劉 雷
(甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,甘肅 酒泉 735000)
當前,我國工業(yè)發(fā)展需要大量的礦產(chǎn)資源。隨著市場需求的不斷擴大,礦業(yè)競爭日益激烈。有些質(zhì)量較差的礦山企業(yè),只注重經(jīng)濟效益,而忽視了礦山工程地質(zhì)勘探的安全和環(huán)境保護,亟待治理。建設工程施工過程中,由于受到當?shù)刈匀画h(huán)境、地質(zhì)構造及地質(zhì)環(huán)境的影響,極易產(chǎn)生滑坡等地質(zhì)災害。在礦山工程建設過程中,要減少地質(zhì)災害的發(fā)生,就必須從地質(zhì)勘探工作入手,全面、具體地了解當?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境和自然環(huán)境,對祁連山地區(qū)金礦帶地質(zhì)災害誘發(fā)因素進行分析,并采取合理、有效的防治措施,以保證礦山生產(chǎn)、經(jīng)營的安全,這對減輕地質(zhì)災害具有積極的意義[1]。由于我國地質(zhì)災害頻繁發(fā)生的國家,隨著人類生產(chǎn)、生活、工程建設等活動的增多,其地質(zhì)災害頻發(fā)程度和危害程度日益嚴重。在這種嚴峻的形勢下,圍繞著地質(zhì)災害的可能性,最大限度地預防和減少地質(zhì)災害的目標,大規(guī)模集中治理祁連山沿山區(qū)域所發(fā)生的地質(zhì)災害誘發(fā)因素,并在祁連山地區(qū)金礦帶地質(zhì)災害應急治理方面取得了良好的效果。通過對比分析、定性和定量相結合的方法,對祁連山地區(qū)金礦帶地質(zhì)災害防治體系的組成進行了梳理,并對應急治理方案進行了分析,指出下一階段礦山地質(zhì)災害治理的方向。
礦山工程地質(zhì)勘探具有范圍廣、類型多的特點,為保障礦山工程地質(zhì)勘探效果需要對地質(zhì)災害類別及誘發(fā)因素進行綜合分析。探索地質(zhì)勘探過程中產(chǎn)生的各種影響因素影響數(shù)據(jù),分析、整理、上報地質(zhì)災害影響資料。調(diào)查顯示,祁連山地區(qū)金礦帶地質(zhì)災害主要表現(xiàn)為地面塌陷、崩塌、滑坡等地質(zhì)災害。祁連山地區(qū)金礦開發(fā)模式的選擇直接影響到地質(zhì)工作的穩(wěn)定性,是地質(zhì)勘探中防治地質(zhì)災害的重要手段。在進行地質(zhì)勘探過程中,應正確、合理地認識地質(zhì)勘探與地質(zhì)災害誘因,有針對性地選擇采礦方法。礦山環(huán)境問題是隨著礦山活動和礦山地質(zhì)環(huán)境的變化而產(chǎn)生的,其形成主要受人類活動的影響,并由其強度和頻率決定[2]。根據(jù)地質(zhì)環(huán)境的變化規(guī)律,歸納了礦山環(huán)境問題形成的條件和誘因,即:與巖土動態(tài)平衡有關的礦山環(huán)境問題;由水動力條件變化引起的礦山環(huán)境問題;由污染源擴散引起的環(huán)境問題;以及由多因素綜合制約的礦山環(huán)境問題。在進行祁連山地區(qū)金礦帶開采的過程中,巖土形態(tài)會引起地質(zhì)資料的變化,而礦井邊坡的巖土工程的變化則會導致地面塌陷、滑坡等,從而產(chǎn)生一定的地質(zhì)災害。
在進行勘探的過程中,需要咨詢掌握詳細的地下水位資料,避免因水文環(huán)境變化而引起的地質(zhì)災害,必須全面監(jiān)測勘查區(qū)地下水位。地面塌陷是地下水位升高引起地質(zhì)災害的一種常見現(xiàn)象,主要影響因素是砂土液化。提高水位也會導致巖石崩塌和土壤變形,同時也在上升。地下水位升高對礦山工程地質(zhì)災害的影響是多方面的,表現(xiàn)為地下水位升高與礦山工程地質(zhì)災害的復雜關系。開采過程中,礦區(qū)環(huán)境問題在時間和空間上存在重疊,并與一些礦區(qū)環(huán)境問題相互關聯(lián)。各種礦產(chǎn)資源在開采方法、開采工藝、冶金設備等方面存在差異,從而造成各種礦山環(huán)境問題的主要表現(xiàn)形式不同。一般而言,第一類和第二類環(huán)境問題占主導地位,而多個環(huán)境問題同時出現(xiàn)或重疊,則會使問題更加嚴重。單礦疊加法對環(huán)境問題的發(fā)生沒有很大影響。
當前,在礦山地質(zhì)勘探中,普遍存在著地質(zhì)災害因素,其中人為因素的影響尤為嚴重。礦井工程邊坡缺乏保護,易發(fā)生滑坡災害。在礦山工程地質(zhì)災害中,滑坡、崩塌等地質(zhì)災害破壞力很大,其造成的損失難以估計和預測。高海拔礦區(qū)常發(fā)生地質(zhì)滑坡。礦山建設發(fā)展到一定程度,資源就會枯竭。受人為因素的影響,巖土發(fā)生了變化,礦井的自然應力也隨之改變。礦井工程巖體在各種力的作用下,產(chǎn)生斷裂,造成較大地質(zhì)災害隱患。在勘探工程的發(fā)展過程中,不僅巖土本身存在著形態(tài)變化,也存在著更直接的因素,即由人為和盲目開采引起的祁連山地區(qū)地質(zhì)結構形態(tài)變化,最終將導致礦山安全事故和地質(zhì)災害同時發(fā)生,而缺乏準確的地質(zhì)勘探資料又是地質(zhì)災害發(fā)生的決定性因素。礦山開采往往因缺乏準確的地質(zhì)勘探資料支持而陷入盲目性,造成礦山工程巖體變形、地面塌陷等問題。在地質(zhì)勘探過程中,由于缺乏數(shù)據(jù)支持,易出現(xiàn)礦柱數(shù)量、質(zhì)量與地質(zhì)環(huán)境不相適應等地質(zhì)災害問題。礦區(qū)地質(zhì)條件平坦,而地面塌陷頻繁發(fā)生。
根據(jù)巖土中各種特性分析其可能引起的地質(zhì)災害類型。對于祁連山地區(qū)金礦帶的復雜地質(zhì)結構,應加強地面觀測站的建設和觀測,分析研究采礦對地面建筑物的破壞情況,并進行地質(zhì)災害應急治理方案的設計。在采集到全部數(shù)據(jù)后,詳細分析祁連山地區(qū)金礦帶地質(zhì)災害影響因素及相關參數(shù),以保證祁連山地區(qū)金礦帶地質(zhì)災害治理結果的準確性和科學性。在礦山工程地質(zhì)災害發(fā)生后,要調(diào)查礦山工程地質(zhì)環(huán)境和地貌特征,根據(jù)調(diào)查結果,制定切實可行的治理方案。因此,各企業(yè)及有關單位要高度重視地質(zhì)勘探工作,保證研究結果準確。此外,調(diào)查過程中還應注意防止信息遺漏等問題,地勘單位在開展地質(zhì)災害防治工作時,應注重數(shù)據(jù)鏈的記錄和保存,充分利用信息技術,特別是在祁連山地質(zhì)條件復雜的地區(qū),應采用先進技術,完整反映在勘探方案中,整個數(shù)據(jù)鏈的完整程度決定了采礦工程能否有效地避免對地質(zhì)環(huán)境造成破壞。
治理技術按其學科性質(zhì)可分為傳統(tǒng)的工程治理技術、生物治理技術和生態(tài)修復技術。常規(guī)工程處理,通常采用巖土工程和地質(zhì)工程中常用的成熟技術,主要有:地質(zhì)體加固技術、巖土體修復技術、水文地質(zhì)構造重建修復技術;生物處理技術,主要是自然衰減和植物修復技術;生態(tài)修復技術,主要是傳統(tǒng)工程處理技術與生物工程技術相結合的產(chǎn)物。根據(jù)治理技術的特點和適用范圍,以及礦山環(huán)境問題的特點,對其進行合理選擇和利用;常見的礦山環(huán)境問題有地表變形、邊坡穩(wěn)定、次生災害、環(huán)境污染、景觀破壞等,針對這些問題的特點,提出了相應的解決方法和措施[3]。應指出的是,在工程開發(fā)過程中,不僅要嚴格按照礦山法律法規(guī)的要求,更應科學地進行應急治理方案的建設,而且還要科學地處理已經(jīng)發(fā)生的地質(zhì)災害,做好地質(zhì)災害的預防和治理工作,防止地質(zhì)構造災害再次發(fā)生。對祁連山地質(zhì)災害防治系統(tǒng)運行機制進行優(yōu)化,保證地質(zhì)災害防治機制符合完整技術體系,構建機制災害應急處理模型,具體組成結構如圖所示。
由于祁連山金礦帶地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性差,尤其是礦山邊坡的穩(wěn)定性直接影響安全生產(chǎn),是導致工程地質(zhì)災害的根本原因。在工程地質(zhì)災害防治中,要特別注意加強礦山工程邊坡的穩(wěn)定。治理措施主要有截水、護坡、支護等,這是治理滑坡的最基本和必不可少的手段?;又ёo有利于滑坡災害治理。特別是在雨季,要設置相應的排水口,排出地面水。增加表層水流量更有利于減輕滑坡的威脅。設置抗滑樁能提高滑坡的穩(wěn)定性和安全性。為了充分發(fā)揮抗滑樁的作用,必須根據(jù)礦山工程場地的具體地質(zhì)環(huán)境條件來進行設置。重點邊坡帶應合理設計邊坡參數(shù),并加強監(jiān)測和加固。如發(fā)生裂縫變形,則需進行特殊工程地質(zhì)調(diào)查。對主要的災害點,應加強加固處理,使其損失最小化。對廢渣場,應嚴格設計渣量、坡度、坡面擋土墻及設置擋渣壩等防滑措施。正確使用渣場空間,避免隨意棄渣。為了防止采頂塌陷,采掘隧洞必須做好基坑支護,并采取采掘支護方法。做好隧道排水設計,防止礦井涌水造成危害。做好監(jiān)測點位的設置、監(jiān)測記錄和分析工作,確保某些災害易發(fā)區(qū)能夠有效防范。
圖1 機制災害應急處理模型
根據(jù)我國國情,對祁連山地區(qū)金礦帶地質(zhì)災害誘發(fā)因素及應急治理方案進行研究。目前,我國礦產(chǎn)資源開發(fā)利用中存在著嚴重的安全隱患,其原因是開采技術和管理手段不完善,嚴重影響了我國的經(jīng)濟發(fā)展和人民的生命財產(chǎn)安全。因此,對礦產(chǎn)資源的開發(fā),必須進行科學規(guī)劃,科學建設,把加強勘查工作作為有效防治礦山地質(zhì)災害的重要手段,以促進我國礦業(yè)的發(fā)展。礦山類型多、分布廣、規(guī)模小,礦山工程地質(zhì)災害種類多,危害大。重視礦井的安全生產(chǎn),對可能發(fā)生的地質(zhì)災害要有充分的認識,針對其原因,制定科學合理的應急預案。遵循“預防為主,防治結合”的方針,做好地質(zhì)災害防治工作,確保項目順利實施。