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导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇矿山灾害防治,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
中图分类号:TD161文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)18-0089-02
矿业与人类的生存、社会的发展息息相关。翻开人类社会发展史,时代的演变,社会的更替都离不开矿业的发展。矿山地质灾害是地质灾害的一个小分支,是由于不正确开采地下矿产资源而直接诱发的人为地质灾害,灾害的发生严重危及人类的生命,故具有重大的研究意义。我国是矿山地质灾害多发国家之一,具有种类多、分布广、影响大、潜在灾害隐患突出等特点。
一、矿山地质灾害
矿山地质灾害按照灾害发生的时间快慢可将其分为两大类,一类为突变性地质灾害,如地震、泥石流、崩塌、滑坡、水土流失等;另一类为缓变性地质灾害,如沙漠化、荒漠化、地面沉降等。与矿山较密切的主要有:
(一)滑坡、崩塌、泥石流灾害
在矿山开采过程中,地下岩石的应力发生改变,以前的岩石应力均衡被破坏,以及矿石废渣的乱堆乱放,易造成边坡的不稳固,在外力诱发下,极易产生滑坡、崩塌及泥石流灾害。
(二)土地荒漠化
土地的荒漠化和沙漠化的形成是一个漫长的过程,区内地下水的过度开采造成水资源的减少,河流的干涸,植被的消失是其产生的主要原因,但矿山的不合理开采也是一个不容忽视的问题。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,破坏了周围的生态环境,最终使矿区土地石化和沙化。
(三)矿震
我国许多矿山出现采矿所诱发的地震,这已成为矿山主要环境问题之一。
二、矿山地质灾害发生的原因
(一)客观原因
目前由于科学技术发展程度,采矿活动仅是在地球表面和岩石圈范围内进行的。采矿前的地球表面和岩石圈是平衡的。采矿过程,从地壳内部挖出了极为巨大量的矿石和岩石。诚然,不论采矿的手段是钻采、坑采,还是露天开采,还是液采,实际上都是肢解地壳的机体,这就使本来呈自然平衡的地壳,出现了新的不平衡和不谐调,导致了地壳物质的不稳固性。这是诱发矿山地质灾害的本质原因。
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。
矿业活动不仅是采矿过程,而且也包括选矿和冶炼加工。采矿,尤其是选矿和冶炼不可避免的要用水和火来处理。因此,矿业过程必然产生三废,即废气、废水和废渣。三废的排放和堆积对周围环境及人类的健康都造成极大的危害。
(二)主观原因
相当长时期以来,由于经济利益的驱动,许多地方和民营小煤矿、小金属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,这样一来,极易引发矿山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。这是矿山地质灾害频繁发生的一个不可忽视的原因。
三、地质灾害防治措施与对策
矿产资源的开发与开采,总伴随着地质环境的破坏与改造,而矿山不合理的开采,必将造成水土流失、土地占压和毁损、次生地质灾害、矿山废水和重金属污染,从而对当地的经济发展和人类自身造成危害。而无论是发达国家还是发展中国家,生态环境的恢复治理已作为生态建设和环境保护的重要内容。矿区生态环境脆弱,承载能力低,遭受严重干扰和破坏后,很难在短时间内恢复,建议对矿山地质环境的治理采取如下措施和对策:
(一)系统开展地质环境调查与研究,加强区内地质环境监测
地质环境调查是发现地质环境因素必不可少的重要手段,以调查矿区的内、外力地质作用为主,掌握矿区乃至附近区域地震、泥石流、滑坡等地质灾害发生规律,提供防治对策。加强区内地质环境监测,建立矿山环境监测网,并将其作为国家监测网的一部分,对区内的地质灾害活动规律进行全面了解,为治理提供依据。
(二)建立政府引导的市场运作机制,治理区内环境
老矿山大部分在计划经济时期建立,矿山建设初期对环保投入严重不足,没有及时对矿山生态环境进行恢复治理。而现在,大部分矿山企业负担重,经济效益较差,难以承担多年累积造成的矿山生态环境破坏的经济责任。因此,应积极争取国家和地方政府的投资,多方位筹集资金,加大恢复治理环境的力度。
(三)坚持资源开发与生态环境保护相结合,以防为主、防治结合
矿区大多自然环境较差,环境破坏后难以恢复,对于矿山堆放的尾矿、弃土、弃石等可能会导致滑坡、崩塌、泥石流等灾害的地方,应尽快进行治理。必须坚持开发与环保并行,决不以牺牲环保为代价,要避免先污染后治理,走以预防为主的矿产资源勘查开发之路。
(四)加强矿山前期论证及落实地质环境保证金制度
必须将矿山地质环境影响评价报告书作为新颁及换发采矿许可证的主要评审依据。对于新建矿山厂址的选择也应首先进行环境地质勘探,提出环境地质报告,才能进行厂址的建设设计。
(五)加强科学技术研究和应用,推进矿山“清洁生产”,发展绿色矿业
鼓励采用先进的采、选、冶工艺,开发低废、无污染的矿山清洁生产技术,实现矿山废弃物的减量化和资源化。加强调查和充实矿山生态环境的基础数据和资料,制定矿山生态环境保护与恢复治理的科技发展计划。加强矿山开采导致的滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝等突发性地质灾害的预防和治理的研究;开发矿山“三废”高效处理与资源化的技术体系和工艺设备,以及科学高效的矿山生态环境管理信息系统和预警系统,走一条资源开发与环境保护相协调的“绿色矿业”之路。
四、结语
我国矿山种类繁多、分布广、数量多、规模小、基础差,由于技术、管理及效益等原因的影响,资源开发中的安全形势相当严峻,经常发生地表塌陷、山体崩塌、矿山边坡滑坡、废石场泥石流、尾矿库垮塌、采场冒顶、巷道坍塌、矿山地震、岩爆、采空区大面积地压、井下突水、深井高温等灾害,给社会稳定和人民生命财产安全带来严重影响。因此,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,是一个非常重要的问题,提升采矿工艺水平,以高技术、高科技为先导,走以预防为主的矿产开发之路,做到资源开发与环境保护并重,促进区内经济的持续稳定健康发展。
参考文献
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[2]丁雅丽.唐山市体育场岩溶塌陷地质灾害治理工程实例[J].西部探矿工程,2002,(S1).
[3]李凤明.采矿引发的地质灾害及工程治理实践[J].煤炭科学技术,2001,(3).
[4]张卫东.大同市矿山地质灾害的现状及防治对策[J].科技情报开发与经济,2008,(1).
中图分类号:TD-9文献标识码:A
引言
在过去的几十年里,矿山资源的开采为我国经济建设做出了巨大的贡献。伴随着矿山资源的持续开采,一系列因其引起的环境问题接踵而来。不可否认,我国是矿山资源开采大国,同时也是矿山地质灾祸大国。矿山地质灾害是在矿山资源的开采过程中,因破坏了原有地质环境而引诱发生的一系列灾害,如地震、滑坡、泥石流、塌方、地面下沉等。近年来,我国国内基础建设和经济建设的投入,促进了矿山资源的开采,但因技术设备相对落后、管理存在问题等原因,现存隐患重重,灾害频频发生,给国家经济带来重大的损失,造成了环境的不可挽回的严重破坏,也给人民群众带来了不可拟补的伤害。本文研究矿山地质灾害及预防措施,具有重大的现实意义。
1952年至2011年的60年间,据不完全统计,我国共发生过矿产地质灾害事件11500多起,夺去6000多个鲜活的生命,由此造成的各类损失高达300多亿元人民币。矿山地质灾害发生的频率与各地矿产开发强度呈线性正相关关系,全国各省级行政单位几乎都出现过这类灾害。由此可见矿山地质灾害的普遍性和严重性,时下,分析各类矿山地质灾害成因并研究相应的防治策略具有重要的现实意义。
1 矿业开发与地质灾害
经济的快速发展和基础建设的不断投入加快了对矿物资源的需求,这也为矿产开采企业带来了发展机会。据不完全统计我国各类大中型矿山已达9000 余座,资源开采规模居世界第3 位。矿山资源的开采为我国社会主义建设提供了必要的原材料和能源基础。然而,日益严峻的矿山地质灾害问题迫使我们不得不给予重视。矿山地质灾害,在我国具有以下特点:第一,种类多,分布广,隐患多,影响大,瞒报多,责任事故复杂;第二,多发生在煤炭矿山行业,其次是金属矿山行业。
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。
瓦斯爆炸的典型特征是产生高温高压的气体,这些气体在短时间内产生并向周围急剧扩散,烧伤施工人员并使人们窒息,摧毁采矿机械,造成塌方、漏水,具有极大地破坏力。此外,瓦斯爆炸产生很多有毒气体,极易致使井下滞留人员中毒身亡。
3 矿山地质灾害发生的原因与主要问题
3.1 灾害发生的原因
(1)客观原因。矿山开采改变了原有的地质结构,现有开采技术有限,不论采用何种采矿手段,对自然环境的破坏是不可避免的,这也是诱发矿山地质灾害的本质原因。
(2)主观原因。国有企业转制承包煤矿、小煤矿和私营煤矿存在较多管理问题,安全隐患严重。这是矿山地质灾害频繁发生的一个不可忽视的原因。
3.2 现存主要问题
(1)未建立统一的数据信息资源库,对矿山地质灾害的数据统计不足,不可能进行系统工程化的分析与研究。
(2)矿山企业对矿山地质灾害的研究多为短期行为,缺少战略性和长效性的研究,往往导致旧问题刚解决,新问题又出现的现象,研究深度不够。
(3)矿山地质灾害的预防需要投入大量资金,这就使得长期以来许多矿山企业宁愿灾后治理也不愿预先防范,研究积极性不高。
4 矿山地质灾害的防治措施与对策
4.1 矿山崩塌的防治措施
针对矿山崩塌特点,可在矿业开采中采用以下方法防范崩塌:(1)遮挡。斜坡上堆放的尾矿石,可在其下方设立坚固的围挡。 (2)拦截。在山坡脚或半山坡上浇注混凝土墙可以很好的对付降水过程中由山上滚落下的矿石及坚硬的土块。(3)支挡。在向外延伸的矿石及不安全的大矿石下面筑起支挡柱、墙可以很好的防止这些矿石崩落山下。
4.2 滑坡与泥石流的防治措施
与防治矿山崩塌的措施相似,防治滑坡可以从以下三个方面入手:一是将形成泥石流的重要因素——水的影响去除掉;二是改造可能出现滑坡的物体的形状,浇注抗滑坡墙或柱等;三是优化滑动体的岩土性质。其主要工程措施有:排除地表水和地下水,防止河水、库水对滑坡体坡脚的冲刷,削坡减重,修筑支挡工程,采用焙烧法、爆破灌浆法等物理化学以改善滑动带的土石性质等。
4.3 地面塌陷的防治措施
(1)按科学方法采矿,预留非采区。开始采矿之前设置好非采区,避开重要区域,可以最大程度的减小地面塌陷造成的危害;(2)采空区要积极开展地质调查研究。积极地在采空区开展地质调查工作,弄清楚地下的地质情况,然后根据具体情况制定不同的应对措施,如搬迁工作,可以很好的防患于未然。
4.4 瓦斯爆炸防治措施
预防瓦斯爆炸一般主要从防止CH4积累和控制火源两方面着手开展工作。为防止瓦斯积聚应加强通风,及时检查各用风地点的通风状况和瓦斯浓度;对瓦斯含量大的煤层,进行瓦斯抽放,降低煤层及采空区的瓦斯涌出量。为防止瓦斯引燃的措施应在井口房、瓦斯抽放站等周围禁止使用明火;严格管理井下火区;严格执行放炮制度;注意防止机械摩擦产生的火花。
5 结论
现阶段,我国矿山地质灾害的发生几率、频度、强度及灾害损失均呈显著上升态势,对灾害的全面预防和彻底治理已是刻不容缓。愈演愈烈的矿山灾害、大量潜伏的灾害隐患、日渐恶化的矿山环境说明矿山地质灾害的防治必须上升到一定的重视高度。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]何芳,徐友宁,乔冈,等.中国矿山地质灾害分布特征[J].地质通报,2012,03.
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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中图分类号: P2 文献标识码: A
一、崩塌的成因及其防治
1、崩塌的定义
高陡斜坡(含人工边坡)上的岩土体完全脱离母体后,以翻滚、跳动、掉落等为主的移动表象与进程称为崩塌。
2、崩塌的形成条件
地势地貌条件:坍塌多发作在陡峻的斜坡地段,斜度>45°的高陡边坡,凹形陡坡均为坍塌构成供给了有利地势;此外,江、河、湖(岸)、沟的岸坡及各种山坡、铁路、公路旁边坡,工程建筑物的边坡及各类人工边坡都是有利于坍塌发作的地貌。
岩性条件:坚固岩层多构成高陡山坡,在节理裂隙发育、岩体破碎的情况下易发作崩塌。
结构条件:各种结构面,如节理、裂隙、层面、断层等,对坡体的切开、分离,为坍塌的构成供给脱离体(山体)的边界条件。坡体中的裂隙越发育、越易发作坍塌,与坡体延伸方向近乎平行的陡倾角结构面,最有利于坍塌的构成。
昼夜的温差和时节的温度改变会促进岩石风化;地表水的冲刷、溶解和软化裂隙充填物构成软弱面;激烈地震以及人类工程活动中的爆炸,破坏了山体平衡,这些都会促进坍塌的发生。
3、崩塌的防治措施
排水:在有水活动的地段,布置排水构筑物,以进行拦截与疏导。包括排出边坡地下水和防止地表水进入。
刷坡、削坡。在危石孤石突出的山嘴以及坡体风化破碎的地段,采用刷坡技术放缓边坡。
锚固:遮挡。即遮挡斜坡上部的坍塌物,通常选用建筑明硐、棚硐等工程进行,在铁路工程中较为常用,这种办法常用于中、小型坍塌或人工边坡坍塌的防治中。阻拦。关于仅在雨后才有坠石、脱落和小型坍塌的地段,可在坡脚或半坡上设置阻拦构筑物。支挡。在岩石杰出或不稳定的大孤石下面建筑支柱、支挡墙或用废钢轨支持。打桩。固定边坡。护墙、护坡。在易风化脱落的边坡地段,建筑护墙,对缓坡进行水泥护坡等。通常边坡均可选用。
镶补沟缝。对坡体中的裂隙、缝、空泛,可用片石填补空泛,水泥沙浆沟缝等以避免裂隙、缝、洞的进一步发展。
二、滑坡的成因及其防治
1滑坡的定义及成因
斜坡上岩、土体以各种方式顺坡向下的运动,统称为滑坡。它是地表起伏不平的地形形成过程中经常发生的一种地质作用。滑坡是发生在斜坡上的以重力为主导的外动力地质作用。
2、滑坡的防治措施
治理滑坡应该坚持以防为主、综合治理、及时处理的原则。结合边坡失稳的因素和滑坡形成的内外部条件,治理滑坡可以从以下两个大的方面着手:
2.1消除和减轻地表水和地下水的危害
滑坡的发生常和水的效果有亲近的联系,很多时候水是导致滑坡的主要因素,因而,消除和减轻水对边坡的危害特别重要。经过下降孔隙水压力和动水压力,避免岩土体的软化及溶蚀分化,以达到消除或减小水的冲刷和浪击的效果。常用办法有:避免地表水进入滑坡区,可在滑坡鸿沟修截水沟;在滑坡区内,可在坡面构筑排水沟。在覆盖层上可用浆砌片石或人造植被铺盖,避免地表水下渗。关于岩质边坡可用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土。咱们能够根据边坡的地质结构特征和水文地质条件来选择扫除地下水的措施。常用的办法有:水平钻孔疏干;竖井抽水;垂直孔排水;隧洞疏干;支持盲沟。
2.2改善边坡岩土体的力学强度
经过必定的工程技能办法,改进边坡岩土体的力学强度,进步其抗滑力,减小滑动力。常用的办法有:削坡减载;用下降坡高或放缓坡角来改进边坡的稳定性。削坡规划应尽量减少不稳定岩土体的高度,而阻滑部分岩土体不该减少。但这种办法并不总是最经济,咱们要在开工之前做经济可行性剖析。边坡人工加固;常用的办法有:构筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体;钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支持工程;预应力锚杆或锚索,适用于加固有裂隙或脆弱构造面的岩质边坡;固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度;SNS边坡柔性防护技能等。
三、泥石流的成因及其防治
1、泥石流的定义及成因
泥石流是指在山区或者其他沟谷深壑,地形险峻的地区,因为暴雨、暴雪或其他自然灾害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。泥石流的形成条件是:地形陡峭,松散堆积物丰富,突发性、持续性大暴雨或大量冰融水的流出。
2、泥石流的防治措施
泥石流灾祸的防治首要应从两方面着手:一是消除或固化泥石流物源;二是消除泥石流的激起条件――水源条件。
新建矿山要事前规划出废渣弃土的安全存放地带,修建标准的尾矿泥(砂)库,杜绝泥石流物源的乱堆滥放。
疏浚矿区排水系统,使暴雨激流避开废渣弃土地段;洪水非通过泥石流物源地段不可时,应构筑排洪明渠,规划流量应能接受百年一遇的激流,并同时做好护坡控制水土流失。
已有废渣弃土的出产矿山,应采取相应的工程措施:将凌乱散布在坡岗上的泥石流物源,填入沟谷中,造田复垦;在有很多泥石流物源的沟谷下端,构筑拦砂坝。
四、矿山地质灾害的预防与治理对策
地质灾害防治工作是一项社会系统工程。首先,要有各级政府的高度重视和有力领导,充分发挥职能部门的作用,并调动各方面的积极因素;其次,矿山的生产流程必须严格按照有关地质法规,杜绝灾害发生的源头;最后,要强化、宣传人们的环保意识。
1、防治原则
坚持以“预防为主,避让与治理相结合”的原则,遵循客观规律,全面规划、合理布局、综合治理;统筹规划、重点突出、主次分明、分步实施;走“群专结合”及“群策群防”的道路。确保矿山地质灾害防治工作进行。
2、治理对策
2.1工程治理,绿化改良
工程治理:避(即躲避、绕开、搬迁);削(减载、削坡、清除);排(钻孔排水、地表排水、爆破排除危岩、地面防渗、平硐排水、竖井排水、铺盖防渗);护(护墙、护坡、抛石反压);挡(挡土墙、锚杆、索链、抗滑桩、明硐)等多种多样的工程处理方法。绿化植被(如高栽刺槐,洼栽柳,沙丘栽榆树,杨树选择弱碱地,重碱地上栽柳和生物改良(如在山坡品种植中草药、土特产品,在洼地适当养殖水产家禽等;在轻度盐碱地上种植甜菜、向日葵对矿山的环境保护具有十分重要的现实意义。一方面有利于防止地质灾害的发生;另一方面也可转变产业结构、发展生态农业,有利于美化环境和提高当地居民收入。
2.2科普宣传,预防灾害
矿山地质灾害作为一种内外地质作用的产物,其成因、危害及防治措施等具有较强的专业性。在地质灾害多发区,主管部门应大力开展宣传,利用电视讲话、专题报道、报纸广告、标语横幅等形式和渠道向全民宣传地质灾害知识,提高全民的防灾意识。使全民都参与并关心地质灾害防治工作,充分发挥公众的监督作用,形成良好的地质环境保护氛围。使人们以自己的实际行动支持和参与环保活动,真正懂得珍惜资源、保护环境的重要性和必要性。
2.3完备立法,健全管理
国家应建立完备的地质灾害法律、法规体系。对大、中型矿山的开采许可权及开采者的技术能力和环境生态恢复能力进行立法,从源头上杜绝矿山地质灾害的发生。
强化矿政管理格局,增进各级管理职能部门间的信息交流,遵循“以人为本,统一领导,分级管理,属地为主”的原则,各司其职,各负其责;管理人员务必实行依法治污,照章罚款,违法必究,处罚公开的原则。
2.4增进工艺,综合利用
矿山废物资源化,是人们追求的目标,也是治理废弃物污染矿区环境的有效途径。积极推广有利于减少能耗、减少污染物排放的先进工艺和技术。凡是对固体废弃物合理有效利用的个人、企业和矿山,政府均给予一定的政策优惠和资金支持,并鼓励和引导矿山积极与相关学校、科研机构合作。
结束语
活跃的维护矿山环境,开发和维护并重,通过治理、恢复和改善矿区环境,建造规划合理、景象特别、环境优美、科技含量高、具有杰出经济效益与社会效益的“绿色矿山”,走绿色矿业之道,只要解决好矿山挖掘与环境维护之间的对立,才干推进中国矿业的可持续发展。
参考文献
矿产资源是人类赖以生存和发展的物质基础,随着国民经济的高速发展,各行各业对能源需求日益增加,露天矿山目前已经陆续进入深部开采阶段,由于矿区工程地质条件复杂、断层、岩脉纵横交错,加之矿山频繁的生产爆破振动,崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害更为严重,阻碍了矿山生产的正常进行,制约着矿山的可持续安全生产。因此探讨对露天采矿滑坡的预防及治理是很重要的。
一、露天矿山滑坡的成因
滑坡是岩土体自重、构造力、渗透力等综合结果,指位于斜坡的岩土体在重力以及水等外力作用下沿某一结构软弱面发生位移的一种不良地质现象,主要发生在雨季。在边坡开挖前岩土体内部处于相对平衡状态,当开挖进行过程中岩体面临采场的一侧出现临空状态,导致该方向失去支撑力,岩体内部应力场会不断进行调整与变化,最终会导致在坡脚和坡顶附近出现应力集中区域,当该处应力超过其强度时则会导致岩体破坏形成滑坡。二是人为因素,人为影响主要是开挖坡脚、改变应力场,使坡体内积存的弹性应变能释放而造成应力重新分布,岩体产生卸荷裂隙,卸荷裂隙多张开且平行于边坡面并使原有的裂隙扩张和张开,由其所切割的岩体,极易失稳形成崩塌、滑坡。
二、露天矿山滑坡的防治方法
2.1 规范开采
限制无证开采,严禁非法开采;处罚治理强占山头、山坡的矿点;禁止不开工作台阶,不剥离或边剥边开采的掠夺式违法开采露天矿,被在露天矿设计和生产中,必须根据矿山的地质条件、岩石力学性质和采用各种设备的性能、规格尺寸,确定合适的坡面角并规定出最小工作平台宽度,把剥离、采矿和运输设备,供电和通讯线路,设置在工作平台稳定坡面的范畴内。只有解决好矿山开采与环境保护之间的矛盾,才能促进我国采矿业的可持续发展。
2.2 疏排降水、减轻或消除水的危害
在雨季来临之前,根据实地情况修筑防洪沟,将雨季的地表水拦截在坑外,减少了露天边坡的渗透水。用黏土在地表堵地表裂缝,使水不进入裂隙和岩体的含水层,防止滑坡的发生。对于滑坡体以内的地表水,则以防渗尽快排走为原则。对于地下水的治理,采取排水措施,以降低地下水位,消除或减轻水对滑体的静水压力、托浮力和动水压力以及地下水对滑体的物理化学破坏作用。
2.3 改变滑坡体外形
改变滑坡体的外形,采取降低边坡滑坡区域分层高度和增加分层个数等措施,并适当设置安全平台,放缓坡脚,使其坡脚小于渣土自然堆积角以及降低堆积高度等措施防止滑坡。
2.4 要注重对边坡的维护
对露天矿的边坡,必须进行经常性的检查和维护,必要时进行人工放坡,铺上草皮,植上灌木,砌筑局部挡土墙或预埋防滑桩。合理的设置排水网络,防止地表水流入矿坑冲刷边坡,对于有层理深凹的露天矿要在坑外周围设置防山洪、防泥石流的阻挡或者疏导的设施。
2.5 抗滑工程及加固方法
抗滑工程是防止山体滑坡的不可缺少的一部分,尤其对于事关生命、财产安全的矿区坡体来说,意义非同寻常。抗滑工程包括:抗滑挡墙、加筋挡墙、锚定板挡墙、预应力锚索挡墙、锚杆挡墙。通过对锚索施加预应力,增大滑面上的正应力,使滑面附近的岩体形成压密带,增大滑面的抗剪强度。
2.6 滑坡的监测
对岩石的位移进行监测,可以发现滑坡预兆。为了实时掌握边坡岩体内部应力变化和锚索等加固结构的工作状态,可利用“滑坡灾害及边坡应力智能远程监测系统”进行远程监测。监测点布置时遵循以下原则: 准确及时反应边坡内应力变化的敏感位置; 沿边坡走向及重点反应裂隙发育的剖面附近位置,又兼顾其它区域;垂直边坡走向监测点的布置尽量形成剖面,便于分析同一剖面内坡体不同标高处应力变化规律。
2.7 做好地质环境恢复
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士、植草种树。
2.8滑坡的治理
我国正处于经济快速发展的关键时期,经济发展对矿产资源开采的依存性强。矿业资源的开采促进了我国经济的发展,但每年矿产资源巨大的消耗也带来一系列的环境问题,使我国矿业面临着巨大的压力。矿产资源开采本就会对地表生态环境造成不可避免的巨大破坏,再加之我国矿产开发还很不规范,在市场利益的驱动下,不具备矿产开采能力的小型开采公司横生,开发设备与开采技术落后、经营方式粗放、环保意识淡薄等都导致了矿山地质灾害频发,生态环境进一步恶化。根据相关统计数据,我们可以清楚地看到,矿山地质灾害带来的巨大损失已经严重影响了矿业开发的可持续性。针对这一现实问题,我们必须思考如何才能做到矿产资源开发的规范、安全、环保、可持续,促进矿山经济不断地向前发展。
一、矿山地质灾害的常见类型
(一)岩土体变形灾害
1矿山地面塌陷。
它主要是指矿山地面及采空区的地面塌陷,这种塌陷往往发生在已开采的矿山区。矿山采空区一般来说会保留矿柱作为支撑,防止塌陷,一旦这些矿柱设计不合理或者受到损毁,地面塌陷就会发生。矿体埋藏较深的地下矿山必须及时对采空区进行回填,负责当采空区域达到一定规模,就会出现大面积的塌陷事故。除此之外,矿山本身的地质结构很可能造成地面塌陷,遇到地下环境复杂的开采区一定要特别注意,采取针对性措施,做好预防保护工作。矿山地面的塌陷,不但破坏了地表植被、建筑,影响了矿山周边的生态环境,有时候地面塌陷造成地表水倒灌入开采坑内,还会造成严重的生产事故,带来人员伤亡与经济损失。
2滑坡、崩塌。
这种灾害事故主要是不合理开采造成的,多发于露天开采的矿山。
3岩爆。
这种事故的发生与地应力有着很大关系。随着矿山开采的不断深入,强大的地应力作用于围岩,破坏了岩体内部的能量平衡,岩体中的弹性势能被猛烈释放出来,造成岩石爆裂,碎石块大量喷射。
4采矿诱发地震。
采矿造成的诱发性地震,具有震源浅、震级小、影响小的特点,但即使是震级很小的地震,对地下矿井也会造成极为严重的损失。
(二)地下水位改变引起的灾害
1地表水或地下水涌入矿坑。
矿坑涌水是矿山开采中最为常见的灾害之一,一旦发生,往往造成极其严重的后果。这一事故的发生主要是由于采掘过程打穿透水断层,遭遇地下暗河或溶洞,导致大量水涌入矿坑,超过矿坑涌水量,水无法排出而造成人员伤亡。
2泥沙涌入矿坑。
这一事故往往伴随矿坑涌水一起发生。地表水或地下水涌入矿坑时会裹带大量泥沙,除此之外,从地裂缝常会流入一些沉积物。大量泥沙涌入矿坑会导致矿坑被泥沙覆盖,人员、设备深陷泥沙之中难以救援,更有甚者会给整个矿山带来毁灭性的打击。
3环境污染。
矿山开采带来“废物”与污染物,一般很少受到开采企业的重视,其往往不做处理就堆积在矿山周围或排放到江河之中,造成了严重的环境污染。水资源污染、水土流失、地表植被破坏、大气污染等都是常见的矿山开采带来的污染问题。
(三)矿体内因引起的灾害
1瓦斯爆炸。
瓦斯爆炸是由于矿井内通风不畅,造成空气中瓦斯(即甲烷)含量增加,当达到一定浓度后,就会产生激烈的氧化反应,发生爆炸,造成矿井被毁,矿下作业人员伤亡。
2矿坑火灾。
矿坑火灾常见于煤矿和硫化矿床。硫化物氧化后会产生大量热能,热能的聚集极易造成矿坑火灾的发生。矿山火灾不但危害着采矿人员的生命安全,还严重耗损着地下未开采的矿产资源,其带来的经济损失是难以估量的。
3地热。
地热是一种地球内部能量资源,矿山开采越深,所面临的地下热度也就越高。地热使得矿井里的温度十分高,矿工处于这样一个恶劣的工作环境中,工作能力自然受到严重阻碍。
二、矿山地质灾害的防治办法
(一)加强行政干预
矿山地质灾害的防治不能单靠企业,必须加强国家的行政干预。这是因为:一方面企业往往趋利避害,片面追求经济利益,而忽视对矿山地质灾害的防治投入,需要强硬的国家行政力量促使其将该项工作落到实处;另一方面,企业能力有限,需要政府的引导与支持。针对矿山地质灾害防治,应做到“预防为主,防治结合”,在遵循客观规律的基础上,充分发挥主观能动性,从整体出发,全面规划、综合治理,保证各项工作有重点有层次地进行。就国家层面来说,应当制定相关的政策法律、法规,加强对矿业开采企业的准入管理,规范矿业开采技术,避免由于开采造成的环境破环。充分发挥国家有关部门的监督职责,加强与矿山企业的交流,强化管理。国家还可以制定相应的引导措施及优惠政策,对矿业开采企业进行引导与鼓励,促使其自觉自发地开展矿山地质灾害防治工作。矿山地质灾害的预防、治理具有一定的专业性。矿业分布较多的地区,为应对高发的地质灾害,应加强对宣传工具的利用,通过电视、报纸、户外广告等多种方式向辖区民众宣传矿山地质灾害的相关知识,提高居民的环保意识与能力,促使全民投入到灾害防治工作中。
(二)强化地质灾害预测
强化地质灾害预测是进行地质灾害防治的重要环节。有关部门在企业进行矿山开采前,应对开采企业的开采能力、技术、设备及开采后的生态恢复能力进行仔细评估,并对矿区的矿产资源情况进行详细地了解,据此,评估矿山开采可能造成的地质灾害与生态环境破坏。对采空区及事故多发区应建立起监测网络,利用先进的监测设备,对地质灾害进行实时监测与分析预报,有效减少乃至避免地质灾害的发生。目前来说,我国部分地区已建立起了地质灾害的监测预报系统,并取得了显著效果。
(三)分等级进行地质灾害防治
在进行矿山地质灾害防治时,我们既要掌握矛盾的普遍性,又不能忽视矛盾的特殊性,针对不同地质条件的矿山开采,其可能出现的地质灾害也不会完全相同,一定要有重点、分层次地进行防治,采取相对应的措施。一般来说,矿山地质灾害按其严重程度,分为重点防治区、次重点防治区和一般防治区3个等级。
1重点防治区
重点防治区域防治难度较大,矿山开采企业应投入大量精力,重点关注该区域的地质灾害防治工作。针对地质灾害高发的开采区域应建立起地质灾害监控体系,实时监控该区域的地质情况,做好监测记录,并对监测结果进行详细分析,确保一旦出现异常情况,能够及时发出预警,有效减少乃至避免矿山地质灾害的发生。针对弃土、弃渣严格做好边坡的坡度设计,设置拦渣坝,有效防止泥石流灾害的出现。针对采空区,应做好矿井坑道的矿柱支撑,防止采空区塌陷造成损失。除此之外,矿山开采还应注意做好坑道排水工作,防止大量水涌入坑道无法排出,危害作业人员人身安全。对已开采过的矿区,应做好回填、复垦工作,尽最大能力恢复该地区的生态环境。
2次重点防治区
次重点防治区主要面临着边坡及弃渣两大难题。矿山开采及周边配套设施的建设会带来大量废土堆积造成边坡,对边坡的设计不合理,或未进行加固维护,很有可能造成边坡滑坡与塌陷,此外,边坡上还应做好排水措施,否则积水过多也会造成边坡坍塌。矿山开采的弃渣往往被企业随意堆置,这样做既侵占了土地,破坏了地表环境,还会造成地表泥石流等自然灾害,针对这一问题,采矿企业强化对矿区的管理,应对弃渣进行扒平覆土,恢复地面植被。
3一般防治区
一般来说,防治区防治难度较小,区域内无重要建筑物,主要做好防治区管理工作,避免二次开采,减少人为活动干扰,做好地表植被保护及水土涵养工作。
结语
我国资源种类丰富、分布广泛,部分矿产总量位居世界前列,但人均占有量很低。目前,我国的采矿企业因为经济、技术等一些原因,对矿产的开发利用与矿区生态环境的维护工作做得并不好,矿产开发中地质灾害频发,对矿区工作人员和周围居民的生命安全都造成极大威胁。我们必须加强对矿山地质灾害的重视,将防治结合起来,以防为本,将灾害事故扼杀于摇篮中。矿区企业在生产中,应强化采矿现场管理,提高员工的安全意识与环保意识,并不断提高矿产开采的技术水平,不断地进行理论、技术更新,有效地减少地质灾害的发生,促进矿山开采的可持续发展。
参考文献
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[2]张占洋.关于矿山地质灾害危险性评估中几个主要技术问题的探讨[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2014(2).
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.
1 前言
由于我国地质环境管理工作起步较晚,缺乏完整的法律法规,个体非法、违规采矿现象依然存在,造成的矿山地质灾害问题十分严重,在某种程度上,严重威胁了我国矿产资源开发的可持续发展。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、防止矿山地质灾害是我们当前工作的重点。本文就我国矿山常见的地质灾害进行分析,并建议性的提出防治措施。
2 矿山常见地质灾害的类型
2.1 泥石流
泥石流是山区沟谷中,由暴雨、冰雪融水等水源激发的,含有大量泥沙石块的特殊洪流。矿山中的泥石流有它自己的特点,由于矿山的开采,山上的植被破坏岩石在外,由于水的搬运顺着沟谷流动,很容易在暴雨的引导下发展形成降雨性泥石流,这种泥石流主要有石块、沙砾和粘土组成。水为搬运介质,石块以滚动跃移方式前进,具有强烈的下切作用。国营矿山大多采用铁丝笼挡墙、浆砌石挡墙等措施对较危险沟谷废石堆进行了拦护,有的还在沟谷中修建了拦渣坝,但仍然存在着挡墙高度、厚度不够,难于切实拦挡渣石的问题。集体和个体小型矿山大多未对废石堆进行有效的拦护。这些矿山开采所形成的废石堆由于拦护措施差、结构松散,是目前矿山泥石流及其隐患的主要原因。
2.2 崩塌
岩土体被陡峭的张性破裂面分割的脱离母体并以垂直运动为主,翻滚跳跃而下,这种现象和过程称为崩塌.矿山多位于山区,而崩塌正发生在山区,一旦崩塌发生矿山首当其冲,它可以毁坏厂房、矿山设施和其他地面设施建筑等,同时造成人员伤亡。
2.3 滑坡
斜坡上的岩体由于种种原因在重力作用下沿一定的软弱面整体地向下滑动的现象叫滑坡。主要分布在矿区道路两侧高陡边坡和矿区较陡的天然斜坡部位。主要由修路开挖边坡引起。
2.4 地表沉陷
矿山井下开采,地面发生大面积变形和塌陷.致使大量农田废弃,村庄搬迁.据调查,我国华北、华东平原地区,每采万吨煤炭要塌陷土地3亩,目前每年约塌陷一万亩,预计扫2000年每年要塌陷十八万亩.许多村庄可能完全塌陷完,变成无田可耕,无处迁村的局面。
2.5 环境污染
矿山环境污染主要为地表水污染、地下水污染和土壤污染。其污染源主要为矿坑废水、选矿废水和尾矿沙。矿坑废水毒性不大,但其悬浮物含量大,多呈灰白(金属矿山矿坑废水)、黑色(煤和石墨矿山矿坑废水),一般直排至沟道或河水之中,对地表水造成明显污染,对地下水和土壤也造成一定污染。大多数金矿和铅锌矿山企业选矿废水能够按环保要求进行处理和排放,但少数小型选矿厂存在着选矿废水排放不达标的问题。
3 矿山常见地质灾害的防治措施
3.1 保障防治监管职能
地质灾害防治工作要始终贯彻执行“以防为主、防治结合”的原则,加强平时的防控是关键。因此,国土资源部门要发挥职能监管和指导作用,要在全面调查研究的基础上,编制好每年度的地质灾害防灾预案,并要层层抓落实,要求各基层人民政府高度重视,成立专门领导小组,形成由国土资源部门具体负责,相关各部门为成员单位的协调配合工作体系。每年要对辖区内的地质灾害易发区进行一次地质灾害隐患调查,编制年度防灾预案,完善汛期值班制度、险情巡视制度和灾情快报制度。在汛期要组织技术人员对重点矿区进行动态巡查监控,发现异常及时登记建卡,对其危害性做出预测判断,提出措施和建议。并将灾情监控任务层层落实到基层,确保地质灾害的防治工作的有效开展和顺利进行。
3.2 加强重点地区地质灾害防治
矿山企业是保护和治理矿山环境的主体,要按照“谁诱发,谁治理”的原则,要求新办矿山企业在办理采矿许可证的同时必须先制定切实可行的地质环境保护治理方案,做到开发与治理同步进行。要每年与各矿山企业签订地质灾害防治责任状,针对各个矿点不同的地质灾害隐患制定相应的防灾、减灾、治理措施,并以责任状制约,定期检查防治工作的落实情况和防治工程进展情况。严格制止废水、废渣任意堆放、倾倒,加强尾矿库坝的加固和防泄工程。要求矿井采后及时回填,恢复原地形地貌,防止水土流失。同时,动员矿业权人担负起在矿山环境保护方面的责任,通过鼓励和引导,让他们树立起大开放、大发展的中心意识,树立长远的发展思路,要逐步采取先进的采选冶工艺、技术和设备,不断提高资源综合利用和回收,最大程度减轻资源不合理利用产生的生态破坏和环境污染,走科学化管理和治理之路,使矿产资源在保护中得到有效开发。
3.3 强化矿山环境监督管理
矿业发展为社会经济发展提供了大量的矿产品,保证了国民经济的发展,矿山开采同时也是人类破坏自然最强烈的活动。为防止“边建设边破坏,建设敢不上破坏”的被动局面,国土资源部门要对地质环境实施强制性保护措施,全面加强依法行政,严格落实矿山环境影响评价制度、地质灾害危险评估制度和“三同时”制度,不定期对地质环境进行执法检查,对破坏矿山生态环境的单位和个人,依法追究责任。同时实行矿山地质环境治理保证金制度,矿山地质环境治理保证金额度将根据矿区面积、开采方式以及对矿山地质环境影响程度等因素来确定。保证金将专项用于因开采矿产资源引发的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝等地质灾害的治理和被破坏的矿山生态环境的恢复。切实治理整顿矿山安全生产秩序,完善矿山地质灾害危险性评估。对存在灾害隐患的矿山,该关闭的坚决关闭。露天矿坑采面高、边坡失稳、废石、废渣多且堆放随意性强,汛期易发生塌方、滑坡、泥石流等地质灾害。及时组织人员对露天矿坑集中区域进行排查,对边坡失稳的及时治理,对废土、废渣堆垒护坡或摊平,避免暴雨中形成泥石流。
3.4 做好地质灾害气象预警预报工作
完善和加强与气象、水文等部门的配合,完善信息制度,提高预警预报信息的时效性、准确性、针对性;加强地质灾害应急能力和装备、队伍建设,加强地质环境监管工作人员基础工作业务建设;选择重点地质灾害隐患点开展实地紧急避让演练,健全地质灾害预警预报数据库、文本、图片、报表等基础资料;总结地质环境管理规律,推广典型经验和事迹;做好地质灾害点的调查工作,分析灾害发生的原因,及时掌握灾害隐患点的发展动态,为做好预警预报打好基础。
4 结束语
综上所述,我们应全面加强矿山地质环境调查及治理工作的监督力度,依法严厉打击无证开采、超层越界开采等行为。对因工作不到位、落实不得力而出现重大事故的,要严肃追究相关责任人的责任,确保人民群众生命财产安全。
一、矿业开发与地质灾害
目前,我国各类大中型矿山已达9000余座,资源开采规模居世界第3位。矿山地质灾害是指由于人类采矿生产活动而引发的一种破坏地质环境、危及生命财产安全,并带来重大经济损失的矿区灾害。它是地质灾害的一个分支,也是自然灾害的重要组成部分。矿山开采开山弃石,加速水土流失,引发地表塌陷、山体滑坡;矿山抽排水造成地下水位下降、矿区周围地下水资源枯竭;地下开采诱发地震、岩爆、冒顶片帮突水、瓦斯爆炸、地面开裂及沉陷等;矿山剥离堆土、尾矿废渣堆积引起地表环境污染,露天尾矿库漏塌、排土扬失稳滑移造成严重的泥石流灾害等……,这些都是矿山地质灾害的具体表现。我国是矿业大国,又是最大的发展中国家,矿产资源的年消耗量大。多年的粗放式的矿业开发,导致大部分矿山地质环境形势严峻,部分矿区呈现加速恶化势态,而社会经济的快速增长对资源的需求更是与日俱增。市场经济使部分矿山注重追求经济效益,安全和环保意识淡化,加之开采技术及生产设备的相对落后及矿区周边大量无序的民采等多重因素的干扰,导致矿山多年开采积聚的灾害隐患爆发,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。
二、矿山地质灾害的主要类型
1.冒顶片帮。冒顶片帮事故是地下矿山最为普遍,也是事故率最高的灾害之一。冒顶片帮包括岩层脱落、块体冒落、不良地层塌落,以及由于采矿和地质结构引起的各种垮塌。特别是矿岩稳定性差的难采矿体及软弱夹层易发生较大规模的垮落,极易引起采场冒顶和片帮事故。
2.深部岩爆。近年,部分金属矿山进入了1 000 m以下深部开采,高应力条件下的硬岩层往往会发生地下岩爆。
3.地表塌陷。地表塌陷会造成矿区地面积水,诱发山体滑坡,还会破坏耕地。2006年5月,江西瑞昌市横港镇楼下易村由于村庄附近的苏家垅煤矿在开采时发生透水,导致村庄多处地面发生塌陷,全村所有房屋都不同程度地出现裂缝。苏家垅煤矿位于楼下易村西北侧,由于开采历史悠久,采空区面积大,放炮时引起原来堵水的地下封墙出现松动和垮塌,村子地下老窿积水迅猛涌入矿坑内,造成村子地下水位迅速下降,地下溶洞土层发生崩落,使地面出现裂缝和产生塌陷。
4.井下突水。突发性大量涌水多是由于违规操作或非正常开采引起的,与采矿作业密切相关。在作业过程中一旦靠近积水的巷道和采空区,或在隔离岩层遇到溶洞和地下暗河等突然失稳的情况,就容易造成大的灾害。矿坑突水突发性强,规模大,后果严重。
三、矿山地质灾害的防治
1.重点防治区防治措施。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。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。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)。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。作好坑道的排水设计,以防因矿坑涌水造成危害。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。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。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。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:开采结束后,将弃渣场扒平覆土,植树还林,恢复植被。
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。
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。
我国矿山种类繁多、分布广、数量多、规模小、基础差,由于技术、管理及效益等原因的影响,资源开发中的安全形势相当严峻,经常发生地表塌陷、山体崩塌、矿山边坡滑坡、废石场泥石流、尾矿库垮塌、采场冒顶、巷道坍塌、矿山地震、岩爆、采空区大面积地压、井下突水、深井高温等灾害,给社会稳定和人民生命财产安全带来严重影响。因此,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,是一个非常重要的问题,提升采矿工艺水平,以高技术、高科技为先导,走以预防为主的矿产开发之路,做到资源开发与环境保护并重,促进区内经济的持续稳定健康发展。
参考文献:
[1]何继善・防灾减灾的理论与实践[M].长沙:中南工业大学出版社,2001
[2]国土资源部国际合作与科技司,国土资源部信息中心.2003国土资源部科技发展报告[M].北京:地质出版社,2003
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。