矿山地质灾害防治十篇

发布时间:2024-04-29 04:10:50

矿山地质灾害防治篇1

关键词:矿山;地质灾害;绿色矿业;科学开采

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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矿山地质灾害防治篇2

1、前言

我国是矿业开发大国,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。近些年来,重大地质灾害呈明显上升的趋势。地质灾害在我国是多发的,其种类多、分布广、影响大,造成的损失严重。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。。因此,有针对性的采取相应的地质灾害勘查技术,准确地预测地质灾害的类型、分布、危害性及其严重程度,就成为目前我国矿山地质灾害治理工作中一项刻不容缓的任务。

2、矿山地质灾害的主要类型及成因

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

⑴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。

⑵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。

⑶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。

⑷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坏。

2.2地下水位改变引起的灾害

⑴矿坑突水涌水

这是最常见的矿山灾害,本文由收集整理突发性强,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。

⑵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。

2.3矿体内因引起的灾害

⑴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。

⑵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

综上所述,矿山地质灾害由于时空特点与产生条件不同,随着矿山地质勘查的手段逐步应用,我们应针对上述分类和勘查手段,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以下措施:

⑴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,开采中积极防范,开采后积极恢复,把矿山地质环境恢复与土地复垦纳入法规,强制推行。

⑵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。

⑶地质灾害预测预报。井下地质灾害主要包括冒顶片帮、深部岩爆、井下突涌水等。井下地质灾害预测预报主要是运用一些探测仪器将矿坑前方和侧壁的地质情况反映出来,为地质灾害的防治提供参考。这些预报方法目前在隧道开挖地质灾害预警预报中运用广泛。

⑷控制爆破。矿山开采往往要借助火药对矿体进行破碎,目前矿山控制爆破方法主要为光面爆破。控制爆破主要包括以下内容:破碎程度,破坏范围,坍塌方向,控制爆破的危害。光面爆破可以减少对围岩扰动,减少爆震裂隙,危石较少,能基本保持围岩的稳定性,避免坍塌、冒顶、掉块等地质灾害现象,同时有利于坑道的有效支护。

⑸环境岩土工程治理技术。主要是运用岩土工程的概念进行环境保护的技术,主要侧重于一些具体的地质灾害的防治措施。目前岩爆主要针对岩爆的发生机理方面进行防治,对岩爆可能发生部位的地应力进行判定,分析岩爆发生的可能性及岩爆的发生等级,在治理方面主要防止应力集中,目前很多矿山企业引入有限元方法分析采场的应力分布,从而对应力集中的部位采取释放措施。对于采空区塌陷目前主要是减少沉降的高度,对地表沉陷区内的建筑物、设施、人员等进行搬迁,减少对人类生命财产安全的威胁。目前主要有充填法:边采边充填、集中充填,对于井下突水灾害,除了上述运用物理探测方法外,主要有注浆封堵、帷幕注浆截流等措施,目前预测方法主要有统计学方法、突变论方法和现场试验等。

⑹在矿山开采区应严格禁止私采乱挖和越界开采,减少人为扰动,做好植被保护和水土保持工作,积极推行地质环境恢复方案及措施为防止水土流失、恢复植被和景观。监督与制止不加处理就将开采弃渣胡乱堆弃的现象,强制其必须统一堆放到开采境界线以外的矿山弃渣场内。

矿山地质灾害防治篇3

1.1岩土圈层形变灾害

岩土圈层形变灾害主要表现在矿山地面和采空区塌陷、地表沉降、滑坡、泥石流等。其中,地面采空塌陷(崩塌)表现在岩土体被陡峭的张性破裂面分割,随着时间的推移而渐渐脱离母体,并垂直翻滚跳跃而下。该现象一般发生在地下以井巷开采的矿山,但是在喀斯特地区也会因矿井排水脱水而发生地面采空塌陷。地面采空塌陷不仅破坏耕地、道路和建筑物,还会直接导致一些地下隧道破坏的矿井坍塌,或是大气降水和地表水倒入坑内,造成沉没事故。地表沉降是隐患最大的地质灾害。据调查,我国华北、华东平原地区,每采万吨煤炭就要塌陷土地约3亩,依次计算,每年大概要塌陷一万亩地,预计到2035年,我国矿区将有许多村庄可能完全塌陷。地表沉降主要发生在煤矿采空区,尤其是那些矿石埋藏浅,地势相对平坦的矿山。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。

1.2地下水位升降引起的灾害

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,矿坑突水涌水是最常见的矿山灾害,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,导致地面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。

1.3矿体内因引起的灾害

这类矿山工程地质灾害是因为矿山地质环境改变后,一些偶发因素造成突变性的灾难性后果。主要有瓦斯爆炸、地热、煤层自燃以及矿山火灾等。其中瓦斯爆炸常见于煤矿,矿坑火灾常见于煤矿和一些硫化矿床。

2矿山工程地质灾害的主要防治措施

2.1分区防治

目前一般将矿山分为以下三个区域。

2.1.1重点防治区。

在重点防治区内,一定要在开采之前设置好监测点,同时还要做好以下五点。第一,合理设计边坡参数,并在重点防治区内作挡墙稳固边坡。第二,对于频发灾害地点,要做好边坡加固工作,消除灾害复发隐患。第三,渣场要严格做好边坡坡度的设计,并设置拦渣坝,防止发生泥石流的产生。同时还要严禁随意弃渣。第四,坑道开采时一定要做好坑道内支护工作,尽量边开采边支护,以防止因冒顶、矿顶坍塌等而产生的危害。第五,开采结束后,要统一规划矿山,并有计划地进行矿山复垦工作,尽力恢复矿山生态功能。

2.1.2次重点防治区。

在次重点防治区内,一方面要合理设计边坡参数,并进行科学支护和加固,在边坡上方还应设置排水沟,做好地表排水措施。另一方面还要加强工地管理,合理堆放弃渣,并在险要地段建设拦挡滚石或飞石的设施。

2.1.3一般防治区。

在该区内一般没有主要建筑物以及工程项目建设,发生灾害可能是因为地表岩体的破碎。所以应该严禁越界开采,适当减少人为扰动,并做好植被保护和水土保持。

2.2因地制宜,综合防治

地质灾害防治重在因地制宜、综合治理。对于即将发生的或是正在发生的地质灾害,应该采取适合本地情况的措施,标本兼治。如崩塌、滑坡的防治可以进行各种加固工程(支挡、锚固、减载、固化),并附以各种排水(地下排水、地表排水)工程。对于可能出现地面采空塌陷或地表沉降的区域应该及时采取人工回灌进行防治。总而言之,对于不同地区的不同灾害类型应该采取适宜的防治防范措施,不能盲目照搬其他地区的防治方法。

2.3加强矿山工程地质灾害勘探工作

矿山工程地质灾害勘探可以预测灾害发生的时间及危害程度,还可以探测灾害类型,为防治做好准备。目前最常见的勘探方法主要有以下三种。

2.3.1地球信息技术勘探。

该方法是利用遥感收集的“3S”技术,配上全球定位卫星系统,来掌握地质灾害的可能分布位置和地区。它能够精确定位高风险灾害,预测的灾难性趋势。

2.3.2地球物理勘探。

该方法主要是应用物理手段来获取岩土圈的相关信息,进而确定采空区、断层位移以及磁场的变化,它还可以确定与收集的信息相关的其他潜在灾害。

2.3.3环境化学勘探。

这是矿山工程地质灾害防治过程中最常使用的方法。应用此方法可以准确有效地确定污染因子,预测污染趋势,并追溯污染源,能够为污染区和污染控制方案开发提供了重要的科学依据。

2.4建立灾害网络预警监控信息系统

建立灾害网络预警监控信息系统是灾害防治工作的重要措施之一。在矿山火灾多发地区、滑坡泥石流多发区以及崩塌地面沉陷易发区,如果光靠人工监测显然无法达到要求,而且还不能及时发现。目前我国南方部分省区以及长江三峡地质灾害多发区全都设立了监测系统,而且取得了较好的预防效果。

2.5合理处理废弃物品,强化地质环境恢复工作

矿山挖掘、采取过程中,采矿设备和废弃物不要随意堆放,必须按要求统一堆放。在破坏采矿边界线以外的场地,还要有计划回填采空区,处理弃渣处理后的表土以及草种树的沉积。同时还要合理堆放弃渣并合理规划渣场的位置。矿山挖掘、采取结束后,相关单位要及时采取地质环境恢复方案和措施,来防止水土流失,并恢复植被和景观。另外,还要根据条件有计划地开展矿山复垦工作,最大程度上恢复矿山生态功能。

2.6强化矿山环境监督管理工作

矿山挖掘、采取是人类破坏自然最强烈的一种活动。为了防止“边建设边破坏,建设赶不上破坏”的被动局面,国家国土资源部门要对矿山地质环境实行强制性保护措施,加强依法行政,并严格落实矿山环境影响评价制度、地质灾害危险评估制度以及“三同时”制度。同时还要不定期对地质环境进行执法检查,公开惩处破坏矿山生态环境的个人和单位,并依法追究责任。对露天矿坑采面高、边坡失稳、废渣、废石多且堆放随意性强,以及汛期易发生滑坡、塌方、泥石流等地质灾害的地区,坚决惩处,不留任何余地。

3结束语

矿山地质灾害防治篇4

1矿业开发与地质灾害

经济的快速发展加快了对矿产资源的需求与消耗,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。

2.1一般防治区防治措施。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。

2.2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。

2.3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。

3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。

3.1岩土体变形灾害。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。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。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。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。

3.2矿体内因引起的灾害。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。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。

矿山地质灾害防治篇5

关键词:地质灾害;勘查技术;防治措施

所谓的矿山地质灾害,主要是由人类采矿生产活动导致的矿区自然地质环境发生改变,对人们的日常生活与生产产生影响的灾害性地质作用或现象。其是地质灾害的一部分,同时也是自然灾害的重要内容。我国矿业资源比较丰富,随着经济的发展,矿产资源需求量逐步提高,且矿业发展粗放式管理模式长期占据主导地位,使得很多矿山地质环境面临严峻的形势,一部分矿区态势不断恶化。所以,正确认识矿山地质灾害勘查技术与防治措施,是十分必要的[1]。

1矿山地质灾害勘查技术

1.1地球信息技术

对于地球信息技术而言,其技术类型主要分为三种。①遥感技术(RS)。其从宏观角度对大面积区域做出了解释,为比例尺不同的航卫片解译工作提供便利。通过航卫解译,因其更加直观、真实而准确,为工作效率与质量的提升奠定了基础。②定位系统(GpS)。全天候、覆盖面广、精度高是该就似乎的主要优势,通过该技术,用户可以进行无源设备工作,且其占用空间少,非常轻、使用方便、价格低廉。所以,该技术应用范围非常广。在矿山野外环境调查工作中,利用GpS定位仪现场采集矿山所处环境的三维坐标数据。③地理信息系统(GiS)。

1.2水文、地质与岩土力学实验法

此试验法类型比较多,对于矿山地质灾害勘察的作用不可小觑,许多数据与资料都是通过此试验获得的。在实际灾害调查中,水文地质测试试验主要包含水质、淋滤、浸泡、含水层吸附、顶板渗透试验、采矿周边地层渗透、矿山固体废弃物毒性检测、土壤污染、溶质的迁移与富集等。

2灾害类型

2.1地面与采空区的塌陷

在井巷开采作业矿山中容易出现塌陷。在采空区,如果矿柱不足,或矿柱受外力影响支撑能力缺失,使得地面出现塌陷。对于矿体掩埋较深的矿山,没有及时进行回填,采空区面积积累到一定程度,就会造成大面积塌陷。比如铜坑与高峰锡矿采矿区面积超过百万立方米,铜铅锌矿采空区也超过了150万m3,这都是采矿作业中首要解决的问题。

2.2采矿场边坡出现失稳、滑坡及岩崩

这种问题原因在于开采不合理。比如采剥失调、边坡角度太大,在露天非金属与建材等开采矿中比较常见。比如某地区磷矿山崩事故,造成307人死亡,这种灾害比较典型。

2.3矿体坑内岩爆

又可称为矿山冲击,在掘进爆破后2-3小时内,受地壳应力作用,矿坑与顶板围岩出现的压缩比较严重,一旦作业中出现自由面,岩石内应力得到突然释放,导致岩石破裂并得到释放,进而引起地质灾害。

2.4矿坑突水

这种灾害比较普遍,其突发性强、爆发规模大且造成严重后果,在开采中,如果没有准确估计矿坑涌水,老窿或暗河被打穿或穿透,大量地下水涌入井巷,造成人员伤亡事故。

2.5周边环境被污染

在矿山灾害中,环境被污染也是非常重要的,采矿中形成的引麦未经过处理直接排入江河,严重污染了环境,甚至引起水土流失、土地沙化及盐渍化等问题,严重影响到采矿区环境及正常生产活动。

2.6瓦斯爆炸与火灾

由于矿井通风不良,瓦斯长期集聚而引起爆炸,造成人员伤亡,损害矿井。部分硫化矿床中有这种情况,硫化物氧化产生的热量积聚到一定量,瓦斯浓度超过9.5%,就会引起爆炸,导致火灾。其危害非常大,损耗地下矿物资源,其损耗量难以估量,改变了气候环境,大量农作物与植物死亡,田地无法耕种,环境日益恶化[2]。

3矿山地质灾害预防措施

3.1重点防治区

对于矿山重点防治区措施,主要有以下几方面:①边坡参数设计要合理,并加强检测,同时设置相应的防护墙,一旦开挖中出现变形开裂,就要进行专门的地质勘查。②对原有灾害点做好边坡加固与预防,尽可能排除因开采造成的灾害等安全隐患。③对渣场弃渣进行严格检测,边坡坡度与挡墙要设计合理,设置相应的拦渣坝,以防发生泥石流。同时提高渣场使用效率,弃渣不能随意堆放。④加强坑道支护,开采与支护同时进行,以防顶板坍塌、冒顶等安全事故,特别是有住户的区域要防控顶部地面开裂。⑤合理设计坑道排水,以免矿坑涌水引起的危害。⑥设置相应的监测点,并做好检测与分析,有效预防易发生灾害。

3.2非重点防治区

在建设矿山进场路、生活区中,存在一定的边坡与弃渣,影响到边坡的稳定性,因此滑坡与塌方;沿线不合理弃渣也会引起水土流失,引起泥石流、滚石以及飞石等灾害。①合理设计边坡参数,增强支护与加固,边坡排水沟也很关键,阻挡地表水。②对施工现场加强管理,确保弃渣堆放合理,并在险要低段建设阻挡滚石与飞石的相关设施。③完成开采后,扒平弃渣场并覆盖上土层,进行植树造林,恢复生态系统[3]。其中松树适应性强,存活率高,每3平米种植一颗,且树坑规格保持在0.5×0.5×0.5(m)。3.3地质环境恢复措施为了有效预防水土流失,恢复矿区植被与景观,必须要合理开展复垦作业,以此恢复其生态功能。切勿胡乱堆放弃渣,规划统一弃渣场区域,在开采中,针对性的选用弃渣回填采空区。弃渣场被处理后方可进行敷土、植树种草。通过这些地质环境恢复策略,降低水土流失,恢复矿区生态功能,实现和谐发展。

4结语

综上所述,在矿山地质灾害勘查与预防中,通过有效治理措施,降低水土流失,恢复其生态功能,确保人与自然的协调发展。提高矿产资源使用效率,保护生态环境,加大监管力度,预防地质灾害,实现可持续发展目标,是长期而艰巨的任务,必须要重视。

参考文献:

[1]杨殿群,吴晨曦.矿山地质勘查和勘查灾害防治[J].技术与市场,2016,04:140.

[2]许玉龙.矿山次生地质灾害及防治措施[J].世界有色金属,2016,14:161-162.

矿山地质灾害防治篇6

关键词:矿山;地质灾害;防治

中图分类号:p694文献标识码:a文章编号:1006-8937(2014)6-0169-01

当前,随着我国经济的高速发展,矿产资源开发规模也越来越大,随之而来的则是矿山地质环境的恶化。据调查,全国采矿地面塌陷相当严重,据对全国1173个大中型矿山企业调查,地面塌陷破坏土地面积达84200多公顷,煤矿区最为突出。地面塌陷,毁坏城乡各种建筑、交通设施和农田,威胁人民生命财产安全,影响经济建设,造成严重的经济损失。因此,加强矿山地质灾害的防治刻不容缓。

1矿山开采引起的环境地质问题

随着近年来的矿产资源加速开发,难以避免地给所开发的矿山环境造成不容忽视的破坏。由于矿山开采而导致的地质灾害是一个非常突出的地质环境问题,矿山地质灾害的特点是具有很强的隐蔽性和突发性,一旦发生,便会为所在地区带来较为严重的灾情。经常发生的地质灾害有滑坡、崩塌、泥石流以及地面塌陷等。

1.1滑坡、不稳定斜坡

根据调查,矿山所存在的易滑坡区域和不稳定斜坡区域,其形成的原因主要来自于多年来某些地区持续而无序地对矿山进行开挖,并且没能科学管理矿山弃渣,此外,矿山的采空区出现沉陷,以及较大规模的降雨、采空区发生地震、爆破等活动,也会使滑坡和不稳定斜坡发生的几率增多。在矿区的滑坡等地质灾害一般来讲单体规模不大,但是分布很广泛,因此对当地居民有着不容忽视的潜在危害,且难以准确及时地预测。

在矿区,滑坡和不稳定斜坡的出现诱因有如下三类:第一类比较常见,主要是由于采矿者将矿渣置于比较高而陡的坡地,一旦矿渣累计过多,在发生短时间强降雨的时候便很容易形成滑坡;第二类是因为大规模的矿产开采而使矿区局部的岩体应力产生了变动,一旦有强降雨的触发,或者重力变化和类似的因素影响,便很容易造成岩土体滑动,形成滑坡;第三类是在某些露天开采的矿区里,矿区的上半部分土体已经逐步风化,而此时如果采面过于陡峭,便会很容易由于在强降雨或者自身重力、以及开采时的爆破力的影响下松动崩塌,形成滑坡。

1.2地面塌陷及地裂缝

大多矿区开采历史悠久,近几年随着采煤机械的日新月异,新增采空区面积越来越多,这些采空区随时都可能冒落,产生地面塌陷及地裂缝。这些地面裂缝遍布,一般长数百到上千米、多呈平行状密集式排列,垂向深度较大,以张剪性破裂为主,方向性良好,裂而光滑平直,与下部煤层顶板贯穿。众多裂隙将地表切割得支离破碎,大部分地下水被截流至井下,致使浅层地下水日趋枯竭,植被退化,农田无法耕作。

在坚硬顶板条件下,大量未经处理的采空区是发生大而积塌陷的根本原因。这主要与采煤方法及煤柱的留设等因素有关。另外,矿区水文地质条件的变化不仅产生了环境问题,而且使采空区的煤柱受到侵蚀,加速了顶板的垮落。随着掘进水平的延伸,复合采空区面积会进一步扩大,如何制定新的采煤方法标准,因地制宜地留设保安煤柱是矿区二次创业中的重要课题。根据资料分析:埋深100m,采高3.5m的采空区,留设煤柱的面积比率应达到30%以上,才能保证地表的稳定性不受影响。在旧采区内煤柱由于氧化及渗透压力作用,使其抗压强度下降,引起地表整体移动。

2矿山地质灾害的防治

随着矿区的持续开采,附近的自然环境逐步出现退化,危害的范围还将继续增加,所形成的地质灾害也会渐渐严重,导致更大的致灾性。目前的科学技术尚无法从根本上控制由于矿区开采而引发的地质灾害,我们可以尽可能采取一切有效措施,使灾害的损失减轻到最小程度。

2.1采空区塌陷的防治

随着矿区开采程度的加大,矿区地面的塌陷现象是一个难以回避的地质问题,大量事实证明采空区塌陷会对矿区的人类生活和生态环境带来负面的甚至恶劣的影响,随着开采过程的深入,采空区塌陷也逐步恶化,而当前的采矿工程发展是难以避免采空区塌陷现象的。目前只能通过科学的施工措施,以各类手段尽可能降低采空区塌陷的程度,使之对当地环境和居民生活影响降到最低,并保持矿区生态经济效益的最大化。

目前,有不少针对采空区塌陷的施工模式,在采矿实践中也取得了一定的效果。一种比较有效的模式叫做“充填复垦”模式。该模式通过将矿区所产生的大量煤矸石、粉煤灰等物质对采空塌陷地进行有效填充。这种防止策略适合于在填充物质比较充足的地区使用,因为所选择的填充物质不会对环境产生污染,并且能够对采空区塌陷产生较好的一只作用,还能有利于废弃物的处理,因此具有一举多得的效益,被许多地区使用。

2.2采矿区滑坡的防治

如果所采的矿床都处于相对软弱的地层中,并且在软弱层之上由灰岩或砂岩组成的高陡崖,则很容易出现采矿区的滑坡现象。常用且比较有效的治理滑坡的方法包括通过支挡或者铆固以及边坡的加固等等,来改变区域地形,进而防止滑坡;而对于某些比较特殊的危险地区,则应着重修正边坡的形状和尺寸比例。例如减少边坡的高度以及降低边坡角度,使边坡岩体内的应力状态得到改变,从而保持边坡稳定,减少滑坡风险。

2.3采矿区泥石流的防治

由于过度采矿,破坏植被改变地形,便很容易引发泥石流。根据近年来的采矿工程经验,对于泥石流的防治策略可以通过两个方面进行,一是拦挡,二是疏导。在矿区中泥石流发生几率偏大的地区,结合其具体的地形条件,在合适的地段构建拦截坝,从而拦挡可能构成泥石流的松散固体物质。同时选择合理区域构筑沟渠等排泄公事,使以及形成的泥石流可以通过这些沟渠顺利排走。

2.4采矿区水土流失的防治

采矿区的水土流失危害主要是影响区域的水循环、破坏土地资源、加剧人为水土流失的发生。其中,对采矿区的林木和植被进行保持,是对矿区进行水土保持之中十分重要的部分,在采矿区的水土流失防止里发挥着不可替代的作用。在水土保持工程中,应该建立一套综合的防护系统,既能防止水蚀,也能防止风蚀,通过以林草等植被使矿山土壤得到固结,从而在最大限度上避免水土的流失。应采取恢复植被、修建蓄排水工程和拦挡工程等综合防治措施。

2.5采矿区突水灾害对防治

采矿区容易发生突水灾害,这种灾害的避免和防止可以分为两个类别,一是地面防水策略,二是井下防水策略。对于第一种情况,采矿区的地面防水,其原理是通过断开大气降水,达到避免来自地表的水涌入采矿区。地面风水的实际策略包括构建地面防洪沟、对矿井的塌陷坑进行有效封堵、对矿区的地势低洼处积水进行排除或疏导、通过垫高河床达到河流流向的变化等。对矿区中一些年代较旧的坑洞,应该对其实施封闭处理,达到避免雨水灌入的目标。

2.6采矿区三废排放的防治

挖掘采矿区中的尾矿与矸石的利用价值,对存在于矿坑中的水源进行回收利用。一方面能够对废物进行循环利用,另一方面则能够对水源进行有效的回收。对采空区里的尾矿,在进行洗选处理之后,对其中含有的有用物质进行应提取,从而继续挖掘其价值。对于已经塌陷或者遭到破坏的矿区土地,则应结合其具体情况来进行继续开发,包括回复种植以及进行行政区域规划等等。土地的再利用应该严格与环境的保护和修复进行配合,例如,对于采矿区里的矸石,可以用于填充废旧的巷道,也可以将其用于建筑材料等,通过废物的二次利用来实现环境的保护。

参考文献:

[1]温玉成.例析矿区易发地质灾害的类型与防治措施[J].辽宁师专学报(自然科学版),2010,(2).

矿山地质灾害防治篇7

(1)巷道坍塌

产生巷道坍塌的原因是矿体及围岩见有层间错动破碎带、蚀变带。蚀变带矿物结构疏松,水理性质软塑,力学强度低,工程地质条件不稳定,易坍塌。巷道维护不到位,支护材料腐烂所致。如果顶板管理不良,在蚀变带、破碎带、强风化带部位就可能会产生冒顶、垮帮引起巷道坍塌灾害,危害施工人员的生命。如矿体围岩为石灰岩,遇水会形成岩溶现象,使围岩坚固性降低,形成溶洞。且围岩蚀变较发育,矿体局部地段破碎也较强烈,易于坍塌。

(2)矿坑突水

矿区常见地下水主要赋水层位为第四系松散岩类孔隙水、基岩裂隙水、构造裂隙水和岩溶裂隙水。灰岩易形成溶隙和灰岩溶洞,断层破碎带和软硬岩层接触带是主要导水通道。虽然矿体埋藏在主要含水层以上,但不能直接接受大气降水,在多雨季节,会有地表季节性溪流的侧向补给。可是由于采矿活动的深入,对井下节理裂隙带的各种结构面的破坏程度加剧,且断裂构造较发育,增大了地下水的活动通道,因此在近地表和风化带内施工的井口,及井下开采的巷道,易发生突发性矿坑突水。矿坑突水可能危害的对象为井巷内施工人员和机械设备等。

2防治措施浅析

(1)崩(滑)塌防治措施

要对岩土堆积体及周围的易产生崩(滑)塌的岩土体边坡进行清理、剥离,将边坡坡度放缓,遇到岩体较破碎处应进行必要的衬砌、护坡。同时应做好坡体上下的排导水工作,在融雪和暴雨时做好监测;在雨季,专人定时对坡体进行连续观测,及时了解边坡状态,防止灾害发生。并在废石场坡脚处修筑挡土墙防护工程。

(2)预测塌陷防治措施

在开采过程中要经常进行矿区塌陷、地裂缝及巷道坍塌的调查工作,查清地面塌陷、地裂缝的形成规律、规模、分布特征等。按工作面开采情况,布设观测断面,进行长期地面变形观测,加强地面塌陷、裂缝监测,设置固定观测标志,定期进行专职人员巡视,发现异常、险情及时报告,根据观测和研究结果,总结塌陷变形的规律。加强地表监测,如发现地面突发性塌陷、裂缝,应及时回填处理并设立警示牌,防止人员伤亡和财产损失。对于已发生采空区塌陷和地裂缝的区域,应立即封堵,防止井下施工人员误入。加强防护工程,在预测塌陷区边缘设计铁丝防护网,并设立警示牌,防止人员入内造成伤亡和财产损失。在采矿过程中及时对区内人员及建筑进行疏散和处理,如发生塌陷进行客土种树。

(3)巷道坍塌防治措施

对地下斜井、平硐及运输巷道等硐室进行必要的支护,特别要注意硐顶崩落对采矿安全的威胁,要严格遵照开采设计进行开采,不许随意破坏井壁围岩。

(4)矿坑突水的防治措施

在巷道向前掘进前,打超前钻、探水钻进行探水,掘进断面不宜过大,缩小受压面积,掘进巷道坡度不宜起伏不平,以免造成积水,发现坑道内涌水量明显增大时应及时加强排水,做好支护工作,井下工作人员及时升到地面。加强监测,消除隐患。要在日常采掘工作中强化探水、防水、水泵排水等防治措施。

3结论

矿山地质灾害防治篇8

[关键词]滑坡崩塌泥石流矿山地质灾害防治措施

[中图分类号]p694[文献码]B[文章编号]1000-405X(2014)-2-253-1

0引言

我省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。我省是采矿大省,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地下水位改变引起的灾害

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。

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。

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。

2.2矿体内因引起的灾害

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。

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

(1)合理设计边坡参数,加强边坡监测,建议做挡墙稳固边坡,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,严格做好方量及边坡坡度的设计,做好挡墙设计,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。

(5)做好坑道的排水设计,以防因矿坑涌水造成危害。

(6)设置监测点,做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。

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。

(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)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、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,达到生态恢复和维护人类与环境和谐的目的。

4结束语

综上所述,根据灾害的空间分布和成因关系,矿山地质灾害主要有岩土体变形灾害、地下水位改变引起的灾害和矿体内因引起的灾害三大类型,本文对这些类型及其亚类型进行了论述,并阐述了对于矿山地质灾害的防治措施的建议。

参考文献

[1]林芳,郭守权.浅析矿山地质灾害类型与防治措施[J].中小企业管理与科技(上旬刊).2010(05).

[2]王文勇.浅析矿山地质灾害类型与防治措施[J].黑龙江科技信息.2010(25).

矿山地质灾害防治篇9

关键词:矿山地质工程;灾害类型;危害;防治措施

中图分类号:C93文献标识码:a

引言

近年来,由于我国经济的进一步发展,对于矿产资源的使用量也逐渐增加,这就为矿产开采企业提供了更为广阔的发展空间,然而,在开采的过程中,由于各方面的原因使得矿山地质工程的灾害频出,给人们造成了巨大的危害,因此,进一步分析矿山地质工程灾害类型,并针对其危害,采取相应的防治措施,对于矿山地质工程的发展有着重要的现实意义。

一、矿山地质工程地质灾害类型

1、矿山工程岩土体变形引起的灾害

矿山岩土体变形引起的地质灾害主要包括地面塌陷、采矿边缘滑坡或失稳、矿坑中岩爆现象等。矿山工程中发生地面塌陷现象主要是由于开采过程中开采方式引起。在矿山资源开采过程中,矿柱不足或者是受到破坏,都会导致矿区地面塌陷,在地势较为平缓的矿区,这种现象更为明显。另外,需要回填的采空区没有合理的进行回填处理,也会造成塌陷现象的发生。采矿过程中,如果没有严格的按照采矿规范进行,就容易导致采矿区边缘失稳或滑坡现象,这类现象一般在建材矿山中较为常见。矿山矿产资源开采完毕后,由于地壳运动的影响,矿山中围岩会被压缩,这样就很容易在应力的作用下发生爆裂,这些岩体爆裂产生的碎片,会带来巨大的地质灾害。

2、因地下水位改变而引起的地质灾害

2.1矿坑突水、涌水的现象

坑道突水是指在一种和工程、采矿活动有关的矿坑中突然被水淹没而进一步导致更大破坏的诱发性地质灾害。大量的突水意思就是,在淹没坑道、井巷的同时,因为水的大量涌入使得围岩失去平衡成对相近矿体的冲击破坏。更严重的还会对人身安全造成威胁还会导致工程直接报废,带来巨大利润消失的。造成这种现象的原因有很多,其中有:在不断地掘进采矿过程中会出现揭穿或沟通,可能会穿破了具有富水和导水结构的山石,或者碰到暴雨、山洪等暴发水源,使得地下水、地表水大量的水分一下子涌入坑道【1】。

2.2砂土液化指的是饱含水分的松软土粉、砂石,由于受到震动,瞬间变成液体的现象。饱含水分的砂土受震动瞬间变成液体,原因主要是震动使得这些饱含水分的砂土更加密实,它们之间的水压力增大,在震动荷载的作用下,当水压上升到一定程度后,就会使饱含水分的砂土瞬间变成液态。在不同的地址下,砂土液化产生的影响力也不同。比如一个地区,土质中含有的沉积颗粒较大,那么一旦发生砂土液化现象,就会产生喷水冒沙现象,这主要因为这个区域发生砂土液化时,土层中的水压力增大,促使砂石空隙间的水压力比土层的强度还大,这样就会使地下水带着砂土一起冲出地表。

3、其他因素引起的矿山地质灾害

除了上诉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。

二、矿山开采引起的环境地质问题

1、地面塌陷及地裂缝

大多矿区开采历史悠久,近几年随着采矿机械的日新月异,新增采空区面积越来越多,这些采空区随时都可能冒落,产生地面塌陷及地裂缝。这些地面裂缝比较多,通常情况下,多为长数百到上千米,呈平行状密集式排列,垂向深度相对而言比较大,主要是张剪性破裂,方向性比较好,裂面光滑平直,和下方煤层顶板相贯穿。这些裂隙把地表切割的支离破碎,致使大部分地下水被截流,而浅层地下水也出现日趋枯竭的情况,最终导致植被退化【2】。

2、滑坡、不稳定斜坡

在矿区,滑坡和不稳定斜坡的出现诱因有如下三类:第一类比较常见,主要是由于采矿者将矿渣置于比较高而陡的坡地,一旦矿渣累计过多,在发生短时间强降雨的时候便很容易形成滑坡;第二类是因为大规模的矿产开采而使矿区局部的岩体应力产生了变动,一旦有强降雨的触发,或者重力变化和类似的因素影响,便很容易造成岩土体滑动,形成滑坡;第三类是在某些露天开采的矿区里,矿区的上半部分土体已经逐步风化,而此时如果采面过于陡峭,便会很容易由于在强降雨或者自身重力、以及开采时的爆破力的影响下松动崩塌,形成滑坡。

三、加强矿山地质工程灾害的防治措施

1、加大立法,健全体系

国家需要不断完善立法体系,严格控制和管理矿山开采,同时还应该进行立法来管理开采者的技术能力以及环境生态恢复能力,促进矿山开采的法律化。而且,矿山开采需要进一步完善其管理体系,从根本上减少矿山地质灾害现象的发生。此外,立法的过程中要将环境、经济同时考虑在内,促进环境与经济的共赢,走向可持续发展之路【3】。

2、因地制宜开采,做到综合治理

矿质灾害的类型不同,治理方法也不同,所以就需要因地制宜,对于不同类型矿山、矿质灾害,进行针对性的防护和治理。

2.1治理滑坡的方法包括通过支挡或者铆固以及边坡的加固等等,来改变区域地形,进而防止滑坡;而对于某些比较特殊的危险地区,则应着重修正边坡的形状和尺寸比例。例如减少边坡的高度以及降低边坡角度,使边坡岩体内的应力状态得到改变,从而保持边坡稳定,减少滑坡风险。

2.2在水土保持工程中,应该建立一套综合的防护系统,既能防止水蚀,也能防止风蚀,通过以林草等植被使矿山土壤得到固结,从而在最大限度上避免水土的流失。应采取恢复植被、修建蓄排水工程和拦挡工程等综合防治措施。

2.3对于泥石流的防治策略可以通过两个方面进行,一是拦挡,二是疏导。在矿区中泥石流发生几率偏大的地区,结合其具体的地形条件,在合适的地段构建拦截坝,从而拦挡可能构成泥石流的松散固体物质。同时选择合理区域构筑沟渠等排泄公事,使以及形成的泥石流可以通过这些沟渠顺利排走。

2.4采矿区容易发生突水灾害,这种灾害的避免和防止可以分为两个类别,一是地面防水策略,二是井下防水策略。对于第一种情况,采矿区的地面防水,其原理是通过断开大气降水,达到避免来自地表的水涌入采矿区。地面风水的实际策略包括构建地面防洪沟、对矿井的塌陷坑进行有效封堵、对矿区的地势低洼处积水进行排除或疏导、通过垫高河床达到河流流向的变化等。对矿区中一些年代较旧的坑洞,应该对其实施封闭处理,达到避免雨水灌入的目标。

3、加强对重点防治区的防治

在重点防治区,防治地质灾害的措施包括以下几个方面:一是对边坡的参数进行合理的设计,并加强监测,适当的做挡墙,稳固矿区边坡。在开采中如果出现变形开裂等现象,需要做专门的地质工程勘察。二是对于矿山中原有的灾害发生区域,做好相应的预防工作,尽可能的消除安全隐患;三是科学合理的设计矿山渣场弃渣的方量、边坡的坡度等,并做好相应的挡墙、拦渣等,避免泥石流灾害的发生,严禁随意弃渣。四是在矿产资源坑道开采过程中,必须做好坑道中的支护工作,边支护边开采,避免矿顶塌陷、冒顶等灾害发生。

结束语

综上所述,矿区地质灾害对于施工人员的人身安全以及施工工程都有着重要的危害,所以在进行矿区开采的过程中,需要高度重视矿区灾害防治的重要性,充分了解矿区地质灾害的类型,并加强地质灾害的防范,保证其质量。

参考文献:

[1]赵会国.矿山地质工程灾害类型与防治措施综述[J].江西建材,2014,04:231.

[2]马越平.矿山地质灾害类型与防治措施初探[J].西部资源,2012,01:56-57.

矿山地质灾害防治篇10

摘要:山东黄金集团三山岛金矿三面环海,仅东面是陆地,是水文地质条件中等复杂的矿床,构造裂隙出水。历年来多次造成采矿坑道大量涌水、淹井事故。通过十多年来的科技攻关和实践经验,采取了预注浆堵水,掘进通过后立即进行永久支护,并合理进行开拓设计,取得了良好效果和成功经验。

关键词:三山岛金矿;F3断裂含水带;涌水事故;预注浆堵水;开拓设计

1、矿山概况

三山岛金矿区位于山东省莱州市三山岛特别工业区,矿区三面环海,东面是陆地,是我国重要金矿成因类型-“焦家式”金矿床的典型代表,矿山采用中央竖井与斜坡道联合开拓方式,是中国黄金生产机械化程度最高的黄金矿山之一,采出矿强度大,矿山生产规模大。[1]

矿区构造以断裂为主,规模最大的为ne向三山岛断裂,是区内主要的控矿构造。次为nw向三山岛-三元断裂(F3),次级断裂有产于三山岛断裂下盘nne~nee向断裂构造(如F2)。金矿体均发育在三山岛断裂带内主断层F1下盘的蚀变绢英岩中,呈平行脉状、透镜状产出,总体走向40°,倾向南东,倾角40°。

三山岛金矿是水文地质条件中等复杂的矿床,构造裂隙出水。海水沿多条导水裂隙进入矿坑,是矿坑水的主要补给源。矿区属半封闭式的水文地质条件,矿坑水的总涌水量较稳定,地下水的动态类型主要表现为回采时期的平稳衰减型和基建时期的人为干扰型,均不受季节等自然因素影响。由于控矿构造F1具有隔水性质,故按与F1的空间关系,对矿坑充水有直接影响的基岩裂隙含水带(体)划分为:F3断裂含水带、F1上盘裂隙含水岩体和F1下盘构造裂隙含水带。

2、三山岛-三元断裂(F3)带特征

三山岛~三元断裂断层横贯矿区的中部,是矿山开拓工程各中段平巷都必须通过的导水、塌方、发生泥石流的构造。F3断裂带走向290~300°,倾向主要为北东,局部反倾,倾角80°以上。F3断裂带的发育宽度在15~36m之间变化,据多个中段的揭露,F3均以两到数条煌斑岩脉(文中将中—基性岩脉统称为煌斑岩脉)及1~2条破碎带,在破碎带中,或煌斑岩脉与破碎带接触部位,或两条窄岩脉之间有一层20~100cm宽的白色、黑色断层泥的形式出现。煌斑岩脉宽度0.7~1.3m,走向283°至322°,倾向ne或Sw,有时与F3的总体倾向并不一致,倾角在73°~88°之间,具分支复合现象,岩脉中见绢英岩化花岗岩的夹石和捕虏体,一般F3断层带两侧的煌斑岩脉完整、致密,不具导水性能。仅-285m中段揭露的第一条煌斑岩脉破碎、导水,中间的脉岩均有不同成度的风化、泥化。

断层泥出现在断层带的各个部位,但一般都在破碎带的上盘,为呈白色(不完全高岭土化)及黑色泥,厚度一般10~30cm,最宽达40~100cm(-330m中段),其倾向、倾角与F3往往并不一致,但又未超越F3断层带的范围,上、下中段也不能对应,是后期剪切活动形成的断层蛇曲滑动面。从其导出的卤水温度有随着开拓深度而增高的趋势,且补给来源较充足来看,也说明了F3的发育深度是很大的,从平面上来看,F3往西北方向逐渐变窄。

F3断层具有多期活动的特征。煌斑岩脉沿断裂带充填,说明在充填前或充填时已有一定的构造空间。破碎带内见煌斑岩角砾,说明岩脉侵入后又有构造活动,断层泥的存在应是后期剪切滑动的产物。据采矿工程揭露,F1断层被F3断层错断,水平位移20~40m,因此F3的后期活动应晚于F1。[2]

根据F3断裂内的煌斑岩中含有黄铁绢英岩的捕虏体或角砾等特点,认为该断裂是成矿后活动较强的断裂。由于该断裂的破碎带以角砾岩为主,未被胶结,故富水性和导水性良好。又因其切割F1断层向西北端伸入渤海,其不仅局部破坏了F1的隔水层,而且也沟通了海水与采区的水力联系,造成采矿坑道大量涌水。

3、历年来F3断裂带的危害情况

由于F3断裂是一条区域性大断裂,断裂带宽度较大,经过了多次的构造运动,特别是后期的活动,使得带内岩石极为破碎,产生的断层角砾又未被胶结,这就为地下水的存储及运移提供了较好的空间,储存有丰富的地下水,同时接受海水的弱渗透补给,因此极易发生各种水文地质和工程地质灾害。-330m中段平巷在过F3断层时,曾突水240米3/时,跨塌严重,发生泥石流近千方,采取了很多措施才掘进通过。在-555m中段平巷施工中出现150米3/时的涌水,造成大斜坡道部分巷道被淹没,影响了矿山的正常安全生产。

4、对F3断裂带地质灾害的防治措施

4.1预注浆堵水:

在对F3断裂带的地质灾害防治,采取了巷道周边布孔进行注浆堵水加固的方案。由于F3断裂带的涌水压力较大,所以预注浆采用水泥-水玻璃双液注浆。一般在F3断裂带前保留至少5m的完整岩石作为止浆墙,并防止涌水处岩石强度低,经受不住工作面注浆压力而垮塌,每个断面布置15~18个探水注浆孔,同时对顶板各孔放入钢管或钢筋进行锚固,掘进通过后应立即永久支护,不能暴露的时间太长,尤其应保证质量。通过采取这些措施,F3断裂带的水文地质及工程地质条件大为改善,保证了深部各开拓巷道都顺利通过。

4.2制定合理的矿山开拓、采矿设计方案

依据矿山水文地质条件的实际情况,制定有针对性的开拓设计方案,是矿山防治水的另一项关键内容。巷道工程频繁穿越富水区、导水断裂带,会造成严重的工程浪费,在矿山开拓设计时尽量避开F3断裂带,三山岛金矿深部大斜坡道设计在F3断裂带的南部,按45m高程分中段开拓,用下部中段基建平巷疏干上部中段,使上部中段能在疏干条件下进行采矿作业。由于F3断裂带位于矿床的中部,对于北翼矿体的开采,采用开拓中段巷穿过F3断裂带,下盘设计施工辅助斜坡道的方法进行分层开采。矿山在分段巷道的设计过程中,也尽量采取“避让”的方法,均取得了较好的效益。[3]

5、结论

突水是滨海及大水矿山所面临的主要危害之一,特别是较大的突水,极易造成矿山设备损害,坑道被淹,危及井下作业人员的人身安全,严重影响矿山的生产安全。[2]通过对三山岛金矿F3断裂带地质灾害防治的研究,总结出沿海矿山的开采首先要查清矿区的水文地质条件,针对实际情况尽量采取“避让”的方法进行开拓设计,坚持“有疑必探,先探后掘”的原则,对于复杂地段采用预注浆,掘进通过后立即永久支护,是水文地质灾害切实有效地防治方法。

参考文献:

[1]史维全,柳俨桓,金刚等.山东省莱州市三山岛金矿2006年资源储量核实报告[R].烟台:山东正元地质资源勘查有限责任公司.2006.