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1.地质灾害产生因素
1.1 疏于排水
采矿时对地下水必须进行疏干排水,甚至要深降强排.由此而出现了一系列的地质灾害问题。首先是矿井突水事故不断发生。许多煤矿的上覆和下伏地层为含水丰富的石灰岩,特别是石炭二叠纪煤系地层,不仅煤系内部有含水性强的地层,其下伏为巨厚的奥陶纪灰岩。这些矿床随着开采的延伸,地下水经深降强排,产生了巨大的水头差,在一些构造破碎带和隔水薄层的地段,煤层承受到来自下部灰岩地下水的高水压,威胁着矿井和职工生命的安全。其次是由于疏干排水,使许多岩溶充水矿区引起地面塌陷,严重影响地面建筑、交通运输以及农田耕作与灌溉。各矿区附近均有地面塌陷现象,水位下降很多,使厂矿、工业和生活供水原有系统发生吊泵,形成无法供水的局面。再次是某些矿山由于排水,疏干了附近的地表水,浅层地下水长期得不到补充恢复,影响植物生长;有的矿区甚至形成土地石化和沙化、水土流失、荒漠化严重,生态环境遭到破坏。
1.2 其他因素
矿山地质灾害诱发因素很多,有些是开采过程中难以避免的,如开采深度的增加,使得地应力相应增大引起冒顶、片帮、脱盘甚至岩爆的严重地压灾害;有的是开采中忽视预防或开采不规范、管理不科学导致的,如采空区不及时充填、废渣废水随意排放、水文地质及构造不了解、巷道偏离、盲目指挥、违章作业、私挖乱采等,非稳定因素积聚到一定限度引发各种灾害;有的矿山片面追求经济利益或为摆脱一时的经营危机,摒弃常规如采富弃贫、求近避远,结果为后期发展埋下灾害隐患;曾一度泛滥的民采风潮掠夺式的开采活动也对部分国有大中型矿山造成严重干扰和资源、环境破坏。
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2常见且危害性较大的几种矿山地质灾害
矿山地质灾害类型多种多样,影响范围也有大有小。目前常用的分类方案主要有两种:第一,按地质灾害所需的时间分类;第二,按地质灾害的空间形态与诱发因素分类。鉴于目前的很多研究将着力点放在上述第二种分类方式描述的三种大类级别的地质灾害上,且研究比较详尽,本文主要针对破坏性较强且发生较普遍的几种矿山地质灾害进行论述。
2.1 矿山崩塌
矿山崩塌通常指坡度较大的斜坡上的尾矿、岩石及土壤由于受到重力作用而脱离原来位置,发生崩塌、滚落并堆积在平坦位置的现象。矿山崩塌主要由尾矿堆积不合理、矿坑设计缺陷等原因造成。崩塌造成的形状不一、大小不同的堆积在平坦处的堆积物,称为崩积物,有时也会被称为尾矿堆或碎石堆。
矿山崩塌会使建筑物,有时甚至使整个居民点遭到毁坏,使公路和铁路被掩埋。矿山崩塌带来的损失,不单是建筑物毁坏的直接损失,并且常因此而使交通中断,给运输带来重大损失。矿山崩塌有时还会使河流堵塞形成堰塞湖,这样就会将上游建筑物及农田淹没,在宽河谷中,矿山崩塌还可能使河流改道及改变河流性质,从而造成急湍地段。
2.2 滑坡与泥石流
滑坡是指山坡上的碎石、土壤及其他杂物,受天然降水冲刷、地震活动、及边坡失去稳定状态等因素影响,在重力的驱使下,整体性或者呈分散状态顺着山坡向下移动的自然现象。泥石流通常是指大量降水夹带泥土、碎石甚至岩块,以极快的速度由山顶或山腰沿一定的槽道或直接沿山体直冲而下,并在山地低洼处堆积。
滑坡和泥石流也是经常发生的矿山地质灾害,常常给矿山开采以及人民生命财产造成巨大损失、有的甚至是毁灭性的灾难。发生在工矿区的滑坡和泥石流,可损坏采矿设备及厂舍,威胁职工生命安全,影响矿山生产活动,从而造成重大经济损失。
2.3 地面塌陷
地面塌陷是由于采矿造成的地下支撑减少、地下水水位下降造成地表岩、土体向下塌陷,并为地表造成塌陷坑、洞的一种常见现象。如果这种塌陷出现在经济生产场所或居住区,便会演变成一种可怕的矿山地质灾害。这种矿山地质灾害具有突发性,严重威胁矿区人民的生命安全和国家财产安全,尤其多见于煤矿的开采过程中。全国各地因煤炭开采造成的地表塌陷屡见不鲜,破坏耕地、建筑物、威胁交通安全。
2.4 瓦斯爆炸
瓦斯爆炸是指煤矿开采过程中,通风不良、煤层气泄露等意外导致矿井中的甲烷浓度意外升高,在遇到明火的条件下发生的爆炸,是一种快速的连锁反应。从化学原理上讲,瓦斯爆炸就是达到危险浓度的CH与自然界中的O2在达到燃烧温度下出现的剧烈燃烧反应。
3.地质灾害防治对策
3.1 泥石流防治对策
要防治矿山泥石流现象,矿区企业应将拦挡作为工作重点,并辅之以排泄和疏导。综合分析矿区所处的地质条件及状况,在泥石流现象容易产生的地方提前修筑拦截坝,用以封固该地方范围内的松散物质,另外,还应在适当的地方建造沟渠,可以在泥石流现象出现时,及时、流畅的通过沟渠来排除泥石流及其他杂物。应分别对待废石、渣土剥离等开挖工作中出现的不同岩土体,要把坚硬的岩土体放在底部,相对松散的岩土体放于表层。
3.2 崩塌的防治对策
减小开挖边坡台阶高度。在风化破碎面积广和软结构面的区域要通过减小高度或减缓边坡等措施来降低其自身重量,研究数据显示,8m左右的台阶高度,其效果实最明显的。阻拦滚石。在滚石现象常发的地段,要立好安全警戒标志,同时在坡脚处还应安放一些拦截构筑物,在坡脚的一定距离处可倒放生产剥离物以利于组织滚石、渣土,在爆破作业活动中,要综合边坡预裂爆破、逐孔降震控制爆破技术措施。
3.3滑坡防治对策
要防治滑坡,就必须减少和避免水的影响及危害。建议把工作面建成2%的反坡,这样可有效阻止雨水汇集冲刷,在工作面顶部留出截洪沟、排水沟,必要时可利于通过水沟排除地表水等,值得注意的一点是,排洪沟必须保持畅通;应适当调整滑坡体的外形。可通过减小边坡滑坡边缘的分层高度,增设几个分层等措施,搭建安全平台,保持坡脚的稳定性。
3.4 地面塌陷防治对策
矿山;地质灾害;防治策略【中图分类号】TD167文献标识码:B文章编号:1673-8500(2012)11-0037-01
矿山地质灾害指的是因为采矿活动带来的地质环境破坏,它会带来严重的经济与生命财产损失,属于地质灾害的一项重要分支,具体表现为开山弃石带来的植被破坏、水土流失;矿山的抽水与排水带来的地下水位降低,引起水资源的短缺;错误的地下开采方式带来的岩爆、地震、瓦斯爆炸、沉陷、地面开裂;尾矿废渣堆积带来的地表环境污染。其中最为突出的问题是泥石流、地表塌陷、井下突水。深入对矿山的地质灾害进行了解,并采取有效的防治措施,已经刻不容缓。1矿山发生地质灾害的常见种类
矿山发生地质灾害有非常多的类型,就目前来讲,涉及到危害性比较大的形式有地层表面崩塌、深井岩爆、井下突水等。
1.1地层表面崩塌。地层表面崩塌容易发生的位置是用井巷开采的地下矿山。当矿山开采到达特定程度,就极易形成面积较大的采空区。而采空区位置,如果保留下来的矿柱不足,亦或是因为矿柱受到损坏,则会使支撑能力降低,造成最终的地面崩塌问题。尤其是一些矿体产状平缓与浅埋藏的矿区,更容易出现地层表面崩塌的问题。如果采空区没有及时回填,若矿层继续开采,其范围扩展至临界值时,地表则会形成较采空区为大的塌陷型盆地。再者,在分布岩溶的位置,亦会由于矿山的排水干疏问题导致地面表层崩塌。虽然有了上面的分析,可是众所周知,采矿的过程与机理均十分复杂,其中会涉及到岩层构造、成分等多方面的问题,故而至今未能形成被普遍接受的塌陷理论。
1.2井下发生突水。我国有很多的矿山都处在复杂的地质与水文条件之下,在采矿时一定要进行科学的地下疏干排水,在必要时候,还会进行深降强排。由此可能给地质环境带来一系列负面影响,最终导致发生矿山地质灾害。井下发生突水是发生机率最高的矿山灾害,具有规模大、强突发的特点。井下发生突水,重点隐患部位是含水层。在违反规范操作,或者是开采条件正常,而遭遇到采空区、积水巷道、地下暗河、溶洞等问题时,极易引发隔离岩层的不稳定,特别是在水体之下进行采矿时,更需要科学论证并采取有效的防治策略。矿坑突水一般水文与地质条件相对复杂,并存有断裂与软弱破碎带构造,使顶板与底板稳定性降低。
1.3深井发生岩爆。在我国如果对硬岩的开采深度超出600米,则普遍认为其属于深度开采,而现在有些金属矿山的开采深度已经进入到矿山之下的1000米。开采距离深、应力条件高,综合作用下使得硬岩层较容易发生岩爆。岩爆已经成为影响矿山正常生产的关键问题。它有可能使得施工工作人员发生伤亡事故、施工机械设备受到损害,一般的岩爆也会造成施工减速、综合成本上升,因此可以说它是国际上的矿山工程难题。比如红透山大型铜矿,现在的开采已经进入到了深度1100米的范围,早在2003年,曾经发生过一次程度等级为中等的岩爆,致使将近100米的斜坡道崩塌报废,一些采矿区被迫停产。2矿山发生地质灾害的防治策略
矿山在进行开采与挖掘过程中,基本都是直接于岩土圈中所进行的,因为矿山开采力度与面积的增加,带来了越来越严重的环境破坏问题。以下从技术层面对地质灾害的防治策略进行分析。
2.1地层表面崩塌的防治策略。矿山尤其是金属矿山,因为采矿而带来的地层表面崩塌,主要是因为采空区引发塌陷而造成的。金属矿山在矿体开采上一般都属于不充分型开采,加之地质条件、地表沉降等因素具有突然性、局域性、规律性与随机性的交叉作用效果,所以对采矿带来的地层表面沉降与崩塌,国内国际所展开的相关研究还远远不足。相比较而言,对煤矿山的采空区崩塌所涉及到的处理办法要丰富一些,常用的是充填加复垦的方法。此方法利用矿区周边的粉煤灰、煤矸石、露天矿中的剥离物一类的填充材料进行采空崩塌沉陷位置的复田,更多地用在填充材料充足且没有污染的地区,因为它一方面解决了塌陷位置复垦的问题,一方面也解决了矿山废弃物处理的问题,因此具有较好的经济效果。
2.2井下发生突水的防治策略。对断裂出水的预防是井下突水预防中的一项重要内容。第一应当注意检查清楚工作面的断裂以及分布情况,给断裂出水的预防工作提供合理依据。在断裂位置应当做重点监测,加强支护,避免滞后出水问题的出现。隔离岩层透水的重要影响因素是水压的增加,用降低水压的办法可以减少隔离岩层顶劈问题,防止出水情况发生。此外要注意禁止对矿山的不正常开采及违规操作。
2.3关于深井发生岩爆的防治策略。最近十年来,国际上在岩爆的发生机理、预报预测等角度,都取得了较理想的研究成果。我们国家在岩爆问题的研究上,起步时间较晚,可是发展速度很快,同样取得了不错的成绩。如在矿区已经配置了微震监测体系,且成功调试。有些先进国家在现场监控岩爆的问题上,用科学地对采掘顺序进行接排的办法,合理支护、卸压爆破、避免岩爆,改革施工方案,这可以当作我国施工技术的良好借鉴。可是对于采矿所造成的岩爆形成机理,其引发的能量消散与积聚规律,目前尚无定论,所以仍然需要我们在理论与实践等方面对于深井岩爆的防治进行更深入的探讨。3总结
我国属于资源型国家,矿山规模及数量近些年来持续增长,可是由于技术与管理等方面的原因,资源开发的安全问题非常突出,井下突水、地表塌陷、滑坡、泥石流等灾害时常发生,带来了极为严重的影响。因此一定要对矿山地质灾害足够重视,合理开发并利用矿业资源,尽量避免开发矿山不当带来的生命与财产损失。
参考文献
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【关键词】矿山地质;地质灾害;保护防治
矿山是人类工程经济活动对地质环境影响最为强烈的一种场所。 人类在开发利用矿产次源的同时,也改变或破坏了矿山地区自然地质环境,从而产生众多的地质灾害,降低环境质量,影响人类自身的生存和生产环境。
1 矿山生产活动与地质灾害
矿山,是矿业活动的中心,其生产活动一般包括矿石采掘、矿坑排水和选矿冶炼三大部分。由于上述活动, 而造成地下采空、地下水位降低等八种对地质环境的作用形式(见图1),成为巨大的人为地质营力。矿山地质环境,根据矿业活动的影响范围,可分为大气(近地面) 环境、地面环境、水(地表水与地下水)环境和采场(露天采场与地下井巷、采场)环境四大部分。
矿山地质灾害,是指由于矿山生产活动而造成的对地质环境的作用,使矿山地区地质环境发生异变,而产生的影响人类正常生活和生产的灾害性地质事件。我国矿山地质灾害十分严重,常见的有酸雨、采空区地面沉降、崩塌、滑坡、岩溶塌陷、水土流失、水土污染、突水、溃泥等26种(见表1 )。每年由于矿山地质灾害造成的人员伤亡数以千计,经济损失则以亿元计,严重影响矿业的经济效益和社会效益,并不同程度地破坏了矿山地区的生态环境。矿山地质灾害的种类多,其分布空间又涉及矿山的大气、地面、水和采场环境,在每一个矿山构成一独立的地质灾害系统。这个系统的基本特征,即灾害的种类及多寡、灾害的强度和时间、空间分布等,除取决于矿区特定的地质环境(即地形地貌、气候、矿床水文地质工程地质条件等因素)外,亦与矿床开采方式、方法及选冶工艺密切相关。这个系统内的各灾种, 由于其主控作用往往相同或相似,而显示出灾害发生的伴生性和链生性。每一种对矿山地质环境的作用形式,常产生一群相互伴生的地质灾害。一种主导性地质灾害的发生,往往会链生一系列诱发地质灾害。
矿山生产活动类型 对矿山地质环境的作用形式
图1 矿山生产活动对矿山环境的作用形式图
2 矿山地质灾害发展趋势分析
随着我国经济建设的发展,矿业作为一个重要产业,随着矿山采掘规模和强度的增大,矿山地质灾害也必将趋于增多。地质灾害防治工作量和防治难度将超过以往历史上任何时期的水平。
(1)地质环境中矿山侵占土地和废弃物排放数量越来越大。增加了防治范围和治理工作量。我国采掘工业已侵占了大部分的土地面积并且速度在递增。造成矿山侵占土地的原因主要是露天采场、各类渣场及工业垃圾堆置场,这种侵占,对土地来说,即是破坏性的。矿山废弃物包括废气、废水、废渣和尾矿等。以废渣为例,每生产一吨金属或煤,往往需要消耗和排放数十吨,成百吨的矿石和废石。
(2)需要防治的地质灾害将越来越多,防治难度也越来越大。煤炭矿山地质灾害防治问题仍然比较突出。开发时,必须重视研究与水环境变化有关的地质灾害的防治。非金属,建材矿山,由于点多、分散, 其开采的影响范围几乎涉及城乡各地,在非金属、建材工业大发展的同时,必须重视日益增多的水土流失、土地沙化、水土污染等地质灾害的防治。黑色,有色金属矿山及化工矿山,随着一批矿山生产能力的消失,不论是新开发的矿山,还是挖掘现有矿山的潜力,多将扩大对地质环境影响的地域,而增加地质灾害防治工作量及难度。
应该引起高度重视的是发展中的乡镇矿山,由于其自身一些不完善因素难以在短时期内得以改善和克服,矿产资源利用率低,乱采滥挖严重,选治工艺落后,矿山地质灾害会更加严重。
表l 矿山地质灾害种类综合表
3 矿山地质灾害与地质环境保护对策
我国矿山地质环境保护,通过大量生产实践的经验与教训,已从初期只关心采矿效益和自身作业安全阶段,发展到目前的矿产资源开发与地质环境保护并重阶段,将来势必会发展到在保护地质环境的前提下,考虑矿产资源合理开发利用的阶段。做好地质灾害防治,是现阶段实施矿山地质环境保护的关键。
3.1 制定矿山地质环境保护法规
环境保护是一项基本国策。矿山地质环境作为整个环境的一部分, 其特点是:生产活动强烈、地质灾害发育、环境破坏严重,成为整个生态环境遭受污染或破坏的泥头之一。地环境是自然环境和生态环境的基础,更应成为保护的重点。
3.2 建立和健全矿山地质环境管理体制
地质矿产部作为国务院地质矿产行政主管部门,负有矿产资源开发管理、地质环境保护管理及地质灾害防治管理的政府职能。矿山地质环境管理与矿产资源开发管理两者密切相关。各级地方地质矿产行政主管部门应该有责任加强和履行矿山地质环境保护管理及地质灾害防治管理的职能,建立起矿产资源开发全过程的地质环境监督管理体制。
3.3 做好矿产资源开发全过程的综合防治
(1)矿产资源勘查阶段,即矿床勘探阶段。主要是查明矿区环境地质条件,在现状评价的基础上,预测矿床开采后对地质环境产生的影响和主要地质灾害,提出防治建议,为矿山整个环境影响评价、建设可行性研究和设计提供依据。预测评价的重点: 一是矿床疏排地下水后水环境的变化和可能产生的地质灾害,其评价范围应包括一个完整的水文地质单元; 二是矿床原生地质体(矿石及其围岩) 采挖、位移、堆放后岩土环境的变化, 可能在矿山地面环境和采场环境产生的地质灾害。以及因矿石、废石引起某些元素扩散而造成的环境污染等灾害。
(2)矿山设计阶段
1)设计准备阶段。主要是做好地质环境影响评价,作为建设项目审批的依据。以往不少矿山建设前也编制有环境影响评价报告书, 但大都局限于以“ 三废” 为对象的环境影响评价,缺少以矿山地质环境合理利用和保护为基础,防止或减少地质灾害发生发展为目的的全面评价,使矿山地质环境保护与矿产资源合理开发难以同步进行。
2)设计阶段。矿山建设项目中的地质环境保护设施和地质灾害预防工程,必须与主体工程同时设计。初步设计中必须有地质环境保护和地质灾害防治篇章,利用高科技技术,针对性地提出保护地质环境的开采方式、方法和选冶工艺等。
(3)矿山基建和生产阶段。矿山基建时,地质环境保护设施和地质灾害预防工程必须与主体工程同时施工,一并验收并移交生产使用。
关键词:矿山开发;地质灾害;防治对策
矿业发展是人类历史上活动时间最长,规模最大的技术经济活动,并且还是人类向大自然索取资源的主要来源,矿业对地表地质环境的影响是最大的。地质作用在短时期内可以通过人类对矿产的开采得到实现,这也时人类改造自然地最伟大的能源动力。在人类不断的向大自然索取时,也会对自身生存发展的环境和地质环境产生一定的破坏,从而会引发一系列的地质灾害,危害自身的生存发展,所以我们必须要认真的对待,处理好环境、自然和人类生存之间的关系问题。
1矿山地质灾害的影响
(1)矿山地质灾害不仅会破坏矿山所在地的土地资源使其丧失耕种能力,另外对矿山矿藏资源的开挖,会损坏土地,开矿使用的废水废渣会污染土地,在矿山的采空区会出现塌陷和土地地面开裂的现象十分严重。
(2)在进行矿藏开采时可能会出现由于坑采引起的地表的陷落,地表陷落现象的形成和采矿方法有着直接的关系,随着矿山的开采,开采区域内的植被不断发生改变并且植被的能力在逐渐的下降,陷落区域会逐渐的增大,直到开采完成后闭坑。一些坑采煤矿会引起地表的陷落,造成矿产资源的损失,并且对于矿产资源来说,开采的难度也会随之增加,矿区的采空区塌陷,露天采矿出现的矿山滑坡现象以及崩塌等地质灾害对矿产资源的影响都是十分巨大的,会直接的造成矿产资源的经济损失。
(3)矿山地质灾害的出现会影响地下水资源的开发利用,矿山是最大的用水地区,在矿山的水资源进行利用之后水源内含有多种有害有毒的重金属化学物质。部分的矿山的污水中呈现出强酸性和碱性,在矿山附近的地下水源均不同程度的受到矿石开产的污水的影响,导致地下水位不断的下降甚至出现地下水的枯竭。
(4)矿产开采引起的地质灾害会影响矿区和农民之间的关系还会破坏社会安定。对矿产资源的开采会破坏土地自身能力,破坏环境。对矿山附近村庄的影响也是十分巨大的,多数的矿山和周边的村民之间的关系十分紧张。
(5)矿产资源的开采一定程度上会对生态环境产生破坏。例如对矿产资源的过度开采会致使矿区的地表出现许多的坑,废弃的矿石堆放。矿区内产生的污水会致使鱼虾死亡。
2矿山地质灾害发生的原因
2.1技术经济因素致灾
(1)对矿区的地质环境的认识存在不足。例如矿山引发的岩溶塌陷的现象都是由其相关的地质灾害的背景条件影响下形成的。另外在矿区开采的过程中会引起滑坡现象。这些灾害发生的原因多数是因为对地质环境的认识的不足而产生的。
(2)由于工程技术的措施使用不当。例如,采空塌陷是采用冒落的方法进行矿产的开采的结果,如果能把这种开采方法改变成充填的开采矿产的方法。再加上露天开采矿产资源的矿区附近的矿山的边坡的失去稳定是由于对边坡处理方法的不恰当或者是违反有关的安全的技术要求有关系。(3)由于矿山规划和建设不当:如矿山规划区和重要工程布置在矿山的地质灾害的容易发生地质灾害的区域内,往往就会加重地质灾害的危害程度,直接或者是间接的影响地质环境甚至会破坏地质环境。2.2矿区开采的历史因素(1)矿山的建设的不合理性,会留下许多的遗留问题。
(2)长期的对矿产资源的开采有直接的关系。
2.3人为因素
(1)主要是由于矿区人民的安全防范意识较差。
(2)由于利益驱动,部分矿区选择铤而走险。
(3)不合法的采矿的方法会酿成灾害。
3矿山地质灾害的防治对策
3.1开展矿区地质灾害隐患区的搬迁避让及治理工作
要依据地质灾害调查成果,充分利用统筹城乡一体化建设和集中居住区建设的有利时机,落实受威胁居民的搬迁避让工作,按照“整合资源、聚合力量、捆绑投入、集中使用”原则,把地质灾害防治与新农村建设、土地综合整治、增减挂钩等有机结合起来,统筹安排资金,稳步推进为搬迁避让工作。充分利用生态恢复示范县建设及“矿山复绿”行动等有力时机,推进地质环境治理工作。及时建立治理项目监督管理机制,通过项目设计方案审查、招投标管理、定期巡查督察、严格验收等措施强化项目的监督管理,保障项目实施效果。
3.2增强矿山地质环境保护的法律意识
矿区的地质灾害防治工作实行统一管理,分工协作的原则,地质灾害防治办公室负责全矿区地质灾害防治的组织、协调、指导和监督工作,各监测人员按照各自职责负责相关的地质灾害防治工作。全矿要进一步加强地质灾害各类制度建设,形成全员防灾、群测群防、责权分明的地质灾害防范机制,尽职尽责,全力以赴做好地质灾害防治工作,确保矿区人员的生命财产安全。要加强矿区人民对矿区地质灾害和地质环境的认识,加强对地质灾害的防止措施的宣传工作,强化对矿区的资源的地质环境的管理工作。
3.3制定矿山地质环境评价和管理办法
要把地质环境和地质灾害的勘查评价防治、监督贯穿到矿山劫探设计建设生产的全过程中在矿产勘探的同时,要对地质环境的背景进行详细的勘察评价工作,尽可能的对矿产开采中可能出现的地质灾害和环境问题进行预测评估并提出新相关的预防和处理措施和建议。结合相关的地质勘查的资料和对地质环境的评价等资料来对矿山进行开发设计,将矿山可能出现的地质灾害和环境问题的防治措施结合起来并入矿山开发设计环节中。在对矿山进行建设和开发的过程中要尽认真的严谨对地质环境问题进行整治,还要随时对矿区内的地质环境进行及时的反馈。
4结束语
针对不同矿区的地质环境特点,我们应该选择适当的矿山开采方案,并进行积极的地质灾害勘查方法,做到将灾害消灭在萌芽期。矿山的地质环境管理防御是一门综合性较强并且具有较高的实用性的科学工作,尽管当前扔存在许多的有待解决的技术问题,并且多数的新技术和新方法还有待应用和推广,但是我们仍然要计划性的组织相关的管理技术人员进行相关知识的学习。
参考文献:
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[关键词]矿山;地质;工程;灾害;类型;防治
中图分类号:P694 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)08-0059-01
1 矿山工程地质灾害的特点
1.1矿山上程地质灾害分布范围广、危害大
根据相关部门不完全统计,我国因为采矿发生塌陷灾害的城市差不多有40个左右,由于开采过程中产生的各种废渣、废石以及尾矿堆置等受到侵占的土地约20000平方千米,并逐年以200平方千米的速度增加。
1.2矿山上程地质灾害的类型多样化
如前所述,矿山上程地质灾害的常见的类型基本分为:顶片帮、地表塌陷、井下突水以及深部岩爆等几个类型。在开采过程中,矿产的类型多样化、开采方式不当以及所处的地域受自然环境影响的吧同,引发地质灾害类型也多样化。
2.矿山地质工程地质灾害类型分析
实际矿山资源进行开采时,矿山地质灾害的划分大多依靠形成的原因以及空间分布来进行确定的。
2.1矿山工程岩土体变形引起的灾害
矿山工程中岩土体变形引起的自然灾害是较为常见的,其中主要表现为地面塌陷、采矿边缘滑坡或者失稳、矿坑中岩爆等现象。而矿山工程中引起地面塌陷的主要原因大多是开采过程中的不合理开发所引起的,并且如果没有进行详细的地质勘查也会发生地面塌陷。特别是矿山开采时矿柱不足或者遭到破坏时也会产生地面塌陷。同时,在一些地质较为平缓的地区,发生此类现象也相对较多。而矿山开采时候对于采空区如果没有进行及时的回填处理,那么经过一段时间后也容易发生地面塌陷。特别是在采矿时如果不按照规范的要求来进行开采,矿区的边缘就会出现滑坡现象,这种现象也有着较强的破坏力,通常会发生在建材矿山中。而矿山资源开发完毕后,地壳运动会使矿山中的围岩发生运动变形,这样在应力的作用下也很容易发生爆裂,进而产生严重的地质灾害。
2.2矿山地下水位变化引起的灾害
根据已经发生的受水文地质影响发生的地质灾害情况总结,水文地质引起的灾害主要包括地面沉降、砂土液化、岩溶塌陷以及软土变形等,其具体的表现如下:在地面沉降方面。根据以往的资料研究,可以得出,地下水的开采会导致地下水位下降以及地面沉降,且地面发生沉降的速率与地下水水位的下降速率成正比,地下水位下降形成的漏斗与地面沉降形成的漏斗基本上保持一致。地下水位升降引发的灾害主要有矿坑突水涌水和坑内溃沙涌泥两种。其中,矿坑突水涌水主要是由于生产过程中对矿坑涌水量估计不足,在采掘过程中贯穿透水断层时突遇暗河或蓄水溶洞,导致地而水或地下水大量涌入。坑内溃沙涌泥常与矿坑突水一起发生,一旦采掘过程中骤遇蓄水溶洞,坑内就会溃沙涌泥。
2.3崩塌滑坡
滑坡主要分布在矿山道路两侧的高陡边坡以及矿山较陡的天然斜坡部位。而泥石流主要发生在山区,是由崩塌、恶劣环境共同导致的。此类型种地质灾害的产生和分布直接受到矿区自然环境、矿区工程隐患区域的地质条件和人类活动方式等的多重作用影响,主要表现在采空区山体滑坡;排土场、堆渣场边坡失稳或者尾矿坝垮塌等。想要稳定和有效地控制矿区开采中的滑坡灾害,就要有效控制引发滑坡的各种控制作用。
2.4其他因素引起的矿山地质灾害
除了上述的矿山地质灾害类型外,瓦斯爆炸、矿山火灾以及地热都是较为较为常见的矿山地质灾害。瓦斯爆炸以及矿山火灾在煤矿企业中较为常见,这主要是由于煤炭资源地下开采过程中,通风不畅,瓦斯凝聚发生爆炸,对矿井工人的生命造成损伤,给矿山开采企业带来巨大的经济损失。火灾也是矿山资源开采过程中危害极大的地质灾害,对环境的破坏极大。地热是由于矿山资源的过度开采,
开采的深度不断加深引起的,这对于矿工的劳动力以及矿山安全生产都造成严重的影响。
3.矿山地质灾害防治管理措施分析
3.1建立矿山地质灾害防治工作机制
加强地质灾害勘察,成立专门的勘察与调查小组,对矿山地质灾害发育状况与潜在安全隐患进行调查。建立专门的地质灾害防治工作组,并由政府部门主管领导担任组民,主要负责成员由国土、水利、林业、气象、卫生、公安等相关部门主要负责人来组成。同时对各部门的职责做好明确的分工,组成多层面的地质灾害预防和抗灾救灾体系,领导小组办公室设置在国土资源局,提供组织性保障给地质灾害防治工作。
3.2建立地质灾害预警系统
通过充分利用现代化信息技术来建立灾害预警系统,更便于预防地质灾害。在此过程中,建立起动态灾情预警系统,充分利用GIS以及测量动态变形监测技术。通过对GIS以及测量变形数据的分析处理,建立起完善的灾情档案与应急方案数据库。一旦发生异常状况,将信息及时出去,并启动应急方案,以得到多方支持,切实提升灾情防治水平。
3.3做好地质环境勘察
利用科学技术深入地对地质环境调查和地质灾害进行调查,跟具有资质性的部门协作,编排地质规划,勘察矿山地质环境,对矿业开发、土地资源、地质地貌景观、植被和水资源的破坏、程度进行详细调查,详细勘察矿山地质灾害的类型、分布、规模及危害,结合本地工程申报矿山地质环境治理项目,建立并健全良好的生态环境,重视并加强治理矿山地质环境项目工程。
3.4落实地质灾害防治责任
政府职能部门逐级签署工作责任状,通过层层监督,一级抓一级,设立相应的巡查员,对一些存在地质灾害的隐患Ix.域加强巡查,划分责任制,做到防治灾害人人有责,逐级对地质灾害防灾工作责任进行划定,划定地质灾害危险区、易发区,设置警示牌。
3.5优化工程防治措施
工程防治措施是岩土工程地质灾害防治工程中的重要组成部分。在各类岩土工程施工中可以选择一些适用的防治措施,对降低岩土工程施工中地质灾害的发生率及影响范围有着重要作用。例如,在房后边坡施工过程中,为了防治小型土质滑坡,可以采用滑坡后缘地表排水、削方减载护坡以及前缘支挡等工程措施,针对岩土工程中型以上的滑坡要根据工程地质勘察资料来选择防治措施。
3.6优化生物防治措施
岩土工程施工中可以利用生物防治措施来消除或降低地质灾害,其应用原理为通过植树造林、种草护坡以及合理耕牧等方式促进生态平衡,不仅可以在很大程度上降低地质灾害的发生机率。同时,生物防治措施在应用中具有持续时间民、投资少以及应用范围广等特点,对改善岩土工程施工场地及周围的自然环境条件有着重要作用。
4.结语
综上所述,矿山上程地质灾害的类型多种多样,引发的原因也各有不同。它所造成的危害是非当大的,危害着人们的生命安全以及经济财产损失,严重威胁着我国社会经济和矿山生产的可持续发展。管理部门要坚持“预防为主,防治结合”的基本方针,结合法律、社会、经济、政治等多种手段,依靠先进的科学技术,对矿山上程地质灾害进行有效的控制,以保证矿山生产的顺利进行。
参考文献
[1]赵晓明,才永军.矿山工程地质灾害控制[J].山东工业技术,2015,19:67.
[2]张家彬.矿山地质灾害主要类型及防治对策[J].科技创新与应用,2015,31:161.
关键词:矿山 地质灾害 滑坡 崩塌 泥石流 矿山地质灾害的防治措施
0 引言
我国是地质灾害的多发国家之一,地质灾害种类多、分布广、影响大、造成损失严重。矿山地质灾害是地质灾害的一个分支,是人类开采矿山而直接诱发的人为地质灾害。我国是采矿大国,开采技术和设备相对落后,导致矿山开采环境不断恶化。近年来,重大地质灾害明显上升。
1 矿业开发与地质灾害
经济的快速发展加快了对矿物的需求与消耗,这也为矿产开采企业带来更大的发展机会。然而由于迅猛发展的中小型矿山疏于管理,加之小型矿山的开采方法和选矿工艺落后,大多无环保措施,加剧破坏矿区环境。开采环境明显恶化,矿山地质灾害问题日趋严重,潜在的致灾隐患不断增多,且随时可能发展成灾,造成人员伤亡、设备报废、设施损毁甚至矿井关闭、资源浪费等严重后果。严重制约了社会经济的可持续发展。
2 矿山地质灾害的主要类型
矿山地质灾害种类繁多,按成灾与时间的关系,可分为突发性矿山地质灾害(如矿坑突水、瓦斯爆炸、岩爆等)和缓发性矿山地质灾害(如采空区的地面变形、环境污染等)。但最常见的是以灾害的空间分布和成因关系分类。
2.1 岩土体变形灾害
2.1.1 矿山地面和采空区塌陷 地面塌陷主要发生在地下以井巷开采的矿山。在矿山采空区,若保留矿柱不足,或因矿柱受损而失去支撑能力,就会造成地面塌陷。特别是那些矿体埋藏较浅,产状较平缓的矿区(如煤矿),地面塌陷的现象更为常见。矿体埋藏相对较深的地下开采矿山,如果不能及时回填和崩落采空区,当其达到一定规模就会产生大面积塌陷。此外,在岩溶分布区,还会因矿山排水疏干而导致溶洞上方地面塌陷。地面塌陷不仅破坏可耕地资源、建筑物,毁坏道路、水库,还可直接导致矿山某些地下巷道的塌毁,或使大气降水和地表水沿塌陷裂缝灌入坑内,造成淹井事故,直至停工停产。
2.1.2 采矿场边坡失稳、滑坡与岩崩 主要原因是不合理开采如采剥失调、边坡角度过陡等造成,这种灾害多发生在露天开采的非金属矿山和建材矿山。
2.1.3 坑内岩爆 坑内岩爆又称矿山冲击,这是因矿坑周边和顶底板围岩,在受到强大的地壳应力作用而被强烈压缩,一旦因采掘挖空出现自由面,即有可能产生岩石地应力的骤然释放,导致岩石大量破裂成碎块,并向坑内大量喷射、爆散,给矿山带来危害和灾难。
2.1.4 采矿诱发地震 因采矿活动而诱发的地震,震源浅、危害大,小震级的地震即可导致井下和地表的严重破环。
2.1.5 场库失稳 场库失稳主要是由于尾矿坝溃决崩塌继而形成泥石流造成的危害。尾矿坝崩坝事故常给矿区居民生命财产带来巨大危害,同时也给环境造成巨大破坏和污染。
2.2 地下水位改变引起的灾害
2.2.1 矿坑突水涌水 这是最常见的矿山灾害,突发性强、规模大,后果严重。生产过程中常因对矿坑涌水量估计不足,采掘过程中打穿老窿,贯穿透水断层,骤遇蓄水溶洞或暗河,导致地下水或地面水大量涌入,造成井巷被淹、人员伤亡灾难。
2.2.2 坑内溃沙涌泥 这是常与矿坑突水相伴而生的灾害。当采掘过程中骤遇蓄水溶洞,常见溶洞中充填的泥沙和岩屑伴随地下水一起涌入,另外一些透水断层和地裂缝也常会使浅部第四纪沉积物随下漏的地表径流涌入坑内。其结果是使坑道被泥沙阻塞,机器、人员被泥沙所埋,严重时甚至会使矿山遭受毁灭性的打击。
2.2.3 环境污染 环境污染是矿山灾害的另一种重要形式。因采矿、选矿产生的“三废”物质,由于未经有效处理就被排放到江河湖海中,造成环境污染公害事件。采矿还会造成水土流失、土地砂化、盐渍化、地下水断流等。
2.3 矿体内因引起的灾害
2.3.1 瓦斯爆炸和矿坑火灾 这种灾害最常见于煤矿。由于通风不良,使瓦斯积聚发生爆炸,造成井下作业人员伤亡,矿井被毁;矿坑火灾除见于煤矿外,也见于一些硫化矿床。因硫化物氧化生热,在热量聚积到一定程度时则发生自燃,引发矿山火灾。矿山火灾的危害极大,而且还严重损耗地下矿产资源,如有的煤矿在地下已燃烧上百年,其资源损耗量十分巨大,使当地气候发生改变,农作物和树木大量死亡,田地荒芜,环境严重恶化。
2.3.2 地热 随着开采深度加大,地热危害不断加剧。我国已有许多矿山开采深度达到800m以下,矿山因含硫量高,开采深度又大,地温非常高。矿山地热灾害导致矿工劳动环境恶劣,严重影响了有关矿山的正常生产。
3 矿山地质灾害的防治措施
根据不同矿山的地质条件和地形特点及矿山的开发利用方案,以及灾点的分布特点划分不同层次的防治区,以便采取相应的防治措施。一般分为重点防治区、次重点防治区和一般防治区。
3.1 重点防治区防治措施
3.1.1 合理设计边坡参数,加强边坡监测,建议作挡墙稳固边坡,开挖后如果出现开裂变形,建议做专门的工程地质勘察。
3.1.2 对于原有的灾害点,做好边坡加固和预防工作,尽量消除因矿山开采而诱发灾害复发的隐患。
3.1.3 渣场弃渣严格作好方量及边坡坡度的设计,作好挡墙设计,设置拦渣坝,防止泥石流的产生。并充分、合理利用渣场,严禁随意弃渣(特别在公路沿线) 。
3.1.4 对于坑道开采,在坑道内一定要作好支护,做到边开采边支护,防止因矿顶坍塌、冒顶等而产生的危害,尤其上方有住户处要预防引起上部地面开裂。
3.1.5 作好坑道的排水设计,以防因矿坑涌水造成危害。
3.1.6 设置监测点,作好监测记录与分析工作,确保在易于发生灾害地段防患于未然。
3.1.7 开采结束后,对矿区进行统一规划,计划进行矿山复垦工作,恢复矿山生态功能。
3.2 次重点防治区防治措施 在进场公路、矿山生活区建设中,会形成大量的边坡和一定数量的弃渣,可能形成边坡失稳,造成滑坡和塌方;沿途不合理的弃渣可能造成水土流失,可能形成坡面泥石流, 可能有滚石和飞石危害。
3.2.1 科学合理设计边坡参数,并进行合理支护和加固,边坡上方应设置排水沟,做好地表挡排水措施。
3.2.2 加强工地管理,合理堆放弃渣,严禁随意弃渣;在险要地段建设拦挡滚石和飞石的设施:
3.2.3 开采结束后,将弃渣场扒平覆土,植树还林,恢复植被。
3.3 一般防治区防治措施 区内无主要建筑物和工程项目建设,主要可能因地表岩体的破碎而造成水土流失。应严禁越界开采,减少人为扰动,做好植被保护和水土保持。
3.4 地质环境恢复方案及措施 为防止水土流失和恢复植被和景观,矿山须规划进行矿山复垦工作,以恢复矿山生态功能。开采弃渣切勿胡乱堆放,必须统一堆放到开采境界线以外的矿山弃渣场内,在开采过程中,有计划地将弃渣回填到采空区。弃渣场经处理后再敷表土、植草种树。
通过上述地质环境恢复工作,减少水土流失,恢复矿山的生态功能,达到生态恢复与维护人类与环境和谐的目的。
4 结束语
合理有效地利用资源、保护矿山环境、加强监测与信息化管理、防止矿山地质灾害、实现矿业的可持续发展,是一个长期而重要的工作。
参考文献
[1]虎维岳.废弃矿山引起的环境地质灾害.
[2]何继善.防灾减灾的理论与实践.
[3]潘懋,李铁锋.灾害地质学.
关键词:矿山地质灾害;塌陷;瓦斯爆炸;预报;可持续发展
Abstract: mine geological disaster is a branch of geology disaster, is human exploitation of mines directly induce the man-made geological hazards. Is mining giants in China, the mining technology and equipment is relatively backward, leading to mining environment is deteriorating. In recent years, the major geological disasters rises apparently. So to strengthen the research of mine geology hazard is significant. At first, this paper enumerates the types of mine geological disasters, and then summarizes the mining geological disasters cause, finally in detail from four aspects discusses the countermeasures to prevent and control mine geological disasters.
Key words: mine geological disasters; To collapse; Gas explosion; Forecast; The sustainable development
中图分类号:F407.1文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
矿山地质灾害的类型
(一)岩土体变形引起的灾害
1、矿山地面和采空区塌陷
地面塌陷主要发生在地下以井巷开采的矿山。在矿山采空区,若保留矿柱不足,或因矿柱受损而失去支撑能力,就会造成地面塌陷。特别是那些矿体埋藏较浅,产状较平缓的矿区(如煤矿),地面塌陷的现象更为常见。矿体埋藏相对较深的地下开采矿山,如果不能及时回填和崩落采空区,当其达到一定规模就会产生大面积塌陷。此外,在岩溶分布区,还会因矿山排水疏干而导致溶洞上方地面塌陷。
2、采矿场边坡失稳、滑坡与岩崩
主要原因是不合理开采如采剥失调、边坡角度过陡等造成,这种灾害多发生在露天开采的非金属矿山和建材矿山。
坑内岩爆
坑内岩爆又称矿山冲击,这是因矿坑周边和顶底板围岩,在受到强大的地壳应力作用而被强烈压缩,一旦因采掘挖空出现自由面,即有可能产生岩石地应力的骤然释放,导致岩石大量破裂成碎块,并向坑内大量喷射、爆散,给矿山带来危害和灾难。
4、采矿诱发地震
因采矿活动而诱发的地震,震源浅、危害大,小震级的地震即可导致井下和地表的严重破环。
(二)地下水位改变引起的灾害
1、矿坑突水涌水
这是最常见的矿山灾害,突发性强、规模大,后果严重。生产过程中常因对矿坑涌水量估计不足,采掘过程中打穿老窿,贯穿透水断层,骤遇蓄水溶洞或暗河,导致地下水或地面水大量涌入,造成井巷被淹、人员伤亡灾难。
2、坑内溃沙涌泥
这是常与矿坑突水相伴而生的灾害。当采掘过程中骤遇蓄水溶洞,常见溶洞中充填的泥沙和岩屑伴随地下水一起涌入,另外一些透水断层和地裂缝也常会使浅部第四纪沉积物随下漏的地表径流涌入坑内。其结果是使坑道被泥沙阻塞,机器、人员被泥沙所埋,严重时甚至会使矿山遭受毁灭性的打击。
(三)矿体内因引起的灾害
1、瓦斯爆炸和矿坑火灾
这种灾害最常见于煤矿。由于通风不良,使瓦斯积聚发生爆炸,造成井下作业人员伤亡,矿井被毁;矿坑火灾除见于煤矿外,也见于一些硫化矿床。因硫化物氧化生热,在热量聚积到一定程度时则发生自燃,引发矿山火灾。矿山火灾的危害极大,而且还严重损耗地下矿产资源,如有的煤矿在地下已燃烧上百年,其资源损耗量十分巨大,使当地气候发生改变,农作物和树木大量死亡,田地荒芜,环境严重恶化。
2、地热
随着开采深度加大,地热危害不断加剧。我国已有许多矿山开采深度达到800m以下,矿山因含硫量高,开采深度又大,地温非常高。矿山地热灾害导致矿工劳动环境恶劣,严重影响了有关矿山的正常生产。
矿山地质灾害的诱因
矿山地质灾害发生的原因,可归纳为两种:一种是客观上的原因;一种是主观上的原因。
(一)客观原因
1、采矿活动
由于当前科学技术发展水平的限制,采矿活动主要是几种在地球表面和岩石圈范围内。在进行采矿活动前,地球表面和岩石圈的地质状况是平衡的,但在采矿的过程中便会破坏这种平衡。采矿是要从地壳的内部挖出大量的矿石和岩石,长此以往,地壳内部便只留下了千疮百孔的空洞,使原本平衡稳定的地壳,变的不再平衡很稳定,地质灾害得以发生。
2、地下水不平衡
采矿特别是地下采矿必须要排净矿坑下积水和处理地层漏水,这又造成地下水的不平衡,进而导致地层的不平衡性和不稳定性。在采矿过程中,如果不按科学手段进行,滥采乱挖,必然会导致矿坑突水,冒顶,偏帮,瓦斯爆炸等灾害的发生。
3、环境污染
矿业活动是导致环境污染的一大因素。因为矿业活动不仅仅只是采矿过程,还包括选矿和冶炼加工,尤其是冶炼加工,不可避免的要用到水和火来处理。这样也必然会产生工业三废(废气、废水和废渣)。排放出的三废,会对周围的生态环境和水源造成重大的污染,严重危及人类的健康,从而也破坏了地壳的稳定性。
(二)主观原因
相当长时期以来,地方和民营小煤矿等如雨后春笋般发展,它们与国营大矿山争夺资源或单独或寄生于国营大矿山之上,每个小矿山在大矿山上挖一个洞,宛如一个个疮疤,极易发生瓦斯泄露和透水等事故。
近年来,矿山腐败现象滋生,有的国营矿山也变相地转为私人承包,不注意安全生产。他们只求增产,不顾矿工死活,欺上瞒下,谋取暴利,中饱私囊。这是矿山地质灾害频繁发生的一个不可忽视的原因。
矿山地质灾害的防治对策
(一)做好矿山地质灾害的预测预报工作
1、TSP方法
TSP203超前地质预报系统是由瑞士安伯格测量技术公司专门为地下工程超前地质预报研制开发的目前世界上物探方面最为先进的地质预报设备。TSP203采用回声测量原理,地震波在指定的震源点(通常在隧道的左边墙或右边墙,约24个炮点布成1条直线)用小药量激发产生。TSP适用范围广、预报距离长、对隧道施工干扰小、预报精度高,既可用于极软岩层,也可用于极硬岩层的地质超前预报。预测距离一般为掌子面前方300~500m,有效预报距离为掌子面前方100~150m。
2、直流电法
直流电法属全空间电法勘探,它以岩石电性差异为基础,在全空间条件下建场。在地下隧道中进行电法测量工作,地下电流通过布置在隧道内的供电电极在隧道周围岩层中建立起全空间稳定电场,该稳定电场特征取决于岩石的电性特征及其赋存状态,测量该电场的变化规律,使用全空间电场处理和解释,就可找到隧道周围岩石中引起电场变化的水文、地质构造等规律,从而解释判断围岩的含水、导水地质构造,包括断层、溶洞、陷落柱、岩溶裂隙等。
(二)不同层次防治区的防治对策
1、重点防治区防治措施
(1)合理设计边坡参数,加强边坡监测,建议作挡墙稳固边坡,开挖后如果出现开裂变形,建议做专门的工程地质勘察。
(2)对于原有的灾害点,做好边坡加固和预防工作,尽量消除因矿山开采而诱发灾害复发的隐患。
(3)渣场弃渣严格作好方量及边坡坡度的设计,作好挡墙设计,设置拦渣坝,防止泥石流的产生。并充分、合理利用渣场,严禁随意弃渣(特别在公路沿线) 。
(4)对于坑道开采,在坑道内一定要作好支护,做到边开采边支护,防止因矿顶坍塌、冒顶等而产生的危害,尤其上方有住户处要预防引起上部地面开裂。
(5)设置监测点,作好监测记录与分析工作,确保在易于发生灾害地段防患于未然。
(6)开采结束后,对矿区进行统一规划,计划进行矿山复垦工作,恢复矿山生态功能。
2、次重点防治区防治措施
在进场公路、矿山生活区建设中,会形成大量的边坡和一定数量的弃渣,可能形成边坡失稳,造成滑坡和塌方;沿途不合理的弃渣可能造成水土流失,可能形成坡面泥石流,可能有滚石和飞石危害。
(1)科学合理设计边坡参数,并进行合理支护和加固,边坡上方应设置排水沟,做好地表挡排水措施。
(2)加强工地管理,合理堆放弃渣,严禁随意弃渣;在险要地段建设拦挡滚石和飞石的设施。
3、一般防治区防治措施
区内无主要建筑物和工程项目建设,主要可能因地表岩体的破碎而造成水土流失。应严禁越界开采,减少人为扰动,做好植被保护和水土保持。
(三)加强宣传
加强宣传是当前开展防治工作的首要任务。向矿山企业、人民群众加强矿山地质灾害防治宣传,提高矿山企业的重视度,有效利用人民群众的监督反馈作用,提高全民的矿山地质灾害预防和紧急自救常识,避免或减轻矿山地质灾害造成的损失。
(四)统计监测
加强矿区地质环境监测,建立统一的数据库,为掌握矿区地质灾害规律提供数据,为制定矿山地质灾害防治措施提供依据。建立监测网络系统是防治工作的有效措施之一,应在矿山地质灾害易发区,利用先进的监测仪器和电子计算机建立监测网络系统,对灾害进行较准确的、超前的预报预测,及时采取防范措施。
结语
综上,近些年来,矿区地质灾害频发,大多数都是由于不科学的采矿方法造成的。因此,应用科学的采矿方法进行采矿活动,是防治矿山地质灾害的重要途径,除此之外也要加强对矿山资源的合理有效利用,在开采过程中加强监测与信息化管理,最大限度的防止矿山地质灾害,促进采矿业的可持续发展。
参考文献
[1]杨志刚.矿山地质灾害的探讨[J].西部探矿工程,2008.3.
【关键词】地质灾害勘察防治
地质灾害的类型主要有两方面,一方面是由于自然因素,另一方面则是由于人为因素引发的。
1矿山地质灾害主要类型
1.1瓦斯爆炸
瓦斯爆炸主要是指在一定条件下,由于空气和瓦斯进行混合以后,在遇到高温时产生的爆炸。瓦斯爆炸本质上指的是氧气和甲烷在一定条件下产生的剧烈的反应。瓦斯爆炸不仅会造成重多的人员伤亡,而且还会破坏相应的器材以及设备,对周边的环境造成巨大的破坏。另一方面,在爆炸时产生的有毒气体,也容易导致人们中毒。这种灾害大多发生在煤矿中,相关人员在这些矿山进行开采时,一定要严格控制火源以及瓦斯的浓度,才能降低爆炸发生的可能性,减少此类灾害对人们造成的损失。
1.2地面变形
在矿山中,地质的天然运动有时会在地下形成特殊的空洞。另外,人们在进行矿石开采时,也会人为的挖掘一些空洞。这些空洞叫做采空区。在施工中,人员和设备有时会由于各种原因掉入空洞内,而遭受巨大的伤害。这是施工中需要极度重视的地方。采空区由于是在地下,具有较强的隐蔽性,并且空间分布的规律也比较差,所以极难进行勘测以及预防。如果采空区出现地面变形的情况,矿山中的作业人员就很有可能因为矿区的塌陷而被困在井底。
1.3矿坑突水
这种灾害主要是指工人在对矿山进行开挖以及采掘的时候,突然有大量的水流进地下的洞穴的现象。矿坑突水是一种和矿山的采矿有密切关系的灾害。它的原因主要是在矿山开采的过程中,由于贯通了导水、富水结构或者是山洪暴雨的水源,而使地表水或是地下水流入了坑道内而产生了突水现象。坑道内是否会有突水,主要是和地下水排泄、径流的部位,采矿时对围岩造成的影响有关。当地下的富水性比较强或者是岩溶水积极交替的时候,就会导致突水的强度以及次数加大。
1.4岩爆
岩爆是岩体中一直以来积聚的变形势能突然释放,造成岩石弹射以及爆炸的现象。在岩石的高地的地方,硐室在开挖时发生爆炸主要是由于围岩因为接受不了过度集中的高应力造成的破坏以及失稳的现象。
2地质灾害勘查技术
2.1全球定位技术
全球定位技术也叫GPS技术,它具有高精密性、全天候以及全球覆盖的优点,而且可以实现用户的无电源工作,而且设备重量、体积都很小,耗电性也比较小,不仅使用起来比较方便,而且价格也比较低廉,因而得到了比较广泛的应用。在野外对矿山的环境进行调查的时候,勘察人员经常会使用GPS仪器来对现场进行地理定位以及数据采集的工作。
2.2地理信息技术
地理信息技术也叫GIS技术,它本身具有多种信息的叠加复合技术以及对空间进行分析操作的技能,因而具有对矿山的地质灾害实现动态模拟的目的和要求。这种技术主要是通过对矿山的具体环境进行分析,构建矿山的地质环境的各专题图层,包括地下水、泥石流、水土流失等灾害,接着进行空间的操作和分析,定量评价矿山的地质灾害。
2.3遥感技术
遥感技术也叫RS技术,主要是对大面积的地质区域进行宏观的解释,形成不同比例的航卫片来对勘测的结果进行解释。利用这种方法对勘测结果解释,不仅有真实准确、实用性强的特点,而且可以极大程度的提升工作质量以及效率。
3地质灾害防治技术
3.1灾害监测技术
目前,我国的地质监测网络正在逐渐建立,不仅可以对地质的环境进行监测,而且也可以对地质的灾害进行监测以及调查工作。对于每年出现的那些地质灾害,可以进行定期的检测,对于一些地质比较活跃的地点,可以进行重点的监测,从而减少地质灾害带来的损失。
3.2灾害调查技术
防治地质灾害的发生,很重要的一个方面就是要进行地质灾害的调查。调查时,主要是国土资源部、矿产企业以及相关的科研单位对自己单位所管辖的矿区进行调查,调查的内容主要是地质灾害经常发生的区域以及类型。在调查中,相关部门可以借鉴已经发生灾害的情况,制定灾害的防治规划以及方案。
3.3防治坍塌技术
对于地表塌陷的地质灾害,最常用治理方法就是充填或是复垦的方法。充填法是用粉煤灰、煤矸石等材料充填塌陷的地方。这种方法主要适用于附近有足够的充填物,并且材料具有环保、无污染的特性。这种方法不仅可以对塌陷的部分进行有效的处理,而且能够解决一些矿区废弃物的安置问题,是一种一举两得的方法。
3.4防治突水技术
要防治矿石开采中的突水现象,首先要检查工作面的断裂情况。相关人员在矿区的断裂处要进行重点的检测和防护,及时处理断裂面的一些隐患,防止突水现象的发生。其次,突水现象中,水压是事故发生的一个重要原因,因而在开采中,一定要对水压进行严格的控制,尽可能的减少水压对岩层的压力作用,从而预防突水现象的发生。另外,在开采中,开采人员一定要按照规定进行开采工作,严禁非正常的开采以及违规操作的发生。
3.5提升开采水平
随着科学技术的不断进步,要保证开采工作的顺利进行,十分有效的一种方法是尽全力的提升企业的开采水平,保证企业开采过程的安全、顺利的进行。国家和企业要加强矿山的科学研究以及环境保护,在开发中要科学的处理矿业的三废,将废品进行回收以及科学的利用。在一些先进的企业,已经开始使用一些新技术进行开采,真正实现了无废物的开采。开采技术的先进和完备,能够极大减少地质灾害,并且实现资源的合理利用。
4结语
政府和企业在地质灾害发生前一定要进行地质的勘测,在灾害发生后,要及时的进行灾害的治理,以防止灾害的扩大。在灾害防治中,企业以及政府要根据灾害的具体情况,及时对灾害进行控制,利用已有的物力以及人力尽可能的对灾害进行治理,并且尽可能的减少危害。
参考文献:
[1]刘飞,魏强.浅议矿山地质灾害的防治[J].价值工程,2011,(06):28.
[2]林永生.矿山地质灾害的主要类型及其防治[J].科技资讯,2012,(01):241.
关键词 矿山;地质灾害;防治措施
中图分类号TD98 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)69-0077-02
人类的生存以及国家的发展需要依靠地质环境和地质条件,因此如果一旦发生地质灾害将会严重影响人们的生活和国家发展。因此,本文通过对矿山地质灾害进行了详细的论述,主要分析了在开采矿产资源时容易造成矿山地质灾害的各类因素以及主要的治理办法和措施。
1 矿山采空区塌陷
1.1导致矿山采空区塌陷的主要原因
在对矿山进行开采作业时,通常会采用留矿法开采、空场法开采或者崩落法开采等,这些方法在开采的同时会在矿井中形成大小不一的采空区,如果采空区面积达到一定的程度就容易发生坍塌,并引发地质灾害。塌陷区的特点是面积通常会比采空面积大,形状通常接近圆形,中间深,周围浅。
导致采空区塌陷的主要原因是,当开采矿井的底层矿后,采空区附近的建筑物、覆盖岩层会导致采空区顶板变形或位移,当积累的压力足够大时,会导致覆盖岩层和采空区顶板断裂,并因此产生离层,进而导致塌陷情况的发生。
1.2 防治采空区塌陷的主要方法
目前矿山开采工作中主要应用充填复垦发防止采空区发生塌陷,即在对矿山进行开采时,使用附近粉煤灰、煤矸石或者其它剥离物等填充矿山塌陷区,这种方法的优势在于,在矿山应该非常多的材料用来填充塌陷区,而且成本低、不会产生环境污染,应用灵活,反应速度快。
2 导致滑坡的原因以及治理方法
2.1造成滑坡的原因
滑坡形成的主要是由于矿山的岩土构造、自重、岩土的渗透性程度以及外力因素等各方面因素综合导致的。如果矿山的某一部分岩体比较松散,当在外力对这部分山体产生作用是,就会造成山体滑坡的现象。因此在进行矿山开采时需要保证掩体内部的平衡,在实际进行矿山开采工作时,经常会发生临空的情况,这样就会造成该部分的岩体支撑力降低,当支撑力降低到一定程度时,应力会不断集中在该方向的坡顶区域以及坡脚区域,当应力增加到一定程度时就会破坏这些区域的岩体,造成滑坡现象。
2.2 治理滑坡的方法
目前矿山开采工作中主要方法是消减外力因素对矿山的影响,其中主要是防水工作。可以在实际工作中,为了避免或减轻雨水造成的冲刷和雨水汇集,工作面可以修建排水设施,并修建2%的反坡,并保证排水设施的正常运行。还可以通过对容易产生滑坡的区域进行分层的方法,并建立安全平台,减缓滑坡区域的坡脚以及滑坡区域的堆积高度等。
3 导致泥石流的原因以及治理方法
3.1造成泥石流的原因
泥石流会带来很多的资源,但是也会造成灾害,在对矿山进行实际开采的工作中,由于矿山的岩体结构较松散,或者在开采时堆积了大量的碎屑,这样,在雨水的作用下,或者在矿山有积水的情况下,会破坏矿山岩体或碎屑堆积区域的静力平衡,就容易引发泥石流灾害。
3.2 治理泥石流的方法
目前实际生产中,主要使用拦截、阻挡的方法治理泥石流,并且需要在治理时对泥石流进行疏导。首先对矿山的地质结构进行分析,判断出岩体松散等容易发生泥石流的区域,并且通过科学的方法封固矿山的松散的物质,并根据具体情况建立拦挡设施,然后建设疏导通道,这样可以在拦挡泥石流后将泥石流排出,减少泥石流对拦挡设施造成的压力。然后采用合适方法对泥石流进行处理。
4 导致水土流失的原因以及治理方法
4.1 导致水土流失的原因
造成水土流失的主要原因包括水力侵蚀和重力侵蚀等。
水力侵蚀主要是指,由于在实际开采矿物资源时,会导致开采区域地质松散或者增加岩层空隙度。这样就会增加当雨水对矿区的侵蚀效果,从而造成水土流失。
4.2 治理水土流失的方法
在治理水土流失方面,保持水土流失地区的植被是最有效的方法,不但可以对水土流失进行有效的治理,还可以对沙土或岩体起到固定作用。防止因此在对矿山进行水土流失防治时,需要保护矿山以及周边地区的绿化和植被。另外,需要在矿山开采地区建立有效防护措施,以降低矿山的风蚀作用和水蚀作用。
5 导致崩塌的原因和治理方法
5.1 发生崩塌的主要原因
导致矿区崩塌的原因非常多,比如地质原因、岩体断裂、外力影响等,还有可能是多种因素共同作用所导致的。矿区崩塌主要发生在开采后期的高陡边坡或台阶处,发生时通常表现为大量的泥夹石形式、或孤石失衡掉落或者岩体风蚀断裂形式等。崩塌灾害通常在某个时间、某个区域突然发生,并且在崩塌前毫无预兆,所以难以提前做出判断。所以需要对地质松软区域、矿区突出部分、断裂带附近区域以及受到侵蚀比较严重区域进行有效的加固防护措施,以防止崩塌情况的发生。
5.2 防止崩塌的方法
降低矿区台阶的陡峭程度和高度或降低边坡的陡峭程度,这样可以有效降低自重,在建设台阶时,高度应该设置在8m左右。对自然掉落物进行拦截,经常发生岩体脱落的区域需要进行重点防护,采用先进的爆破技术和科学的排渣方法。这样就可以在最大程度上降低矿区发生崩塌的可能性。
6 影响环境地质的原因和治理方法
6.1 影响环境地质的主要原因
在对矿山进行矿产资源采集时,一定会对矿山以及周围的环境造成影响,比如矿山以及周围的植被会受到一定程度的破坏,因此,保护矿山周围的地质环境非常重要。
6.2 防治环境灾害主要方法
最重要的是要保证矿山以及周围地区的植被,这样不但可以防止水土流失,还可以有效降低地质灾害的发生几率,以及降低地质灾害所造成的危害;其次使用先进的技术方法和先进设备开采矿山的资源,建立完善的地质灾害防护措施,防止对周围环境造成破坏和污染,避免破坏性开采。
7 结论
由于我国对于各类矿产资源的需求量非常大,但是开发矿产资源的技术力量和装备设施都比发达国家落后,因此在进行矿产资源开采工作时容易造成地质灾害。为矿山工作人员以及人民造成严重的财产损失或安全威胁。本文通过对矿山地质灾害的成因和特点进行分析,阐述了一些地质灾害的防治方法,希望对进行矿山采集的单位提供帮助。
参考文献
[1]武军.矿山环境问题与对策[EJ].云南环境科学,2000,20:36-38.