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标题 矿山开采引发的地质灾害及治理措施探究
范文

    刘晓宏

    摘 要:本文对矿山开采引发的主要地质灾害类型及地质灾害的预防和治理措施进行了分析和探讨。

    关键词:矿山;地质;灾害;治理

    中图分类号:F407 文献标识码:A

    1 矿业开发与地质灾害

    矿山地质灾害是指由于自然地质作用和人为地质作用使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。影响矿山地质灾害发生的主要因素在于人类对矿山的开采。而国土资源部按致灾地质作用的性质和发生位置进行科学划分,将地质灾害分为 12 类、48 种,矿山地质灾害是地质灾害的一个小分支。

    2 矿山开采引发的主要地质灾害类型

    矿山地质灾害根据成灾与时间的关系等来划分,主要包括矿坑突水、瓦斯爆炸、岩爆等表现形式的突发性矿山地质灾害和采空区的地面变形、环境污染等表现形式的换发型矿山地质灾害。现实生产生活中多见的是以灾害的空间分布和成因关系进行分类,会产生岩土体变形、地下水位改变和矿体内因等地质灾害。

    2.1 冒顶片帮。在矿山开采的地质灾害中,冒顶灾害事故最为高发,是一种危害矿山生产安全的主要地质灾害类型。主要表现为岩层脱落、块体冒落、不良地层塌落及其它等各种垮塌,该种事故多发生在稳定性较差的矿岩和软弱夹层部位,这种地质灾害类型具有突发性和高发性的特点,会给矿山从业者的生命安全造成威胁。

    2.2 泥石流。所谓的泥石流,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,在矿山的资源开采中,由于山上的植被和岩石遭到破坏,特别是在暴雨天气经过水的搬运作用,会形成降雨性的泥石流,这种泥石流的发生也有其自身的特点,一般由石块、沙砾和粘土组成,目前中国矿山泥石流的发生和隐患主要与矿山开采中的废石堆较多、拦护措施差、结构松散等有关。

    2.3 采空区塌陷。采空区塌陷的现象主要发生在以空场法、崩落法进行开采的地下矿山区域,在形成一定规模后自然发生垮落,一旦无法及时有效地进行预防处理,将会诱发严重的事故隐患,甚至在近地表的岩移中,威胁到地表建筑和道路的使用质量安全,严重的还可进一步引发大规模山体滑移。一旦达到一定的采空规模,而不进行及时有效的填充,就很容易导致崩塌灾害,这一情况在对金属矿的开采中更为常见。此外,采空区塌陷灾害还会引发其它的地质灾害,比如地裂缝、滑坡、崩塌等,都会给地表的各种建筑和农田等造成不同程度的危害。究其根源,影响采空区塌陷的因素是多方面的,从灾害塌陷区的范围、塌陷幅度和塌陷时间进程等方面研究考察可以发现,其成因过程是十分复杂的,除了受到矿区地质地形 (岩层的结构、构造、岩性、成分) 等客观自然条件因素的影响外,还与开采技术(现场观察、测量、自我意志) 等人为条件有着密切的关系。因而,至今尚未形成公认的通用采矿塌陷机理,当前业内盛行的几种假说也只是从多角度对各类矿山塌陷的形成机制进行了某些侧面的诠释。

    2.4 崩塌滑坡。崩塌、滑坡地质灾害在露天开采和地下开采中都会发生,并都有可能带来较为严重的经济损失,其区别在于:露天开采的崩塌滑坡主要表现为矿边坡的滑落,而井下开采则多数由采空区塌陷引发的。该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。

    2.5 它地质灾害。除了上述一些较为突出的地质灾害外,还包括同样会威胁到矿山地质环境的矿震、地热、瓦斯突出、地表塌陷、深部岩爆、井下突水、地下水位下降和水土流失等。

    3地质灾害的预防和治理措施

    3.1 地质灾害预测报告。我们在现实的井下地质灾害预测预报中可利用技术手段采用一些探测仪器来进行地质情况的勘测,为地质灾害的防治提供参考。其中在当前的隧道开挖地质灾害预警预报中运用比较广泛的有:a TSP 方法。具有适用范围广、预报距离长、对隧道施工干扰小、预报精度高的特点。有效预测掌子面前方 100 m~150 m 距离的采空区位置和规模、塌方、突泥、突水等施工地质灾害;b直流电法。即利用空间电法勘探,来判断围岩的含水、导水地质构造状况,从而有效避免断层、裂隙、塌陷等地质灾害的发生;c地质素描法、地质雷达法、红外探测法、超前水平钻孔等其它探测法。

    3.2 环境岩土工程治理技术。该种技术更注重对一些具体地质灾害的防治。环境岩土工程的治理技术主要包括如下几种情况:a岩爆应力集中,限元方法能有效释放应力;b尾矿的塌陷,可采用边采边充填、集中充填、压力注浆等填充法,来增加尾矿库的整体总量;c井下突水,除了运用物理探测法,还要采取注浆封堵、外围帷幕注浆截流等措施,预测方法主要有统计学方法、突变论方法和现场试验等;d采空区的塌陷,通常采用减少沉降高度的方法来预防,从而提升安全保障;e崩塌、滑坡灾害,要控制超采滥挖现象,做好排水工作;f对排石场内的空洞和裂缝现象,可通过高密度电阻率法和工程地震法来进行探测验证。这里需要提醒的是,对地形较为复杂的矿山场地,一定要分段勘查,在进行必要的现场试验后再确定加固设计。

    3.3 控制爆破法。在矿山开采中,通常都会借助火药来完成破碎工作,而当前最为常用的矿山控制爆破法为光面爆破法,能够有效地控制破碎程度、破坏范围、坍塌方向等,保证围岩的稳定性、降低爆震裂隙,减少危石,更好地支护坑道,有效避免和预防矿区开采中出现的坍塌、冒顶、掉块等地质灾害的发生。

    3.4 其他保护措施。即非技术措施,主要有加强立法,建立健全各项规章管理制度;建立矿山生态风险评价体制,建立灾害监测网络和预警信息系统,因地制宜地综合治理,加强环境保护和污染治理。在矿山开采规划和报批的同时,明确矿山企业保护矿山环境的责任,采用先进的采矿工艺,制定矿山环境恢复治理规划,对矿山环境保护工作进行定期监督检查。通过各级政府和国家财政为矿山的地质环境恢复提供资金保障和技术支持,积极推行地质环境保证金制度,设立防治基金来完善投入机制,减少矿山地质灾害的发生。

    结语

    加强对矿山地质灾害的重视,在今后的采矿过程中对矿体的变化进一步核实、了解,采取相应的措施,才能切实加强生态环境的保护,使矿产资源得以充分有效的利用,避免国家资源的浪费,从而提高地质灾害的防治水平,对矿产资源的合理开发与环境保护的协调发展、促进区域地质环境好转和建设“山川秀美”工程具有十分重大的现实意义。

    参考文献

    [1]闫车杰.矿山地质灾害研究及防治探讨[J].中国地质,2004,13(03):66-68.

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更新时间:2025/2/11 3:58:36