影響范圍內的村民實施搬遷避險。

5.6.1.5 控制礦井排水量措施：控制礦井的排水量，使地下水緩慢下降，使原有的平衡條件慢慢的破壞，以達到一個緩解的目的。

5.7礦井突水突泥治理措施建議

礦井突水突泥指礦山地下井巷及采礦工作面（場）在采掘過程中發生突然大量涌水或涌泥的現象。井下采掘活動破壞巖層的天然平衡，采掘工作面周圍水體在靜水壓力和礦山壓力作用下，通過斷層、隔水層和礦層的薄弱處并攜帶泥土進入采掘工作面；在開采過程中，對已采空區的積水或老窯水沒有進行適當處理而突然灌入開采巷道所致。治理措施建議：

5.7.1 地面防水措施

5.7.1.1 挖溝排（截）洪：地處山麓或山前平原區的礦井，可在井田上方垂直來水方向沿地形等高線布置排洪溝、渠，攔截洪水和淺層地下水，并通過安全地段引出礦區。

5.7.1.2 排除積水：有些礦區開采后引起地表塌陷，常年積水，且隨開采面積的擴大，塌陷區范圍越廣，積水越多。此時要排掉積水，消除水害隱患。

5.7.1.3 填堵通道：礦區范圍內，因采掘活動引起的地面塌陷、開裂等查明是礦井水通道時，則在滲漏地段進行填堵、夯實，且略高出地面以防積水。

5.7.2 井下防水措施

5.7.2.1 防水閘門和防水墻：在適當的地點預留防水閘門和防水墻的位置，使礦井形成分翼、分水平或分區隔離開采。在水患發生時達到分區隔離，縮小災情，控制水勢危害，確保礦井安全。

5.7.2.2 防水煤（巖）柱：在水體下、含水層下承壓含水層上或導水斷層附近采掘時，為防治地表水或地下水潰入工作地點，在可能發生突水處的外圍保留最小寬度的礦柱不采，以加強巖層的強度和增加其重量阻止水突入礦井。

5.7.2.3 礦井注漿堵水措施：注漿堵水就是將制的漿液壓入井下巖層空隙、裂隙或巷道中，使其擴散，凝固和硬化，從而巖層具有較高的強度、密實性和不透水性達到封堵截斷補給水源和加固地層的作用。具體施工措施有井筒注漿堵水、突水點（口）注漿堵水、井下注漿堵水等。

六、結語

本文通過資料收集、具體實踐，特對礦山常見幾種地質災害的定義、成因條件作出分析，結合湖南省礦山具體情況，對礦山地質災害的治理措施進行了扼要的總結，但在實際操作中，一種災害的治理可能需要幾種治理措施結合使用。

參考文獻

〔1〕湖南省礦山地質環境影響評估技術要求 楊順泉等 湖南省國土資源廳 2006年元月

〔2〕湖南省1:50萬地質礦產圖說明書湖南省地質科學研究所 1977年11月

〔3〕地質災害預報預警與應急指揮及綜合防治實務全書 廖育民主編 哈爾濱地圖出版社 2003年7月

〔4〕地質勘察與地質災害監測評估防治技術實用手冊 廖興發主編 世圖音像電子出版社 2002年10月