矿山地质灾害类型划分与防治对策研究论文
2026-06-18 11:38:17 来源: 作者:xuling
摘要:矿产资源开发是我国工业发展的重要支撑,矿山地质灾害却对矿山安全生产、生态环境构成严重威胁。
摘要:矿产资源开发是我国工业发展的重要支撑,矿山地质灾害却对矿山安全生产、生态环境构成严重威胁。本文系统梳理矿山地面及井下两大核心灾害类型,深入剖析自然因素与人为因素的双重致灾机理,针对性提出前期勘查规划落实、分类工程精准治理、监测预警体系建设等综合防控手段,构建“排查—分析—治理—防控”的闭环体系,为矿山地质灾害防控、绿色矿山建设及安全生产提供理论参考与实践依据,助力实现矿产资源开发与地质环境的协同协调发展。
关键词:矿山地质灾害;灾害类型;成因分析;防治措施;安全生产
我国矿产资源具备种类丰富、分布广泛的特征,矿山开采规模伴随产业发展持续扩大,在保障社会生产能源、原材料供给的基础上,也对矿区原有地质环境形成扰动,进而诱发滑坡、矿井突水等多类地质灾害。这类灾害具有隐蔽性突出、破坏性较强的特点,不仅会引发人员伤亡、设备损毁等安全问题,还会造成区域生态退化,直接制约矿山行业的可持续发展。基于上述背景,本文针对矿山地质灾害开展类型梳理与成因分析,提出对应防控方案,对强化矿山安全管理、筑牢灾害风险防线具有重要的现实意义。
1矿山地质灾害主要类型
1.1地面地质灾害
矿山地面地质灾害,是发生在矿区地表及周边一定范围内的各类地质灾害总称,核心类型包含滑坡、崩塌、地面塌陷、地裂缝、泥石流及尾矿库溃坝,各类灾害相互关联,易引发连锁反应。
第一,滑坡多出现于露天矿边坡、排土场区域,露天矿开采形成的边坡、排土场堆放的松散岩土体,在自身重力牵引、雨水浸泡浸润及采矿爆破振动等多重作用下,沿岩体内部软弱结构面缓慢滑动直至整体下滑,这种现象即为滑坡,其会直接破坏边坡整体完整性,阻断矿区运输道路,损坏地表作业设施。第二,崩塌主要发生在高陡岩质边坡,这类边坡岩体经长期风化、节理发育,失去原有支撑力后,岩体块体突然脱离母体坡面,发生坠落、滚落等运动,进而损毁地面厂房、设备等各类设施。第三,地面塌陷由地下矿体开采后形成的大面积采空区引发,顶板岩层失去矿体支撑,在自身重量及上部岩层压力作用下逐渐弯曲、断裂,最终发生垮落,引发地表向下塌陷,伴随地表均匀或不均匀下沉。第四,地裂缝多与地面塌陷同步产生,因地表应力分布不均,形成线性开裂,割裂地表农田、损坏矿区周边建筑及地下管线。例如,河北邢台沙河市多个小型地下开采矿,因长期高强度开采引发大面积地面塌陷、地裂缝纵横,耕地受损、植被损毁,后期通过生态修复实现转型,为地面塌陷及地裂缝灾害的形成与治理提供了真实参考。第五,泥石流的形成与矿区松散堆积物密切相关,开采产生的废石、尾矿等未规范堆放,在强降雨冲刷、浸润作用下,与雨水混合形成固液混合洪流,裹挟大量石块、渣土冲击沿线区域,掩埋设施、堵塞河道。第六,尾矿库溃坝则是因坝体设计不合理、排洪系统失效,或遭遇暴雨等外部诱因,导致坝体稳定性丧失,大量尾矿浆顺势下泄,破坏周边土壤、水体环境,损毁沿线各类设施。

1.2井下地质灾害
矿山井下地质灾害,是发生在巷道、采场等地下作业空间的各类地质灾害总称,其最大特点是隐蔽性强、爆发突然、危害直接,直接威胁井下作业人员生命安全,影响矿山正常生产。其中,矿井突水是井下采掘作业过程中,作业面揭露地下含水层、导水断层,或是触及老空积水区域后,地下水失去原有约束,突然涌入井下巷道的灾害现象,多因超前探测不到位、支护封堵不及时引发,会快速淹没井下作业空间,损毁井下设备,直接威胁作业人员生命安全。例如,2025年5月19日,甘肃靖煤能源有限公司王*山煤矿一号井发生水害(溃泥)事故,因工作面初采初放断顶爆破后顶板未充分垮落,导通上覆采空区浆泥通道,造成3人遇难,直接经济损失608.88万元,该案例直观体现井下溃泥灾害的爆发特点与危害。冒顶与片帮是井下最常见的两类灾害,冒顶是巷道、采场顶板岩层因完整性差、支护强度不足,发生脱落、垮落的现象;片帮则是巷道两壁岩体受采掘扰动,出现剥落、坍塌的情况,二者均会堵塞巷道、损毁支架,阻碍生产有序开展。岩爆(冲击地压)多发生在深埋硬岩矿山,地下岩体长期承受高地应力,经采掘活动扰动后,岩体积累的弹性变形能量突然释放,导致岩石发生爆裂、弹射,不仅损毁井下支架、设备,还会造成巷道收缩变形。矿震是采掘活动改变地下原始地应力分布,引发岩体发生破裂、错动,进而产生振动的现象,其振动强度虽有差异,但均会诱发冒顶、片帮等次生灾害,破坏井下作业环境,影响矿山生产安全。
2矿山地质灾害成因分析
2.1自然因素
矿山地质灾害的自然因素,是灾害发生的基础前提,并非单一因素作用,而是地形地貌、地质构造、水文气象及岩土体性质四大核心方面,相互叠加、共同作用的结果。其中,地形地貌条件是重要基础,山区、丘陵矿区的地表坡度陡峭,露天开采形成的边坡临空面大幅增加,岩体天然稳定性大幅下降,极易孕育滑坡、崩塌等灾害。地质构造特征中,断层、节理、裂隙等软弱结构面广泛发育,会直接破坏岩体的完整程度,割裂岩体连接,形成灾害发生的天然通道与载体。水文气象因素是重要诱因,雨水浸泡、融雪浸润会逐步降低岩土体的抗剪强度,暴雨冲刷、冻融循环则会直接触发灾害发生。岩土体自身性质存在明显差异,软土、泥岩等软弱岩层遇水后易发生软化、崩解,松散堆积物的胶结能力薄弱,这些因素相互配合,为矿山地质灾害的发生提供了不可缺少的天然条件。
2.2人为因素
人为因素是矿山地质灾害发生的核心诱因。部分矿山未遵照规范方案,擅自缩减保安矿柱,随意打乱采掘顺序,破坏地下岩体原有应力平衡,降低岩体稳定性。违规爆破、超层越界采掘等行为,会剧烈扰动岩体结构,加剧岩体破碎程度,形成潜在灾害隐患。开采产生的废石、尾矿未按要求规范堆放,未设置防护设施,排水系统布设不合理、维护不及时,进一步积累灾害风险。此外,矿山地质灾害排查不全面、监测预警不精准、安全管理不严格,未能及时处置初期隐患,导致小隐患逐步发展、扩大,最终引发各类地质灾害,大幅加剧灾害造成的人员及财产危害。例如,2024年11月2日,山东临沂兰陵鹏辉矿业有限公司发生较大坍塌溃浆事故,因该矿违规在西露天坑回填松散物料、设洗砂坑,洗砂用水下渗侵蚀矿柱,叠加安全管理混乱、隐患排查不到位,造成7人遇难,直接经济损失1451.5万元,完整呈现人为违规操作引发矿山灾害的全过程。
3矿山地质灾害综合防治措施
3.1落实前期勘查与规划防控
矿山企业需委托具备资质的专业机构,全面开展矿区地质勘查工作,逐一查明矿区地形地貌特征、地质构造分布、岩土体物理力学性质,以及地下含水层分布、地下水径流规律等水文地质条件,同时系统性梳理矿区内断层、节理等软弱结构面的分布情况,精准划分灾害高风险区、中风险区、低风险区,明确不同区域的防控重点,形成完整规范的地质勘查报告,为后续开采规划提供坚实的科学依据。
基于详细勘查结果,矿山企业优化完善开采布局,地下矿山优先采用充填开采、条带开采等安全环保的开采工艺,严格按照设计要求合理留设保安矿柱、防水矿柱,杜绝随意缩减矿柱、无序开采等行为,避免地下采空区大面积形成,保障岩体应力平衡;露天矿结合矿区岩土体性质,科学设计边坡角度、台阶高度及安全马道宽度,优化边坡防护方案,保障边坡天然稳定性,从源头规避滑坡、崩塌隐患。
同时,严格执行“先探后掘、有疑必探”的核心原则,对含水层、老空积水区、导水断层等潜在隐患区域,提前开展超前探测工作,细化开采各环节流程,明确操作规范,杜绝盲目采掘、违规施工等行为,从设计层面筑牢地质灾害防控基础,真正实现灾害源头管控,为矿山安全生产筑牢第一道防线。
3.2分类工程精准治理
分类工程治理措施,是矿山地质灾害防控的核心环节,结合不同灾害的形成机理、危害范围,采取针对性强、实操性高、成效显著的工程治理手段,全面消除已存在的灾害隐患,阻断次生灾害链条,为矿山安全生产筑牢工程防线。
针对地面滑坡、崩塌灾害,施工单位先开展坡面勘察,清理坡面危岩体、松动岩土体,再严格实施分层削坡减载,逐步降低坡体荷载,避免一次性开挖引发二次失稳;同时搭配锚杆、锚索、抗滑桩及喷射混凝土等组合加固体系,锚杆深入岩体固定,锚索拉拽加固,抗滑桩筑牢坡体底部支撑,全方位增强坡体整体稳定性。同步构建“地表+地下”双重排水体系,坡顶布设截水沟拦截地表汇水,坡面铺设排水沟疏导雨水,地下按间距安装排水孔,及时疏排地表水与地下水,彻底消除雨水浸泡对岩土体的软化影响,从根本上遏制滑坡、崩塌灾害发生。
针对地面塌陷与地裂缝,施工单位先排查采空区分布范围、地裂缝延伸长度及宽度,再采用碎石、尾矿、粉煤灰等环保材料,对地下采空区实施分层充填、分层压实加固,有效支撑顶板岩层,遏制地表持续下沉、裂缝扩展;对地裂缝进行彻底清理,清除裂缝内杂物、松散土体,再采用黏土、混凝土混合材料分层回填、压实密封,防止雨水入渗加剧岩体破坏,同步对塌陷区域进行平整、夯实处理,为后续生态修复工作奠定坚实基础。
针对泥石流与尾矿库隐患,在泥石流沟谷分段修建浆砌石拦渣坝、谷坊坝,按间距布设,有效拦截松散堆积物,减少泥石流物源;修建专用排导槽,优化槽体坡度,引导泥石流顺畅下泄,避免漫流损毁矿区设施、淹没农田。对尾矿库重点完善排洪系统,增设排水涵洞、溢洪道,定期检修坝体结构,监测坝体沉降、渗漏情况,排查各类安全隐患,严禁超量堆存尾矿,规范尾矿堆放流程,从设计、施工到日常运维,全方位防范尾矿库溃坝风险。
针对井下各类灾害,严格落实超前探放水工程,先采用专业设备精准探测含水层、老空积水区、导水断层的分布,再实施钻孔验证、放水试验,安装防水闸门、防水墙,配备强排水系统,筑牢井下水害防控防线;对巷道、采场根据岩体破碎程度,加强锚网索、“U”型钢支架等支护措施,及时清理浮石、松动岩体,定期检查支护强度,防范冒顶片帮灾害;对深埋硬岩矿山,科学实施钻孔卸压、卸压爆破等措施,合理布设钻孔,缓解岩体应力集中,防范岩爆(冲击地压)发生,各类治理措施协同推进、闭环落实,全面提升治理成效,切实保障矿山井下生产安全。

3.3建设监测预警体系
监测预警体系是衔接工程治理与应急处置的核心纽带,最大限度降低灾害造成的人员伤亡与财产损失。矿山企业立足矿区实际,搭建“地表+井下”全域监测网络,实现无死角、全覆盖监测。地表区域,针对滑坡、崩塌、地面塌陷等灾害,在高风险区域科学部署GNSS定位仪、测斜仪、裂缝计等监测设备,重点监测边坡位移、地表沉降幅度及地裂缝扩展速度,精准捕捉岩土体细微变化;在泥石流沟谷、尾矿库周边增设雨量计、水位计,实时监测降雨强度与水体变化。井下区域,结合井下灾害类型,在巷道、采场关键点位安装微震监测、岩体应力监测、地下水水位监测等系统,实时掌控岩体应力分布、地下水动态及巷道变形情况,及时捕捉冒顶片帮、岩爆(冲击地压)、矿井突水等隐患苗头。同时,融合无人机航拍、物联网传输技术,构建智能监测平台,打造“数据采集+分析研判+预警推送”一体化中枢,科学设定不同灾害类型的预警阈值,划分“一般、较重、严重”三级预警等级,实现监测数据自动采集、实时传输、智能分析,异常情况自动触发报警,通过短信、平台弹窗、语音提醒等多渠道,及时推送预警信息至矿山管理及作业人员。此外,矿山企业编制针对性专项应急预案,明确不同预警等级的处置流程,组建专业应急救援队伍,分类储备抢险设备、防护物资,定期开展实战化应急演练,模拟灾害发生场景,提升从业人员应急响应、协同处置能力,确保预警信息发出后,能够快速启动预案、科学开展处置,切实防范灾害扩大蔓延。
3.4强化管理与生态修复协同管护
矿山企业作为责任主体,健全完善安全生产管理制度,细化岗位责任分工,明确各部门、各岗位的地质灾害防控职责,落实岗位责任制,构建“全员参与、层层落实”的管理格局。同时,完善地质灾害排查、整改、销号全流程机制,定期开展全域排查,建立隐患台账,对排查发现的隐患明确整改责任人、整改措施及整改时限,实行闭环管理,及时处置各类隐患,坚决杜绝超层越界、违规爆破、乱堆废渣等违规作业行为。监管部门强化常态化执法检查,结合专项督查行动,严厉打击各类违规开采行为,对未落实防控责任、隐患整改不到位的企业依法督促整改、严肃追责,倒逼企业落实主体责任。生态修复方面,坚持“因地制宜、分类修复”原则,针对矿区破损边坡,实施喷播绿化、客土改良等工程,种植适生灌木、草本植被,搭配锚杆固土措施,加固岩土体、遏制水土流失;对尾矿库、地面塌陷区,先进行平整、覆土改良,再开展覆绿工程,种植耐贫瘠、抗逆性强的植被,恢复土地利用功能;对矿区受损水系,清理河道淤泥、整治排污口,投放净化材料,改善水体质量,恢复水系生态。同时,加强从业人员培训教育,通过线下授课、现场实操、案例讲解等形式,普及地质灾害防范知识、隐患识别技巧及应急处置流程,提升从业人员隐患识别与应急处置能力,构建“管理+修复”“防控+管护”的长效防控机制,实现矿山安全生产与生态环境保护协同发展。
4结语
综上所述,矿山地质灾害类型繁杂、成因多元,源于自然条件与人为开采扰动的共同作用,其防控工作需统筹兼顾源头管控、精准治理与长效管护三大核心。本文提出的前期勘查规划落实、分类工程精准治理、监测预警体系建设等举措,构建起全方位、多维度的防控闭环,能够有效防范各类矿山地质灾害风险。切实落实各项防控工作,可筑牢矿山安全生产防线,推动矿产资源开发与生态环境保护协同共进,为矿山行业高质量、持续发展提供坚实保障。