煤礦地質災害有哪些
1. 煤礦開采過程中的災害效應有哪些
對兩當縣西坡煤礦的地質特徵,分析了煤炭開采過程中出現的各種地質災害,並對煤礦地質災害的特點、形成特點以及煤礦地質災害的環境效應分析,提出防治措施,
2. 煤礦地質災害專項普查指什麼
就是對煤礦企業進行地質災害隱患方面的專項檢查。說通俗點，意思就是看你們煤礦企業的礦井等危險場合有沒有發生塌方、滲水等地質災害的可能。有的話，要讓你整改，沒有的話，繼續發揚......
3. 地質災害的種類及成因
一、地質災害的定義
（一）定義
地質災害是指由於地質營力或人類活動而導致地質環境發生變化，並由此產生各種危害或嚴重災害，使生態環境受到破壞、人類生命財產遭受損失的現象或事件（汪新文主編，1999）。地質災害按成因可分為兩類，一類是自然地質災害，如地震，火山噴發，滑坡，泥石流；另一類是由於人類活動引起的地質災害，如地面沉降等。
（二）特點
地質災害與氣象災害、生物災害一樣是自然災害的一個主要類型，具有突發性、多發性、群發性和漸變影響持久的特點，並且容易造成較大的人員傷亡和巨大的經濟損失（段永侯等，1993）。地質災害中以突發性、群發性小型土質滑坡、崩塌為主。直接誘發因素是集中性強降雨；山區切坡建房、修路等工程活動是產生崩塌、滑坡、泥石流的重要因素；群眾防災意識淡薄、避災自救知識缺乏是造成人員傷亡的主要原因。而地震、火山噴發這樣的地質災害發生的頻率相對來說比較小，但是它的破壞性是巨大的。
二、地質災害的種類及成因
（一）地震
地震是岩石圈在內力作用下突然發生破裂，地球內能以地震波的形式強烈釋放出來，從而引起一定范圍內地面震動的現象。引起地震的原因很多，據此可以分為構造地震、火山地震和沖擊地震，人類活動引起的地震還可以稱為誘發地震（宋春青和張振春，1996）。構造地震是構造變動特別是斷裂活動所產生的地震，約佔全球地震總數的90%。其中大多數又屬於淺源地震，因此對建築物的破壞程度很大，波及的范圍很廣，常引起生命財產的重大損失，汶川地震就屬於此種類型。
人們根據地震的活動地區，在地理上劃分出幾條主要的地震活動帶。環太平洋地震帶，約80%的淺源地震都發生在這一帶內；地中海—南亞地震帶，帶內亦發生破壞性地震以及很少的深源地震。此外，還有北極—大西洋海嶺地震帶、東太平洋海隆地震帶、西印度洋地震帶、東非地塹地震帶等次要地震帶。
（二）火山噴發
火山噴發是地幔物質在地球內部動力的作用下不斷運動，當岩漿中氣體成分游離出來使內壓力增大到一定極限時，岩漿就會順地殼裂隙或薄弱地帶噴出地表，形成火山噴發。根據火山通道的形狀可分為裂隙式噴發和中心式噴發。裂隙式噴發是岩漿沿一個方向的大斷裂或斷裂群上升，噴出地表；中心式噴發則是噴發物沿火山喉管噴出地面，平面上成點狀噴發。
人們根據火山的活動性，將火山劃分為死火山、活火山和休眠火山三種。如今，地球上已發現的活火山共有523座，其中有455座在陸地上，有68座位於海底（李克，2005）。死火山大約20000餘座。這些火山在地理分布上有一定的規律性，他們大多集中在幾個主要的火山帶上。如環太平洋火山帶、大洋中脊火山帶、阿爾卑斯—喜馬拉雅火山帶、東非裂谷火山帶。
火山噴發形成典型的火山地貌景觀，有火山錐，如海南瓊山馬鞍嶺，山西大同火山錐；火山口；火山湖，也叫火口湖，如吉林延邊長白山天池；堰塞湖，黑龍江五大連池和鏡泊湖；火山溶洞；火山瀑布等。
（三）滑坡
滑坡是指斜坡上的土體或岩體在重力的作用下和其他因素的影響下，沿著一定的軟弱面整體的向下滑動。滑坡經常發生在粘土質為主的土層或泥質岩及變質岩的分布區。俗稱「走山」、「垮山」、「地滑」、「土溜」等。滑坡的形成與氣象水文、地層岩性、地質構造、地形地貌、外營力改造和人類工程活動等因素密切相關。鬆散土體和高陡的斜坡是形成滑坡的內因，河流沖刷及淘蝕是產生滑坡的外因，人類工程活動和降雨是發生滑坡的主要誘發因素。
另外，產生滑坡的基本條件是斜坡體前有滑動空間，兩側有切割面。例如中國西南地區，特別是西南丘陵山區，最基本的地形地貌特徵就是山體眾多，山勢陡峻，溝谷河流遍布於山體之中，與之相互切割，因而形成眾多的具有足夠滑動空間的斜坡體和切割面，廣泛存在滑坡發生的基本條件，滑坡災害相當頻繁。
（四）泥石流
泥石流是在山區的溝谷中，因暴雨、洪水等充足的水源激發的含有大量泥沙石塊的特殊的洪流。泥石流具有暴發突然，運動快速，來勢兇猛，破壞力強，成災率高等特點。泥石流的形成有三個必備的條件：①地勢陡峻，山高溝深，流域面積大；②有大量的鬆散的物質；③在短時間內有充沛的水量。泥石流粘度大、容量高、具有重大沖擊力，具有很大的破壞性，在我國的南方地區，暴雨、洪水過後經常會出現這種地質災害。
泥石流發生機制是陡峭的河床堆積物由於暴雨而飽和，進而在其表面產生水流，堆積物失去力學的穩定性而開始滑動形成泥石流。另外，崩塌土塊在其運動過程中，破壞了結構，而又有水的供給也可以形成泥石流。泥石流的發育過程與氣候環境的變化有關，如冰川的消融，冰體填充山谷，阻塞成湖，山坡重力侵蝕加劇；與季風在一個地區的盤踞時間的長短有關；與一個地區的植被繁盛也有關系；泥石流還與區域地質構造運動的強弱、地勢起伏和岩石軟硬有關。
（五）地面沉降
地面沉降，又稱為地面下沉或地陷，它是在人類工程經濟活動影響下，由於地下鬆散地層固結壓縮，導致地殼表面標高降低的一種地質現象。
地面沉降主要發生於大型沉積盆地和沿海平原地區的工業發達城市及油氣田開采區。其特點是涉及范圍廣，下沉速率緩慢，往往不易被察覺；在城市內過量開采地下水引起的地面沉降，其波及的面積大；地面沉降具有不可逆特性，就是用人工回灌辦法，也難使沉降的地面回復到原來的標高。近年來，在軟土等不良工程土體較發育地區，由於人類工程活動造成的基礎不均勻沉降現象成為影響大型工程建設的主要原因之一。因此地面沉降對於建築物、城市建設和農田水利設施危害極大。
三、中國的主要地質災害
中國是一個面積廣闊、資源豐富的國家，面積廣闊又決定了中國的地形地貌、地質構造以及氣候條件的復雜性。因此中國的地質災害分布廣泛，類型多樣，發生頻繁。中國常見的地質災害有地震、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、水土流失、土地沙漠化等。
（一）中國地震災害的分布特點
中國處在世界兩個最活躍的地震帶上，東瀕臨環太平洋地震帶，西部和南部是歐亞地震的經過區域，因此中國的地震災害比較頻繁同時它也是中國主要的地質災害。
（1）中國地震分布特點是東少西多，地質構造特點是以東京105°為界分為東西兩部分。中國西部地區是世界上大陸地震最活躍、最強烈和最密集的地區。環太平洋地震帶對中國台灣及其附近海域影響最大。
（2）華北區、台灣地區地震多發的成因是該區處在亞歐板塊與太平洋板塊的交界帶，地殼活動強烈。西南地區地震、滑坡、泥石流多發的成因是由於印度洋板塊和亞歐板塊的擠壓碰撞。
（二）崩塌、滑坡、泥石流的分布特點
中國泥石流的分布明顯受地貌、地質和降水條件的控制，集中分布在階梯狀地形的過渡帶上，尤其是沿大斷裂、深大斷裂發育的河流溝谷兩側（馮天駟，1998）。其中雲南、四川、甘肅、陝西、西藏等地區是中國泥石流的多發地區。同時西南地區也是中國崩塌、滑坡等發育的主要地區。
（三）地面沉降分布特點
地面沉降活動主要發生在中國東部地區，尤其以沿海城市和華北平原等地區最嚴重。在該區域內，發生地面沉降的城市或地區有的是孤立存在，有的則是密集成群或斷續相連，形成大面積的地面沉降帶。
（四）水土流失的分布特點
水土流失是指：在水力、重力、風力等外營力作用下，水土資源和土地生產力的破壞和損失，包括土地表層侵蝕和水土損失，亦稱水土損失。
20世紀90年代末全國水土流失總面積356萬平方千米，占國土面積37%，其中：水蝕165萬平方千米，風蝕191萬平方千米，在水蝕和風蝕面積中，水蝕風蝕交錯區水土流失面積為26萬平方千米。水土流失分布范圍廣、面積大。西部12省（區、市）（桂、蒙、陝、甘、寧、青、新、川、貴、滇、藏、渝）占國土面積70.78%，土壤侵蝕（均指微度以上侵蝕，下同）面積107萬平方千米，佔全國土壤侵蝕面積的82.61%，水土流失最嚴重，分布面積最大；中部10省（冀、晉、遼、吉、黑、皖、贛、豫、鄂、湘）占國土面積24.28%，土壤侵蝕面積49萬平方千米，佔全國土壤侵蝕面積的14.64%，水土流失較嚴重；東部10省、市（京、津、滬、蘇、魯、浙、閩、台、粵、瓊）占國土面積8.13%，土壤侵蝕面積9萬平方千米，佔全國土壤侵蝕面積的2.74%，流失相對較輕。
（五）土地沙漠化分布特點
中國現有荒漠化土地共計262萬平方千米，約占國土總面積的27%。廣泛分布在中國西北、華北、東北等地區，以新疆、甘肅、青海、內蒙古、寧夏、陝西、山西、河北等省（區）最嚴重。全國荒漠化面積和荒漠化程度不斷地增加。荒漠化不僅使中國的耕地面積不斷減少而且對中國的環境造成嚴重的破壞，使中國的旱災、沙塵暴等災害不斷地嚴重（國土資源部地質環境司、宣傳教育中心，2003）。
4. 礦山地質災害現狀
（一）礦山地質災害災種和規模
西南地區礦山地質災害類型復雜多樣。主要災種有滑坡、泥石流、崩塌、地面塌陷、地裂縫、煤矸石自燃、土地沙化、尾礦庫潰壩、礦井突水等礦山地質災害（圖3-1）。據不完全統計，各類礦山地質災害共計達2061次（表3-10），其中滑坡432次，占總災數的20.9%；泥石流175次，占總災數的8.4%；地面塌陷和沉降527次，占總災數的25.5%；崩塌316次，占總災數的15.3%；地裂縫484處，占總災數的23.5%；礦坑突水121處，占總災數的5.87%；其他礦山地質災害6次，佔0.51%。上述礦山地質災害中，以地面塌陷和地裂縫居多，滑坡、崩塌次之。
表3-10 西南地區礦山地質災害統計 單位：次
註：其他地質災害包括煤矸石自燃、尾礦庫潰壩等。
根據全國礦山地質環境調查與評估實施細則（中國地質環境監測院，2002）對礦山地質災害規模的劃分標准（表3-11），將西南地區礦山地質災害劃分為大、中、小3類。其中大型礦山地質災害58次，占總災數的2.81%；中型147次，占總災數的7.13%；小型1856次，占總災數的90.06%（表3-12）。
表3-11 常見地質災害規模等級劃分
備註：只要其中一項指標符合即可。
表3-12 西南地區礦山地質災害規模
西南地區礦山地質災害以雲南省發生的次數最多，為694次（表3-12），占總災數的33.67%。其次是四川省586次，占總災數的28.43%；再次是貴州481次，占總災數的23.34%；重慶市254次，占總災數的12.32%；西藏發生礦山地質災害次數最少，為46次，占總災數的2.23%。
1.雲南省礦山地質災害災種和規模
該省礦山地質災害694次，主要發生在有色金屬礦山。據不完全統計，雲南省有采礦場（坑）3065處，選礦廠1000餘處，廢渣堆2912處，尾礦庫（堆）544年（表3-13）。形成各類礦山地質災害災種有滑坡171處（大型14處、中型23處、小型134處），崩塌56處（中型6處、小型50處），泥石流78處（大型4處、中型12處、小型71處），地面塌陷169處（大型3處、中型19處、小型153處），礦坑涌水41處，地裂縫179處，疏干泉點100個。以滑坡、地裂縫和地面塌陷礦山地質災害災種較多，其他類型較少。
2.貴州省礦山地質災害災種和規模
貴州省礦山地質災害主要發生在煤礦山，其次是有金屬礦山，各類礦山地質災害481次。其中大型8處，占總災數的1.66%；中型12處，占總災數的2.50%；小型461處，占總災數的95.84%。滑坡62處，大型2處，中型5處，小型55處；崩塌57次，大型1次，中型2次，小型54次；泥石流12次，大型1次，中型2次，小型9次；地面沉降55次，中型1次，小型54次；地面塌陷106次，大型1次，中型1次，小型104次；地裂縫161次，大型1處，中型1處，小型159處；礦坑突水28次，大型2次，小型26次（表3-14）。
3.四川省礦山地質災害災種和規模
四川省發生各類礦山地質災害的次數僅少於雲南省，為586次。其中滑坡130次，佔四川總災數的22.9%；泥石流78次，佔四川總災數的13.3%；地面塌陷147次，佔四川總災數的25.1%；崩塌的102次，佔四川總災數的16.9%；地裂縫87處，佔四川總災數的14.8%；礦坑突水37次，佔四川總災數的6.3%；其他礦山地質災害5次。各種礦山地質災害中，大型21次，占總災數的3.6%；中型53次，占總災數的9.1%；小型512次，占總災數的87.4%。
表3-13 雲南省主要礦山環境地質問題
表3-14 貴州省礦山地質災害類型規模及危害程度統計
4.重慶市礦山地質災害災種和規模
重慶市礦山地質災害亦比較嚴重，主要發生在煤礦山。據不完全統計，各類礦山地質災害254次。其中滑坡69處，佔27.1%；泥石流6次，佔2.4%；地面塌陷39處，佔15.3%；崩塌87次，佔34.2%；地裂縫37處，佔14.6%；礦坑突水15次，佔5.9%；其他礦山地質災害1次。各礦山地質災害大型6次，佔2.30%；中型18次，佔7.09%；小型230次，佔90.55%。
5.西藏自治區礦山地質災害
西藏礦產開發尚時間較短，規模不大，礦山地質災害問題尚不突出。據西藏地質環境監測總站不完全統計，西藏礦山地質災害有46次。其中崩塌14次，地裂縫20次，地面塌陷11次，泥石流1次。西藏礦山地質災害主要發生在羅布莎鉻鐵礦山、朗縣鉻鐵礦山，其次是玉龍銅礦礦山等。
（二）礦山地質災害危害性
西南地區礦山地質災害危害性相當嚴重，造成直接經濟損失25.62億元，死亡人數1982人。從經濟損失來看，以貴州省最為嚴重，直接經濟損失15.80億元，佔西南地區損失總數的61.67%；其次是重慶市，直接經濟損失3.83億元，佔西南地區損失總數的15.34%；再次雲南省，直接經濟3.07億元，佔西南地區損失總數的11.90%；四川直接經濟損失2.90億元，佔西南地區損失總數的11.31%；西藏礦山地質災害直接經濟損失最少，為0.0178億元。貴州省和重慶市造成直接經濟損失大的原因，與煤礦山發生的泥石流和礦坑突水災種有關。
從礦山地質災害死亡人數看，雲南省死亡人數最多，為1203人，佔西南地區礦山地質災害死亡總人數的60.70%；其次是四川省，死亡人數358人，佔西南地區礦山災害死亡總人數的18.06%；再次是貴州省，死亡288人，佔西南地區死亡總人數的14.53%；重慶市死亡130人，佔西南地區礦山災害死亡總人數的12.32%；西藏礦山地質災害死亡人數最少，為3人，佔西南地區礦山地質災害死亡總人數的0.15%。雲南省礦山地質災害死亡人數多的原因，與有色金屬礦山形成的突發性泥石流和滑坡災種有關。貴州省經濟損失最大的礦山地質災害是地面沉降。
1.雲南省礦山地質災害危害性
雲南省礦山地質災害累計造成直接經濟損失3.07億元，死亡1203人。該省歷年來礦山地質災害至少破壞或威脅200餘條公路、500餘個村莊安全，掩埋耕地4000餘hm2。其中滑坡和崩塌（227次）危害性最嚴重，影響和破壞土地面積2163.36hm2、各種建築物120×104m2、公路100餘條，直接經濟損失1.41億元，死亡729人；泥石流78次，造成直接經濟損失0.79億元，死亡362人；地面塌陷169處，塌陷面積994.54hm2，單個面積0.1～64hm2，以中、小型規模為主，形態以圓形、半圓形和長條狀為主，塌陷深度0.3～10m，影響和破壞公路近100條，150多個村寨房屋開裂，造成直接經濟損失0.63億元，死亡15人；地裂縫179處，常與礦山采空區相伴產生，呈群帶狀分布，單縫寬1cm至數米，長數米至2000餘m，主要危害是損壞民房，破壞耕地，威脅礦區安全生產等，造成直接經濟損失0.024億元；礦坑突水41次，主要是由於開采地下水位以下的礦體時，掘穿隔水底板或打通原采礦老硐，或主平坑位於河流附近，受斷層破碎帶影響及支護不力導致頂板隔水層變形、冒落而引起河流漏水等因素而致。礦坑突水的主要危害是淹井，影響礦區生產，威脅井下人員安全，有些場合還會造成地表河流斷流。如玉溪煤礦礦坑突水淹沒礦井長380m，造成龍潭斷流，北衙金礦礦坑突水停產40天等。
2.貴州省礦山地質災害危害性
貴州省各類礦山地質災害累計造成直接經濟損失15.41億元，間接經濟損失22.48億元，死亡288人。其中滑坡62次，以淺層鬆散層滑坡為主，岩質滑坡較少，造成直接經濟損失2.16億元，間接經濟損失4.11億元，死亡48人；崩塌是貴州省常見也是威脅最大的一個災種，突發性強，不易防範，危害性大，崩塌57處造成死亡84人，威脅房屋12061間，威脅人口12516人，威脅公路117.5km，毀壞耕地22.0hm2，毀壞房屋15間，直接經濟損失1.25億元，間接經濟損失3.79億元；泥石流12處，死亡27人，破壞土地87.85hm2，直接經濟損失4.15億元，間接經濟損失6.73億元；地面塌陷106處，塌陷坑直徑一般2～30m，最大120m，最小1.5m，深一般0.5～3m，最深15m，面積最大0.4km2，形態大多呈豎井狀或巨形鍋底狀。附近伴生有較多地裂縫和大面積沉降，地裂縫長10～100m，寬0.2～6m。塌陷展布受采空區控制，兩者分布基本一致。其危害破壞耕地、林地501.67hm2，破壞公路150餘條，100多個村寨房屋開裂，直接經濟損失約0.05億元；地裂縫161處，常與采空區伴生，少數因地下水位下降形成，成群出現，裂縫間距0.2～1.5m，延伸一般20～200m，少量達500～800m，個別長1000m，裂寬一般0.2～1.5m，少量2～5m，個別6～9m，裂深一般0.4～5.5m，個別達100m（從地表可見100m以下開采坑道冒出熱氣），單個裂縫群分布面積一般100～1000m2，少數1～2km2。如六盤水市鍾山區汪家寨銅廠坡地裂縫群分布面積為2km2。其危害造成直接經濟損失0.03億元，100多戶民房、倉庫、學校牆體撕裂、垮塌，耕地漏水荒蕪，坑道滲水淹沒，牲畜滑進裂縫致死，僅大河—納福一帶毀壞耕地5km2；地面沉降55處，主要分布在煤礦山，如六盤水市19個礦山采空區造成地面沉降破壞耕地2850hm2，林地436.3hm2，破壞各類公路418km，310多個村寨房屋開裂，直接經濟損失約5.78億元，為貴州省經濟損失最大的礦山地質災害；礦坑突水28處，死亡53人，直接經濟損失近億元。
3.四川省礦山地質災害危害性
四川省各類礦山地質災害累計造成直接經濟損失2.90億元，死亡358人，影響范圍51352.59hm2。其中滑坡130次，直接經濟損失1.4億元，死亡88人，間接經濟損失近3億元；泥石流78次，直接經濟損失0.2億元，死亡168人；地面塌陷147處，陷坑直徑5～10m，坑深6m，呈漏斗狀，僅寶頂地區煤礦采空區塌陷變形面積達15.79km2，地面塌陷造成直接經濟損失0.82億元，死亡36人；地裂縫87處，縫深一般0.5～3m，最深5m，寬0.05～0.4m，最寬1m，長十幾米至數百米，最長達1000m，主裂縫間距3～5m，造成直接經濟損失0.03億元，死亡8人；崩塌102處，造成直接經濟損失0.02億元，死亡48人。
4.重慶市礦山地質災害危害性
重慶市各類礦山地質災害累計造成直接經濟損失3.83億元，死亡130人，影響范圍9375.78hm2。其中崩塌死亡人數最多，為58人，占死亡總數的44.61%，如1973年5月22日合川市康佳鄉雞公咀發生崩塌死亡42人，1994年4月30日武隆縣雞冠嶺發生崩塌死亡16人。崩塌造成直接經濟損失1億元，間接經濟損失7億元；矸石山滑坡死亡22人，占死亡人口總數的16.91%，直接經濟損失0.25億元；礦坑突水是重慶市直接經濟損失最大的礦山地質災害，為2.4億元，占直接經濟損失總數的65.28%，死亡21人，如2003年9月10日秀山縣涌洞鄉川河煤礦發生特大穿水事故，造成18人死亡。
重慶市發生的各類礦山地質災害以能源礦山（煤礦）造成的危害最大，其中死亡118人，直接經濟損失3.68億元，占總損失的96.08%；金屬礦山（主要是錳礦）造成的危害次之，死亡8人，直接經濟損失0.08億元，占總損失的2.09%；非金屬礦山4人死亡，直接經濟損失0.07億元，占總損失的1.83%。
5.西藏自治區礦山地質災害危害性
西藏各類礦山地質災害主要發生在鉻鐵礦山和銅礦山，其次是煤礦山，累計造成的直接經濟損失為0.0178億元，死亡3人。其中崩塌14處，死亡3人，造成經濟損失113萬元，占總損失的64.04%；其次是地面塌陷11處，塌陷面積約10hm2，直接經濟損失60萬元，占總損失的33.70%；地裂縫20條，直接經濟損失4萬元，占總損失的2.24%；泥石流1處，直接經濟損失1萬元，占總損失的0.06%。
5. 礦山地質災害有什麼參考文獻
如圖所示
6. 礦山地質災害治理措施
（一）地面沉降及塌陷的防治措施
西南地區礦山地面沉降和塌陷的治理措施，主要是採用避讓和填埋。
1）居民點搬遷；
2）房屋、建築物加固；
3）對重要建築群、道路及不適合搬遷的居民點、城鎮、工業區預留安全礦柱，劃定禁采邊界；
4）對已形成的沉陷區、裂縫進行綜合治理，宜農則農，宜林則林，宜牧則牧，因地制宜開展土地復墾工作。
（二）泥石流的防治措施
西南地區礦山泥石流主要分布在礦業開發程度較高的能源、金屬、非金屬礦山。如貴州務川汞礦區、汪家寨煤礦區、開陽磷礦區、四川瀘沽鐵礦區、石棉礦區、大樹硫鐵礦區、重慶獅子山煤礦區、雲南東川銅礦區、易門銅礦區、石缸河錫礦區等，主要措施是：
1.合理堆放廢渣，減少泥石流的發生幾率
礦山廢石廢渣排放，採取合理勘察選址、集中有序堆放；現有廢石、渣堆進行覆土，並植樹種草綠化，坡腳砌築擋土牆壩，防止廢石、渣滾落，坡面修築漿砌石護坡或進行其他固化措施，防止雨水沖刷；對佔用主要行洪通道如河谷、溝谷的廢石廢渣，進行清理或修建行洪渠或管道，保證洪水的順利通過，截斷泥石流形成的物源條件。
2.新建尾礦庫嚴格設計程序，防止新的泥石流產生
新建尾礦庫必須由國內有相應資質的專業單位按照國家相關規范進行選址、評估、勘察、設計、施工及監理。嚴禁無勘測、無設計、無監理進行施工。尾礦庫上游必須保證匯水面積小，下游無重要建築交通線、工礦企業、居民點等設施。壩體內各項設施齊全，並達到國家規定相應的防洪、抗震標准。正在使用的尾礦庫必須按照設計使用要求，進行壩體、庫內設施的監測維護、加固。壩面應隨壩體的逐步升高進行漿砌塊石固化或綠化，防止雨水沖刷。達到設計使用年限、設計庫容的尾礦庫，應立即停用，啟動閉庫程序，嚴禁超設計能力使用。同時，對已閉庫的尾礦庫和正在使用的尾礦庫，設專職人員對其進行監測，並制定相應的預警、應急防災措施，防止尾礦庫潰決事故而引發泥石流地質災害。
3.禁止亂挖濫采，隨意堆放棄渣，從源頭上防止泥石流的產生
在各礦區內禁止大礦小開、亂采濫挖、隨意棄置廢石、尾礦等現象，對地質環境造成極大破壞的個體私營礦點進行清理、關閉整頓，恢復礦業秩序，保護地質環境。
（三）崩塌、滑坡的防治措施
崩塌、滑坡是采礦工程活動易引發的地質災害。主要表現在煤礦、鋁土礦、磷礦、汞礦等能源、金屬、非金屬礦山。近年來，西南地區針對礦山開采引發的崩塌、滑坡地質災害採取的防治措施主要如下：
1）加強監測；
2）採用科學合理的開采布局，如：露采礦山嚴格按照設計的剝采比進行台階式開采，放緩采面、坡面，限制采面、坡面高度等；
3）對危險地段修建防護面，並採取削方減載、減少振動、坡腳堆載、抗滑樁支擋措施等。
防治對象主要針對威脅礦山企業自身工作面、采場的災害隱患點以及部分對周圍居民點存在較大威脅的隱患點。如重慶市天府礦務局一井矸石山治理工程位於天府鎮南1km東山腳下，20世紀50～80年代開採煤礦，傾倒棄渣厚5～30m，順坡向堆積，由於長年累月沖刷侵蝕，在岩面附近地下水富集、飽和形成滑帶，給坡下廠房、民舍帶來安全隱患。為防止地質災害的發生，治理工程內容如下：矸石山西側坡腳布9根1m×1m抗滑樁；在西側、西南側布設條石護坡擋牆、片石擋牆，支擋鬆散棄渣下滑；鋼筋格構砼，位於斜坡中上部，2.5m×2.5m格距，呈菱形展布護坡地梁；格構內植樹綠化；條石擋牆外側修排水溝，溝底寬600mm，高900mm，1∶0.25梯形放坡，抗滑樁外側溝底修底寬400mm，高900mm的截水溝；為方便群眾，治理環境，在條石擋牆外側修便道，以及運輸材料的通行便道。治理後，原有的矸石山邊坡得到穩定，潛在滑坡安全隱患得以消除，保證了坡下廠房和民舍的安全。
貴州省務川汞礦由於30多年的礦山開采，致使礦區發生了地面塌陷、地裂縫、滑坡、泥石流、尾礦庫壩坡失穩、滲漏、翻壩等環境地質問題，使礦區生態環境破壞、水環境惡化。務川汞礦山地質環境治理恢復工程有針對性地採取了下述治理措施：尾礦庫壩坡失穩的治理措施是設有反濾層的塊石壓坡工程、排滲井系統工程、排洪區工程及監測工程；地面塌陷、地裂縫的治理措施是塌陷坑填埋工程、監測系統及警示系統工程；同時對塌陷區、尾礦庫庫區及礦區的房前屋後進行了植樹種草綠化。
經過對務川汞礦礦山地質環境治理恢復工程使礦山環境地質問題得到改善，居民的生存質量得到提高。
7. 礦山與地下工程地質災害
地下采礦和地下工程開挖，最基本的生產過程就是破碎和挖掘岩石與礦石，同時維護頂板和圍岩穩定。如果對地下洞室不加以支撐維護，則洞室圍岩在地應力的作用下發生變形或破壞，這種現象在采礦界稱為地壓顯現。由地壓造成的災害，對礦井來說，主要表現為頂板下沉和垮落、底板隆起、岩壁垮幫、支架變形破壞、采場冒落、岩層錯動、煤與瓦斯突出及岩爆等。因采空區處理不當而引起的大規模地壓災害在地面表現為地表開裂、地面下沉、建築物倒塌、水源枯竭等。對於煤礦，尤其是露天煤礦，常常表現為滑坡、崩塌、傾倒等邊坡失穩及其引起的地面變形破壞。而煤與瓦斯突出是高瓦斯煤礦開采過程中最常見、危害性最大的地壓災害。這里主要討論危害大、發生頻率高、分布范圍廣的冒頂垮幫、岩爆、煤與瓦斯突出。
(一)冒頂垮幫
1.冒頂垮幫的特徵及其影響因素
地下洞室開挖後，由於卸荷回彈，應力和水分的重新分布常使圍岩的性狀發生很大變化。如果圍岩岩體承受不了回彈應力或重新分布應力的作用，就會發生變形或破壞。圍岩岩體變形及破壞的形式和特點，除與岩體內的初始應力狀態和洞形有關外，主要取決於圍岩的岩性和結構(表92)。
冒頂事故是對礦山工人人身安全威脅大且發生頻率最高的礦山地質災害之一。據不完全統計，我國各種礦山每年工傷死亡人數中有40%死於礦坑冒頂，死亡頻率占各種礦山地質災害之首。
表9-2 圍岩的變形破壞形式及其與圍岩岩體和結構的關系
續表
(據張倬元等，1994)
湖南錫礦山南礦的開采實踐表明，當失去支撐能力的礦柱達到全采場礦柱60%左右時，采空區頂板就可能冒落。而一個采空區的冒落會在相鄰采空區引起連鎖反應，導致采場地壓急劇增大，采場和巷道嚴重破壞，人員傷亡。美國、英國、日本等國金屬礦山冒頂事故死亡人數均占井下事故死亡總人數的1/3～1/2，日本為40.7%，美國為30.2%，英國、俄羅斯、波蘭和比利時等國約佔30%～50%。
我國冶金礦山頂板冒落及其他地壓災害死亡人數佔全部傷亡人數的25%～27%;大中型統配煤礦近年發生的重大死亡事故中，頂板冒落災害佔30%左右。
頂板冒落或側壁垮幫的徵兆有:頂板掉渣由小而大，由稀變密，裂隙數量增多、寬度加大，煤幫煤質在高壓下變軟，支架壓壞、折斷，瓦斯湧出量突然增多，淋水量增大等。
2.采空區處理方法
防止采空區大冒落的處理方法可歸納為「充填」、「崩落」、「支撐」、「封閉」8個字(隋鵬程，1998)。
1)充填法:采空場采礦開采完畢後，要及時用碎石、尾礦砂、水沙、混凝土等物質充填采空區，從而起到支撐頂板、減小其承受上覆岩土體壓力的作用。如湖南錫礦山南礦在3次大冒落後，新采區地壓劇增，地表不斷沉陷，為保證安全，對采空區進行了全面充填處理，充填率達90.6%，使地壓活動得以緩和。
2)崩落法:指利用深孔爆破的方法將采空區圍岩崩落，充填采空區。
3)支撐法:以礦柱或支架等支撐采空區，防止其發生危險變形。
4)封閉法:常用來處理與主要礦體相距較遠、圍岩崩落後不會影響主礦體坑道和其他礦體開採的孤立小采空區。封閉這些小采空區的目的主要是防止圍岩突然冒落時空氣沖擊波對人員和設備的危害。
為有效預防冒頂垮幫，還必須採取合理的開采方案，避免片面追求產量而采富棄貧，堅決杜絕開采保護礦柱的亂採行為;採用合理的設計方案，進行科學的頂板管理;根據圍岩應力集中大小與分布形式，採用聲發射監測技術及其他測定地應力方法，預測預報頂板來壓的強度和時間，掌握地壓規律，及時採取有效措施;制定科學合理的工作面作業規程、支護規程、采空區處理規程等。
(二)岩爆
岩爆又稱沖擊地壓，是指承受強大地壓的脆性煤、礦體或岩體，在其極限平衡狀態受到破壞時向自由空間突然釋放能量的動力現象，是一種采礦或隧道開挖活動誘發的地震。在煤礦、金屬礦和各種人工隧道中均有發生。
岩爆發生時，岩石碎塊或煤塊等突然從圍岩中彈出，拋出的岩塊大小不等，大者直徑可達幾米甚至幾十米，小者僅幾厘米或更小。大型岩爆通常伴有強烈的氣浪巨響，甚至使周圍的岩體發生振動。岩爆可使洞室內的采礦設備和支護設施遭受毀壞，有時還造成人員傷亡。
1.岩爆的類型和特點
由於發生部位和釋放能量的差異，岩爆表現為多種不同的類型，它們的特點也各不相同(張倬元等，1994)。
1)圍岩表部岩石破裂引起的岩爆:在深埋隧道或其他類型地下洞室中發生的中小型岩爆多屬這種類型。岩爆發生時常發出如機槍射擊的噼噼啪啪響聲，故被稱為岩石射擊。一般發生在新開挖的工作面附近，掘進爆破後2～3h，圍岩表部岩石發生爆破聲，同時有中間厚、邊部薄的不規則片狀岩塊自洞壁圍岩中彈出或剝落。這類岩爆多發生於表面平整、有硬質結核或軟弱面的地方，且多平行於岩壁發生，事前無明顯的預兆。
2)礦柱圍岩破壞引起的岩爆:在埋深較大的礦坑中，由於圍岩應力大，常常使礦柱或圍岩發生破壞而引發岩爆。這類岩爆發生時通常伴有劇烈的氣浪和巨響，甚至還伴有周圍岩體的強烈振動，破壞力極大，對地下採掘工作常造成嚴重的危害，被稱為礦山打擊或沖擊地壓。在煤礦中，這類岩爆多發生於距坑道壁有一定距離的區域內。四川綿竹天池煤礦就曾多次發生此類岩爆，最大的一次將約20t的煤拋出20m以外。
3)斷層錯動引起的岩爆:當開挖的洞室或坑道與潛在的活動斷層以較小的角度相交時，由於開挖使作用於斷層面上的正應力較小，降低了斷層面上的摩擦阻力，常引起斷層突然活動而形成岩爆。這類岩爆一般發生在活動構造區的深礦井中，破壞性大，影響范圍廣。
2.岩爆的產生條件與發生機制
岩爆是洞室圍岩突然釋放大量潛能的劇烈的脆性破壞。從產生條件來看，高儲能體的存在及其應力接近於岩體極限強度是產生岩爆的內在條件，而某些因素的觸發則是岩爆產生的外因(張倬元等，1994)。
圍岩內高儲能體的形成必須具備兩個條件:①岩體能夠儲聚較大的彈性應變能;②在岩體內部應力高度集中。彈性岩體具有最大的儲能能力，受力變形時所能儲聚的彈性應變能非常大，而塑性岩體則無儲聚彈性應變能的能力。
從應力條件看，圍岩內高應力集中區的形成首先需要有較高的原岩應力。但在構造應力高度集中的地區，岩爆也可以發生在淺部隧洞中，甚至有可能發生在地表的基坑或採石場中。
洞室圍岩表部岩爆經常發生在如下一些高壓力集中部位:因洞室開挖而形成的最大壓應力集中區，圍岩表部高變異應力及殘余應力分布區以及由岩性條件決定的局部應力集中區，斷層、軟弱破碎岩牆或岩脈等軟弱結構面附近形成的應力集中區。
對地下洞室造成破壞的岩爆主要有三種形式:岩體擴容、岩石突出和振動誘發冒落。岩體擴容是指由於岩石的破碎或結構失穩而使岩體體積增大的現象，如果擴容的幅度很大且過程較為猛烈，就會給洞室造成危害。當遠處傳來的擾動地震波能量較高時，可直接將洞室圍岩碎塊以非常快的速度(可達2～3m/s)彈射到洞室中而形成災害，這就是以岩石突出形式發生的岩爆。振動誘發岩石冒落是當洞室頂部有松動岩塊或存在軟弱面時，在擾動地震波和巨大重力勢能作用下發生垮落的現象。
3.岩爆的預測及防治
(1)岩爆的監測預報
對岩爆災害的預測包括對岩爆發生強度、時間和地點的預測。由於地下工程開挖和岩爆現象本身的復雜性，岩爆的預測工作需要考慮地質條件、開挖情況以及擾動等許多因素。以往的岩爆記錄是預測未來岩爆的重要參考資料。
岩爆的預測預報可以分為兩個方面:①在試驗室內測量煤岩或岩塊的力學參數，依據彈性變形能量指數判斷岩爆的發生幾率和危險程度;②現場觀測，即通過觀測聲響、震動，在掘進面上鑽進時觀察測量鑽屑數量等進行預測預報。目前國內外常用的岩爆預測預報方法有鑽屑法、地球物理法、位移測試法、水分法、溫度變化法和統計方法等(張斌等，1999)。
1)鑽屑法或岩心餅化率法:對於強度很高的岩石，若鑽孔岩心取出後在地表發生餅化現象則表明地下存在較高的地應力，可根據一定厚度岩心中岩餅數量的相對大小來進行判斷。在鑽進過程中，還可藉助鑽孔中的爆裂聲、摩擦聲和卡鑽現象等動力響應進行輔助判斷。
2)地震波預測法:利用已發生岩爆(誘發地震)的信息來預測未來開挖過程中的岩爆，並建立岩爆次數、大小、分布及其與地應力場變化的關系，從而預報大中型岩爆的時空位置及數量和大小。此外，還可以利用單道地震儀對掌子面及前方岩體進行監測，如沿水平線每隔1 m逐點測試岩石彈性波速度，採用強度概念推測發生岩爆的可能性等。
3)聲發射(A-E)法:聲波發射A-E法即Acoustic-Emission方法。此方法的建立基於岩石臨近破壞前有聲發射這一實驗檢測結果，它是對岩爆孕育過程最直接的監測預報方法。其基本參數是能率和大事件數頻度，二者在一定程度上可以反映岩體內部的破裂程度和應力增長速度。岩爆發生前通常有一個能量的積蓄期，這一時期是聲發射平靜期，可以視為發生岩爆的前兆。這種方法可望在現場對岩爆進行直接的定量定位監測，是一種具有很大發展前景的監測和預報方法。
岩爆預測是地下建築工程地質勘查的重要任務之一，在總結已有的實踐經驗和研究成果的基礎上，國內外學者目前已建立了一些可行的准則。挪威曾採用巴頓的方法，將岩石單軸抗壓強度(Re)與地應力(σ1)的比值(α=Re/σ1)作為岩爆的判別准則:
1)當α=5～2.5時，有中等岩爆發生;
2)當α＜2.5時，有嚴重岩爆發生。
我國在一些工程實踐中常採用巴頓法進行預測。例如貴州天生橋電站，根據巴頓法判斷隧洞施工中可能有中等岩爆發生，工程開挖的實際情況證明預測基本成功(張倬元等，1994)。
此外，由於岩爆屬於一種誘發地震，地震震級和發震時間的預報方法可用來預測岩爆的震級和發生概率。
(2)岩爆的防治
岩爆的防治問題雖然目前尚難徹底解決，但在實踐中已摸索出一些較為有效的方法，根據開挖工程的實際情況，可採取不同的防治方法。
1)設計階段的防治對策:
·洞軸線的選擇:人們通常認為洞軸線方向應與最大主應力方向平行，以改善洞室結構的受力條件。然而，使洞室相對穩定的受力條件是圍岩不產生拉應力、壓應力均勻分布和切向壓應力最小。在選擇軸線方向時應多方面比較選擇，以減少高地應力引發的不利因素。
·洞室斷面形狀選擇:洞室斷面形狀一般有圓形、橢圓形、矩形和倒U形等。當斷面的寬度高比等於側壓系數時，可綜合考慮各種因素確定洞室斷面形狀。
2)施工階段的防治對策:
·超前應力解除法:在高地應力區，洞室開挖後易產生超高應力集中。為了有效地消除應力集中現象，可採取預切槽法、表面爆破誘發法和超前鑽孔應力解除法等提前釋放地應力。在岩爆危險地帶鑽淺孔進行爆破，造成圍岩表部松動帶，可有效防止破壞性岩爆的發生。開採煤層時，首先開采無沖擊地壓或一般沖擊地壓的煤層，作為解放壓力層。回採時，要用全面陷落法管理頂板，不要留煤柱;對不易冒落的頂板要採用深孔爆破法或強力高壓注水法強制放頂。
·噴水或鑽孔注水促進圍岩軟化:在洞室的易發生岩爆地段，爆破後立即向工作面新出露圍岩噴水，既可降塵又可緩釋圍岩應力。因為注水使裂紋尖端能量降低，裂紋擴張傳播的可能性減小，裂紋周圍的熱能轉為地震能的效率隨之降低。從而減少劇烈爆裂的危險性。
·選擇合適的開挖方式:岩爆是高壓力集中的結果，因此，開挖時可採取分步開挖的方式，人為地給圍岩岩體提供一定的變形空間，使其內部的高應力得以緩慢降低，從而達到預防岩爆的目的。
·減少岩體暴露的時間和面積:在短進尺、多循環的施工作業過程中，應及時支護，以盡量減少岩體暴露的時間和面積，防止或減少岩爆發生。
·岩爆發生的處理措施:一旦發生岩爆，應徹底停機、躲避，對岩爆的發生情況進行詳細觀察並如實記錄，仔細檢查工作面、邊牆或拱頂，及時處理、加固岩爆發生的地段。
3)合理選擇圍岩的支護加固措施:使開挖的洞室周邊或前方掌子面的圍岩岩體從單向應力狀態變為三向應力狀態，同時，圍岩加固措施還具防止岩體彈射和塌落的作用。主要的支護加固措施有:①噴混凝土或鋼纖維噴混凝土加固;②鋼筋網噴混凝土加固;③周邊錨桿加固;④格柵鋼架加固;⑤必要時可採取超前支護。
(三)煤與瓦斯突出
在煤礦地下開采過程中，從煤(岩石)壁向採掘工作面瞬間突然噴出大量煤(岩)粉和瓦斯(CH4，CO2)的現象，稱為煤與瓦斯突出。大量承壓狀態下的瓦斯從煤或圍岩裂縫中高速噴出的現象稱為瓦斯噴出。突出與噴出均是在地應力、瓦斯壓力綜合作用下產生的伴有聲響和猛烈應力釋放效應的現象。煤與瓦斯突出可摧毀井巷設施和通風系統，使井巷充滿瓦斯與煤粉，造成井下礦工窒息或被掩埋，甚至可引起井下火災或瓦斯爆炸。因此，煤與瓦斯突出是煤炭行業中的嚴重礦山地質災害。
1.煤與瓦斯突出的特徵及其影響因素
煤與瓦斯突出是地應力和瓦斯氣體體積膨脹力聯合作用的結果，通常以地應力為主，瓦斯膨脹力為輔。煤與瓦斯突出的基本特徵是固體煤塊(粉)在瓦斯氣流作用下發生遠距離快速運移，煤、碎塊和粉塵呈現分選性堆積，顆粒越小被拋得越遠。突出時有大量瓦斯(CH4或CO2)噴出，由於瓦斯壓力遠大於巷道內通風壓力，噴出的瓦斯通常逆風前進;煤與瓦斯突出具有明顯的動力效應，可搬運巨石、推翻礦車、毀壞設備、破壞井巷支護設施等。
發生突出的煤層具有瓦斯擴散速度快、濕度小，煤的力學強度低且變化大、透氣性差等特點，大多屬於遭構造作用嚴重破壞的「構造煤」。突出的次數和強度隨煤層厚度的增加而增多，突出最嚴重的煤層一般都是最厚的主採煤層。突出的時間多發生在爆破落煤的工序。
煤與瓦斯突出災害隨採掘深度的增加而增加，其主要影響因素有礦區的地質構造條件、地應力分布狀況、煤質軟硬程度、煤層產狀以及厚度和埋深等。一般說來，煤層埋深大，突出的次數多，強度也大。
此外，水力沖孔和震動放炮可使地應力作用下的高壓瓦斯煤體在人為控制下發生突出。
2.煤與瓦斯突出的預防措施
預防煤與瓦斯突出的技術措施主要有以下4種:
1)首先開采沒有突出危險或突出危險性較小的煤層。由於受采動影響，地應力以彈性潛能得以緩慢釋放，煤層因卸壓而膨脹變形，透氣性增大，或者因層間岩石移動形成裂隙與孔道，有突出危險的煤層中瓦斯緩慢排放而使瓦斯壓力和瓦斯含量明顯下降，從而避免或降低煤與瓦斯突出的危險。
2)在有突出危險的煤層內均勻布置鑽孔並預先抽放一定時間的瓦斯，以降低瓦斯壓力與瓦斯含量，並使地應力下降、煤層強度增加。
3)在工作面前方一定距離的煤體內，超前鑽探一定數量的大口徑鑽孔，使煤層內的瓦斯得以提前釋放。
4)利用封堵、引排、抽放等綜合方法處理洞穴內積存的瓦斯。
為防止煤與瓦斯突出造成嚴重危害，必須加強煤層頂板管理和地應力監測，加強職工安全教育。
8. 礦山地質災害治理現狀
西南地區礦山地質災害發育，破壞性強。為此，國家和礦山企業籌集經費約4.8億元，對礦山地質災害進行了恢復治理。治理成效較顯著的礦山有雲南省小龍潭煤礦、楚雄燎原煤業有限公司、華寧向陽煤礦，重慶市天府煤礦，西藏自治區羅布莎鉻鐵礦區，貴州省盤江火燒鋪煤礦、萬山汞礦、開陽磷礦，四川省有拉拉銅礦、瀘沽鐵礦、會東鉛鋅礦、攀枝花釩鈦磁鐵礦等礦山。地質災害治理根據不同的地質災害類型和經濟條件採取了不同的工程防治措施。對於危害、影響較嚴重、治理難度較大、治理的經濟意義不很大的地質災害點，一般均採取了搬遷、避讓的措施。對於崩塌、滑坡，一般除加強監測外，採取了地表排水、地下排水、削方減載，支擋及植樹種草等措施。對於泥石流，除加強監測外，採取了固坡、攔渣、排導、生物工程等措施。對於地面塌陷、地裂縫，除加強監測、加強采空區管理外，一般採取了回填塌陷坑，加固地裂縫地區地基，防止塌陷對建築物的破壞等措施。
雲南省小龍潭煤礦是礦山地質災害恢復治理較好的礦山。該礦屬於雲南省勞改系統，始建於1953年，目前年產煤630×104t，是雲南省最主要的能源基地，全省50%多的火力用煤由該礦務局提供。小龍潭礦務局從建礦到2001年10月底，共實現工業總產值34.26億元，實現利稅10.69億元。該礦採用凹露天開采方法，自20世紀90年代初以來2個采場（小龍潭采場、布沼壩采場）邊幫發生多次滑動。小龍潭礦務局在上級有關部門的支持下，先後已投入地質災害治理資金1.89億元，通過多期治理取得了一定成效（表6-4，表6-5），使礦山生產得到了保障。
表6-4 小龍潭礦務局露天采場滑坡治理情況
表6-5 布沼壩露天礦西北幫邊坡錨索加固工程治理效果
四川會東鉛鋅礦山亦屬恢復治理較好的礦山。該礦位於涼山州會東小街鄉，是集采、選、冶為一體的國有中型礦山。該礦山於1972年建成投產，1973年7月露天采場西邊坡即產生第1次滑坡，滑體規模達21×104m3，處理擴大後的采場於1987年7月又在西邊坡發生滑坡。第2代露采場1988年6月建成投產，西邊坡上下高差達300m以上，坡度較陡，在其南段又形成了以垂直位移為主的滑移變形體，為穩定邊坡，礦山投入大量資金對其進行了綜合治理，主要措施是：
1）修建排水溝、泄洪道，部分改善西邊坡不利的水文地質條件；
2）控制采礦爆破強度，減少對西邊坡的震動破壞；
3）用錨索、抗滑樁及水泥擋牆對西邊坡滑移變形體地段進行聯合加固處理（圖6-1）。
經以上加固處理後的西邊坡基本是穩定的，多年未發生滑動，保證了礦山的安全生產。
9. 什麼是礦山地質災害
因礦山建設及生產活動而引發的崩塌、滑坡、泥（渣）石流、地面塌陷（采空塌陷、岩溶塌陷）、地裂縫和地面沉降等災害。