發布時間:2023-09-21 17:35:42
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇礦山災害防治,期待它們能激發您的靈感。
1.地質災害產生因素
1.1 疏于排水
采礦時對地下水必須進行疏干排水,甚至要深降強排.由此而出現了一系列的地質災害問題。首先是礦井突水事故不斷發生。許多煤礦的上覆和下伏地層為含水豐富的石灰巖,特別是石炭二疊紀煤系地層,不僅煤系內部有含水性強的地層,其下伏為巨厚的奧陶紀灰巖。這些礦床隨著開采的延伸,地下水經深降強排,產生了巨大的水頭差,在一些構造破碎帶和隔水薄層的地段,煤層承受到來自下部灰巖地下水的高水壓,威脅著礦井和職工生命的安全。其次是由于疏干排水,使許多巖溶充水礦區引起地面塌陷,嚴重影響地面建筑、交通運輸以及農田耕作與灌溉。各礦區附近均有地面塌陷現象,水位下降很多,使廠礦、工業和生活供水原有系統發生吊泵,形成無法供水的局面。再次是某些礦山由于排水,疏干了附近的地表水,淺層地下水長期得不到補充恢復,影響植物生長;有的礦區甚至形成土地石化和沙化、水土流失、荒漠化嚴重,生態環境遭到破壞。
1.2 其他因素
礦山地質災害誘發因素很多,有些是開采過程中難以避免的,如開采深度的增加,使得地應力相應增大引起冒頂、片幫、脫盤甚至巖爆的嚴重地壓災害;有的是開采中忽視預防或開采不規范、管理不科學導致的,如采空區不及時充填、廢渣廢水隨意排放、水文地質及構造不了解、巷道偏離、盲目指揮、違章作業、私挖亂采等,非穩定因素積聚到一定限度引發各種災害;有的礦山片面追求經濟利益或為擺脫一時的經營危機,摒棄常規如采富棄貧、求近避遠,結果為后期發展埋下災害隱患;曾一度泛濫的民采風潮掠奪式的開采活動也對部分國有大中型礦山造成嚴重干擾和資源、環境破壞。
2
2常見且危害性較大的幾種礦山地質災害
礦山地質災害類型多種多樣,影響范圍也有大有小。目前常用的分類方案主要有兩種:第一,按地質災害所需的時間分類;第二,按地質災害的空間形態與誘發因素分類。鑒于目前的很多研究將著力點放在上述第二種分類方式描述的三種大類級別的地質災害上,且研究比較詳盡,本文主要針對破壞性較強且發生較普遍的幾種礦山地質災害進行論述。
2.1 礦山崩塌
礦山崩塌通常指坡度較大的斜坡上的尾礦、巖石及土壤由于受到重力作用而脫離原來位置,發生崩塌、滾落并堆積在平坦位置的現象。礦山崩塌主要由尾礦堆積不合理、礦坑設計缺陷等原因造成。崩塌造成的形狀不一、大小不同的堆積在平坦處的堆積物,稱為崩積物,有時也會被稱為尾礦堆或碎石堆。
礦山崩塌會使建筑物,有時甚至使整個居民點遭到毀壞,使公路和鐵路被掩埋。礦山崩塌帶來的損失,不單是建筑物毀壞的直接損失,并且常因此而使交通中斷,給運輸帶來重大損失。礦山崩塌有時還會使河流堵塞形成堰塞湖,這樣就會將上游建筑物及農田淹沒,在寬河谷中,礦山崩塌還可能使河流改道及改變河流性質,從而造成急湍地段。
2.2 滑坡與泥石流
滑坡是指山坡上的碎石、土壤及其他雜物,受天然降水沖刷、地震活動、及邊坡失去穩定狀態等因素影響,在重力的驅使下,整體性或者呈分散狀態順著山坡向下移動的自然現象。泥石流通常是指大量降水夾帶泥土、碎石甚至巖塊,以極快的速度由山頂或山腰沿一定的槽道或直接沿山體直沖而下,并在山地低洼處堆積。
滑坡和泥石流也是經常發生的礦山地質災害,常常給礦山開采以及人民生命財產造成巨大損失、有的甚至是毀滅性的災難。發生在工礦區的滑坡和泥石流,可損壞采礦設備及廠舍,威脅職工生命安全,影響礦山生產活動,從而造成重大經濟損失。
2.3 地面塌陷
地面塌陷是由于采礦造成的地下支撐減少、地下水水位下降造成地表巖、土體向下塌陷,并為地表造成塌陷坑、洞的一種常見現象。如果這種塌陷出現在經濟生產場所或居住區,便會演變成一種可怕的礦山地質災害。這種礦山地質災害具有突發性,嚴重威脅礦區人民的生命安全和國家財產安全,尤其多見于煤礦的開采過程中。全國各地因煤炭開采造成的地表塌陷屢見不鮮,破壞耕地、建筑物、威脅交通安全。
2.4 瓦斯爆炸
瓦斯爆炸是指煤礦開采過程中,通風不良、煤層氣泄露等意外導致礦井中的甲烷濃度意外升高,在遇到明火的條件下發生的爆炸,是一種快速的連鎖反應。從化學原理上講,瓦斯爆炸就是達到危險濃度的CH與自然界中的O2在達到燃燒溫度下出現的劇烈燃燒反應。
3.地質災害防治對策
3.1 泥石流防治對策
要防治礦山泥石流現象,礦區企業應將攔擋作為工作重點,并輔之以排泄和疏導。綜合分析礦區所處的地質條件及狀況,在泥石流現象容易產生的地方提前修筑攔截壩,用以封固該地方范圍內的松散物質,另外,還應在適當的地方建造溝渠,可以在泥石流現象出現時,及時、流暢的通過溝渠來排除泥石流及其他雜物。應分別對待廢石、渣土剝離等開挖工作中出現的不同巖土體,要把堅硬的巖土體放在底部,相對松散的巖土體放于表層。
3.2 崩塌的防治對策
減小開挖邊坡臺階高度。在風化破碎面積廣和軟結構面的區域要通過減小高度或減緩邊坡等措施來降低其自身重量,研究數據顯示,8m左右的臺階高度,其效果實最明顯的。阻攔滾石。在滾石現象常發的地段,要立好安全警戒標志,同時在坡腳處還應安放一些攔截構筑物,在坡腳的一定距離處可倒放生產剝離物以利于組織滾石、渣土,在爆破作業活動中,要綜合邊坡預裂爆破、逐孔降震控制爆破技術措施。
3.3滑坡防治對策
要防治滑坡,就必須減少和避免水的影響及危害。建議把工作面建成2%的反坡,這樣可有效阻止雨水匯集沖刷,在工作面頂部留出截洪溝、排水溝,必要時可利于通過水溝排除地表水等,值得注意的一點是,排洪溝必須保持暢通;應適當調整滑坡體的外形。可通過減小邊坡滑坡邊緣的分層高度,增設幾個分層等措施,搭建安全平臺,保持坡腳的穩定性。
3.4 地面塌陷防治對策
【關鍵詞】礦山 地質災害 滑坡 崩塌 泥石流 礦山地質災害的防治措施
引言
我國是地質災害的多發國家之一,地質災害種類多、分布廣、影響大、造成損失嚴重。礦山地質災害是地質災害的一個分支,是人類開采礦山而直接誘發的人為地質災害。我國是采礦大國,開采技術和設備相對落后,導致礦山開采環境不斷惡化。近年來,重大地質災害明顯上升。
一、 礦業開發與地質災害
經濟的快速發展加快了對礦物的需求與消耗,這也為礦產開采企業帶來更大的發展機會。然而由于迅猛發展的中小型礦山疏于管理,加之小型礦山的開采方法和選礦工藝落后,大多無環保措施,加劇破壞礦區環境。開采環境明顯惡化,礦山地質災害問題日趨嚴重,潛在的致災隱患不斷增多,且隨時可能發展成災,造成人員傷亡、設備報廢、設施損毀甚至礦井關閉、資源浪費等嚴重后果。嚴重制約了社會經濟的可持續發展。
二、 礦山地質災害的主要類型
礦山地質災害種類繁多,按成災與時間的關系,可分為突發性礦山地質災害(如礦坑突水、瓦斯爆炸、巖爆等)和緩發性礦山地質災害(如采空區的地面變形、環境污染等)。但最常見的是以災害的空間分布和成因關系分類。
1.巖土體變形災害
(1)礦山地面和采空區塌陷 地面塌陷主要發生在地下以井巷開采的礦山。在礦山采空區,若保留礦柱不足,或因礦柱受損而失去支撐能力,就會造成地面塌陷。特別是那些礦體埋藏較淺,產狀較平緩的礦區(如煤礦),地面塌陷的現象更為常見。礦體埋藏相對較深的地下開采礦山,如果不能及時回填和崩落采空區,當其達到一定規模就會產生大面積塌陷。此外,在巖溶分布區,還會因礦山排水疏干而導致溶洞上方地面塌陷。地面塌陷不僅破壞可耕地資源、建筑物,毀壞道路、水庫,還可直接導致礦山某些地下巷道的塌毀,或使大氣降水和地表水沿塌陷裂縫灌入坑內,造成淹井事故,直至停工停產。
(2)采礦場邊坡失穩、滑坡與巖崩 主要原因是不合理開采如采剝失調、邊坡角度過陡等造成,這種災害多發生在露天開采的非金屬礦山和建材礦山。
(3)坑內巖爆 坑內巖爆又稱礦山沖擊,這是因礦坑周邊和頂底板圍巖,在受到強大的地殼應力作用而被強烈壓縮,一旦因采掘挖空出現自由面,即有可能產生巖石地應力的驟然釋放,導致巖石大量破裂成碎塊,并向坑內大量噴射、爆散,給礦山帶來危害和災難。
(4)采礦誘發地震 因采礦活動而誘發的地震,震源淺、危害大,小震級的地震即可導致井下和地表的嚴重破環。
(5)場庫失穩 場庫失穩主要是由于尾礦壩潰決崩塌繼而形成泥石流造成的危害。尾礦壩崩壩事故常給礦區居民生命財產帶來巨大危害,同時也給環境造成巨大破壞和污染。
2.地下水位改變引起的災害
(1)礦坑突水涌水 這是最常見的礦山災害,突發性強、規模大,后果嚴重。生產過程中常因對礦坑涌水量估計不足,采掘過程中打穿老窿,貫穿透水斷層,驟遇蓄水溶洞或暗河,導致地下水或地面水大量涌入,造成井巷被淹、人員傷亡災難。
(2)坑內潰沙涌泥 這是常與礦坑突水相伴而生的災害。當采掘過程中驟遇蓄水溶洞,常見溶洞中充填的泥沙和巖屑伴隨地下水一起涌入,另外一些透水斷層和地裂縫也常會使淺部第四紀沉積物隨下漏的地表徑流涌入坑內。其結果是使坑道被泥沙阻塞,機器、人員被泥沙所埋,嚴重時甚至會使礦山遭受毀滅性的打擊。
3.礦體內因引起的災害
(1)瓦斯爆炸和礦坑火災 這種災害最常見于煤礦。由于通風不良,使瓦斯積聚發生爆炸,造成井下作業人員傷亡,礦井被毀;礦坑火災除見于煤礦外,也見于一些硫化礦床。因硫化物氧化生熱,在熱量聚積到一定程度時則發生自燃,引發礦山火災。礦山火災的危害極大,而且還嚴重損耗地下礦產資源,如有的煤礦在地下已燃燒上百年,其資源損耗量十分巨大,使當地氣候發生改變,農作物和樹木大量死亡,田地荒蕪,環境嚴重惡化。
(2)地熱 隨著開采深度加大,地熱危害不斷加劇。我國已有許多礦山開采深度達到800m以下,礦山因含硫量高,開采深度又大,地溫非常高。礦山地熱災害導致礦工勞動環境惡劣,嚴重影響了有關礦山的正常生產。
三、 礦山地質災害的防治措施
根據不同礦山的地質條件和地形特點及礦山的開發利用方案,以及災點的分布特點劃分不同層次的防治區,以便采取相應的防治措施。一般分為重點防治區、次重點防治區和一般防治區。
1.重點防治區防治措施
(1)合理設計邊坡參數,加強邊坡監測,建議作擋墻穩固邊坡,開挖后如果出現開裂變形,建議做專門的工程地質勘察。
(2)對于原有的災害點,做好邊坡加固和預防工作,盡量消除因礦山開采而誘發災害復發的隱患。
(3)渣場棄渣嚴格作好方量及邊坡坡度的設計,作好擋墻設計,設置攔渣壩,防止泥石流的產生。并充分、合理利用渣場,嚴禁隨意棄渣(特別在公路沿線)。
(4)對于坑道開采,在坑道內一定要作好支護,做到邊開采邊支護,防止因礦頂坍塌、冒頂等而產生的危害,尤其上方有住戶處要預防引起上部地面開裂。
(5)作好坑道的排水設計,以防因礦坑涌水造成危害。
(6)設置監測點,作好監測記錄與分析工作,確保在易于發生災害地段防患于未然。
(7)開采結束后,對礦區進行統一規劃,計劃進行礦山復墾工作,恢復礦山生態功能。
2.次重點防治區防治措施 在進場公路、礦山生活區建設中,會形成大量的邊坡和一定數量的棄渣,可能形成邊坡失穩,造成滑坡和塌方;沿途不合理的棄渣可能造成水土流失,可能形成坡面泥石流, 可能有滾石和飛石危害。(下轉第78頁)(上接第54頁)
(1)科學合理設計邊坡參數,并進行合理支護和加固,邊坡上方應設置排水溝,做好地表擋排水措施。
(2)加強工地管理,合理堆放棄渣,嚴禁隨意棄渣;在險要地段建設攔擋滾石和飛石的設施:
(3)開采結束后,將棄渣場扒平覆土,植樹還林,恢復植被。
3.一般防治區防治措施 區內無主要建筑物和工程項目建設,主要可能因地表巖體的破碎而造成水土流失。應嚴禁越界開采,減少人為擾動,做好植被保護和水土保持。
4.地質環境恢復方案及措施 為防止水土流失和恢復植被和景觀,礦山須規劃進行礦山復墾工作,以恢復礦山生態功能。開采棄渣切勿胡亂堆放,必須統一堆放到開采境界線以外的礦山棄渣場內,在開采過程中,有計劃地將棄渣回填到采空區。棄渣場經處理后再敷表土、植草種樹。
通過上述地質環境恢復工作,減少水土流失,恢復礦山的生態功能,達到生態恢復與維護人類與環境和諧的目的。
關鍵詞:礦山地質;災害;防治
中圖分類號:TD-9文獻標識碼:A
引言
在過去的幾十年里,礦山資源的開采為我國經濟建設做出了巨大的貢獻。伴隨著礦山資源的持續開采,一系列因其引起的環境問題接踵而來。不可否認,我國是礦山資源開采大國,同時也是礦山地質災禍大國。礦山地質災害是在礦山資源的開采過程中,因破壞了原有地質環境而引誘發生的一系列災害,如地震、滑坡、泥石流、塌方、地面下沉等。近年來,我國國內基礎建設和經濟建設的投入,促進了礦山資源的開采,但因技術設備相對落后、管理存在問題等原因,現存隱患重重,災害頻頻發生,給國家經濟帶來重大的損失,造成了環境的不可挽回的嚴重破壞,也給人民群眾帶來了不可擬補的傷害。本文研究礦山地質災害及預防措施,具有重大的現實意義。
1952年至2011年的60年間,據不完全統計,我國共發生過礦產地質災害事件11500多起,奪去6000多個鮮活的生命,由此造成的各類損失高達300多億元人民幣。礦山地質災害發生的頻率與各地礦產開發強度呈線性正相關關系,全國各省級行政單位幾乎都出現過這類災害。由此可見礦山地質災害的普遍性和嚴重性,時下,分析各類礦山地質災害成因并研究相應的防治策略具有重要的現實意義。
1 礦業開發與地質災害
經濟的快速發展和基礎建設的不斷投入加快了對礦物資源的需求,這也為礦產開采企業帶來了發展機會。據不完全統計我國各類大中型礦山已達9000 余座,資源開采規模居世界第3 位。礦山資源的開采為我國社會主義建設提供了必要的原材料和能源基礎。然而,日益嚴峻的礦山地質災害問題迫使我們不得不給予重視。礦山地質災害,在我國具有以下特點:第一,種類多,分布廣,隱患多,影響大,瞞報多,責任事故復雜;第二,多發生在煤炭礦山行業,其次是金屬礦山行業。
2 常見且危害性較大的幾種礦山地質災害
礦山地質災害類型多種多樣,影響范圍也有大有小。目前常用的分類方案主要有兩種:第一,按地質災害所需的時間分類;第二,按地質災害的空間形態與誘發因素分類。鑒于目前的很多研究將著力點放在上述第二種分類方式描述的三種大類級別的地質災害上,且研究比較詳盡,本文主要針對破壞性較強且發生較普遍的幾種礦山地質災害進行論述。
2.1 礦山崩塌
礦山崩塌通常指坡度較大的斜坡上的尾礦、巖石及土壤由于受到重力作用而脫離原來位置,發生崩塌、滾落并堆積在平坦位置的現象。礦山崩塌主要由尾礦堆積不合理、礦坑設計缺陷等原因造成。崩塌造成的形狀不一、大小不同的堆積在平坦處的堆積物,稱為崩積物,有時也會被稱為尾礦堆或碎石堆。
礦山崩塌會使建筑物,有時甚至使整個居民點遭到毀壞,使公路和鐵路被掩埋。礦山崩塌帶來的損失,不單是建筑物毀壞的直接損失,并且常因此而使交通中斷,給運輸帶來重大損失。礦山崩塌有時還會使河流堵塞形成堰塞湖,這樣就會將上游建筑物及農田淹沒,在寬河谷中,礦山崩塌還可能使河流改道及改變河流性質,從而造成急湍地段。
2.2 滑坡與泥石流
滑坡是指山坡上的碎石、土壤及其他雜物,受天然降水沖刷、地震活動、及邊坡失去穩定狀態等因素影響,在重力的驅使下,整體性或者呈分散狀態順著山坡向下移動的自然現象。泥石流通常是指大量降水夾帶泥土、碎石甚至巖塊,以極快的速度由山頂或山腰沿一定的槽道或直接沿山體直沖而下,并在山地低洼處堆積。
滑坡和泥石流也是經常發生的礦山地質災害,常常給礦山開采以及人民生命財產造成巨大損失、有的甚至是毀滅性的災難。發生在工礦區的滑坡和泥石流,可損壞采礦設備及廠舍,威脅職工生命安全,影響礦山生產活動,從而造成重大經濟損失。
2.3 地面塌陷
地面塌陷是由于采礦造成的地下支撐減少、地下水水位下降造成地表巖、土體向下塌陷,并為地表造成塌陷坑、洞的一種常見現象。如果這種塌陷出現在經濟生產場所或居住區,便會演變成一種可怕的礦山地質災害。這種礦山地質災害具有突發性,嚴重威脅礦區人民的生命安全和國家財產安全,尤其多見于煤礦的開采過程中。全國各地因煤炭開采造成的地表塌陷屢見不鮮,破壞耕地、建筑物、威脅交通安全。
2.4 瓦斯爆炸
瓦斯爆炸是指煤礦開采過程中,通風不良、煤層氣泄露等意外導致礦井中的甲烷濃度意外升高,在遇到明火的條件下發生的爆炸,是一種快速的連鎖反應。從化學原理上講,瓦斯爆炸就是達到危險濃度的CH與自然界中的O2在達到燃燒溫度下出現的劇烈燃燒反應。
瓦斯爆炸的典型特征是產生高溫高壓的氣體,這些氣體在短時間內產生并向周圍急劇擴散,燒傷施工人員并使人們窒息,摧毀采礦機械,造成塌方、漏水,具有極大地破壞力。此外,瓦斯爆炸產生很多有毒氣體,極易致使井下滯留人員中毒身亡。
3 礦山地質災害發生的原因與主要問題
3.1 災害發生的原因
(1)客觀原因。礦山開采改變了原有的地質結構,現有開采技術有限,不論采用何種采礦手段,對自然環境的破壞是不可避免的,這也是誘發礦山地質災害的本質原因。
(2)主觀原因。國有企業轉制承包煤礦、小煤礦和私營煤礦存在較多管理問題,安全隱患嚴重。這是礦山地質災害頻繁發生的一個不可忽視的原因。
3.2 現存主要問題
(1)未建立統一的數據信息資源庫,對礦山地質災害的數據統計不足,不可能進行系統工程化的分析與研究。
(2)礦山企業對礦山地質災害的研究多為短期行為,缺少戰略性和長效性的研究,往往導致舊問題剛解決,新問題又出現的現象,研究深度不夠。
(3)礦山地質災害的預防需要投入大量資金,這就使得長期以來許多礦山企業寧愿災后治理也不愿預先防范,研究積極性不高。
4 礦山地質災害的防治措施與對策
4.1 礦山崩塌的防治措施
針對礦山崩塌特點,可在礦業開采中采用以下方法防范崩塌:(1)遮擋。斜坡上堆放的尾礦石,可在其下方設立堅固的圍擋。 (2)攔截。在山坡腳或半山坡上澆注混凝土墻可以很好的對付降水過程中由山上滾落下的礦石及堅硬的土塊。(3)支擋。在向外延伸的礦石及不安全的大礦石下面筑起支擋柱、墻可以很好的防止這些礦石崩落山下。
4.2 滑坡與泥石流的防治措施
與防治礦山崩塌的措施相似,防治滑坡可以從以下三個方面入手:一是將形成泥石流的重要因素——水的影響去除掉;二是改造可能出現滑坡的物體的形狀,澆注抗滑坡墻或柱等;三是優化滑動體的巖土性質。其主要工程措施有:排除地表水和地下水,防止河水、庫水對滑坡體坡腳的沖刷,削坡減重,修筑支擋工程,采用焙燒法、爆破灌漿法等物理化學以改善滑動帶的土石性質等。
4.3 地面塌陷的防治措施
(1)按科學方法采礦,預留非采區。開始采礦之前設置好非采區,避開重要區域,可以最大程度的減小地面塌陷造成的危害;(2)采空區要積極開展地質調查研究。積極地在采空區開展地質調查工作,弄清楚地下的地質情況,然后根據具體情況制定不同的應對措施,如搬遷工作,可以很好的防患于未然。
4.4 瓦斯爆炸防治措施
預防瓦斯爆炸一般主要從防止CH4積累和控制火源兩方面著手開展工作。為防止瓦斯積聚應加強通風,及時檢查各用風地點的通風狀況和瓦斯濃度;對瓦斯含量大的煤層,進行瓦斯抽放,降低煤層及采空區的瓦斯涌出量。為防止瓦斯引燃的措施應在井口房、瓦斯抽放站等周圍禁止使用明火;嚴格管理井下火區;嚴格執行放炮制度;注意防止機械摩擦產生的火花。
5 結論
現階段,我國礦山地質災害的發生幾率、頻度、強度及災害損失均呈顯著上升態勢,對災害的全面預防和徹底治理已是刻不容緩。愈演愈烈的礦山災害、大量潛伏的災害隱患、日漸惡化的礦山環境說明礦山地質災害的防治必須上升到一定的重視高度。合理有效地利用資源、保護礦山環境、加強監測與信息化管理、防止礦山地質災害、實現礦業的可持續發展,是一個長期而重要的工作。
參考文獻
[1]何芳,徐友寧,喬岡,等.中國礦山地質災害分布特征[J].地質通報,2012,03.
[2]楊進友.淺析礦山地質災害的類型及防治措施馬越平[J].能源與節能,2011,10.
關鍵詞:礦山;地質災害;防治
中圖分類號:P694 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2014)6-0169-01
當前,隨著我國經濟的高速發展,礦產資源開發規模也越來越大,隨之而來的則是礦山地質環境的惡化。據調查,全國采礦地面塌陷相當嚴重,據對全國1 173個大中型礦山企業調查,地面塌陷破壞土地面積達84 200多公頃,煤礦區最為突出。地面塌陷,毀壞城鄉各種建筑、交通設施和農田,威脅人民生命財產安全,影響經濟建設,造成嚴重的經濟損失。因此,加強礦山地質災害的防治刻不容緩。
1 礦山開采引起的環境地質問題
隨著近年來的礦產資源加速開發,難以避免地給所開發的礦山環境造成不容忽視的破壞。由于礦山開采而導致的地質災害是一個非常突出的地質環境問題,礦山地質災害的特點是具有很強的隱蔽性和突發性,一旦發生,便會為所在地區帶來較為嚴重的災情。經常發生的地質災害有滑坡、崩塌、泥石流以及地面塌陷等。
1.1 滑坡、不穩定斜坡
根據調查,礦山所存在的易滑坡區域和不穩定斜坡區域,其形成的原因主要來自于多年來某些地區持續而無序地對礦山進行開挖,并且沒能科學管理礦山棄渣,此外,礦山的采空區出現沉陷,以及較大規模的降雨、采空區發生地震、爆破等活動,也會使滑坡和不穩定斜坡發生的幾率增多。在礦區的滑坡等地質災害一般來講單體規模不大,但是分布很廣泛,因此對當地居民有著不容忽視的潛在危害,且難以準確及時地預測。
在礦區,滑坡和不穩定斜坡的出現誘因有如下三類:第一類比較常見,主要是由于采礦者將礦渣置于比較高而陡的坡地,一旦礦渣累計過多,在發生短時間強降雨的時候便很容易形成滑坡;第二類是因為大規模的礦產開采而使礦區局部的巖體應力產生了變動,一旦有強降雨的觸發,或者重力變化和類似的因素影響,便很容易造成巖土體滑動,形成滑坡;第三類是在某些露天開采的礦區里,礦區的上半部分土體已經逐步風化,而此時如果采面過于陡峭,便會很容易由于在強降雨或者自身重力、以及開采時的爆破力的影響下松動崩塌,形成滑坡。
1.2 地面塌陷及地裂縫
大多礦區開采歷史悠久,近幾年隨著采煤機械的日新月異,新增采空區面積越來越多,這些采空區隨時都可能冒落,產生地面塌陷及地裂縫。這些地面裂縫遍布,一般長數百到上千米、多呈平行狀密集式排列,垂向深度較大,以張剪性破裂為主,方向性良好,裂而光滑平直,與下部煤層頂板貫穿。眾多裂隙將地表切割得支離破碎,大部分地下水被截流至井下,致使淺層地下水日趨枯竭,植被退化,農田無法耕作。
在堅硬頂板條件下,大量未經處理的采空區是發生大而積塌陷的根本原因。這主要與采煤方法及煤柱的留設等因素有關。另外,礦區水文地質條件的變化不僅產生了環境問題,而且使采空區的煤柱受到侵蝕,加速了頂板的垮落。隨著掘進水平的延伸,復合采空區面積會進一步擴大,如何制定新的采煤方法標準,因地制宜地留設保安煤柱是礦區二次創業中的重要課題。根據資料分析:埋深100 m,采高3.5 m的采空區,留設煤柱的面積比率應達到30%以上,才能保證地表的穩定性不受影響。在舊采區內煤柱由于氧化及滲透壓力作用,使其抗壓強度下降,引起地表整體移動。
2 礦山地質災害的防治
隨著礦區的持續開采,附近的自然環境逐步出現退化,危害的范圍還將繼續增加,所形成的地質災害也會漸漸嚴重,導致更大的致災性。目前的科學技術尚無法從根本上控制由于礦區開采而引發的地質災害,我們可以盡可能采取一切有效措施,使災害的損失減輕到最小程度。
2.1 采空區塌陷的防治
隨著礦區開采程度的加大,礦區地面的塌陷現象是一個難以回避的地質問題,大量事實證明采空區塌陷會對礦區的人類生活和生態環境帶來負面的甚至惡劣的影響,隨著開采過程的深入,采空區塌陷也逐步惡化,而當前的采礦工程發展是難以避免采空區塌陷現象的。目前只能通過科學的施工措施,以各類手段盡可能降低采空區塌陷的程度,使之對當地環境和居民生活影響降到最低,并保持礦區生態經濟效益的最大化。
目前,有不少針對采空區塌陷的施工模式,在采礦實踐中也取得了一定的效果。一種比較有效的模式叫做“充填復墾”模式。該模式通過將礦區所產生的大量煤矸石、粉煤灰等物質對采空塌陷地進行有效填充。這種防止策略適合于在填充物質比較充足的地區使用,因為所選擇的填充物質不會對環境產生污染,并且能夠對采空區塌陷產生較好的一只作用,還能有利于廢棄物的處理,因此具有一舉多得的效益,被許多地區使用。
2.2 采礦區滑坡的防治
如果所采的礦床都處于相對軟弱的地層中,并且在軟弱層之上由灰巖或砂巖組成的高陡崖,則很容易出現采礦區的滑坡現象。常用且比較有效的治理滑坡的方法包括通過支擋或者鉚固以及邊坡的加固等等,來改變區域地形,進而防止滑坡;而對于某些比較特殊的危險地區,則應著重修正邊坡的形狀和尺寸比例。例如減少邊坡的高度以及降低邊坡角度,使邊坡巖體內的應力狀態得到改變,從而保持邊坡穩定,減少滑坡風險。
2.3 采礦區泥石流的防治
由于過度采礦,破壞植被改變地形,便很容易引發泥石流。根據近年來的采礦工程經驗,對于泥石流的防治策略可以通過兩個方面進行,一是攔擋,二是疏導。在礦區中泥石流發生幾率偏大的地區,結合其具體的地形條件,在合適的地段構建攔截壩,從而攔擋可能構成泥石流的松散固體物質。同時選擇合理區域構筑溝渠等排泄公事,使以及形成的泥石流可以通過這些溝渠順利排走。
2.4 采礦區水土流失的防治
采礦區的水土流失危害主要是影響區域的水循環、破壞土地資源、加劇人為水土流失的發生。其中,對采礦區的林木和植被進行保持,是對礦區進行水土保持之中十分重要的部分,在采礦區的水土流失防止里發揮著不可替代的作用。在水土保持工程中,應該建立一套綜合的防護系統,既能防止水蝕,也能防止風蝕,通過以林草等植被使礦山土壤得到固結,從而在最大限度上避免水土的流失。應采取恢復植被、修建蓄排水工程和攔擋工程等綜合防治措施。
2.5 采礦區突水災害對防治
采礦區容易發生突水災害,這種災害的避免和防止可以分為兩個類別,一是地面防水策略,二是井下防水策略。對于第一種情況,采礦區的地面防水,其原理是通過斷開大氣降水,達到避免來自地表的水涌入采礦區。地面風水的實際策略包括構建地面防洪溝、對礦井的塌陷坑進行有效封堵、對礦區的地勢低洼處積水進行排除或疏導、通過墊高河床達到河流流向的變化等。對礦區中一些年代較舊的坑洞,應該對其實施封閉處理,達到避免雨水灌入的目標。
2.6 采礦區三廢排放的防治
挖掘采礦區中的尾礦與矸石的利用價值,對存在于礦坑中的水源進行回收利用。一方面能夠對廢物進行循環利用,另一方面則能夠對水源進行有效的回收。對采空區里的尾礦,在進行洗選處理之后,對其中含有的有用物質進行應提取,從而繼續挖掘其價值。對于已經塌陷或者遭到破壞的礦區土地,則應結合其具體情況來進行繼續開發,包括回復種植以及進行行政區域規劃等等。土地的再利用應該嚴格與環境的保護和修復進行配合,例如,對于采礦區里的矸石,可以用于填充廢舊的巷道,也可以將其用于建筑材料等,通過廢物的二次利用來實現環境的保護。
參考文獻:
[1] 溫玉成.例析礦區易發地質災害的類型與防治措施[J].遼寧師專學報(自然科學版),2010,(2).
關鍵詞:礦山;地質災害;防治
1 地質災害概述
礦山地質災害是地質災害的一個重要分支,目前,我國礦山地質災害具有種類多,分布廣,影響大,潛在災害隱患突出,且煤炭礦山重于非煤礦山,金屬礦山重于非金屬礦山;礦山地質災害的類型與礦山規模、開采方式、礦產類型及所處地域息息相關。合理有效地利用資源、保護礦山環境、加強監測與信息化管理、防止礦山地質災害才能實現礦業可持續發展戰略的保障。隨著社會的進步,環境被逐漸破壞,地質災害時常發生。地質災害其實就是在自然或者人為因素的作用下形成的,對人類生命財產、環境造成破壞和損失的地質作用(現象)。地質災害的發生有兩方面的原因:首先是由于不可抗力的自然因素造成的,其次是人為建設活動引發的,如興建水利工程、架橋、修路引發的地質災害(滑坡、塌陷等)。
2.礦山地質災害的主要類型
2.1巖土體變形災害
礦山地面和采空區塌陷地面塌陷主要發生在地下以井巷開采的礦山。在礦山采空區,若保留礦柱不足,或因礦柱受損而失去支撐能力,就會造成地面塌陷。特別是那些礦體埋藏較淺,產狀較平緩的礦區(如煤礦),地面塌陷的現象更為常見。礦體埋藏相對較深的地下開采礦山,如果不能及時回填和崩落采空區,當其達到一定規模就會產生大面積塌陷。此外,在巖溶分布區,還會因礦山排水疏于而導致溶洞上方地面塌陷。地面塌陷不僅破壞可耕地資源、建筑物,毀壞道路、水庫,還可直接導致礦山某些地下巷道的塌毀,或使大氣降水和地表水沿塌陷裂縫灌入坑內,造成淹井事故,直至停工停產。
采礦場邊坡失穩、滑坡與巖崩主要原因是不合理開采如采剝失調、邊坡角度過陡等造成,這種災害多發生在露天開采的非金屬礦山和建材礦山??觾葞r爆坑內巖爆又稱礦山沖擊,這是因礦坑周邊和頂底板圍巖,在受到強大的地殼應力作用而被強烈壓縮,一旦因采掘挖空出現自由面,即有可能產生巖石地應力的驟然釋放,導致巖石大量破裂成碎塊,并向坑內大量噴射、爆散,給礦山帶來危害和災難。采礦誘發地震因采礦活動而誘發的地震,震源淺、危害大,小震級的地震即可導致井下和地表的嚴重破環。場庫失穩場庫失穩主要是由于尾礦壩潰決崩塌繼而形成泥石流造成的危害。尾礦壩崩壩事故常給礦區居民生命財產帶來巨大危害,同時也給環境造成巨大破壞和污染。
2.2地下水位改變引起的災害
礦坑突水涌水這是最常見的礦山災害,突發性強、規模大,后果嚴重。生產過程中常因對礦坑涌水量估計不足,采掘過程中打穿老窿,貫穿透水斷層,驟遇蓄水溶洞或暗河,導致地下水或地面水大量涌入,造成井巷被淹、人員傷亡災難??觾葷⑸秤磕噙@是常與礦坑突水相伴而生的災害。當采掘過程中驟遇蓄水溶洞,常見溶洞中充填的泥沙和巖屑伴隨地下水一起涌入,另外一些透水斷層和地裂縫也常會使淺部第四紀沉積物隨下漏的地表徑流涌入坑內。其結果是使坑道被泥沙阻塞,機器、人員被泥沙所埋,嚴重時甚至會使礦山遭受毀滅性的打擊。環境污染環境污染是礦山災害的另一種重要形式。因采礦、選礦產生的“三廢”物質,由于未經有效處理就被排放到江河湖海中,造成環境污染公害事件。采礦還會造成水土流失、土地砂化、鹽漬化、地下水斷流等。
2.3礦體內因引起的災害
瓦斯爆炸和礦坑火災這種災害最常見于煤礦。由于通風不良,使瓦斯積聚發生爆炸,造成井下作業人員傷亡,礦井被毀;礦坑火災除見于煤礦外,也見于一些硫化礦床。因硫化物氧化生熱,在熱量聚積到一定程度時則發生自燃,引發礦山火災。礦山火災的危害極大,而且還嚴重損耗地下礦產資源,如有的煤礦在地下已燃燒上百年,其資源損耗量十分巨大,使當地氣候發生改變,農作物和樹木大量死亡,田地荒蕪,環境嚴重惡化。地熱隨著開采深度加大,地熱危害不斷加劇。我國已有許多礦山開采深度達到800m以下,礦山因含硫量高,開采深度又大,地溫非常高。礦山地熱災害導致礦工勞動環境惡劣,嚴重影響了有關礦山的正常生產。
3 礦山地質災害的防護
3.1建立完善的運行系統。建立完善的運行系統,對不符合安全或設施不健全的不允許其私自采礦。在我國,小的礦井眾多,有許多并不具有開采煤礦的資質,沒有政府的允許就私自采礦,并對礦區的安全設施較低,內有建立健全的安全系統,并私自采井,對地質災害影響較大。
3.2加強對采礦人才的培訓。對開采人員的培訓較低,沒有合理的進行開采。只有合理設計邊坡參數,加強邊坡監測,做好擋墻穩固邊坡,開挖后如果出現開裂變形,應有專門的工程地質勘察。來進行合理的開采,應嚴禁越界開采,減少人為擾動,做好植被保護和水土保持。這樣才能保護我們的環境。
3.3建立系統化的防護措施。有計劃的進行開采。為防止水土流失和恢復植被和景觀,礦山須規劃進行礦山復墾工作,以恢復礦山生態功能。在礦山開采的過程中,要嚴禁開采棄渣切勿胡亂堆放,必須統一堆放到開采境界線以外的礦山棄渣場內,在開采過程中,有計劃地將棄渣回填到采空區。棄渣場經處理后,再敷表土、植草種樹來保證環境。