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[摘 要]作者通过多年来在煤矿地质工作的实践,通过不断的学习和总结,研究分析了矿山地质灾害的特点、诱发因素及研究中存在的问题,本文通过对矿山地质灾害特点及诱发因素及存在问题进行了分析,并提出了针对性地提出防治对策。
[关键词]矿山 地质灾害 研究分析
中图分类号:TD161 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)41-0374-01
1 我国矿山地质灾害概述
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。矿山地质灾害是由于矿山开采的深入使得地质环境,自然环境遭到了严重的破坏而引起的一系列灾害:如地震、滑坡、崩塌、泥石流、地面沉陷、地下水位下降和水质恶化。农田水土化学污染和土壤盐渍化,沙漠化及各类矿山地质灾害。给国家带来了严重经济损失,所以矿山地质灾害的预防与治理便提上了议事日程。由于我国是采矿大国,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。
2 矿山地质灾害特点及诱发因素分析
总体而言,我国目前矿山地质灾害具有以下特点:
⑴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,都是从地壳“机体”中挖“肉”,“肉”挖出后,留下千疮百孔的空洞。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。
⑵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.
(3)灾害类型与矿山规模、开采方式、矿产类型及所处地域相关。一般来说,露天矿山灾害类型多为水土流失、排土场(山体)滑坡、泥石流、边坡坍塌等。地下开采受采空区影响,灾害类型多为地面塌陷、地裂缝、冒顶、岩爆、突水、瓦斯、地表水土污染、尾矿泥石流以及矿井抽排水导致的近地表水源枯竭等。
(4)矿山地质灾害诱发因素各不相同。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,摈弃常规,如采富弃贫、求近避远,结果为后期发展埋下灾害隐患。
3 矿山地质灾害研究中存在的问题
开展矿山地质灾害的研究工作,掌握其现状和发展趋势,对灾害进行分类,研究其防治措施,建立科学防灾决策系统,对促进我国矿山的可持续发展以及整个国民经济的持续、稳定发展具有重要意义。我国煤炭行业对煤矿开采引起的地质灾害问题,进行过详细的普查与研究,如对地表塌陷灾害的研究,取得了较好的效果。而其它行业对地质灾害的研究,至今仍缺乏系统性。只是针对影响矿山生产安全的一些具体问题,从技术角度进行分析研究,比如地表岩移规律研究、地下采场冒顶、片帮、岩爆及露天边坡稳定性研究等,已取得大量成果,为确保矿山的安全生产起到了重要作用。但相对而言,研究仍处于起步阶段,且存在以下问题:
(1)矿山地质灾害的研究尚未纳入国家防灾减灾体系,研究大多是基于一个行业或一个企业范围内,只是针对单个或几个问题从技术和安全生产角度给以解决,缺乏系统化。
(2)对矿山地质灾害的灾情没有全面详细普查,尚未建立全国性的矿山地质灾害信息库,更谈不上对灾情的综合分析、评价及预报。
(3)多数矿山企业在问题出现时,都很积极地与相关科研机构合作,对灾害进行研究,一旦问题暂时解决,就不再进行深入研究。使得矿山灾害的研究多为短期行为,缺乏长期性,以致研究资料不连贯,利用价值不高,形成一种成果虽多,效果不大;经常研究,却问题不断的现象。
(4)矿山生产属高危险行业,安全是第一位的。而灾害的防范需投入大量资金和人力物力,却没有直接经济产出,在不发生灾害性事故时,其经济效益往往是看不到的,这就使得长期以来人们宁愿灾后治理也不愿预先防范。研究经费的投入自然难以保障,效果也就不会太好,近几年来,国土资源部已加强了矿山地质灾害的调查研究工作,但由于此项工作刚刚开始,工作程度很低, 50余年矿业开发导致的地质灾害问题现状总体不清,从而严重影响了国家建立与完善矿山环境地质立法、制定矿产资源合理开发利用和矿区生态环保规划、开展矿山生态环境恢复治理以及促进绿色矿业的实施等工作。因而全面开展“全国矿山地质灾害调查与评估”工作,尽快查明矿山地质灾害问题的历史、现状及发展趋势,是一项十分迫切和必要的基础性地质工作,具有重要的经济效益、环境效益和社会效益。
4 矿山地质灾害的防治对策
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:
⑴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。
⑵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害复发的隐患。
⑶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) 。
⑷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。
⑸作好坑道的排水设计,以防因矿坑涌水造成危害。
⑹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。
⑺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。
结束语:
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造成的矿山疏于管理,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,潜在的致災隐患不断增多,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。所以研究矿山地质灾害,并做好预防工作对企业的长足发展十分重要。
参考文献
[1] 张学军.矿井水害治理实践与探讨[J].给水排水,2005(2).
[2] 中国矿院煤田地质勘探教研室*《煤矿地质学》021*北京:煤炭工业出版社。
[3] 郑颖平,赵志根.浅析煤矿地质灾害的经济评价[J].西部探矿工程.2005,112(8):243-244.
[4] 翟文杰,钟以章,姜德录等.抚顺西露天煤矿地质灾害预测[J].自然灾害学报.2006.15(4):132- 137.
作者简介:
毕业于中国矿业大学地质工程(北京)矿井地质技术员.
[关键词]矿山 地质灾害 研究分析
中图分类号:TD161 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)41-0374-01
1 我国矿山地质灾害概述
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。矿山地质灾害是由于矿山开采的深入使得地质环境,自然环境遭到了严重的破坏而引起的一系列灾害:如地震、滑坡、崩塌、泥石流、地面沉陷、地下水位下降和水质恶化。农田水土化学污染和土壤盐渍化,沙漠化及各类矿山地质灾害。给国家带来了严重经济损失,所以矿山地质灾害的预防与治理便提上了议事日程。由于我国是采矿大国,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。
2 矿山地质灾害特点及诱发因素分析
总体而言,我国目前矿山地质灾害具有以下特点:
⑴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,都是从地壳“机体”中挖“肉”,“肉”挖出后,留下千疮百孔的空洞。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。
⑵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.
(3)灾害类型与矿山规模、开采方式、矿产类型及所处地域相关。一般来说,露天矿山灾害类型多为水土流失、排土场(山体)滑坡、泥石流、边坡坍塌等。地下开采受采空区影响,灾害类型多为地面塌陷、地裂缝、冒顶、岩爆、突水、瓦斯、地表水土污染、尾矿泥石流以及矿井抽排水导致的近地表水源枯竭等。
(4)矿山地质灾害诱发因素各不相同。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,摈弃常规,如采富弃贫、求近避远,结果为后期发展埋下灾害隐患。
3 矿山地质灾害研究中存在的问题
开展矿山地质灾害的研究工作,掌握其现状和发展趋势,对灾害进行分类,研究其防治措施,建立科学防灾决策系统,对促进我国矿山的可持续发展以及整个国民经济的持续、稳定发展具有重要意义。我国煤炭行业对煤矿开采引起的地质灾害问题,进行过详细的普查与研究,如对地表塌陷灾害的研究,取得了较好的效果。而其它行业对地质灾害的研究,至今仍缺乏系统性。只是针对影响矿山生产安全的一些具体问题,从技术角度进行分析研究,比如地表岩移规律研究、地下采场冒顶、片帮、岩爆及露天边坡稳定性研究等,已取得大量成果,为确保矿山的安全生产起到了重要作用。但相对而言,研究仍处于起步阶段,且存在以下问题:
(1)矿山地质灾害的研究尚未纳入国家防灾减灾体系,研究大多是基于一个行业或一个企业范围内,只是针对单个或几个问题从技术和安全生产角度给以解决,缺乏系统化。
(2)对矿山地质灾害的灾情没有全面详细普查,尚未建立全国性的矿山地质灾害信息库,更谈不上对灾情的综合分析、评价及预报。
(3)多数矿山企业在问题出现时,都很积极地与相关科研机构合作,对灾害进行研究,一旦问题暂时解决,就不再进行深入研究。使得矿山灾害的研究多为短期行为,缺乏长期性,以致研究资料不连贯,利用价值不高,形成一种成果虽多,效果不大;经常研究,却问题不断的现象。
(4)矿山生产属高危险行业,安全是第一位的。而灾害的防范需投入大量资金和人力物力,却没有直接经济产出,在不发生灾害性事故时,其经济效益往往是看不到的,这就使得长期以来人们宁愿灾后治理也不愿预先防范。研究经费的投入自然难以保障,效果也就不会太好,近几年来,国土资源部已加强了矿山地质灾害的调查研究工作,但由于此项工作刚刚开始,工作程度很低, 50余年矿业开发导致的地质灾害问题现状总体不清,从而严重影响了国家建立与完善矿山环境地质立法、制定矿产资源合理开发利用和矿区生态环保规划、开展矿山生态环境恢复治理以及促进绿色矿业的实施等工作。因而全面开展“全国矿山地质灾害调查与评估”工作,尽快查明矿山地质灾害问题的历史、现状及发展趋势,是一项十分迫切和必要的基础性地质工作,具有重要的经济效益、环境效益和社会效益。
4 矿山地质灾害的防治对策
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:
⑴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。
⑵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害复发的隐患。
⑶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) 。
⑷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。
⑸作好坑道的排水设计,以防因矿坑涌水造成危害。
⑹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。
⑺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。
结束语:
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造成的矿山疏于管理,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,潜在的致災隐患不断增多,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。所以研究矿山地质灾害,并做好预防工作对企业的长足发展十分重要。
参考文献
[1] 张学军.矿井水害治理实践与探讨[J].给水排水,2005(2).
[2] 中国矿院煤田地质勘探教研室*《煤矿地质学》021*北京:煤炭工业出版社。
[3] 郑颖平,赵志根.浅析煤矿地质灾害的经济评价[J].西部探矿工程.2005,112(8):243-244.
[4] 翟文杰,钟以章,姜德录等.抚顺西露天煤矿地质灾害预测[J].自然灾害学报.2006.15(4):132- 137.
作者简介:
毕业于中国矿业大学地质工程(北京)矿井地质技术员.