基于地质勘查技术的矿山环境地质灾害防范对策论文

 

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　　摘要：煤矿是我国各行业发展生产的重要能源，每年我国的煤矿产出量都非常大，矿山是生产煤矿的重要环境资源，而在大面积采集的过程中经常由于人为因素导致矿山环境出现地质灾害，不仅对自然生态环境造成恶劣影响,甚至还会威胁到相关人员的人身安全，针对矿山环境地质灾害的防范措施需要相关人员加以重视。本文重点介绍目前市场环境中较为先进的地质勘查技术，并以地质勘查技术为基础，对我国矿山环境地质灾害的防范措施加以阐述和研究。

　　关键词：地质勘查技术；矿山环境地质灾害；防范措施

　　煤炭是我国的重要能源之一，我国在全球煤矿产量位于首位，煤矿产业在我国具有无法取代的地位，为各行业的发展建设提供基础。煤矿属于不可再生能源，但随着煤矿的大量开发，使我国的地质环境非常脆弱，目前一些采集难度低、采集成本低、煤矿资源丰富的矿山都已经被消耗殆尽，而目前自然环境中现存的矿山资源大多都具有一定的危险性，在采集过程中容易引发环境地质灾害，进而影响采集安全。针对矿山环境地质灾害防范问题，利用地质勘查技术能够对采集环境进行全方位详细勘查，有效找出矿山环境中存在的安全隐患和危险源，以此来降低出现地质灾害的几率，为矿山采集工作提供更好的保障。

　　1　地质勘查技术对矿山环境地质灾害防范的重要性

　　矿山是经过几百年甚至几千年自然变化而形成的自然资源环境，在我国的进而数量非常多，而不同的矿山中含有的组成成分和矿产含量也存在一定的差异，因此矿山环境结构具有一定的复杂性。矿山的主要成分包括岩层、土壤、地下水和矿产资源等，在实际采集过程中由于环境较为复杂，故经常发生安全隐患，进而引发矿山环境地质灾害。由于矿山环境具有复杂性和隐蔽性，导致采集人员对于采集矿山环境的了解和认知非常少，经常由于操作问题而引发矿山环境地质灾害。地质勘查技术是收集信息、增加了解程度的重要措施，通过地质勘查技术采集单位能够对矿山环境的实际组成成分、各位置矿产资源分布、可能存在的安全隐患等各项信息具有更好地掌握，从而结合实际情况和自身需求制定相应的采集方案，并确保采集工作的整体安全性和稳定性。同时利用地质勘查技术还能够为采集单位的采集方案设计提供更好的保障，一些矿产采集工作经常出现采集方案科学性不足、导致矿山环境受损等现象，对自然生态环境造成非常严重的破坏，进而导致矿山环境地质灾害产生。而通过地质勘查技术能够有效减少采集过程中对矿山环境造成的影响，使采集工作尽可能不会对整体矿山环境造成影响和破坏，以此来达到保护自然生态环境，同时合理利用自然资源的目的。新时代下随着我国经济实力的逐步增长，社会各界和党中央对于自然生态环境的保护工作更加重视，绿色、可持续性发展成为未来各行业生产经营的首要任务，而利用地质勘查技术能够有效提高矿山环境采集工作的科学性和可行性，确保采集工作的安全性和稳定性，因此针对矿山环境地质灾害的防治对策中利用地质勘查技术具有非常重要的意义。随着我国科技水平的提升，目前市场环境中常见的地质勘查技术也越来越先进，在未来的矿山环境地质灾害防范工作中将会起到更好的效果。因此相关人员要加强对地质勘查技术的重视，将地质勘查技术应用在矿山环境地质灾害防范中，为自然生态环境保护和采集安全提供更好的保障。

　　2　常见的矿山环境地质灾害

　　2.1　滑坡

　　滑坡是一种在矿山环境中非常常见的地质灾害，主要是指山体斜坡上的岩石或土壤结构由于长时间受到雨水和河水的冲刷、地震引发振动、降雨量过多等因素导致土壤结构逐渐变软，最终在自身重力的影响下产生滑动现象。滑坡危害会大面积改变土壤结构，进而对产生灾害地区的土壤环境和植被环境造成巨大影响，严重时甚至会导致该地区的生态环境发展改变，若滑坡土壤经过居民区或市区就会对建筑、人员造成严重危害，因此滑坡具有非常大的危险性和破坏力。在我国矿山采集工作中，滑坡地质灾害的产生频率和造成影响均排在第一位。据不完全统计，我国2020年全国范围内的矿山环境中发生滑坡地质灾害的次数达到7845起，在全国矿山环境产生的地质灾害中占比62.19%，位列所有矿山环境地质灾害的第一位。滑坡地质灾害在矿山环境中非常容易产生，主要原因是矿山环境整体结构稳定性不足，由于矿山环境中含有大量的矿产导致山体经常出现结构变化，而当对矿山环境信息数据进行采集时，由于采集挖掘会导致矿山山体结构受到影响，进而导致整体稳定性下降从而引发滑坡地质灾害。矿产采集工作需要对岩层进行挖掘，而挖掘会导致原有的岩层和山石结构受到比较大的外部应力，而巨大的应力有时会导致岩层出现断裂，例如爆破、机械挖掘等都会造成岩层受损，导致滑坡地质灾害的产生几率增大。
 

　　2.2　泥石流

　　泥石流是指在矿山环境中的一些深壑地区因为暴雨、暴雪或其他自然灾害引发的山体滑坡，泥石流在所有矿山环境地质灾害中的产生比例达到11.56%，2020年我国全国矿山环境产生的泥石流地质灾害达到901起，对受灾地区的经济发展和人员安全造成非常巨大的影响。泥石流的产生原因主要是暴雨暴雪的作用导致一些土壤受到稀释而变软，在混入到洪流之中后就产生泥石流灾害。由于泥石流自身携带有大量泥沙以及石块，因此泥石流本身的破坏面积、体积、重量都非常大，冲撞到居民的房屋后会将房屋直接摧毁，同时由于泥石流的来势凶猛、速度极快因此很难避险和撤离，对受灾地区的经济和人员安全造成巨大威胁。在矿山环境采集过程中需要将地表的所有植被进行清除，这一行为就会导致地表对降雨、降雪的防护手段减少，而当出现降雨天气时，由于缺少足够的植被防护，就会使大量雨水直接渗透到土壤环境和岩层中，导致整体环境的稳定性下降，产生泥石流的几率就会提高。除此之外，在矿山环境中还分布有大量的地下水资源，而如果没有经过有效勘查就贸然采集施工，就非常容易将地下水环境破坏，造成大量地下水涌出进而产生泥石流。因此针对泥石流地质灾害的防护需要采集单位做好相应的地质勘查工作。

　　2.3　山体崩塌

　　山体崩塌和地面塌陷是矿山环境中非常常见的地质灾害之一，2020年我国全国范围内产生的矿山山体崩塌和地面塌陷地质灾害数量达到1799起，在所有矿山地质灾害中占比达到26.41%。山体崩塌和地面塌陷通常是伴随产生，而引发山体崩塌和地面塌陷的主要原因是采集过程中对岩层和土壤环境的不断破坏，导致岩层应起到的支撑效果不足，由于山体的巨大重力对岩层产生非常大的压迫，进而导致地面出现下沉、塌陷等情况。

　　3　先进的地质勘查技术

　　3.1　重力勘查技术

　　重力勘查技术是目前全球范围内较为先进的地质勘查技术之一，主要利用不同物质自身密度、重力等参数存在的差异进行地质勘查工作，在实际使用过程中具有非常好的勘查效果。由于矿产资源大多位于地表以下非常深的岩层中，因此通过普通的勘查技术很难有效勘查出矿产的分布情况和实际含量，而通过重力勘查技术能够对勘查地区的整体重力进行分析，如果在勘查范围内出现重力数值异常的情况就说明该勘查环境中含有密度与岩层不同的矿产成分。采集工作人员根据得到的信息数据进行分析，就能够推算出该矿产成分的实际密度，并确定具体的矿产资源种类。重力勘查技术是目前市场环境中最为先进的地质勘查技术之一，因此重力勘查技术对使用的设备仪器、工作人员的自身操作工艺等都具有比较高的要求。目前市场环境中常用的重力勘查设备包括适应弹簧重力仪器和金属重力仪器两种，勘查精确度都能够达到0.05mGal左右，为矿山环境地质灾害防护和勘查采集工作提供非常好的保障。

　　3.2　3S技术

　　3S技术是信息时代利用信息技术开展地质勘查工作的代表，3S技术主要是指在地质勘查工作中运用GPS技术、GIS技术和RS技术共同进行地质勘查工作。三种不同技术在实际使用中都具有自身的优势，而将三种勘查技术共同使用能够为矿山环境的勘查工作提供更好的保障。GPS系统是指全球定位系统，通过宇宙卫星对地面上的地面控制系统传输信号，再通过接受控制系统来为用户提供使用，通过卫星、地面控制系统和用户接收系统三位一体来达到定位、导航等目的的工作。而使用GPS系统的测量技术是指结合实际使用情况和实际需求来对GPS系统进行调整和应用，将卫星、地面控制系统和接收系统进行紧密连接，GPS系统可以确保在实际使用中的实时性和精确性，为地质勘查工作提供更好的保障；GIS是指地学信息系统，是在计算机硬、软件系统支持下运行，能够对地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、分析等。GIS技术随着科技水平的提升已经非常成熟，目前GIS技术在地质环境勘查工作中占据非常重要的地位；RS技术是指遥感技术，实质是根据电磁波学的相关理论，使用各种传感仪器对地表以下的勘查目标发射出电磁波，再根据所辐射和反射的电磁波信息进行收集、处理等操作，并最后形成实际图像，从而对地面各种景物进行探测和识别的一种综合技术，遥感技术是目前全球地质勘查领域中的一项先进技术。将3S技术应用在矿山地质勘查工作中能够有效提高勘查质量和效果，对勘查的矿山环境能够做到真实还原勘查。随着科技水平的持续提升，未来3S技术将会在矿山环境勘查工作中起到更好的效果。

　　3.3　探地雷达技术

　　探地雷达技术也是目前较为先进的地质勘查技术之一，探地雷达技术的主要原理是通过电磁波进行勘查工作，使用宽带电磁波并引入脉冲，将返回的高频电磁波吸收并分析数据，根据得到的高频电磁波在地下的活动路径、参数、产生的波形等信息，施工人员能够分析出地下环境的介质、实际构造等，方便后续矿山环境采集工作的开展。探地雷达技术使用电磁波来进行勘查工作，因此与其他的勘查技术相比不会损害地表环境和植被，具有更强的环保性，探地雷达技术也属于无损勘查的技术之一。由于使用电磁波进行勘查，因此探地雷达技术具有勘查效率比较高、便于操作等优点，因而被大量矿山环境采集单位广泛运用。
 

　　3.4　高密度电阻率技术

　　高密度电阻率技术是指对矿山环境进行实际分析，并在勘查区域构建好稳定的电场，由于电场的作用导致电流会在区域内按照一定的规律进行分布，而此时勘查人员要及时测量并记录电流信息数据，将不同测量点的数据记录下来并保存。在记录完成后，勘查人员要将准备好的电极设备放到指定的位置，利用电极、转换装置、测电仪等先进设备将各个电极位置的信息数据收集好，再统一上传到计算机中，由计算机加以分析和计算。计算机计算完成后就可以利用制图软件得到该地区的地电断面图并加以使用。高密度电阻率技术是目前矿山采集工程中使用率比较高的勘查技术之一，将电阻率技术、电测技术等不同勘查技术的优点进行统一并结合，利用自动控制技术进行采集工作，能够有效保障勘查的质量和效果，为矿山采集工程提供更好的稳定性。

　　3.5　多瞬态面波技术

　　多瞬态面波技术是指在勘查地区安装好传感器，对传感器提供一个震源，由于震源的影响传感器受到瞬间冲击力导致地面产生波动，通过传感器将震动的频率和面波分布情况收集记录，再通过频散分析技术将得到的面波分布情况加以处理和利用。在不同的介质中面波的传播速度各有不同，勘查人员要结合当地的地质环境进行计算，根据频散曲线的变化规律来分析施工地区的地质情况和地质结构，并以此为基础开展后续的矿山采集工作。多瞬态面波技术的优点在于效率非常高，能够在极短的时间内完成信息收集和处理等相关工作，同时由于面波的传播在地质环境中进行，因此勘查的效果和准确度也非常高，能够为矿山采集工作在信息数据方面提供强有力的保障。

　　4　基于地质勘查技术的矿山环境地质灾害防范对策

　　4.1　提高勘查设备的先进程度

　　虽然我国科技发展的速度非常快，但在实际的矿山环境勘查工作中很多采集单位使用的勘查技术和设备仍然比较落后，随着信息技术和大数据的高速普及，更多的先进技术在各行业发展中得到广泛利用，而勘查技术目前对于一些先进设备的利用还不够。部分勘查部门的传统观念比较深入，在发展中没有选择将先进技术加以运用和创新，而是使用落后勘查技术进行勘查工作，这对矿山环境勘查工作的勘查效果和勘查质量也起到一定的阻碍作用。因此勘查单位要加强对先进技术和先进设备的学习，对各种先进设备做到足够了解、足够掌握，能够根据实际环境和需求选择最适合的勘查设备和技术并加以使用。我国的先进技术和设备大多都来自外国，这导致我国的设备和勘查技术一直处于发达国家之下，相关人员和学者也要加强对勘查设备和勘查技术的研究，研发出我国的勘查设备并投入使用，通过先进技术和先进勘查设备来提高矿山环境勘查工作的整体质量，对矿山环境地质灾害防范工作的开展起到更积极的推动作用。

　　4.2　建立完善的监测管理制度

　　矿山环境勘查工作的规模比较大，因此需要勘查的地区、数据非常多，导致勘查工作难度比较大，同时矿山环境勘查工作对勘查数据正确性和真实性的要求非常高，一旦出现问题就会导致地质灾害的产生几率显著升高，因此勘查人员要确保勘查到的信息数据真实、有效。在此基础上，勘查部门要建立严格的管理制度，确保勘查信息的真实性，由于勘查工作根据实际情况需要开展很多次，而任何一次的勘查数据如果存在错误就会影响整体矿山环境勘查工作的真实效果，因此在信息数据收集完成后，勘查部门还要进行反复确认和检测，确保所有信息数据的真实性。管理制度还要对勘查人员进行严格管理，确保勘查人员具有足够的勘查技术、综合素质足够、能够熟练使用各种勘查技术。优秀的勘查人员才是勘查结果真实性的有力保障。

　　4.3　多种地质勘查技术融合使用

　　目前我国地质勘查技术的发展非常迅速，各种地质勘查技术层出不穷，在实际地质勘查工作中起到非常重要的影响和作用。而矿山采集单位也要加强对地质勘查技术的运用，以此来保障矿山地质勘查工作的实际效果。例如在开展勘查工作中可以将多种地质勘查技术融合使用，利用3S技术对矿山环境中存在的地下水环境和岩层进行监测；并使用重力勘查技术对勘查范围进行勘查分析；针对地下水环境和水文可能产生的地质灾害可以利用红外线扫描技术加以把控，对水位线进行严格监测；针对矿山环境中大量分布的岩层，可以使用高密度电阻率技术对岩层介质的成分进行分析。通过多种地质勘查技术融合使用的方式来加强实际勘查效果，为采集工作的安全性和稳定性提供更好的保障。不同的地质勘查技术在实际应用中具有不同的优点，因此在实际勘查工作中勘查人员需要加强对各种地质勘查技术的运用，通过多种地质勘查技术融合的方式来提高实际的矿山环境地质勘查质量，以此来降低矿山环境地质灾害的发生几率。
　
　　5　结语

　　综上所述，地质勘查工作对于矿山环境地质灾害的防治具有非常重要的影响，而在实际勘查工作开展中，由于技术、资金、设备等方面存在的不足导致实际勘查工作的质量差强人意，难以满足实际需求。因此相关人员要加强对地质勘查技术的重视度，利用地质勘查技术来提高矿山环境勘查工作效果，为矿山环境地质灾害的防护提供更好的保障。