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一、金屬礦山主要地質(zhì)災(zāi)害

1、地表沉降、塌陷金屬礦山的過度

開采會造成地面下沉和塌陷，其中代表性的礦場有凡口鉛鋅礦、山東萊州馬塘金礦、蘭坪縣金頂鎮(zhèn)南場鉛鋅礦。金屬開采造成很多空區(qū)，這些空區(qū)會使礦山開采環(huán)境惡劣化，相鄰作業(yè)區(qū)通道維護(hù)困難，如果空區(qū)突然坍塌，形成氣浪，破壞開采設(shè)備，造成人員傷亡；雖然有的礦區(qū)再開采之后及時進(jìn)行填充，但是地表還是會出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫和巖層錯動，開采深度越深這些痕跡會越來越明顯，給居住在這附近的人的生活造成威脅。

2、地下水災(zāi)害

我國金屬礦開采的深度逐漸增加，出現(xiàn)突水淹井、海水入侵、地下水水位下降、產(chǎn)生井下泥石流、引起地面塌陷等地下水災(zāi)害，因此企業(yè)管理者應(yīng)該有較完善開采設(shè)施，員工在開采過程中對地下水及時進(jìn)行疏干排水，甚至是進(jìn)行深降強(qiáng)排。近些年，礦井突水事故頻頻出現(xiàn)，對地下水進(jìn)行深降強(qiáng)排會形成水頭差，會破壞一些防范較弱的地區(qū)，嚴(yán)重的會造成人員傷亡；還有可能在巖溶地區(qū)出現(xiàn)坍塌事故，破壞地面的建筑物和農(nóng)田耕作和灌溉，甚至是影響作物生長，有的礦區(qū)甚至形成土地石化和沙化，生態(tài)環(huán)境遭到破壞，因采礦造成缺水的地區(qū)也在不斷地增加。

3、深井巖爆

我國采礦工業(yè)越來越強(qiáng)，部分上世紀(jì)興起的礦井在現(xiàn)在增加了開采深度，新興的礦區(qū)開采深度也在不斷加深，由于礦區(qū)開采深度加深，地表層的壓力隨之也在增大，引起的巖爆逐漸增多。如紅透山銅礦目前開采已進(jìn)入900至1100m的深度，在1999年發(fā)生的一次中等程度的巖爆，使100m長的斜坡道一次性崩塌報廢和部分采場停產(chǎn)。近些年，礦山開采深度逐漸增大，巖爆危害逐漸凸現(xiàn)出來，以成為深井采礦的技術(shù)難題。

二、國內(nèi)外礦山工程地質(zhì)災(zāi)害研究的發(fā)展現(xiàn)狀

在上世紀(jì)60年代之前，國外金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害的研究主要局限于其破壞機(jī)理和預(yù)測方式，重點(diǎn)分析地質(zhì)災(zāi)害形成原因和活動過程。而在二十世紀(jì)60年代中期，南非的庫克和蘇聯(lián)的霍多幾乎同時提出了沖擊地壓和突出的能量理論，這些理論在當(dāng)下的研究中還具有借鑒價值，在這之后還有許多學(xué)者對金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行研究，尤其是美國著名運(yùn)籌學(xué)家T-J-Satty在二十世紀(jì)70年代初期提出的層次分析法，這個在該領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。而在我國，礦業(yè)發(fā)展取得巨大進(jìn)步的同時，給社會生態(tài)環(huán)境帶來巨大危害，學(xué)者們對金屬礦地質(zhì)災(zāi)害的研究還局限在研究它的影響因素，局限性很大，人們?nèi)狈Νh(huán)保意識，相關(guān)企業(yè)的開采技術(shù)和設(shè)備比較落后，甚至有的企業(yè)過度追求利益，再開采過程中不采取任何防護(hù)措施，對環(huán)境破壞很嚴(yán)重。

三、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

1、深井巖爆發(fā)生機(jī)理與防治技術(shù)

隨著我國人口數(shù)量逐漸增多，對金屬礦產(chǎn)品的需求逐漸增多，許多礦床開始進(jìn)入中、深部開采，國內(nèi)學(xué)者對深部礦床巖爆的相關(guān)信息進(jìn)行研究，但是工業(yè)實(shí)驗(yàn)研究還是空白的。在巖爆發(fā)生機(jī)理研究方面，國內(nèi)外著重對巖石的巖爆特性和產(chǎn)生巖爆的應(yīng)力條件進(jìn)行了較多的研究，并取得了一系列成果。在巖爆防治工程應(yīng)用方面，主要對采礦引起的應(yīng)力集中和能量聚積原因，以及如何防止應(yīng)力在局部高度集中和阻止巖爆發(fā)生，開展了初步的探索和實(shí)踐。但是對巖爆的發(fā)生機(jī)理或能量聚集形成規(guī)律還沒有完全掌握。

2、地表沉降、塌陷防治技術(shù)

金屬礦山采礦引起的地表沉降塌陷主要是由于采空區(qū)塌陷造成的。國內(nèi)對這方面的研究少之又少，但開展過一些地表的觀測活動，取得一定的成果。我國對地表沉降、坍塌的處理辦法還是采用原始的填充法或壓力灌漿技術(shù)，因此在未來研究中，如何有效快速地實(shí)現(xiàn)尾砂充填的水、砂分離，提高充填效率、效果，防止井下水的污染，使全尾砂充填采空區(qū)的方法取得成功并在實(shí)踐中得以推廣應(yīng)用，仍需進(jìn)行艱苦的試驗(yàn)研究工作。對于采礦引起的地表沉降和塌陷的治理，當(dāng)前廣泛應(yīng)用方法是通過對采空區(qū)充填及塌陷區(qū)壓力注漿。采空區(qū)充填在工藝角度看是比較科學(xué)的方式，一般有隨采隨充(充填采礦法)和集中充填(事后充填)兩種方法；塌陷區(qū)進(jìn)行壓力注漿是在沉降或塌陷發(fā)生后對巖移或塌陷產(chǎn)生的孔洞、裂縫進(jìn)行壓力注漿充填，以防止沉降或塌陷的進(jìn)一步發(fā)展。

3、地下水災(zāi)害防治技術(shù)

目前，我國對地下水災(zāi)害研究主要在地下水運(yùn)動規(guī)律和突水機(jī)理等，利用挖掘機(jī)在防護(hù)薄弱的地區(qū)修帷幕，是當(dāng)下最先進(jìn)的堵水技術(shù)，在國外還沒有企業(yè)運(yùn)用這種堵水技術(shù)。為充分利用增加隔水層的厚度，減少排水量，國外正在對隔水層的隔水機(jī)理、突水量與構(gòu)造裂隙的關(guān)系、高水壓作業(yè)下的突水機(jī)理以及隔水層穩(wěn)定性與臨界水力阻力的綜合作用等進(jìn)行研究。

四、結(jié)束語

我國開采礦資源已經(jīng)有幾十年的歷史了，我國國土上淺部的、易開采的礦山逐漸減少，而較深地區(qū)的礦床因?yàn)榈貏輳?fù)雜，不易開采，但是目前的局勢迫使我們不得不將開采方向轉(zhuǎn)入這些礦床，引起的地質(zhì)危害也來越嚴(yán)重，事故也頻頻出現(xiàn)。因此，學(xué)者們應(yīng)該加強(qiáng)對開采礦區(qū)引起的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行研究，主要還是金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生機(jī)理和防治方法的研究。建議國家有關(guān)部門組織科研機(jī)構(gòu)在典型礦山進(jìn)行聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)，以盡快取得關(guān)鍵性的突破，滿足我國金屬礦產(chǎn)資源開采的需要。

作者：王曉陽單位：河北鋼鐵集團(tuán)遷安紅山鐵礦有限公司