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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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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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1矿山开采主要地质环境问题
矿山的开采过程也是对原有生态环境[1]的改造过程,不可避免的会对原生环境造成一定程度的破坏,实际中最常见的是采石平台和陡崖,它们的出现会造成较为严重的水土流失和崩塌灾害,还会污染地下水,另外,开采过程中会产生大量的废石,这些废石的无序堆放也在一定程度上破坏了原有的植被环境,对周边环境也造成影响。
2矿山地质灾害类型
2.1岩土体变形
(1)矿山开采是在山体内部开挖洞穴,从内部改变山体结构,影响地面与山体稳定性,且一段时间后可能出现地面或采空区塌陷,引发岩土体变形。比如矿山采空区,如放置矿柱数量较少,或因矿柱出现破损,都会降低其支撑力,引发塌陷,尤其是矿体在地表埋藏较浅,开采平缓区域,是地面塌陷多发区域。而对矿体开采位置的深入,开采后若没有及时回填,或是崩落采空区,其达一定规模后,会因支撑力不足塌陷。同时如在岩溶分布较多区域开采,也可能因矿山排水,造成溶洞以上地面塌陷。地面塌陷不仅直接影响耕地资源,其也会破坏道路、建筑物等,进而停止开采。(2)边坡失稳、滑坡与岩崩。矿山一旦遭遇过度开采,那么极有可能发生边坡失稳、滑坡与岩崩的灾害。另外开采方式的不合理,也会导致边坡因坡度过陡而结构失稳,从而引发一系列的开采事故。(3)坑内岩爆。它的另一个名称是矿产冲击。出现这一灾害原因是,矿坑周围及顶部与底部岩石,在地壳挤压下有一定压缩,如某个区域被挖空形成自由面,这个区域挤压力会受影响,地应力从自由面释放,使周围岩体破裂成数个小块,向空间内喷射,给矿山稳定与开采人员生命安全带来威胁。(4)采矿引发地震。如果矿山开采采用的开采方式不合理,或者施工人员操作不当,便会埋下地震的隐患。这种情况下引发的地震震源一般较浅,地震力会从四面八方对地表和井下进行严重的破坏。
2.2地下水位变化
2.2.1矿坑内水位上升在矿山开采时,常常会早遇到矿坑内水位上升的灾害。这种灾害的发生突发性强,影响范围大,并且会造成很严重的后果。矿坑内水位之所以会上升,与对坑内用水量的错误预估分不开,另外在开采中也常常会打穿水断层,导致地下暗河的水大量涌入矿坑内,严重的会危及作业人员的生命安全。2.2.2矿坑内泥沙涌出一般来说,矿坑内水位上升的同时也会伴随着大量泥沙的涌入,地裂缝中的泥沙也会乘机涌入矿坑,矿坑被积聚的泥沙过多就会堵塞矿道,导致人员和设备被埋。2.2.3环境污染矿山的开采不可避免会对环境产生一定程度的污染,开采中的废土、废渣和废水如果不经处理直接排放,那么便会引发严重的环境污染问题。
2.3矿体内因引发的灾害
瓦斯爆炸和地热是主要的矿体内因。发生瓦斯爆炸主要是因为巷道内通风条件不佳,瓦斯气体大量凝聚不能散开,一旦遇到某类化学物质,便会发生严重的爆炸。另外随着开采的深入,矿山内的硫会释放出越来越高的温度,地热危害一旦发生,便会给井下开采带来这多的困难,甚至会危及开采人员的生命安全。
3矿山地质灾害防治与地质环境保护
3.1坚持矿山地质环境保护[2]原则
3.1.1坚持“在保护中开发,在开发中保护”的原则矿山开采必须要有发展的眼光,要从长远准备,就是要将矿山的开采和环境保护进行结合,要坚持保护为先的原则,要有保护的进行矿山开采,这是保证矿山开采可持续发展的根本路径。3.1.2要坚持“预防为主,防治结合”原则预防为主是矿山开采时必须要坚持的原则,这也是为矿业发展的长远利益考虑。另外在进行开采时,也要坚持防治结合的原则,确保矿山开采与环境保护同步发展。3.1.3要坚持“矿山生态环境监测、治理和科学研究、科学管理相结合”原则为强化矿山开采中的环境保护工作的顺利开展,要做好全面的监督检查工作,确保科学管理。
3.2重点区域的防治
首先,在进行矿山开采之前,要进行详细的地质勘查,对矿山的边坡参数进行合理设置,并且要在开采的过程中加强对边坡的监测,一旦出现失稳隐患,则要立即采取措施予以加固;其次,针对已经存在的灾害点,最主要的工作便是做好开采之前的加固,将地质灾害的发生概率降到最低;再次,针对渣场和废渣,要做好合理处理,可以采取优化边坡坡度选择及挡墙设计的方式,预先设置拦渣坝,尽最大可能做到科学的利用;第四,在对坑道进行开采时,关键是要保证坑道内有足够的支撑能力,并且随时做好监测工作,防止支撑力不够而产生塌方。
3.3次重点区域的防治
矿山开采之前需要修筑数条入场公路,并且要建设生活区域,这个过程必然会涉及到边坡的开挖,其结果是会形成很多边坡和废土废渣,一旦处理不当,就会为滑坡和塌方等地质灾害的出现埋下隐患,另外,一些废渣随意堆放在路上,也会有下雨后出现坡面泥石流的危险,并且大量的滚石依然是威胁边坡安全的重要因素。基于此,在对矿山开采之前,要做好详细的参数设计工作,并积极采取加固措施对边坡进行加固,常见的是设置排水沟,将水与边坡隔离开,能够起到很好的防止泥石流发生的作用。除此之外,也要加强施工管理,合理处理废渣,可将废渣用于后期的山体植被恢复中。
3.4实施爆破措施
开采矿山不可避免的会采用火药爆破措施来实施岩土体的破碎,然而火药爆破技术的技术性很强,实际实施中一定要掌握好技术要点。火药爆破技术一般应用在开采现场或者是井巷挖掘区内,合理的使用爆破技术[3]不仅能够为开采工作提供便利条件,而且还能够有效防止地质灾害的发生。需要注意的是,如果使用光面爆破技术进行爆破,那么需要在在降低药包量直径和使用装药量上进行研究,目的是有效降低爆炸的程度,对周边环境的破坏也能降到最低。合理的使用光面爆破技术,能够达到很好的减少矿体裂缝、降低塌陷的效果,对周围环境的影响也能降到最低。
4结语
综上,伴随我国社会经济迅猛发展,作为关键物质前提的矿产资源,在进行发展过程中须给予高度重视,必需坚持环境保护为前提,从而在有效完成矿产资源利用时最大限度降低对生态环境破坏[4],保证矿业长远和可持续发展。
参考文献
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一、提高认识
由于矿产开采过程势必改变原有稳定的矿藏条件,改变了当地的地质环境,而由于人为的采矿活动改变了地质环境所引起或诱发的灾害被称为矿山地质灾害。矿山地质灾害的发生会对生态环境、自然资源和经济社会造成不可估量的危害和破坏。我国的矿产开采具有相当长的历史,在相当长的时间内,我国矿产开采技术和设备都比较落后,这种条件下的矿产开采导致矿山地质环境不断恶化,矿山地质灾害事故频发。危及生命的矿难和环境灾害时有发生,近年来还有逐渐上升的趋势。因此,根据我国矿山地质灾害发生及发展规律、特点,将矿山地质灾害进行详细分类,并根据其各自特点提出防治灾害的措施,是一项十分必要的工作。
二、勘查方法
由于矿山的地质灾害都在深部发生,勘查多采用遥感信息技术与物理勘查方法。
(1)地球信息技术综合方法。目前的信息技术主要是利用遥感集合“3S”技术,及时掌握地质灾害可能的分布、发生地点与区域。如利用全球卫星定位系统对地质灾害发生的高危点位精确定位,并利用遥感卫星进行叠加分析,预测灾变发生趋势。
(2)地球物理勘查方法。主要指应用物理手段,探测岩土圈层相关信息,确定采空区、断层位移、磁场变化等可能的灾害伴发信息,对地质灾害进行提前分析与预测。地球物理勘查矿山地质灾害的方法主要包括高密度电阻率法、视电阻率法、瞬变电磁法、浅层地震法等。这些方法是预测潜在矿山地质灾害重要技术手段。
(3)环境化学勘测方法。在矿山地质灾害预防过程中,人们也常常使用地球化学勘查方法。例如对矿区环境污染的监测,化学探测方法具有不可替代的优势。这种方法的应用能够有效确定污染因素、预测污染趋势、追溯污染源、划分污染区,为污染治理方案的制定提供重要的科学依据和技术支持。
三、防治措施
矿山地质灾害由于时空特点与产生条件各有特点,随着矿山地质勘查的手段逐步应用,我们应采取有力的防治措施,才能防止矿山地质灾害的发生,有效地减少人员伤亡和财产损失。根据矿山地质灾害发生的特点,有些矿山地质灾害我们能从主观上加以预防,有些地质灾害由自然诱因引起,我们不可能有效预防,因此我们制定具体的防治手段应包括如措施:
(1)建立和完善矿山开采前的风险评估与环境评估,并制定环境保护与恢复治理的政策法规和规划体系。做到开采前严格评估,开产中积极防范,开采后积极恢复,把矿山地质环境恢复与土地复恳纳入法规,强制推行。
(2)加强宣传,普及矿山地质灾害防治知识,提高矿山开采人员素质,增强其对地质灾害的危机感与警觉性。提高矿山生产过程中全员防灾、减灾技能与手段,强化矿山地质灾害的防、险避险、抢险培训。
(3)开发与应用先进的信息化、地球物理勘查手段、地球化学勘查手段,对矿山地质进行严密监视,对可能发生的潜在灾害施行实时监测、动态监测,建立矿山地质灾害监测系统,实现矿山地质与环境生态动态跟踪与管理体系,避免重大人员财产损失。
(4)加强矿坑、矿井边坡设计,进行边坡监测,坚固挡墙稳固边坡地质构造,开挖后如果出现开裂变形,及时做地质勘察,并做好预防措施。合理建设尾矿矿坝,形成稳定矿场与尾矿库,降低滑坡和塌方风险。
(5)对于坑道开采,在坑道内一定要做好支护,做到边开采边支护,防止因矿顶坍塌、冒顶等产生的危害,尤其上方有住户处要预防引起上部地面开裂,同时做好坑道的排水设计,以防因矿坑涌水造成危害。
(6)加强矿山环境监督与检查,进行全面、系统的地质环境和地质灾害影响评估。对破坏生态环境的小矿、低产能矿场进行坚决关停。对于污染型采矿区,制定科学开采和“三废”排放方案,减少次生地质灾害的发生。进行矿场开采后生态环境恢复治理,对于可回填的废矿进行积极回填。
(7)对于闭坑矿山地质灾害的防治和生态环境恢复,应该及时进行治理和生态恢复工作,全面推进矿山地质灾害防治与环境综合治理,进行复垦,提高土地复垦率,结合生态措施实施矿山生态环境综合治理示范工程。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,达到生态恢复和维护人类与环境和谐的目的。
(8)将矿山地质灾害防治工作纳入政府议事日程和国民经济发展规划、计划,按一定比例安排地质灾害防治经费,如建立矿山环境恢复治理、政府资助矿山环保、地质灾害调查防治等基金。
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.
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。
1.1 岩土体变形灾害
(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。
(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。
(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。
(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。
(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。
1.2 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。
(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。
1.3 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。
(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。
2、矿山地质灾害的防治策略
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。
2.1 重点防治区防治策略
(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)作好坑道的排水设计,以防因矿坑涌水造成危害。(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。(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。
2.2 次重点防治区防治策略
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。
2.3 一般防治区防治策略
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。
2.4 地质环境恢复方案及策略
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。
3、结语
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。
随着我国对于矿山的开采,在开采的过程中由于各种自然因素和人为因素,或者二者的共同作用导致的自然灾害频繁的发生,矿山地质灾害一旦出现,会给周围的自然环境和人文环境造成很大的破坏,也会给人们的财产和生命安全造成很大的威胁,所以,我们要在矿山开采的各个阶段做好相关的预防和治理工作,尽量避免矿山开采造成的各种地质灾害,无法避免的情况下,也尽量的将其危害性控制在最小范围内,这就是我们研究矿山的地质灾害的最主要的目的。
我们要想合理的预防矿山的地质灾害,就必须对其进行必要的了解和研究,才能做到有针对性的预防和治理,首先我们要明确的是矿山地质灾害是地质灾害学科的一个分支,是由于自然地质作用和人为因素导致矿山生态地质环境恶化,并造成人类生命财产损失或人类赖以生存的资源、环境严重破坏的灾害事件,这一定义揭示了矿山地质灾害的主要的产生原因和最终影响的因素,也为我们研究矿山的地质灾害提供了科学的方向。随着改革开放和市场经济的深入,我国新一轮的经济快速发展,社会生活的各个方面对于矿物资源的需求量大大的增加,也就导致了采矿产业的快速发展,开采量的加大也就大大的增加了环境的压力,尤其是除了正常的开采活动外的各种开采事故的出现,对矿山的周边的自然环境的影响是非常不利的,这种影响也会间接的通过环境的演变作用于人类的生活和生产。就我国目前矿山的开采现状来看,虽然取得了显著的发展的成绩,为生产和生活的各个领域做出了突出的贡献,尤其是提供资源这个方面,更是起到了非常重要的作用,据有关的资料显示,我国的矿业为各种工业和农业提供的生产资源占其消耗的总资源的三分之二以上,可见其为经济发展做出的重要贡献。但是不可否认的是我国的矿业发展还存在种类多,分布广,影响大,潜在灾害隐患突出等特点,并且存在上升的趋势,给人民生命财产安全带来很大的威胁。因此,为了减少这种危害和威胁,加深了解矿山地质灾害的主要类型,对合理有效地利用资源和防止矿山地质灾害具有重要意义,下文中笔者将结合自己的经验和知识学习,从几个方面进行简要的阐述。
1.我国矿山地质灾害的主要类型
我国的矿山分布比较广,也就导致了矿山的地质灾害的类型的多样。同时,矿山地质结构的不同和施工的复杂性也决定了矿山的地质灾害种类繁多,但是在众多的地质灾害中常见的矿山目前涉及较广危害较大的地质灾害主要有地表崩塌,井下突水、深井岩爆等。
1.1地表塌陷
所谓矿山的地表塌陷,就是指在各种矿物的开采的过程中,我们通常会对存矿层进行深浅不同的挖掘,导致了地表与地层的分离,这种分离和采空的状态下,如果控制不当,就会导致表层的地面发生坍塌,造成地质灾害。通常情况下,地表塌陷主要发生在地下以井巷开采的矿山。在开采的过程中,矿山开采到一定的程度,就会形成大面积的采空区,这个时候的操作技术和方式是非常重要的。因为在采空区,我们通常会利用一定的支撑手段来保持地表的稳定,但是若保留的矿柱不足,或因矿柱受损而失去支撑能力,就会造成地面塌陷,不仅不利于矿物的开采,也会造成人员的伤亡和经济的损失。一般情况下,处于开采中的矿山都会有不同程度的地表塌陷的隐患,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,也就要求有关的施工部门重点的进行预防。对于一些工程规模较小,或者有条件的开采作业,我们可以采取回填的方式有效的避免地表塌陷的发生。但是若采空区不回填,当矿层开采的范围扩大到某一时刻,在地表就会形成一个比采空区大得多的塌陷盆地,一旦地表遭受到各种外力的刺激,就会出现塌陷情况,比如大量的自然降水。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。但是,由于采矿过程是十分复杂的,并且涉及岩层的结构、构造、岩性、成分等许多因素,因而至今尚未形成公认的通用的采矿塌陷机理,不过也不是说地表塌陷就是无法预防和避免的,我们可以根据采矿的经验和当地的地理条件的分析,得出一个地表塌陷的发生的大致情况,并据此做好相应的预防工作,并要随时注意对各种地质情况的监测,一旦出现异常,要尽快找出原因,做出应对反应。
一旦地表塌陷发生后,我们要及时的组织好人员的撤离,以及各种相应的控制措施,以免地表塌陷引发其他的矿山地质灾害,造成更大的经济和人员的损失。
1.2井下突水
据有关的资料显示,目前我国的已知矿山有十二万座,且南北分布状况复杂,这也就决定了各个矿山的具体地质情况和矿产贮藏量有着很大的不同。而且在长期的开采的过程中我们也发现,我国有许多矿山地质和水文地质条件很复杂,地下水作为对于采矿工作的一个重要的影响因素,必须引起各个部门的重视。所以,采矿时对地下水必须进行疏干排水,甚至要深降强排,在这个过程中,由于具体的操作的问题,经常会出现一系列的地质环境问题,给矿山生产带来许多灾害。井下突水是最常见的矿山水文灾害,具有突发性强、规模大,后果严重等特点,是我们主要预防和治理的矿山水文灾害之一。据统计,近30年来,我国煤矿突水,淹没全矿井58次,部分淹井64次,造成经济损失达27亿元。由于突水的威胁,我国煤炭矿床约有150亿t储量不能开发利用,可见其危害性之大。井下突水主要由含水层引起,所以发生的位置也就是地下水的存储位置,这种位置上的确定比较便于我们的预防工作的开展,其发生的状况是在违规操作或者非正常开采条件下,遇到积水巷道或采空区、溶洞、地下暗河等含水体,容易引起隔离岩层失稳,从而引起灾害,所以我们要强调的仍是在开采的过程中的操作问题,要注意严格按照事前的勘察计划所指导的方式进行开采。尤其是在水体下采矿,应经过专门论证以及采取专门的防治措施,要结合当地的水文情况对矿区的水文特点进行综合的判断,以便顺利的开始排水工作,对于不影响开采作业的水文情况,尽量保持原状,以防止任意的改流和引流造成的其他地质问题的出现。另外,矿坑突水往往水文地质条件复杂,存在软弱破碎带及断裂构造,造成顶、底板的稳定性差,在开采的过程中我们也要做好相关的预防工作,尤其是断裂构造,其中的存水情况和地下水流动情况不好勘察,操作不慎即会引起大量的地下水的突水现象。
1.3深井岩爆
深井岩爆一般发生在大型的开采施工中,因为在我国,当硬岩矿山开采深度超过600m即公认为深部开采。近年,一些大型的开采工程甚至实现了部分金属矿山进入1000m以下深部开采,远远超过了深度开采的标准,这也就导致了开采的难度的增加和地质灾害的发生几率的增大。尤其是高应力条件下的硬岩层往往会发生地下岩爆。岩爆问题已是困扰采矿正常生产的主要问题之一。岩爆是高地应力条件下地下工程开挖过程中,硬脆性围岩因开挖卸荷导致洞壁应力分异,储存于岩体中的弹性应变能突然释放,因而产生爆裂松脱、剥落、弹射甚至抛掷现象的一种动力失稳地质灾害。岩爆就其破裂机制而言,是一种开挖卸荷条件下岩石自身弹性应变能突然释放所造成的脆性破裂或爆裂;爆裂造成的岩块(片),则可以爆裂松脱、爆裂剥离、爆裂弹射或抛掷等不同方式脱离母体,其脱离方式、初速度和规模大小等与爆破时的破裂机制及释放弹性应变能的多少和波及深度等诸多因素有关。它的后果是十分严重的,可能造成施工人员伤亡、施工设备毁坏、施工进度延缓,导致施工综合成本增加,已成为世界性的地下工程难题之一。如红透山铜矿目前开采已进入+900~+1100m深度,在1999年发生的一次中等程度的岩爆,导致近100m长的斜坡道一次性崩塌报废和部分采场停产,可见其危害性之大,所以做好相关的预防工作是十分必要的。所以,基于岩爆的危害性,我们要在深井作业时,做好相关的预防工作,对于存在危险的硬岩矿山的开采,尽可能的控制其深度,对于一千米及以上的深井尽可能的不加深其开采。
2.矿山地质灾害的防治措施
我们知道,矿山的开采、挖掘是直接在岩土圈进行的,所以会直接作用于矿山的自然环境,伴随着我国矿山开采强度的增大,其所造成的环境破坏也越来越严重,周边环境的不和谐也会直接或者间接的影响矿山的开采安全,严重的会直接诱发各种矿山地质灾害,所以我们要注意加强对周边的环境的保护,但同时也不能放松对于各种地质灾害的预防和治理,这种灾害的防治从某种意义上讲就是一种环境的保护形式。下面笔者根据自己的工作经验和研究结果,主要从技术方面提出几点地质灾害防治措施,仅供参考。 2.1地表塌陷的防治
金属矿山采矿引起的地表沉降塌陷主要是由于采空区塌陷(空场采矿法矿柱支撑系统崩溃造成采空区顶板垮冒,崩落采矿法崩落顶板岩石形成覆盖岩层)造成的。金属矿山矿体开采多属于非充分开采,地质条件复杂多变,地表沉降、塌陷多具有局部性、突然性、随机性,规律性较差。因此,对采矿引起的地表沉降、塌陷,国内外开展的研究工作都较少,对于这种矿山的地表塌陷的预防我们主要依靠的是施工经验,由于后期的治理比较困难和复杂,所以我们要以预防工作为主,做好相关的塌陷事故的预测。对于煤矿山采空区塌陷的治理方法很多,但较常用的方法是充填复垦法。这种方法是利用矿区附近的煤矸石、粉煤灰、露天矿剥离物等可供利用的充填材料充填采空塌陷地复田,将开采过后的采空无利用这些无用的材料进行回填,既可以避免材料的堆积,也可以防止地表的塌陷。这种方法多用于有足够的充填材料且充填材料无污染,可经济有效防护治理的地区,因其既解决了塌陷地复垦问题,又解决了矿山固体废弃物的处理问题,所以经济效益最佳,但是也仅限于煤矿矿山的开采后的地表塌陷的预防,并且要注意的是在回填的过程中的材料的无污染性,因为一旦材料对于地质具有污染,就会伤害到原有的地表的植被,从而导致水土流失和其他的矿山地质灾害的发生。
2.2井下突水的防治
预防断裂出水是矿井防治水工作的主要内容之一。首先应当查明工作面断裂分布情况,为预防断裂出水提供依据,对于断裂处要加强支护,重点监测,防止滞后出水。水压是造成隔离岩层出水的重要因素,通过降低水压来减少水压对于隔离岩层的“顶劈”作用,预防出水,所以我们在开采的过程中,要利用各种仪器和构造上的设计尽量的减少水压对于隔离层的影响,因为水的流动性强的特点,导致了其不好控制,所以我们也只能从预防的角度来加强对于井下突水的控制。此外,应当加强对矿井开采工作的管理,严禁违规操作和非正常开采,因为一些中小型的企业在开矿的过程中,为了追逐利益,不顾地下水的自然情况,随意的更改开采计划,导致了隔离层的破坏,从而形成了突水的地质灾害。
2.3深井岩爆的防治
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.
1.常见的矿山地质灾害
1.1矿坑突水。也称坑道突水,是在工程开挖和矿床采掘等过程中,大量水流突然涌入地下洞室和矿山井巷的现象。坑道突水是一种与工程和采矿活动有关的诱发性地质灾害,是工程地质问题。发生坑道突水的直接原因是掘进和采矿过程揭穿或沟通了富水和导水结构,以及暴雨、山洪等暴发水源,使地下水或地表水大量而突然地涌入坑道。影响坑道突水的因素很多,涉及补给水源、富水、含水和导水结构、突水途径和通道,以及影响突水性质和特征等地质和水文地质条件,并与现代地应力作用和工程作用密切相关。某一坑道是否会发生突水,由该坑道在地下(地表)水补给、径流和排泄的统一流场中所处部位,以及工程和采矿对围岩的影响来决定。特别是处于岩溶水处于积极交替状态,富水性极强时,更导致矿区突水次数和强度增大。究其原因,绝大部分是由于矿层底板隔水层太薄或断层破碎带削弱了底板隔水层强度,因而承受不了底板水头压力及矿山压力的结果,有时由于中奥陶统发育岩溶隐落柱,使上覆岩层陷溶,塌陷裂隙把岩溶水引入矿坑造成突水。此地质灾害在我国矿山地质灾害中最常见之一。
1.2瓦斯爆炸。是由瓦斯和空气混合后,在一定条件下,遇高温热源发生的热链式氧化反应,并伴有高温及压力(压强)上升的现象。是在一定条件下是一定浓度的甲烷和空气中的氧气在一定温度作用下产生的激烈氧化反应。瓦斯爆炸产生的高温高压,促使爆源附近的气体以极大的速度向外冲击,造成人员伤亡,破坏巷道和器材设施,扬起大量煤尘并使之参与爆炸,产生更大的破坏力。另外,爆炸后生成大量的有害气体,造成人员中毒死亡。在我国煤矿中,其发生的几率较大,必须严格控制瓦斯浓度和火源才能降低其发生的几率。
1.3采空区的地面变形。采空区是由人为挖掘或者天然地质运动在地表下面产生的“空洞”,采空区的存在使得矿山的安全生产面临很大的安全问题,人员与机械设备都可能掉入采空区内部受到伤害。由于地下采空区具有隐伏性强、空间分布特征规律性差、采空区顶板冒落塌陷情况难以预测等特点。如若出现采空区的地面变形,在矿山中容易出现将井下作业人员因矿区塌陷导致的在井底被困。
1.4岩爆。也称冲击地压,它是一种岩体中聚积的弹性变形势能在一定条件下的突然猛烈释放,导致岩石爆裂并弹射出来的现象。发生条件:在硬脆岩体高地应力地区,硐室开挖过程中发生岩爆。其发生的主要原因是因为围岩强度适应不了集中的过高应力而突发的失稳破坏。
1.5滑坡。边坡滑坡是露天矿山最常见的矿山地质灾害,它也是发生频度较高、对露天矿山安全影响特别重大的灾害,凡是露天开采的矿山都存在不同程度的滑坡地质灾害。
1.6泥石流。露天矿山由于开采范围大,开采高度深,无植破覆盖,排土场渣上堆积高,在雨季因边坡滑坡、崩塌都极易形成泥石流灾害,造成对采区内设备冲毁和破坏采区生产系统,也是露天矿山一种常见的地质灾害。受雨水冲刷,水土流失现象较为严重,下雨时地表积水就裹带大量泥沙经排水系统流向下大天池池塘,淤堵排水沟渠;同时排土场在持续降雨和大暴雨时,山水汇集对排土场渣仁冲刷形成泥浆混合体,侵蚀排土场附近土地。
2.矿山地质灾害的防治
防治瓦斯的措施主要有:加强通风。使瓦斯浓度降低到《煤矿安全规程》规定的浓度以下,即采掘工作面的进风风流中不超过其百分之 0.5,回风风流不超过百分之一,矿井总回风流中不超过百分之0.75。加强检查工作。及时检查各用风地点的通风状况和瓦斯浓度,查明隐患进行处理,是日常进行瓦斯管理的重要内容。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。
坑道突水防治措施很多,常用的基本上分为地面和地下两类针对性设施和手段,包括排水疏干、工程与水源之间保留防水矿柱、修建水闸墙、门、灌注水泥浆、堵塞可能的渗透途径和通道等。
对于采空区主要是:①建立可行化的系统,对不符合安全或设施不健全的不允许其私自采矿。有许多并不具有开采煤矿的资质,没有政府的允许就私自采矿,并对矿区的安全设施较低,内有建立健全的安全系统,并私自采井,对地质灾害影响较大。②对开采人员的培训较低,没有合理的进行开采。只有合理设计边坡参数,加强边坡监测,做好挡墙稳固边坡,开挖后如果出现开裂变形,应有专门的工程地质勘察。来进行合理的开采。③建立系统化的防护措施,有计划的进行开采。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。
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。本文就矿山常见的地质灾害进行分析,并建议性的提出防治措施。
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。
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
(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。
4.结束语
一、采空区塌陷
1、采空区塌陷及其成因
采矿过程中采用空场法、留矿法以及崩落法往往在井下形成巨大的采空区和崩落空区,当其达到一定规模则会产生大面积塌陷,造成灾害。塌陷坑一般呈椭圆或近圆形,面积略大于采空范围,深度自内向外逐渐变小,当底层矿藏被开采后,采空区顶板岩层在自身重力和覆盖岩层及建筑物等的压力作用下会产生向下的弯曲和移动,当顶板岩层内部产生的拉长压力超过其极限强度时顶板及其覆盖岩层会发生断裂以及离层等现象,最终波及到地表而形成盆地类型的塌陷坑。
2、采空区塌陷防治措施
矿区采空区塌陷的常用防治措施一般为充填复垦法,该方法是利用矿区附近的煤矸石、粉煤灰以及露天矿剥离物等可以利用的充填材料对塌陷部位进行充填,采用该方法应具备足够的充填材料且填充材料应无污染,才能解决问题,经济效益非常好。
二、滑坡
1、滑坡及其成因
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。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。
2、滑坡防治措施
减轻或消除水的危害。可以将工作面做成2%的反坡以防止雨水汇集冲刷,在其顶部设置截洪沟和排水沟以及时将地表水通过排水沟等排出,并应保证排洪沟畅通;改变滑坡体外形。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。
三、泥石流
1、泥石流及形成原因
在矿山开采过程中产生的大量的松散碎屑堆积物为形成泥石流提供了丰富的物质资源。矿山开采过程中产生的堆积物能否发生位移取决于斜坡上物体的静力平衡是否被破坏,当堆积物堆积于斜坡上时其自重会向下产生垂直于坡面的正压力和沿斜坡向下运动的分离及下滑起动力,因堆积物与坡面间产生阻止滑动产生的摩擦力及抗剪强度,即人们常说的临界起动力,当该起动力小于临界起动力时则堆积物处于稳定状态,当其超过临界起动力时则极限平衡被破坏堆积物会沿坡面向下滑动,尤其是在暴雨的作用下则会形成泥石流。
2、泥石流防治措施
矿山泥石流现象的防治应以拦挡为主,并以排泄疏导为辅,根据地质条件在容易发生泥石流的区域修筑拦截坝以对该区域范围内的松散物质进行封固,同时应在合理位置修建沟渠,以便在一旦发生泥石流时能将泥石流及时流畅的排出。对废石、渣土剥离等开挖过程中形成的不同岩土体区别对待,将坚硬的部分置于底部,松散的部分置于表层。
四、水土流失
1、水土流失及形成原因
水利侵蚀。在矿山开采过程中形成的松散堆积物结构疏松、空隙度较高,其在水流的动力作用下当其颗粒质量不足以抵抗水流运动时则会发生位移而导致水土流失;重力侵蚀。在矿山开采过程中随着开采时间延长其原有地形地貌会发生变化而导致内部原有平衡被破坏,当发生山坡土体休止角增大时则原来的平衡支撑将会失去,或当弃渣堆积过高时形成滑坡面,都为水土流失提供了有利条件。
2、水土流失防治措施
在矿山水土流失治理过程中保持水土林草措施是关键措施,其主要要建立起能够水蚀、防风蚀的综合防护体系,一般所采用的水土保持植被包括林草、经济林、防护林等其既可以防止水土流失同时也能在一定程度上固结岩土体。
五、崩塌
1、崩塌及其成因
发生崩塌的位置一般在开采终了台阶和高陡边坡,以泥夹石、风化断裂破碎以及失稳孤石等形式发生,有存在突然性和不宜观察的特点。从地质角度分析崩塌一般发生在断裂破碎带、软弱结构面或高陡危崖上的突出部位,该类地段岩体的稳定性差,在风雨侵蚀以及岩土体自重的作用下最终导致边坡发生崩塌现象而引起地质灾害。
2、崩塌的防治措施
降低台阶高度。在存在大量的风化破碎或软结构面的地段应采用降低高度或放缓边坡的措施来减轻其自重,大量数据表明台阶高度为8m左右效果最为理想;拦截滚石。对于经常发生滚石的地段,在设置安全警戒标志的同时应在坡脚处设置拦截构筑物,一般在距离坡脚一定距离处倾倒生产剥离物来组织滚石和渣土,在开采终了水平进行爆破作业时应采用边坡预裂爆破和逐孔降震控制爆破技术等措施来减弱爆破对边坡的破坏等措施。
六、环境地质问题
1、环境地质问题成因
矿山开采过程中要占用及破坏大面积的土地资源,直接影响地表生态环境和地貌景观,平原地区一般开采粘土矿和砂石矿需占用耕地和草地,山区开采的多种金属矿藏除占用耕地外还需占用林地,矿山开采过程中产生的废石、废渣及废水等,除占用和破坏土地及森林资源外,其不合理堆放极易引起环境地质问题。
2、环境灾害治理措施
林草措施是水土保持的关键措施,主要通过建立防水蚀、风蚀的综合防护体系,通过建设林草、经济林、防护林及薪炭林等水土保持植被来固结矿山土壤,有效防止水土流失;在矿区主井和分井口上方采取支护和防水措施以避免井口坍塌和地表水向井下返流;对废弃矿渣和松散填土按规定处理,避免露天任意堆积而引发系列环境灾害等措施。
七、结语
国内矿山种类繁多且分布广,再加上技术、设备以及管理相对落后等原因造成矿山灾害众多,给社会稳定及人民的生命财产带来严重影响,因此对矿山资源进行合理有效的利用,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,才能保证实现矿业的可持续发展。
参考文献:
中图分类号:TE224 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)04-0311-01
引言
近年来,我国的社会和经济发展速度不断加快,其直接导致对于矿石资源的额需求量也在不断增加。在工业技术的推动下,矿山的开采效率得到提高,为我国的经济社会发展奠定了坚实的基础,为国家的经济增长做出了有力贡献。
但同时,矿山地质灾害的情况日益严重,极大的引起了社会各界的重视。矿山的大规模开采还直接造成了地质环境的破坏,有悖于经济可持续发展的核心理念。再加上生态环境的进一步恶化,使得矿山开采导致的地质灾害和环境破坏成为人们议论的焦点。
在这种背景下,如何应对因为过度开采而造成的地质灾害和环境破坏问题成为当前煤矿开采企业亟需解决的问题。基于此,本文在此试论矿山地质灾害的防治与地质环境保护,以期能为煤矿企业的可持续发展和生态环境保护提供有益参考。
一、矿山地质灾害的概念及相关概述
(一) 矿山地质灾害的概念
矿山地质灾害是指在矿床开采活动中,因大量采掘井巷破坏和岩土体变形以及矿区地质、水文地质条件与自然环境发生严重变化,危害人类生命财产安全,破坏采矿工程设备和矿区资源环境,影响采矿生产的灾害。矿山地质灾害种类很多,发生在地面的主要有地面塌陷、地面沉降、地裂缝、滑坡、崩塌、泥石流、煤自燃等,发生在井下的主要有冒顶、片帮、突水、突泥、井下热害、矿震、岩爆、井下煤自燃、油气井管套损坏、矿坑水污染等。
(二) 矿山地质灾害造成的巨大损失
1. 矿山地质灾害直接造成巨大的经济损失
矿山地质灾害的发生,将会直接造成巨大的经济损失。一旦发生矿山地质灾害,极有可能发生地面探险、地面沉降以及山体滑坡等严重的灾害。
受到这些严重的地质灾害的影响,将直接对矿床造成巨大影响,可能直接掩埋矿山开采设备以及覆盖已经挖掘的矿质层,使得前期巨大的投入付之东流,对煤矿企业造成巨大的经济损失。
调查数据显示,我国每年因为矿山地质灾害所造成的直接经济损失达到惊人的额150亿元,由此可见矿山地质灾害对经济造成的巨大影响,极大的降低了煤矿企业的经济效益。
2. 矿山地质灾害对生命有极大的危害
另一方面,矿山地质灾害还直接对矿工和管理者的生命带来极大的风险和危害。
矿工是一种危险性较高的职业,其需要在矿场中工作,本就需要面对较高的危险性,再加上时刻会发生的矿山地质灾害,更进一步对其的生命造成的威胁。一旦发生大规模的矿山地质灾害,矿场中的工作人员难以逃脱。
同时,矿山地质灾害一旦发生,还容易对周围的山体造成极大的影响。例如矿山地质灾害造成的山体滑坡,极容易造成周围的山体公路阻塞,对行驶的车辆造成生命威胁。
数据显示,我国每年因为矿山地质灾害直接死亡的人数达到几千人,如果算上间接的死亡人数,这个数字还会进一步增加。
二、矿山地质灾害对地质环境的巨大损害
矿山地质灾害不仅会对生命和财产造成巨大的损失,更总要的是其对于地质环境的重大影响。
(一)破坏植被
矿山地质灾害对地质环境所造成的最直接最明显的破坏就在于植被。在矿山的开采过程中,已经直接的破坏了植被,其会对山体表面的植被造成巨大破坏。
另一方面,矿床的开采,会极大的破坏地质和土壤。这就会使土层中的养料减少或者受到污染,对植被的生长造成严重的破坏。同时,因为矿山地质灾害造成地底塌陷、地下水泄漏等情况也会使得植被需要的水资源受到影响。
(二)影响水资源
其次,矿山地质灾害会极大的影响地区的水资源。一方面,矿床的开采会造成地面塌陷和沉降等地质现象,这就将极大地影响地下水的储存和流通,影响到区域内的水资源。
另一方面,矿床开采的过程中会产生大量的废渣以及较多的污染物质。这些被胡乱堆积的有害物质极有可能侵蚀地表的土壤进而渗透进入地下水资源中,对地下水造成污染。
(三) 破坏区域生态环境
最后,矿山地质灾害还会对区域内的生态坏境造成严重影响。良性的生态环境是一个完整的生态链,只有在完整的生态链之下,生态环境才具有良好的自我恢复性。
而矿山地质灾害容易对区域中的土壤、植被、水资源等多种资源造成破坏。这就破坏了区域内的生态链,使得区域内生态环境的自我恢复力降低,进而影响到生物多样性,真正的破坏区域内的生态环境。
三、矿山地质灾害的防治及地质环境保护措施
经过上述,已经可以明显看到矿山地质灾害造成的巨大生命财产损失以及其对于地质环境的重要损坏。因此,矿山地质灾害的防治以及地质环境的保护工作变得非常重要。
(一)提高防治和保护意识
经过调查和发现,矿山地质灾害的防治工作不到位的主要原因首先在于部分矿山企业的防治保护意识不高,没有真正的意识到矿山地质灾害对生命财产和地质环境所造成的巨大危害。
因此,首先要做的是提高相关人士的矿山地质灾害防治和地质环境保护意识。要让有关人士深刻的理解到相关工作的重要性和必要性。只有提高了意识,才能够为下一步工作奠定基础。
(二)重视矿山废弃物的处理
其次,应该重视矿山废弃物的处理,这是矿山地质灾害防治和地质环境保护工作的基础。
从一定程度而言,矿山废弃物是造成矿山地质灾害和地质环境保护的主要因素。这些废弃物不仅会积压地表而造成地面塌陷和沉降,还间接到影响土壤、植被和生态环境,并且胡乱的堆积下更加强了山体滑坡的风险。
因此,有关企业应该提高矿山废弃物的处理技术。一方面,加强管理的效率和质量,要实现矿山废弃物的正确管理和堆积。另一方面,应该提高矿山的开采技术和效率尽可能的减少废弃物的出现。同时,还应该尽可能的提高矿山废弃物的回收和再利用技术,不但降低矿山地质灾害发生的几率还可以提高经济效益。
(三)完善相关管理制度和体系
另一方面,造成矿山地质灾害和地质环境破坏的另一重要原因是人为原因。因为相关管理人员的疏忽或者管理工作不到位,才会造成矿山地质灾害的发生。
因此,相关企业应该完善相关的管理制度和体系,对相关管理者的行为进行严格的约束。相关企业可以对管理者采取问责制度,对其的工作责任进行问责,以此约束其工作态度和行为。
相关企业应该针对矿山废弃物的收集、处理,以及矿山地质灾害的预防和勘测等各个方面建立完善的管理制度。将各项工作真正落实到管理者头上,使管理者明确自己的工作内容和责任,使其真正的尽心的参与到管理工作中。
另一方面,企业就必须提高相关工作人员的素质、能力以及意识。要做好矿山地质灾害和地质环境保护工作,就要求相关的工作人员要有对应的能力来完成工作。
(四)建立相应的保护和防治工作
针对矿山地质灾害防治和地质环境保护的工作,企业应该建立相应的保护和防治工作。例如针对山体滑坡就应该巩固山体,针对地面塌陷和沉降就应该巩固土壤等等。
另外,这种保护和防治工作还应该包括矿山开采工程的选址和定位工作。在确定工程之前,应该利用先进的技术进行勘测,要最大化的避免矿山地质灾害的发生以及最大程度的降低其对于地质环境的损坏。
四、结束语
总的来说,矿山的开采在带来巨大经济效益的同时,也加大了地质灾害的风险并且对地质环境有巨大破坏。矿山地质灾害的防治以及地质环境的保护工作必须展开,必须结合管理者的意识、管理技术和体系等多个方面进行,从全方位降低矿山地质灾害的发生。