矿区隐蔽性地质灾害隐患排查研究论文
2026-05-27 14:51:43 来源: 作者:xuling
摘要:矿区作为矿产资源开发的核心区域,长期开采活动极易引发各类地质灾害,其中隐蔽性地质灾害因成因隐蔽、表现不直观,成为威胁矿区安全生产的关键风险源。
摘要:矿区作为矿产资源开发的核心区域,长期开采活动极易引发各类地质灾害,其中隐蔽性地质灾害因成因隐蔽、表现不直观,成为威胁矿区安全生产的关键风险源。本文聚焦矿区隐蔽性地质灾害隐患排查的实际需求,从灾害类型特征、排查前期准备、核心技术应用、结果分析分级、案例实践及优化建议六个维度展开研究,结合矿区生产实际场景梳理排查流程与技术要点,强调排查工作的实用性和针对性。
关键词:矿区;隐蔽性地质灾害;隐患排查;探测技术;安全防控
地质灾害通常指在自然条件下或人类活动影响下发生的突发地质构造破坏。它给人们的生存与生态环境都带来了巨大的危害。作为地质灾害保护项目中最重要的一环,国家土地资源管理机构就其特点和分布状况进行了较为详尽的研究,核心监管六大类,详细扩展为12类48种。在地质灾害中矿山地质灾害是重要的组成部分,同时也是影响我国矿采收益的重要因素。目前,我国的矿产资源分布较广,矿山地质灾害具有发生率较高、类型较多、分布较广、危害较大、防治较难的特点,因此,开展针对性的隐蔽性地质灾害隐患排查工作,及时发现潜在风险点并采取防控措施,是防范灾害事故、保障矿区可持续生产的核心前提,具有重要的现实指导意义。
1矿区隐蔽性地质灾害的类型与特征
1.1主要灾害类型
矿区隐蔽性地质灾害的类型与采矿方式、地质条件密切相关,其中最为常见灾害包括采空区顶板垮落(塌陷)、排土场滑坡、隧道/硐室围岩崩塌、基坑/边坡失稳(地下工程施工阶段);高危险性灾害主要包括矿井突水(透水)、地下水疏干引发的地面沉降/地裂缝;其他灾害主要包括尾矿库溃坝、岩爆(冲击地压)等。隐蔽性滑坡多发生在露天矿边坡或地下开采影响区的山体斜坡,由于地下采空导致岩土体内部应力失衡,或岩层软弱夹层受地下水侵蚀,边坡内部逐渐形成滑动面,而地表无明显裂缝或变形迹象,难以通过肉眼直接识别。采空区塌陷是地下采矿后常见的隐蔽灾害,地下矿体开采后形成的空洞未及时充填,随着顶板岩层应力逐渐释放,在自重作用下缓慢垮落,初期地表仅表现为微小沉降,当垮落范围扩大到一定程度时,会突然发生大面积塌陷。地下水突水则主要源于采空区积水、含水层破坏或断层导水,地下水体在压力差作用下突然涌入采矿巷道,其隐患点多位于地下深处,受地质构造遮挡,前期探测难度较大。

1.2核心特征分析
矿区隐蔽性地质灾害的核心特征集中体现在隐蔽性、复杂性、突发性和危害性四个方面。隐蔽性是其最显著的特点,灾害的孕育和发展过程主要发生在地下或岩土体内部,外在表现极其微弱,常规巡查难以发现,必须借助专业探测技术才能捕捉到异常信号。成因复杂性体现在灾害的发生是采矿活动、地质结构、水文条件等多种因素共同作用的结果,不同因素的相互影响使得隐患点的识别和判断难度增加。突发性源于隐患的累积效应,灾害在前期处于缓慢发展阶段,当达到临界状态时,可能因一次轻微扰动引发快速爆发,留给现场人员的预警时间极短。危害性则体现在灾害发生后不仅会直接破坏采矿设备、巷道等生产设施,还可能造成人员伤亡,部分灾害如地下水突水还会引发巷道淹没、地质环境恶化等次生问题,影响矿区长期生产。
1.3典型诱发因素
采矿活动是矿区隐蔽性地质灾害最主要的诱发因素,地下开挖过程中破坏了岩体原有的应力平衡,形成的采空区改变了周边岩土体的力学性质,为灾害孕育提供了空间条件。露天矿的边坡开挖则削弱了坡体稳定性,使得岩土体在外界因素影响下易发生滑动。降雨入渗是重要的自然诱发因素,雨水通过岩土体孔隙或裂缝渗透至地下,增加了岩土体重量,降低了软弱夹层的抗剪强度,同时可能引发地下水位上升,进一步加剧隐患发展。地质构造条件对灾害发生也有重要影响,矿区内的断层、破碎带等地质薄弱区域,岩土体完整性差、承载力低,在采矿扰动下易成为灾害萌发点。此外,矿区内的道路修建、排水系统不完善等人类工程活动,也可能改变局部地质环境,诱发隐蔽性地质灾害。
2排查工作的前期准备
2.1基础资料收集与整理
基础资料的全面收集与系统整理是隐患排查工作的基础,直接影响排查效率和准确性。需要收集的资料包括区域地质图、矿区地形地貌图、采矿工程平面图、开采日志、巷道布置图等地质与采矿相关资料,这些资料能帮助排查人员初步判断采空区分布范围、岩土体结构和采矿活动影响区域。同时,还需收集矿区历史地质灾害记录、地下水监测数据、气象资料等,通过分析历史灾害发生的时间、地点和成因,总结灾害发生规律,为潜在隐患点预判提供依据。资料整理过程中需注重数据的准确性和完整性,对缺失的关键信息,通过走访矿区老员工、查阅存档文件或补充现场调查等方式进行完善。对不同来源的资料进行交叉验证,剔除矛盾数据,形成统一的基础资料数据库,为后续现场排查提供清晰的参考依据。
2.2现场踏勘规划与安全保障
现场踏勘规划需结合基础资料分析结果和矿区实际情况,明确排查范围和重点区域。根据采矿活动分布、历史灾害点位置、地质构造发育情况,将采空区集中区域、边坡地段、断层破碎带、地下水露头附近等划定为重点排查区域,确保排查工作有的放矢。踏勘路线设计需兼顾工作效率和人员安全,优先选择交通便利、视野开阔的路线,避开已知危险区域和陡峭地形,同时保证路线能覆盖所有潜在隐患点。安全保障措施是现场踏勘的重要前提,需为排查人员配备安全帽、防滑鞋、便携式气体检测仪等防护装备,针对地下排查区域,提前检测巷道内通风、气体浓度等环境指标,确保符合安全作业要求。建立应急联络机制,为每位排查人员配备通讯设备,明确应急集合点和逃生路线,同时安排专人负责现场安全监护,及时应对突发情况,为排查工作的顺利开展提供保障。
3隐患排查核心技术的实际应用
3.1地质雷达探测技术的现场应用
地质雷达探测技术凭借操作便捷、分辨率高的优势,在浅部隐蔽隐患排查中应用广泛。该技术通过发射高频电磁波,利用电磁波在不同介质中的反射信号差异,判断地下岩土体结构和异常体分布。现场操作时,需根据矿区岩土体性质调整雷达频率参数,在松散土层区域采用低频雷达,以提高探测深度,满足采空区、地下裂缝等隐患的探测需求;在岩石地层区域则采用高频雷达,提升数据分辨率,精准识别微小异常。探测过程中需注意避开矿区内的金属设备、电缆等干扰源,避免电磁信号失真影响判断。对探测数据进行实时分析,标记反射信号异常的区域,结合现场地形和基础资料,初步判断异常体的性质和范围,为后续进一步验证提供明确方向。
3.2高密度电法探测的实操要点
高密度电法主要用于探测地下含水层分布、采空区积水情况和岩土体富水性,其核心原理是通过测量地下不同深度的电阻率差异,反演地下地质体的分布特征。实操过程中,需根据排查区域的地形条件和探测目标,合理布置电极间距和测线方向,确保电极与地面充分接触,提高数据采集质量。在山区矿区等地形复杂区域,采用便携式电极和灵活的测线布置方式,减少地形对探测工作的影响。数据采集时需避开降雨天气和地下水丰富时段,防止地表积水影响电阻率测量结果。对采集到的电阻率数据进行整理分析,结合矿区地质资料,绘制电阻率断面图,通过对比正常区域与异常区域的电阻率差异,识别地下积水区、采空区等隐患点,为隐患评估提供数据支持。
3.3无人机航测与地面验证结合
无人机航测技术为大范围矿区的隐蔽隐患排查提供了高效解决方案,尤其适用于地形复杂、人员难以到达的区域。通过搭载高清相机和红外传感器,无人机可快速获取矿区地表高分辨率影像和地形数据,利用影像处理技术分析地表微地貌变化,识别微小裂缝、局部沉降等隐蔽性迹象,这些迹象往往是地下隐患在地表的间接反映。航测完成后,对影像数据进行拼接处理和三维建模,生成矿区地表三维模型,直观展示地表变形情况,筛选出疑似隐患点。针对航测识别的疑似区域,开展地面实地验证,通过人工巡查、手持探测设备检测等方式,确认隐患的具体类型、位置和规模。这种“航测大范围排查+地面精准验证”的组合方式,既提高了排查效率,又保证了排查结果的准确性,有效解决了大范围矿区排查难度大、效率低的问题。
3.4钻孔取样与实验室分析
钻孔取样技术主要用于深层隐蔽隐患的排查和验证,适用于判断地下岩土体稳定性、采空区填充情况等无法通过浅层探测解决的问题。钻孔位置根据前期探测结果和基础资料分析确定,优先选择疑似隐患点中心区域或关键断面,钻孔深度需覆盖潜在隐患影响范围和关键岩层。取样过程中严格控制钻进速度和取样方法,避免样品受到扰动,确保样品能真实反映地下岩土体的原始状态。将采集的样品送至实验室,进行物理力学性质分析,包括岩土体的抗压强度、抗剪强度、含水率、孔隙率等指标测试,通过分析这些指标判断岩土体的稳定性,评估隐患发生的可能性。同时,结合钻孔过程中的岩芯观察和水文数据记录,综合判断地下地质条件和隐患发育情况,为隐患分级管控提供科学依据。
4排查结果的分析与隐患分级管控
4.1排查数据整理与隐患识别
排查数据整理需涵盖探测技术数据、现场踏勘记录、样品分析结果等多方面信息,构建完整的数据集。对不同技术获取的数据进行标准化处理,统一数据格式和坐标系统,便于交叉分析。通过数据对比和综合研判,筛选出异常数据信息,结合矿区地质条件、采矿活动历史等背景资料,剔除因仪器误差、环境干扰等因素导致的虚假异常,精准识别真正的隐患点。隐患识别过程中注重多数据相互验证,例如将地质雷达探测的异常区域与高密度电法的电阻率异常区进行对比,结合钻孔取样结果确认隐患类型,避免单一数据判断导致的误判。明确隐患点的具体位置、类型、规模和发育阶段,建立隐患台账,详细记录相关信息,为后续分级管控提供基础数据支撑。

4.2隐患分级标准与实操流程
隐患分级遵循“危害程度—影响范围—发展趋势”的三维评价标准,兼顾科学性和实操性。重大隐患指隐患点稳定性极差,可能在短期内突发灾害,影响范围超过100m,可能造成人员伤亡和重大财产损失;较大隐患指隐患点处于缓慢发展阶段,影响范围在50m~100m之间,可能导致局部生产设施损坏和一定经济损失;一般隐患指隐患点相对稳定,影响范围小于50m,危害程度较低,通过常规管控即可防范风险。分级实操流程需结合现场实际情况,组织技术人员、矿区安全管理人员和一线作业人员共同参与评估,充分听取各方意见。依据隐患台账记录的信息,对照分级标准逐一研判,对存在争议的隐患点,通过补充探测或专家论证的方式明确等级,确保分级结果客观准确,符合矿区实际防控需求。
4.3分级管控措施与动态监测
针对不同等级的隐患点制定差异化管控措施,确保防控工作精准有效。重大隐患需立即停止隐患影响范围内的采矿作业,设置警戒区域,禁止人员和设备进入。采取回填、注浆加固、抗滑桩支护等工程措施进行综合治理,安排专人24小时值守监测,直至隐患消除或降至安全等级。较大隐患需设置明显警示标识,限制作业人员和设备在隐患影响区的活动范围,制定专项防控方案,定期开展隐患巡查和数据监测,根据隐患变化情况及时调整防控措施。一般隐患纳入矿区日常安全巡查范围,定期进行检查维护,清理隐患点周边的杂物和障碍物,确保排水通畅,防止外部因素诱发隐患升级。动态监测是管控工作的重要环节,采用沉降观测仪、地下水水位计、裂缝位移计等自动化监测设备,实时采集隐患点的变形、水位等数据,建立监测预警系统,当数据超过预警阈值时及时发出警报,为应急处置争取时间。
5结论
综上所述,矿区隐蔽性地质灾害具有成因复杂、表现隐蔽、突发性强和危害性大等特点,严重威胁矿山安全生产与人员生命安全。本文通过系统梳理隐蔽性滑坡、采空区塌陷和地下水突水等主要灾害类型,结合基础资料收集、现场踏勘、多技术融合探测(如地质雷达、高密度电法、无人机航测及钻孔取样)等手段,构建了科学、高效的隐患排查流程。排查结果通过多源数据交叉验证,实现隐患精准识别与分级,并依据“危害程度—影响范围—发展趋势”三维标准实施差异化管控措施。实践表明,将先进技术与现场实操相结合,辅以动态监测与预警机制,可显著提升矿区对隐蔽性地质灾害的早期识别与防控能力,为矿山安全可持续发展提供坚实保障。