摘要：矿山地质灾害是人类开发矿山而直接诱发的人为灾害，具有重复产生、持续时间长等特点。近年来，由矿山开采直接导致采空区塌陷、矿震、滑坡和尾矿库溃坝等各类矿山地质灾害系列问题不断涌现，且有明显上升的势头，矿山地质灾害的潜在安全隐患显著增多。本文以某非煤矿山为例，指出了加强对矿山地质灾害研究工作的必要性和安全控制技术。
关键词：矿山 地质灾害 危险性 安全控制
0 引言
按致灾地质作用的性质和发生位置不同，可将地质灾害分为12类共48种，矿山地质灾害是其中的一个小分支[1]，主要包括地表塌陷、矿震、滑坡、崩塌、泥石流、尾矿库溃坝等[2]。为防治矿山开采遭受和诱发地质灾害，确保人民生命和财产安全，促进矿产资源的合理开发利用和经济社会的协调发展，研究矿山地质灾害安全控制技术十分必要。
1 矿山基本情况
1.1 自然地理条件
某矿区位于桐麻岭南东翼近轴部，开采矿种为萤石、重晶石，生产规模为5万吨/年，矿区面积0.112km2。研究区最高点位于南西侧，最低点位于南东侧，相对高差+235.2m，地势总体上呈西高东低的格局。矿区内地形坡向南东，斜角10～40°间，靠近河边局部有陡坡。矿区范围内未见大的地表水体分布，区内季节性冲沟发育。
1.2 地质环境条件
研究区内的地层呈单斜产出，产状为130°∠10°，核部平缓，向翼部变陡。区内见3条断层（F1、F2、F3），萤石、重晶石赋存于F2、F3断层破碎带中。
（1）工程场地地基稳定性 区内矿脉露天采深约8m，两侧浮土堆积的边坡条件较差，总体上两矿体为陡倾斜薄层脉状体，无夹层，矿脉顶、底板均为奥陶系下统红花园组，顶、底板围岩与矿体分界线明显，围岩属较坚硬岩石，有利于矿石开采和顶底板管理。
（2）矿层、顶底板的稳定性 该矿采用地下留矿法开采，回采工作面采用放炮落矿，掘进工作面采用放炮掘进，料石支护，采用全部陷落法管理顶板，采区回采率95%。矿区范围内萤石、重晶石矿呈层状产出，总体上两矿体为陡倾斜薄层脉状体，无夹层，矿脉顶、底板围岩与矿体分界线明显，围岩属较坚硬岩石，有利于矿石开采和顶底板管理。
（3）洞口边坡的稳定性 矿体呈脉状产出，矿体沿走向、倾向较为稳定，矿体倾角75°，矿山竖井位于奥陶系下统红花园组中厚层状灰岩中，其岩石坚固稳定，边坡高度不大，其稳定性较好。
2 地质灾害危险性评估
2.1 现状评估
研究区内及周边未发现危岩、滑坡、泥石流等地质灾害，由于该矿尚未开采，地表未见变形。现存地表建(构)筑物未见开裂、变形等现象。区内两处矸石堆积坡角约25～30°，原始地形坡角约12°，矸石堆均未支挡，未见滑塌，现状基本稳定。
因此，评估区范围内发生地质灾害的可能性大，损失小，危险性中等，未见地下采空区。边坡现状稳定，发生地质灾害的可能性小，危害性小，现状条件下矿山地质灾害影响程度较轻。
2.2 预测评估
该矿山矿层平均倾角约75°，属急倾斜矿层，矿体平均厚度1.82m，采用留柱法进行开采。矿井各阶段仅设一个矿块，阶段高10～20m，各矿块长短不一，一般30～80m左右，宽为矿体厚1.52～2.13m。顶柱厚3～4m，按4～5m间距设置通风眼，底柱高3～4m，漏斗间距为4～6m。在人行斜巷穿过矿块的一侧应留宽3～4m的护巷矿柱，柱内每隔5～6m掘联络道。该矿采用的是“留柱法”保护性开采，根据《规范》相关规定[3]，采用模糊评估打分可得，对地表采动影响小。
2.3 综合评估
结合现状评估和预测评估，该矿存在的主要地质环境问题：（1）采空区地面塌陷的可能性大，地质环境影响严重；（2）矿山排水对含水层破坏严重，对水环境污染严重；（3）工业广场对地形地貌景观破坏，地质环境影响严重；（4）采空区塌陷坑破坏地形地貌景观，地质环境影响严重；（5）矿山采动影响较强烈，对公路影响较严重。
综上，该矿区诱发地质灾害的可能性小，损失小，危险性中等，通过有效的防治措施进行防治难度小，该矿区矿界范围内适宜开采奥陶系下统红花园组（O1h）的萤石、重晶石矿。
3 安全控制技术
对矿山地质灾害防治及安全控制应坚持：
（1）以人为本，预防为主，防治结合；
（2）在保护中开发，在开发中保护；
（3）依靠科技进步，发展循环经济；
（4）谁开发谁保护，谁破坏谁治理；
（5）多种措施并用，综合治理。
3.1 顶板管理方法
在回采过程中应加强支护，采面初次放顶、采面收尾必须专门制订安全措施，防止造成重大顶板事故和工作面被破坏。在巷道掘进过程中要及时支护，防止浮石脱落发生人身伤亡事故。采掘工作面过断层、破碎带时，应特别加强支护或及时采取有效措施，防止顶板事故的发生。
（1）生产中要严格执行矿山安全规程有关规定，支护、回柱、放顶等均要按作业规程操作。
（2）岩巷掘进头严禁空帮漏顶作业，必须先支后掘，随时注意作业头面的敲帮问顶工作。
（3）回采工作面初次来压、老顶来压以及周期来压期间，必须切实加强单体液压支架的支护强度、密度和对顶板的管理。
（4）工作面放顶可根据实际情况采取打密集、木垛等特殊支护确保回柱安全和防止仓矸伤人。
（5）由于矿井有可能有底鼓现象，因此矿井在遇岩层较软、顶底板破碎、地质构造带时一定要加强巷道的支护，采用砌碹支护。
（6）严禁在控顶区域内提前摘柱，碰倒或损坏、失效的支柱，必须立即恢复或更换，更换撤除附近的支架时，必须先架好临时支架。
（7）严格执行敲帮问顶，每个工作面人员必须经常检查工作面的顶板、岩壁、支架等情况，所有支柱必须架设牢固，严禁在矸石上架设支柱。
（8）炮采工作面宜采用对顶板震动较小的毫秒雷管爆破，同时合理布置炮眼，控制装药量，缩小分段爆破距离，牢固架设支架，严防崩倒支柱。
3.2 放炮震动控制
落矿采用浅眼爆破法，爆破震动安全允许距离按下列公式计算：.png)
式中：Q—炸药量（kg）；K—与地质等条件有关的系数，本区取200；V—地震安全速度（cm/s），取1cm/s；α—衰减系数，根据岩性取1.6。
该矿山放炮点最近距地表约68m，矿山每轮放炮用药量为5kg，放炮震动对地表建构筑物的影响小，应严格按照规定掌握好每一轮放炮的用药量，控制好放炮震动安全距离。由上述公式及参数计算出不同用药量时的安全距离，用药量为1kg时安全距离为27.4m，用药量为5kg时安全距离为46.9m，用药量为15kg时安全距离为67.6m。
3.3 其他防治措施
（1）加强地表、斜（边）坡的巡视，监测工作，防止发生伤亡事故。
（2）对矿山新出现的采空区塌陷进行回填。
（3）加强矸石的综合利用，尽量铺路及回填采空区，必须修挡矸墙和排水沟。
（4）地表产生的地裂缝，塌陷坑应及时用粘土充填。
4 结论与建议
（1）对非煤矿山地质灾害的安全控制应按照“谁破坏、谁治理”的原则进行监测、治理。
（2）无数的实践证明，事前的预防和事中的预防控制比事后的治理效益（果）好得多；矿山企业务必牢记“预防为主”这个原则，防止或尽可能减少采矿活动对地质环境的损害。
（3）因矿山开挖形成的边坡，应修建支挡工程，并加强地表排水工作。定期巡视检查采矿影响范围内的边坡或矿井开采过程中出现的致灾地质体或不良地质现象，发现危险及时通知有关主管部门，并采取有效的防治措施进行处理。
（4）完善地表防洪工程和排水设施，防止地表发生泥石流等不良地质现象。加强对泥石流灾害的群测群防，并由相关部门设立降雨气象观测站，以便及时进行泥石流的预测预报工作。
参考文献：
[1]闫车杰.矿山地质灾害研究及防治探讨[J].中国地质,2004,13(3):66-68.
[2]王永炜.矿山常见地质灾害与防治[J].煤,2008,17(1):63-64.
[3]国土资源部，中华人民共和国地质矿产行业标准 DZ/T 223-2011，矿山地质环境保护与治理恢复方案编制规范[S].2011.
论文作者:刘德兵
论文发表刊物:《基层建设》2016年13期
论文发表时间:2016/10/26
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