矿山工程地质灾害安全风险预警与防治技术研究

刘虎伟

身份证：6227**********0510

摘要：矿山工程开采过程中受地质条件复杂、岩土结构扰动、地下水变化及人工开采扰动等多重因素影响，极易诱发滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等地质灾害，严重威胁矿山施工安全、设备财产及从业人员生命安全，制约矿山行业安全生产与绿色可持续发展。传统矿山地质灾害治理多以事后处置为主，风险预判能力弱、防治针对性不足。基于此，本文系统分析矿山工程主要地质灾害类型及诱发机理，探究现阶段矿山地质灾害风险预警存在的短板，结合现代监测技术体系，梳理智能化预警手段与精细化防治技术路径，提出适配矿山工程场景的灾害防控策略，为矿山地质灾害常态化防控、安全生产管控、灾害风险源头治理提供实操性技术参考。

关键词：矿山工程；地质灾害；风险预警；防治技术；安全管控

一、引言

矿产资源是我国工业发展与经济建设的核心基础资源，矿山工程开采作业具备高强度扰动、大空间开挖、长周期作业的特点，对原有地质结构、岩土平衡及水文环境造成持续性破坏。在露天开采、井下掘进、尾矿库运营等工程活动中，地质应力重新分布、岩土体稳定性下降，极易引发各类地质灾害，是矿山安全生产的主要风险源。传统矿山安全管理模式依赖人工巡查、经验判断，存在监测滞后、风险识别片面、预警精度低、防治被动等问题，难以适配现代化矿山安全管控需求。

随着矿山安全生产标准化、智能化转型推进，构建“事前预警、事中管控、事后治理”的全周期灾害防控体系成为行业发展趋势。开展矿山工程地质灾害安全风险预警与防治技术研究，能够有效破解矿山地质灾害防控难点，提升灾害风险识别、预判、处置能力，降低矿山安全事故发生率，对推动矿山安全生产规范化、精细化、智能化发展具有重要的现实意义与工程应用价值。

二、矿山工程主要地质灾害类型及诱发机理

矿山工程地质灾害的发生是地质固有缺陷、自然环境变化与人工开采扰动共同作用的结果，常见灾害类型主要包含地面塌陷、边坡滑坡、崩塌、泥石流四大类，各类灾害诱发机理具备显著的工程特征。

地面塌陷是井下矿山最频发的灾害类型，矿山井下巷道开挖、矿产采空会形成大面积悬空区域，破坏地层原有应力平衡，上部岩土体失去支撑，在地下水浸泡、地质应力挤压作用下，岩土体结构破碎、沉降变形，最终引发地表塌陷，极易造成巷道损毁、设备掩埋、人员被困等安全事故。

边坡滑坡与崩塌多发生于露天矿山，矿山开挖形成高陡边坡，持续剥离岩土体会破坏边坡原有稳定结构，加之降雨入渗、岩土风化、荷载堆积等外界因素影响，边坡土体抗剪强度大幅下降，当应力超出岩土体承载极限时，便会出现土体滑移、岩体崩塌问题，直接威胁边坡作业面施工安全。

矿山泥石流多为次生地质灾害，矿山开采产生的废石、渣土、尾矿堆积松散，在强降雨冲刷、地表径流冲击作用下，松散堆积物与水体混合形成泥石流，具备流速快、破坏力强、波及范围广的特点，易造成矿区设施损毁、道路阻断、周边环境破坏等问题。整体而言，人为开采扰动是矿山地质灾害的核心诱因，地质条件与气象条件是灾害爆发的辅助触发因素。

三、矿山地质灾害风险预警现存问题

目前我国多数矿山已逐步推行地质灾害风险预警管理，但在实际工程应用中仍存在诸多短板，预警体系整体实效性不足。其一，监测体系较为粗放，部分中小型矿山仍采用人工巡查、定点观测的传统模式，监测数据频次低、误差大，无法实现对岩土变形、位移、水文变化的全天候动态监测，微小风险隐患难以提前识别。

其二，预警模型智能化程度不足，多数矿山仅依托单一监测数据开展风险判定，未整合位移、沉降、雨量、水文、应力等多源数据，无法精准研判灾害演化趋势，存在误预警、漏预警、预警滞后等问题。其三，风险分级管控体系不完善，未根据灾害风险等级划分差异化预警标准，预警结果与现场处置方案衔接不畅。其四，预警信息传递机制滞后，部分矿山预警信息推送不及时，从业人员应急响应、避险处置效率偏低。

四、矿山地质灾害智能化风险预警技术

依托现代传感技术、物联网技术、大数据分析技术，可构建全天候、高精度、智能化的矿山地质灾害预警体系，实现风险从被动处置向主动预判转型。首先是多源感知监测技术应用，在矿山边坡、采空区、尾矿库等风险区域布设位移传感器、沉降监测仪、雨量监测站、应力传感器、孔隙水压力监测设备，全天候采集岩土位移、地层沉降、水文动态、环境气象等核心数据，实现风险源头实时监测。

其次是大数据智能分析预警，通过搭建矿山安全监测平台，整合多源监测数据，依托数据挖掘算法与灾害演化模型，对监测数据进行实时分析、趋势推演，精准识别岩土体变形异常、应力突变等风险信号，结合矿山地质条件设置分级预警阈值，实现蓝色、黄色、橙色、红色四级精准预警，有效规避人工判断的主观性误差。最后是一体化预警推送机制，通过平台终端、手机终端、声光报警设备，实时推送预警信息至管理人员与一线作业人员，明确风险区域、风险等级与避险要求，保障预警信息快速落地、高效处置。

五、矿山工程地质灾害精细化防治技术

结合矿山地质灾害类型与风险特征，秉持“预防为主、防治结合、综合治理”的原则，有针对性落实精细化防治技术，全面提升矿山灾害防控能力。针对采空区地面塌陷灾害，采用充填治理、顶板加固、围岩支护技术，对废弃采空区实施矸石充填、注浆充填，压实稳固地层结构，减少地层沉降变形；对在用巷道强化锚杆、锚索支护，提升围岩稳定性，从源头遏制塌陷风险。

针对露天矿山边坡灾害，采用边坡削坡减载、分级放坡、喷锚支护、截排水工程相结合的综合治理技术，修整高陡边坡形态，降低边坡荷载，通过喷浆、锚杆加固岩土体，同时布设截水沟、排水渠，减少雨水入渗对边坡土体的软化破坏，提升边坡整体稳定性。针对矿山泥石流灾害，重点整治尾矿、废石堆积区，规范渣土堆放方式，设置拦渣坝、谷坊、护坡挡墙等防护工程，配套完善排水系统，阻断泥石流形成条件，同时定期清理松散堆积物，降低灾害暴发风险。

同时，落实常态化工程管控，定期开展矿区地质隐患排查治理，建立隐患台账，实行闭环管理，结合矿山开采进度动态优化防治方案，实现灾害风险全过程管控。

六、结论

矿山工程地质灾害具有突发性、隐蔽性、破坏性强的特点，直接影响矿山安全生产与行业稳定发展。各类地质灾害的产生均是地质条件与人工开采扰动共同作用的结果，传统经验化、被动式的防控模式已无法适配现代矿山安全管理需求。通过构建多源智能监测、大数据分析、分级预警的智能化风险预警体系，结合分类施策、综合治理的精细化防治技术，能够有效识别、预判、处置矿山地质灾害风险，从源头降低灾害发生率与破坏程度。未来，矿山行业应持续推进数字化、智能化防控技术的落地应用，不断优化预警模型与防治工艺，完善地质灾害全周期防控体系，实现矿山开采安全、高效、绿色可持续发展。

参考文献

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