礦區水工環地質條件及災害治理措施分析

張炳飛

（江西省地質局第八地質大隊，江西 上饒 334000）

礦區地質災害是當前較為常見的地質災害類型，對礦區生態環境造成了較為嚴重的破壞，所以地質災害的治理工作備受關注，如何加強礦區地質條件的管控工作也就成了迫切需要解決的問題。礦業工程建設范圍較大，并且地質災害造成的損失也較大，所以評估地質條件并采取有效的解決方式至關重要。

因此在進行金屬礦區的開采時，應事先對地理環境、生態環境進行勘測，進而保障礦區水工環地質工作的準確性，結合地質條件采取相對應的災害防治措施，然后再進行開采方案的制定，最大限度的減少因礦區開采造成的生態環境變化。

1 金屬礦區水工環地質工作中面臨的問題

從當前的礦區水工環地質工作來看，仍存在不少隱患，對礦區金屬資源的開采產生了一定的影響。首先，就金屬礦區的生態環境來說，由于金屬資源的持續開采，對礦區的生態環境已經造成了一定的破壞，地質災害發生的概率有所提升，為地方人們的生活帶來了較強的困擾，并且部分金屬礦區在開采過程中過度追求礦產數量，對生態環境的保護不夠重視，導致礦區生態遭到了嚴重破壞，致使礦區水工環地質工作面臨惡劣的生態環境，為勘察工作帶來了諸多不便；其次，水工環地質工作團隊的專業水平有限，工作重視度不足。礦區水工環地質條件的勘察工作相對復雜且困難，這就要求工作人員具備良好的專業素質，如此才能解決勘測工作中的問題，提升勘測的準確性[1]。但實際情況卻恰恰相反，具備水工環地質勘察專業能力的人員少之又少，專業人才的匱乏影響了地質條件的勘測準確性；最后，水工環地質勘測創新程度有限，在現代化技術不斷更新迭代的背景下，勘察行業也應與時俱進的更新技術，才能進一步提高地質條件勘察的精確性，進而為礦區開采和環境治理提供參考及依據，但目前來看科學技術的落實仍較為有限，導致水工環地質工作的勘測流于形式，對金屬資源的開采與利用極為不利。

2 金屬礦區水工環地質條件勘察工作的要求

2.1 水文地質內容

水文地質條件主要要求對三方面完成勘察：一是泉、井水勘察，勘察人員應對金屬礦區的地勢地貌、地質條件、供水來源、水質、水溫、水量和動態變化做到明確掌握；二是針對地表水體的勘察，工作人員需要對水體進行抽樣檢測工作，明確水體中重金屬、污染物、細菌、PH值等相關物質的含量，進而分析水位、水質等信息；三是老窿勘察，針對礦區老窿的位置、形態、面積、跨度、積水狀況等信息進行勘察，并采取較為具有代表性的樣本進行放射性分析。每個礦山建立相關資料臺賬。

2.2 工程地質內容

工程地質內容的主要勘察分為以下幾個環節：第一，針對地勢地貌進行勘察，勘察人員需要結合金屬礦區的特征、形成原因等，將金屬礦區進行合理劃分，然后針對地勢地貌進行分別勘察，其中包括斜坡坡向、坡度、斜坡結構等地質環境條件；第二，針對土體的土質進行勘察，對松散土的勘察主要集中在密實度、孔隙率等方面，對粘性土則針對透水性、含水率、壓縮比等進行勘察；第三，則是針對巖體的勘察，主要對結構構造、裂隙、風化程度等進行觀察，并且按照巖體劃分標準進行種類劃分，進而實現對整體巖石結構及形態的掌握。

2.3 環境地質內容

環境地質內容的勘察同樣分為三點：第一，穩定性勘察，需勘察人員結合礦區的地質勘探資料，查明礦區主要的地質構造，包括斷層、裂隙、褶曲等；第二，對自然環境的勘察，這一環節的主要勘察目的是降低對自然環境的影響，故主要勘察建筑類型、自然風景區等分布的情況和環境的破壞情況；第三，針對地勢地貌中存在的山體滑坡、崩塌、泥石流等地質災害進行調查，進而分析出地質條件的穩定性，推測進一步的發展趨勢[2]。

3 金屬礦山水工環地質條件勘察的優化措施

水工環地質條件勘察工作的質量直接關系著金屬礦山的后續開采和自然環境的保護，所以針對當前水工環地質條件勘察工作中的不足應積極改進，具體從以下三個方面入手。

3.1 加強地質測繪，提高勘測精度

受到生態環境破壞的影響水工環地質條件勘察工作較為吃力，這就需要從地質測繪的角度入手，通過比例放大來實現對地質條件的勘測，比例可以設定為1∶2000，就很好的克服了生態環境對地質條件勘察所造成的影響。工作人員在測繪技術的輔助下，對礦區的地質條件、生態環境及地質災害精確掌握，并深入了解地下水流向、污染情況等信息，從多個維度來深層次分析地質條件[3-5]。具體來說，來源追索法和跟蹤法相結合進行測繪，針對金屬礦區的所有變化情況進行掌握，從而提出可行性的金屬資源開采計劃和災害預防計劃。

3.2 提高勘察人員專業素質

目前，水工環地質條件勘察工作是礦區開采的重要準備工作，同時也為環境保護提供了參考，但實際的工作效果卻較為一般，究其根本原因在于工作人員的專業素養有待提升，對勘察工作不夠重視、對專業技術掌握不到位，所以金屬礦開采企業必須重視勘察人員的培訓，明確地質條件勘察的重要性，提高專業人員技術素養。

3.3 引進新型勘察技術

隨著科學技術的更新，礦區水工環地質勘察工作的技術種類也越來越豐富，并且應用效果良好，顯著提高了地質條件的勘測便捷性與精準性，所以應加強先進技術的應用，如遙感技術、定位技術等，通過技術的應用使地質條件的勘測更加全面，進而為金屬資源的開采和災害治理提供有力參考。此外，也要加強先進儀器設備的使用，配合先進技術共同完成真實且可靠的水工環地質條件勘察結果。

4 金屬礦山水文環地質條件概況

金屬礦區中由重金屬、巖層、水體等構成，開采的過程中不可避免的會對周圍環境造成影響，所以大部分的金屬礦區都建立在海拔較高的位置，并且通常要求為丘陵地貌環境，例如山體的海拔最高處為600m，通常將礦區建設在200m～400m的范圍。礦區通常建設在水文條件較為良好的區域，如具備河道、水庫等，所以礦區的氣候溫度、濕度較高，平均溫度在21℃左右。

對于礦區來說，一年的四季溫度變化較小、降水量較大且日照水平良好，溫度、降雨、日照等條件都為地質條件的變化提供了有利條件，加上金屬礦區開采對地質條件產生的影響，也就進一步加劇了山體結構的變化，出現了山體滑坡、崩塌和泥石流等災害。

除降水量較大的水文地質條件外，礦區內部也存在含水層，含水層充填于縫隙之間，降水為含水層的補給來源，所以巖層間的結構也就隨之變化。具體劃分為四類含水層，分別為松散巖類孔隙含水層、碎屑巖類孔隙裂隙含水層、碳酸巖類巖溶含水層和結晶巖類裂隙含水層。丘陵地貌雖為資源開采提供了有利條件，但也成為了地質災害發生的推手，在施工過程中，由于對礦區的周圍干擾較大，導致巖石在水的作用下逐漸軟化形成粘土，而粘土的結構應力較差，為地質災害的發生提供了有利條件。

水工環地質條件中最為關鍵的一環是環境地質條件。針對盆地型礦山的金屬礦區，氣候條件為降水量充足、溫度變化大，所以山體滑坡現象較為常見，而這無疑阻礙了金屬礦石的開采，也對周圍環境造成了較大的損害，所以針對環境地質條件的勘測尤為關鍵，是減輕開采對環境影響的關鍵因素。例如就一個3Km2的小型礦山來說，通常露天采礦范圍為1Km2，施工道路面積為0.7Km2，廢料堆放面積為0.2Km2，而這就占據了礦山一半以上的面積，所以礦區內部原有的生態環境已經遭受了較為嚴重的破壞。對此，應針對礦區內部環境進行優化，減少因礦區開采造成的自然環境變化，從根源處實現對地質災害的防治。

5 金屬礦山地質災害有效的防治措施

5.1 制定災害治理目標，明確災害治理原則

要想實現對礦區地質災害的有效治理，首要環節是制定合理的目標和明確相應的治理原則。就災害治理目標的制定而言：首先，應針對金屬礦區的地質環境進行勘測，對安全隱患進行排查，通過多方面措施的推行降低對地質環境的損壞，盡可能還原生態環境，從而構建起綠色工業礦區；其次，結合礦區的地質條件，制定合理的資源開采計劃，避免礦區的大肆開采和資源的不必要浪費，并且對開采過程中產生的廢物進行妥善處理；最后，加強礦區的再利用，開采后的礦區大都處于荒廢狀態，這無疑是資源的浪費，應在地方的幫助下結合實際情況進行礦區的二次利用。

就礦區治理原則而言，應始終秉持著以人為本、綠色為先、安全生產的原則，地質災害主要是對自然環境和人身安全造成危害，所以在制定地質災害治理原則時，也應充分考慮其危害。在進行災害治理時，著重考慮地下水位變化和地基沉降兩方面，這是引起地質災害的兩大重要因素，通過控制關鍵要素來控制地質災害也是最直接有效的措施。

5.2 構建完善的地質災害框架體系

金屬礦區的地質災害問題較為突出，地質災害的產生也存在一定的關聯性，通過構建地質災害框架體系，將相關聯的災害事件聯合起來，針對災害發生時間進行整合與具體分析，找出具體的成因，采取相對應的防治措施。具體來說，地質災害框架體系的構建應建立在環境、內部結構和外部行為等基礎上，結合災害的特征、時期、間隔等進行不同程度的災害等級劃分，并在此基礎上進行逐層的等級成因劃分，最后將成因整合總結，一旦地質災害發生后，能第一時間預防關聯的地質災害，通過切斷源頭的災害事件，就能避免次生災害的發生。

就地質災害的實際情況來說，主要可以劃分為崩裂滑移關聯鏈和塌陷災害關聯鏈。崩裂滑移關聯鏈的主要作用是將山體崩塌、滑坡、泥石流等相關地質災害關聯起來，災害事件的發生如果與關聯災害事件無關，那么就是因環境變化或內部結構變化造成的影響，通過追根溯源來減少次生災害的發生。

塌陷災害關聯鏈的主要關聯因素是礦山開采活動和礦山客觀條件，在金屬礦山開采的過程中，人為活動會影響地質災害的發生概率，而礦山客觀條件如土質條件、圍巖特征、地下水情況等因素都會造成地質災害。塌陷災害關聯鏈的主要成因就是水位的變化，所以針對塌陷災害關聯鏈的處理就是控制好土層、巖層的注漿處理，通過阻斷地下水的滲透來實現間接的塌陷治理。

5.3 塌陷次生災害的有效防治

對于尚未發生的地質災害隱患也要做到妥善預防，對于金屬礦區而言，塌陷是較為常見的，所以對塌陷的預測十分關鍵，因此應構建起塌陷的監測網，在進行金屬礦區開采的同時，結合礦區中塌陷范圍的各類因素進行預防與監測，將塌陷區域、塌陷時間及次生傷害明確出來，并制定有效的預防措施，避免對重要建筑物和自然環境造成損害，對于塌陷易發區進行地基、邊坡的穩固處理，并加強地面的形變監測。塌陷的主要誘因是地形變化、內部構造變化等，地下水水位的升降也是關鍵因素，結合相關的塌陷災害可以發現，塌陷事故大多以圓形為主，塌陷范圍也以地下水下降區域為主，這就進一步縮小了塌陷災害發生的范圍。此外，則是巖性結構較為松散的區域易發生塌陷，地下水活動頻發加之巖性結構松散，就會導致比較嚴重的塌陷。因此，具體的預防措施就是改變地表水的流向，通過加固河床、穩定邊坡、混凝土穩固等方式，避免地表水的匯集流動，從而穩定地下水水位。同時，一旦地表出現了裂縫現象，應及時發布塌陷預警，通過注漿的方式來及時填補裂縫，進而減少塌陷的可能。

5.4 落實土地整治和加強植被建設

為了保障礦區的正常開采，應進一步對礦區環境進行還原，對土地、植被進行綜合性整治，從而提高礦區的水土保持能力。首先針對礦區的表面土壤進行處理，將擾動范圍內的腐蝕表土剝離，剝離的具體厚度也應考慮好時機情況，如果開采過程對表層土的擾動范圍較大，應考慮剝離處理，但剝離土壤的過程中也應注意減少對原有礦區的破壞。由于表土土層的特性是土質松散、易受侵蝕，所以對于已經較長時間堆放的表土可以不做處理，直接進行植被的種植，從而實現對水土保持能力的還原。

對于擾動范圍內不夠平坦的土地進行土壤回填，以滿足土地利用的需求，而這一過程就需要將礦區開采過程中的硬化層、金屬殘渣、碎石等清理。

除此之外，植被建設的難點在于山體和邊坡的綠化，實際的植被建設中可以通過種植攀爬類植物進行解決，攀爬類植物的依附性較強，同時也只需要種植在土壤表層即可，較為符合山體和邊坡的綠化需求，具體的植物種類選擇就需要視綠化長度和坡度而決定。

6 結語

綜上所述，金屬礦區水工環地質條件直接影響了礦區開采的安全性和對周圍自然環境的破壞性，所以必須要對地質條件勘察工作給予充分重視，針對勘察工作中的不足及時改進，并在地質條件勘察的基礎上，通過構建地質災害關聯鏈、預防次生災害以及加強植被綠化等措施，實現地質災害的直接或間接治理，相關的企業必須對災害治理給予充分重視，應將礦山開采工作建立在維護自然環境的基礎之上，才能確保礦區開采安全與開采質量，為行業的發展奠定基礎。