摘要：在矿山地质勘查工作中地质问题至关重要，能够对人员安全造成直接威胁，还可能限制矿山后续的开采作业，在这一背景下，应注重地质问题的预测及措施，以此保障矿山安全和提高矿产资源利用效率。基于此，本文以山东省鲁南地区为例，探讨矿山地质勘查中常见地质问题，并提出相应的预测和措施分析。

　　关键词：地质勘查；问题预测；矿产资源；利用效率

　　1矿山地质勘查中常见地质问题

　　1.1地质构造问题

　　鲁南地区是山东省矿产资源最为集中的地区之一，其地质构造较为复杂，主要的地质构造包括断裂和褶皱，断裂是地壳中岩石层破裂和位移的结果，属于地壳应力破坏的产物。褶皱是地壳岩石层形成的弯曲或折叠，属于地壳应力变形的产物，这些地质构造形成的巨大应力将对矿山开采带来挑战。此外，断裂和褶皱会改变地层的形态和规模，导致矿石的分布不均匀，使得矿石的开采难度增加，增加地震、滑坡、崩塌等地质灾害的发生几率，断裂带上的地震活动容易引发滑坡和岩体破碎，对矿山的开采和生产造成重大影响。因此，对于鲁南地区这样地质构造复杂的地区来说，合理预测和控制地质构造是避免地质灾害的关键。

　　1.2地面塌陷问题

　　地面塌陷问题是矿山开采中常见的地质问题，其影响是十分严重的。在地下开采过程中，由于各种原因，例如矿石脱落、矿体变形、岩层断裂等，地表会出现下陷或者塌陷的现象，这就是地面塌陷问题。地面塌陷问题的原因可以有多种多样，地下矿体的脆弱性可能是引起地面塌陷的因素之一。在开采过程中，地下矿体因受到外力的影响会脆化，从而容易发生断裂，导致地表下陷。地质构造的不稳定性也是地面塌陷问题的成因之一，地质构造的不稳定性会导致地表产生断裂或者变形，进而影响地下开采的稳定性。另外，地下水或矿石脱水导致的体积收缩也会引起地表下陷。在地下开采中，矿井水的排出会使地下空隙扩大，地表因此而下陷。

　　1.3岩体失稳问题

　　鲁南地区地质构造多样，存在着断裂、褶皱和岩层错动等复杂构造形态，这些构造的存在使得岩体受到不均匀的应力分布，容易发生失稳现象，再加上岩石类型和性质差异较大，包括砂岩、页岩、灰岩等，不同岩性之间的差异导致岩体内部的力学性质和稳定性的差异，从而容易发生失稳现象。

　　岩体失稳将产生以下几种破坏形式：①倾倒和崩塌：岩体的失稳可能会导致整个岩体的倾倒和崩塌，造成大面积的破坏和危害。特别是在斜坡和悬崖等地形陡峭的区域，岩体失稳会对周围环境和人员安全造成严重威胁。②滑动和塌陷：岩体失稳还可能导致岩块的滑动和塌陷，造成地表的不稳定和沉降。这些滑动和塌陷通常会发生在山体、非煤矿山和隧道等人工开挖的地方，对工程设施的安全和稳定性带来威胁。

　　2地质问题措施分析

　　2.1加强地质勘查和监测

　　在矿山地质勘查和开发过程中，加强地质勘查和监测非常重要，可以帮助预测和控制地质问题，从而保障矿山的安全和高效运营。具体措施如下。

　　2.1.1地质勘查阶段

　　（1）收集地质资料。系统收集有关区域的地质资料，包括地质地图、地质报告等，帮助相关人员了解矿山所处的地质环境和区域地质特征。

　　（2）开展地质调查。通过野外勘查，收集更详细的地质信息，包括野外地质调查、地质剖面测绘、岩石采样、化验等。通过地质调查，了解矿石分布、地质构造、岩石性质等基本情况。

　　（3）地球物理勘查。地球物理方法如重力、电磁、磁力等可用于检测地下矿体的性质和分布。通过地球物理勘查，可以补充地质调查的数据，提高对矿山地质条件的了解程度。

　　2.1.2地质监测阶段

　　（1）区域地下水监测。对矿区周边的地下水进行定期监测，掌握地下水位、水质变化等情况，预测地下水对矿山开发的影响以及采取相应的水文调控措施。

　　（2）地表变形监测。通过仪器设备，对矿山周边地表进行定期监测，掌握地表变形的情况。地表变形的发生可能与地下矿体的开采有关，及时监测和采取措施，可以减少地面沉降、地裂缝等问题的发生。

　　（3）地下矿体监测。通过布设地下监测点，通过安装监测仪器，对地下矿体进行定期监测。这包括地下水位、地应力、岩体位移、矿体形态等。通过地下矿体监测，可以及时掌握矿体的变形和位移情况，预测可能发生的地质问题。

　　2.1.3开发地质监测

　　（1）地下水位监测。在采矿过程中，地下水位的变化会对矿山开采产生影响。因此，需要定期监测地下水位，并及时调整排水方案。

　　（2）岩体稳定性监测。岩石的稳定性对矿山的安全运营至关重要。需要安装仪器监测岩体的位移、应力等参数，通过监测数据分析岩体的稳定性，并采取相应的支护和加固措施。

　　（3）声、振动监测。矿山开采会产生振动和声响，对周边环境和建筑物造成潜在影响。因此，需要进行振动和声响的监测，确保其不超过安全标准。

　　2.2强化岩体支护和加固

　　在岩体失稳风险较高的地区，强化岩体支护和加固工作非常重要，可以提高岩体的稳定性和承载力，延缓岩体失稳的时间，降低岩体失稳的风险。具体措施如下。

　　2.2.1强化岩体支护法

　　（1）表面预支护，在岩体表面进行固结和加固，以增加其强度和稳定性。这种技术通常采用喷射混凝土、锚杆固结等方法，能够有效地提高岩体的承载能力和稳定性，防止岩体在施工或使用过程中发生崩解或垮塌。表面预支护技术不仅在工程建设领域有着广泛的应用，还在地质灾害防治、文物保护等领域发挥着重要作用。例如，在地质灾害防治方面，对可能发生崩解或垮塌的岩体进行表面预支护可以有效地减少灾害的发生；在文物保护方面，对文物遗址进行表面预支护可以有效地保护文物的安全和完整性。

　　（2）深部加固，根据岩体的结构和特点，精心选择合适的加固措施加固岩体内部。在考虑到各种因素，如岩体的物理性质、地质构造和外部环境的影响后，深部加固采用如锚杆、网片锚杆、喷射混凝土等多种技术手段，以增强岩体的整体稳定性。这些措施的实施，有效地提高岩体的抗压强度和抗风化能力，降低岩体的渗透性，防止岩体的破碎和变形。深部加固的应用，不仅提高岩体的稳定性，也对于防止地质灾害的发生起到重要作用。

　　（3）监测与维护，涉及对加固后的岩体进行定期监测，以确保其稳定性和安全性。通过及时识别和处理存在的问题，可以避免潜在的岩石崩塌和滑坡等危险情况。为保持岩体的稳定状态，监测与维护工作需要严谨的计划和执行。这包括使用先进的仪器和设备，如地质雷达、岩体应力监测仪等，对岩体进行全面的监测和分析。同时，专业的工程师和技术人员也需要进行定期的检查和维护，以确保所有设备正常运行，并及时发现和处理任何潜在的问题。

　　2.2.2锚杆支护

　　（1）预处理。在开始对需要加固的区域进行加固之前，需要进行一些准备工作，对加固区域进行清理，确保表面无杂物和障碍物；排水以防止加固过程中出现积水问题；打洞为后续安装锚杆做好准备。

　　（2）钻孔。钻孔是一项利用钻机或钻爆等设备在岩体中钻孔，以形成钻孔孔道的重要技术。通过钻孔，可以获取岩体内部的详细信息，为后续的工程设计、施工和安全监测提供重要依据。在钻孔过程中，需要精确控制钻机的旋转速度、推进速度以及钻头的角度和方向，以确保钻孔的准确性和稳定性。同时，还需要采取相应的安全措施，如佩戴防护眼镜、手套等，以保障工作人员的安全。

　　（3）安装锚杆。在岩石中钻孔，形成一条孔道，将锚杆通过这条孔道精准地插入，确保锚杆稳固地固定在岩石中。这个过程中，锚杆的作用是提供额外的支撑和稳固，以增强岩石的稳定性。为确保锚杆与岩石的连接紧密，通常需要将锚杆钢筋与灌浆材料紧密连接。灌浆材料填充锚杆与岩石之间的空隙，进一步增强锚杆的固定效果，提高岩石的承载能力和稳定性，为后续的工作提供安全保障。

　　（4）灌浆。通过在钻孔孔道中注入一种特殊的灌浆材料，使得锚杆能够与岩体紧密地固定在一起。这种灌浆材料通常具有高强度、高粘结性和耐久性等特点，能够有效地将锚杆与岩体紧密固定在一起，确保其稳定性。通过灌浆材料的注入，锚杆与岩体之间的空隙被填满，形成一个整体，从而提高岩体的承载能力和稳定性。灌浆材料的选用和配比也是根据具体情况进行设计和选择，以确保其性能和效果达到最佳。

　　（5）预应力。在灌浆固化后，可以对锚杆进行预应力处理，进一步增加锚杆与岩体的连接强度。

　　2.2.3喷射混凝土加固

　　（1）喷射混凝土前的准备。清理岩体表面的杂物，修补岩体表面的裂缝和破损部分，为后续喷射铺垫。

　　（2）混凝土喷涂。使用喷射混凝土机，在岩体表面均匀喷涂一层混凝土，形成一层牢固的衬砌。

　　（3）施工层加固。根据需要，可分多层进行施工，每层均需进行表面处理和喷射混凝土加固。

　　（4）后期处理。喷射混凝土固化后，需要对表面进行处理，如修整、覆盖防护层等。

　　2.3采用合理的开采方法

　　根据地质条件和矿石特性，优化开采方式，以减小地面塌陷的范围和程度。具体措施如下。

　　2.3.1支架法

　　（1）准备工作。在采矿区域布置支架和支架柱，建立支架系统。这一步骤是整个采矿过程的基础。支架和支架柱的布置需要考虑地形、地质、气候等各种因素，以确保在开采过程中能够安全、稳定地支撑矿石和岩石。专业的工程师和地质学家会对采矿区域进行详细的勘查和评估，设计出最合适的支架系统。

　　（2）开采过程。逐层开采矿石，同时在上方的采场中设置支架柱，用于支撑和固定采场的上部。在开采过程中，需要采取严格的安全措施和操作规程，以确保工人和设备的安全。同时，还需要对矿石进行及时的加工和处理，以避免对环境造成污染和资源浪费。

　　（3）防护措施。采取合理的矿石提升措施，避免顶板松动和落石产生。在采矿过程中，顶板的稳定性和安全性至关重要。为防止顶板松动和落石产生，需要采取一系列的防护措施，如加固顶板、安装预警装置等。同时，在矿石提升过程中，也需要采取相应的安全措施，如限制提升速度、安装紧急制动装置等。

　　（4）置空方式。根据矿石和岩石的特性选择置空方式，可以采用人工或机械提升矿石。在采矿过程中，需要根据矿石和岩石的特性和质量要求，选择最合适的置空方式。如果矿石和岩石的块度较大或质量较高，可以采用机械提升方式；如果矿石和岩石的块度较小或质量较低，可以采用人工提升方式。无论采用哪种提升方式，都需要严格遵守安全操作规程和技术标准，以确保工人和设备的安全。

　　2.3.2采场充填法

　　（1）准备工作。在采矿区域，首先，需要精心布置支架，以确保采矿过程中的结构稳定。同时，需要安装注浆管和准备固床材料，这两种设备在采矿过程中起到关键作用。此外，还需要准备需要充填的矿石和材料，为后续的开采过程做好充分的准备。

　　（2）开采过程。在支架的支撑下，开始逐层开采矿石。随着矿石的剥离，顶板会形成下沉空间。为确保采矿过程中的安全性，需要通过注浆管将固床材料注入采场底部，填充矿石空洞。这种填充过程有助于稳定采矿区域的地质结构，降低发生坍塌的风险。

　　（3）硬化充填体。在完成充填后，固体材料在水泥、石灰等物质的作用下会逐渐硬化，形成稳定的充填体。这个过程确保采矿区域的稳定性，并为后续的采矿工作提供安全保障。

　　（4）防护措施。充填体能够有效地稳定和支撑顶板，减小地面塌陷的风险。同时，根据充填体的性质和矿石的排放方式，选择合适的置空方式也至关重要。例如，可以采取人工或自动化系统进行矿石提升，以确保采矿过程的安全和高效。

　　2.3.3房柱法

　　（1）房柱法是空场采矿法的一种，将阶段或盘区划分成若干个矿房与矿柱。回采工作在矿房中进行，在阶段中，矿房和矿柱交替布置，矿柱在一般情况下不进行回收。

　　（2）准备工作。根据矿体厚度等地质特征，可选择浅眼落矿（矿体厚度一般为6m）和中深孔落矿（矿体厚度为6m～10m）两个基本方案，当厚度大于10m采用深孔落矿。

　　（3）开采过程。先在顶板下全面切顶，并采用锚固技术维护好顶板。在矿房一侧开掘切割主槽，以切割主槽为自由面，采用直立工作面下向深孔落矿，崩落的矿石采用电铲——汽车运输。实际中可采用顶板锚杆台车，凿岩台车、井下电铲、电耙出矿、自卸式汽车、装载机等无轨自行配套设备回采，有效地解决了房柱法的顶板管理、矿石运搬等问题，确保采矿过程的安全性和稳定性。

　　（4）防护措施。一般沿走向自一侧向另一侧推进或中央向两侧推进。为了提高开采强度，可多个矿房同时作业，但各工作面间至少保持10～15m的距离。除留有顶柱、底柱和间柱来维护采场外，矿房间还留有规则矿柱支撑顶板。顶板稳固性较差时，辅以锚杆支护或锚杆加金属网支护。

　　通过选择合理的开采方法，可以使地面塌陷范围和程度得到控制，降低矿山开采对地表的影响。在具体应用中，需要根据地质条件、矿石性质和开采要求，综合考虑安全、经济和环境等因素，选择适合的开采方法，并配合相应的支护和加固措施，确保开采过程的稳定和安全。同时，加强现场监测，及时调整开采参数和支护措施，以适应地质情况的变化。

　　3结语

　　综上所述，矿山地质勘查中地质问题的预测和措施分析对于保障矿山安全和提高矿产资源利用效率具有重要意义。本文以山东省鲁南地区为例，讨论地质问题的预测和控制措施，并提出加强地质勘查和监测、强化岩体支护和加固以及采用合理的开采方法等措施。以上措施对于矿山地质勘查和开发提供科学参考，也为其他地区的矿山开发提供借鉴和参考。在今后工作中，应进一步加强地质勘查和监测工作，提高矿山地质问题的预测和控制水平，为矿山开发和管理提供保障。