礦山地質災害類型及防治措施

1、概述

由于礦產(chǎn)開采過程勢必改變原有穩(wěn)定的礦藏條件，改變了當?shù)氐?/p>

地質環(huán)境，而由于人為的采礦活動改變了地質環(huán)境所引起或誘發(fā)的災

害被稱為礦山地質災害。礦山地質災害的發(fā)生會對生態(tài)環(huán)境、自然資

源和經(jīng)濟社會造成不可估量的危害和破壞。我國的礦產(chǎn)開采具有相當

長的歷史，在相當長的時間內，我國礦產(chǎn)開采技術和設備都比較落后,

這種條件下的礦產(chǎn)開采導致礦山地質環(huán)境不斷惡化，礦山地質災害事

故頻發(fā)。危及生命的礦難和環(huán)境災害時有發(fā)生，近年來還有逐漸上升

的趨勢。

因此，根據(jù)我國礦山地質災害發(fā)生及發(fā)展規(guī)律、特點，將礦山地

質災害進行詳細分類，并根據(jù)其各自特點提出防治災害的措施，是一

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項十分必要的工作。

2、礦山地質災害類型

就目前的科學技術發(fā)展狀況而言，采礦活動的范圍仍多數(shù)被限定

在地球表面和巖石圈層內部。在礦脈開采之前，礦區(qū)地質環(huán)境是處于

穩(wěn)定平衡狀態(tài)。而采礦過程，是從地殼內部的土壤、巖石圈層挖出大

量的土石方，對地質環(huán)境進行了巨大的破壞，使其處于非穩(wěn)定狀態(tài)。

我們可以看出，不論鉆井開采、掘坑開采、注液開采，還是露天開采，

都改變了原有的地質環(huán)境，這種不平衡性的出現(xiàn)導致了地殼物質的不

穩(wěn)固，進而容易引發(fā)災難性地質改變。

礦山地質災害類型很多，若單從災害發(fā)生的速率加以區(qū)別，可分

為突變型礦山地質災害，如礦坑突水、瓦斯爆炸、巖爆等，另一種就

是緩發(fā)型礦山地質災害，如采空區(qū)的地面沉降，水體污染等。然而,

在我們最常用的地質災害分類，常常是以地質災害的時空分布和成因

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關系來分類。這種分類方法有利于對地質災害的成因進行深入探究，

才能根據(jù)各種地質災害類型制定相宜的防治措施。人為地質作用過程

中不合理或者不科學改變地質環(huán)境，進而誘發(fā)的地質災害基本涵蓋了

除火山噴發(fā)之外的所有地質災害類型，本文將就其特點簡要分類闡述。

2.1巖土圈層形變?yōu)暮?/p>

這部分礦山地質災害是由于采礦活動改變了礦區(qū)的地質環(huán)境，導

致地區(qū)地下和地表巖土圈層形變，進而引發(fā)的災難性后果。

2.1.1誘發(fā)性地震

由于采礦活動致使巖土圈層結構性失衡，這種失衡狀態(tài)反映在巖

土圈層內部就是地震與斷層錯位。短時間的斷層劇烈錯位容易產(chǎn)生誘

發(fā)性地震。由于人為地質改變而誘發(fā)的淺源性地震，深度小，危害和

破壞力卻十分巨大。小震級的地震，就可能致使井下和地表巖土圈層

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的劇烈改變，從而對建筑物、地表結構造成危害。

2.1.2斷層錯位

斷層錯位也是圈層結構性失衡的一種表現(xiàn)，不過由于斷層錯位具

有緩發(fā)性，能量在緩慢積聚，短時間內不易被測量和察覺。但是，可

以預見，隨著開采活動的不斷進行，礦脈被采空后，斷層積聚能量會

在短時間釋放，終究會造成巨大的危害，這種災害對礦山及周邊地質

環(huán)境的破壞力也十分巨大。

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2.1.3地面圈層形變

地下巖土圈層的形變，往往導致地表巖土圈層下陷、沉降、開裂

等，進而引發(fā)危害性巨大的礦山地質災害C例如，礦山地面和采空區(qū)

塌陷、礦區(qū)地面沉降，地面開裂。一般的礦區(qū)地面塌陷主要發(fā)生在井

巷開采的礦山地區(qū)。礦脈埋藏較淺，礦區(qū)地面平緩，地面塌陷與沉降

的現(xiàn)象較為常見。而礦脈埋藏深、距地表較遠的開采區(qū)，如果不能及

時回填礦渣，就有可能發(fā)生大面積塌陷，地面塌陷、沉降和開裂不僅

可破壞水土、建筑物，還可能毀壞道路、水庫等公共資源與建筑，造

成更大的危害。

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2.1.4斜坡巖土體運動

這一類災害是由于采礦區(qū)地質邊坡或地表斷層邊緣結構不穩(wěn)造

成的災害，如崩塌、滑坡、泥石流等。例如采礦邊坡失穩(wěn)，常常會造

成邊坡巖土滑坡，巖崩等災難，泥土邊坡在雨后形成流動性土體，形

成災害性泥石流等。這些地質災害發(fā)生的主要原因是不合理造成的采

剝失調、邊坡角度過陡等形成不穩(wěn)定結構。此一類型礦山地質災害多

發(fā)生在露天開采或掘坑開采礦山。這種災害常常瞬時發(fā)生，但造成結

果危害性更大，如礦山山崩，往往使礦產(chǎn)毀于一旦，造成人員大量傷

亡，危害極大，是比類災害的典型例子。

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2.1.5礦坑工程災害

不合理的礦山開采手段與落手的開采方式，常會造成礦山地下工

程災害事故的發(fā)生，如洞井塌方、冒頂、偏幫、鼓底、巖爆等。這些

災害均是因為礦井、礦坑內的巖土圈層發(fā)生地殼應力變化，而導致巖

層、土層應力突然釋放，導致大量巖石、碎屑，并向坑井內突進，給

礦井開采帶來危害，危急礦工安全并造成財產(chǎn)損失。例如坑內巖爆就

是因礦坑周邊和頂?shù)装鍑鷰r，在受到巨大的巖石圈層應力作用狀況下,

一旦因采掘面不能維持平衡，即有可能產(chǎn)生巖石圈層應力突然釋放，

導致巖石破裂迸裂，并向坑內大量噴射、爆散，從而給礦山帶來毀滅

性災難。

2.2地下水位異變?yōu)暮?/p>

礦山開采過程中，深層開采有時會破壞地下水自由淺水層或層壓

含水層的結構穩(wěn)定性，進而引起地下水位和礦山地質環(huán)境的改變，造

成災害性后果。

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2.2.1礦坑突水涌水

礦坑、礦井突水、涌水是最常見的礦山災害之一。由于地下水位

的短時間迅速改變，致使礦坑突然進水。這種礦山地質災害突發(fā)性強、

規(guī)模大，導致后果也十分嚴重。

采礦過程中常因對礦坑涌水量的排空速度估計不足，采掘過程中

穿透隔水斷層，或者驟遇蓄水溶洞、暗河，導致地下水大量涌人，造

成坑井被水淹沒，造成人員傷亡或其他嚴重災難性后果。這種災害在

盜采嚴重礦山頻發(fā)，多數(shù)因為開采技術低下，私挖亂采的盜采現(xiàn)象存

在，坑內涌砂是礦坑突水的伴生災害，當?shù)V坑采掘過程中遭遇富含泥

沙的蓄水層或溶洞，突破隔水層后，泥沙和巖屑隨水一起涌入礦坑,

造成涌漿災害。另外一些透水斷層和潛水層也常會因為斷層錯位，夾

雜沉積物下漏涌人坑內，其結果是使礦坑被泥漿阻塞，設備和開采人

員被泥沙掩埋，致使礦山遭受災難性后果。

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2.2.3地下水漏失

由于礦山開采，破壞了地下水埋臧條件，造成地下水的水源補給

跟不上消耗的速度。比如礦山開采造成地下河流的改道，過分開采破

壞潛水層，這些地質環(huán)境的改變，造成地下水位超常下降，從引發(fā)地

下水源枯竭災害，進而引發(fā)河水漏失、泉水干涸，造成局域性干旱區(qū)。

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?啻旦在8人，勇

2.3礦體內因引起的災害

這類礦山地質災害常常是因為礦山地質環(huán)境改變后，一些偶發(fā)因

素造成的突變性的災難性后果。

2.3.1瓦斯爆炸

瓦斯爆炸災害最常見于大小煤礦，由于礦坑通風條件不良，使瓦

斯在封閉空間內積聚到一定程度，偶然因素引發(fā)爆炸。這種災害常常

造成礦山開采人員群死群傷，礦井被劇烈的爆炸損毀，造成巨大的人

員與財產(chǎn)損失。

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2.3.2煤層自燃

由于煤層開采，是一部分開采礦面暴露在空氣中，部分煤礦石因

氧化放熱導致溫度逐漸升高，熱量集聚后溫度升高速度驟然加快，溫

度升高到煤的著火點時，便會引起燃燒。煤層自燃現(xiàn)象在古今中外時

有發(fā)生，我國每年因為煤層自燃破壞煤炭資源多達2億噸，經(jīng)濟損失

巨大。

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2.3.3礦山火災

礦坑火災常見于煤礦的煤肝石山和硫化物礦床，因為煤桿石和硫

化物也能氧化生熱，進而引發(fā)火災。礦山火災對周圍環(huán)境的大氣危害

也十分嚴重，一些常年燃燒的礦山，使當?shù)乜諝馕廴緡乐兀瑓^(qū)域小氣

候發(fā)生改變，礦區(qū)周圍苗木大量死亡，田地荒蕪，環(huán)境狀況堪憂。

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2.3.4地熱

礦山開采過程中，凡需通過深入巖土圈層開采礦產(chǎn)資源，包括煤

炭、金屬和非金屬礦等，當達到一定深度后都會遇到礦井溫度升高的

危害。通常礦山開采深度達到800米以后，礦山因含硫量高，開采深

度大，地溫非常高，也會導致礦工勞動環(huán)境惡劣，嚴重影響正常生產(chǎn)。

2.4礦山環(huán)境化學污染災害

采礦、選礦產(chǎn)生的廢渣、廢水、廢氣物質造成環(huán)境污染，也是礦

山地質災害日趨凸顯的一種形式。這些廢棄物未經(jīng)有效處理，直接堆

棄或者無序排放，都會造成環(huán)境污染公害事件。這種環(huán)境災難還會引

發(fā)水土流失、土地砂化、鹽漬化、地下水斷流等相關次生災難。這些

污染事件的后果，往往長期影響人與動物的身體狀況，導致國民經(jīng)濟

和資源、環(huán)境的不可持續(xù)發(fā)展。

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24.1尾庫、場庫災害

許多礦山開采，都伴隨著礦場與尾礦庫的存在。場庫失穩(wěn)主要是

由于尾礦壩體不能承受壓力決堤后形成泥石流造成巨大的危害。尾礦

庫潰壩常常因為壩體穩(wěn)定性在日益增加的壓力，或因廢礦液溢出，壩

體管涌而發(fā)生決堤。尾礦潰堤給礦區(qū)人民生產(chǎn)生活都帶來不可估量的

災難性后果，同時也會給當?shù)厮镰h(huán)境造成污染和長期危害。

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2.4.2水土環(huán)境污染

礦山開采廢水礦坑地下水、選礦、冶煉污水、尾礦滲漏水等，都

會造成礦區(qū)水源與地下水的污染，同時廢液中的重金屬污染元素、有

毒有害元素的存在，也會長期存留在土壤中，形成持久性的環(huán)境災害。

礦業(yè)廢水量大，多數(shù)來不及處理，直接被無序排放進入環(huán)境水體，直

接或間接造成區(qū)域性水土環(huán)境污染，致使礦區(qū)地表水、地下水源、農

田遭受長期污染。這種如此危害性常常是潛在性的，其危害性更大。

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2.4.3土地退化

露天開采和掘坑開采是水土流失和土地沙化的一個影響因素。在

露天開采和掘坑開采過程中，地表植被、土坡土體的破壞，尾礦的擴

展都會導致水土流失和土地退化。而大量的采礦排水，致使土地鹽堿

化。

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3、礦山地質災害的勘查方法

由于礦山的地質災害都在深部發(fā)生，勘查多采用遙感信息技術與

物理勘查方法。

3.1地球信息技術綜合方法

目前的信息技術主要是利用遙感集合“3S”技術，及時掌握地質

災害可能的分布、發(fā)生地點與區(qū)域。如利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)對地質

災害發(fā)生的高危點位精確定位，并利用遙感衛(wèi)星進行疊加分析，預測

災變發(fā)生趨勢。國片

3.2地球物理勘查方法

主要指應用物理手段，探測巖土圈層相關信息，確定采空區(qū)、斷

層位移、磁場變化等可能的災害伴發(fā)信息，對地質災害進行提前分析

與預測。地球物理勘查礦山地質災害的方法主要包括高密度電阻率法、

視電阻率法、瞬變可磁法、淺層地震法等。這些方法是預測潛在礦山

地質災害重要技術手段。

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3.3環(huán)境化學勘測方法

在礦山地質災害預防過程中，人們也常常使用地球化學勘查方法。

例如對礦區(qū)環(huán)境污染的監(jiān)測，化學探測方法具有不可替代的優(yōu)勢。這

種方法的應用能夠有效確定污染因素、預測污染趨勢、追溯污染源、

劃分污染區(qū)，為污染治理方案的制定提供重要的科學依據(jù)和技術支持。

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4、礦山地質災害的防治措施

綜上所述，礦山地質災害由于時空特點與產(chǎn)生條件各有特點，隨

著礦山地質勘查的手段逐步應用，我們應針對上述分類和勘查手段,

采取有力的防治措施，才能防止礦山地質災害的發(fā)生，有效地減少人

員傷亡和財產(chǎn)損失。根據(jù)礦山地質災害發(fā)生的特點，有些礦山地質災

害我們能從主觀上加以預防，有些地質災害由自然誘因引起，我們不

可能有效預防，因比我們制定具體的防治手段應包括如措施：

(1)建立和完善礦山開采前的風險評估與環(huán)境評估，并制定環(huán)境

保護與恢復治理的政策法規(guī)和規(guī)劃體系。做到開采前嚴格評估，開產(chǎn)

中積極防范，開采后積極恢復，把礦山地質環(huán)境恢復與土地復懇納入

法規(guī)，強制推行。

(2)加強宣傳，普及礦山地質災害防治知識，提高礦山開采人員

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素質，增強其對地質災害的危機感與警覺性。提高礦山生產(chǎn)過程中全

員防災、減災技能與手段，強化礦山地質災害的防.、險避險、搶險培

訓。

⑶開發(fā)與應用先進的信息化、地球物理勘查手段、地球化學勘

查手段，對礦山地質進行嚴密監(jiān)視，對可能發(fā)生的潛在災害施行實時

監(jiān)測、動態(tài)監(jiān)測，建立礦山地質災害監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)礦山地質與環(huán)境

生態(tài)動態(tài)跟蹤與管理體系，避免重大人員財產(chǎn)損失。

(4)加強礦坑、礦井邊坡設計，進行邊坡監(jiān)測，堅固擋墻穩(wěn)固邊

坡地質構造，開挖后如果出現(xiàn)開裂變形，及時做地質勘察，并做好預

防措施。合理建設尾礦礦壩，形成穩(wěn)定礦場與尾礦庫，降低滑坡和塌

方風險。

⑸對于坑道開采，在坑道內一定要做好支護，做到邊開采邊支

護，防止因礦頂坍塌、冒頂?shù)犬a(chǎn)生的危害，尤其上方有住戶處要預防

引起上部地面開裂，同時做好坑道的排水設計，以防因礦坑涌水造成

危害。

(6)加強礦山環(huán)境監(jiān)督與檢查，進行全面、系統(tǒng)的地質環(huán)境和地

質災害影響評估。對破壞生態(tài)環(huán)境的小礦、低產(chǎn)能礦場進行堅決關停。

對于污染型采礦區(qū)，制定科學開采和“三廢”排放方案，減少次生地

質災害的發(fā)生。進行礦場開采后生態(tài)環(huán)境恢復治理，對于可回填的廢

礦進行積極回填。

(7)對于閉坑礦山地質災害的防治和生態(tài)環(huán)境恢復，應該及時進

行治理和生態(tài)恢復工作，全面推進礦山地質災害防治與環(huán)境綜合治理,

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進行復墾，提高土地復墾率，結合生態(tài)措施實施礦山生態(tài)