论文部分内容阅读
[摘 要]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小分支,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,各种矿山地质灾害明显上升,该文作者结合在湖南省多年矿山勘查的工作经验,详细介绍了矿山各种地质灾害的类型、产生、危害和防治对策,并提出相应的勘查方法。下面文章对勘查的方法等内容进行简要分析,以供参考。
[关键词]地质灾害;勘查方法;预防措施
中图分类号:P694 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)07-0223-01
地质灾害在成因上具备自然演化和人为诱发的双重性,它既是自然灾害的组成部分,同时也属于人为灾害的范畴。在某种意义上,地质灾害已经是一个具有社会属性的问题,已经成为制约社会经济发展和人民安居的重要因素。因此,地质灾害防治就不仅是指预防、躲避和工程治理,在高层次的社会意识上更表现为努力提高人类自身的素质,通过制定公共政策或政府立法约束公众的行为,自觉地保护地质环境,从而达到避免或减少地质灾害的目的。
1 主要地质灾害类型
1.1 塌陷
当地下矿层被采出之后,采空区的顶板岩层在自身重力和其上覆岩层的压力作用下,产生向下的弯曲和移动。当顶板岩层内部所形成的拉张应力超过该层岩层的抗拉强度极限时,直接顶板首先发生断裂和破碎并相继冒落。接着是上覆岩层相继向下弯曲、移动,进而发生断裂和离层。随着采矿工作面向前推进,受到采动影响的岩层范围不断扩大。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,从而危及地表的各种建筑物和农田等。岩溶塌陷是岩溶充水矿床疏排地下水所引起的。塌陷不仅出现在煤炭矿山而且也出现在有色金属、黑色金属、化工及核工业矿山。从地理方面看,几乎遍布南方各省,尤以湘、粤、鄂、桂、赣诸省居多。对矿山采空区塌陷的治理方案很多,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。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。
1.2 滑坡
滑坡活动受多种因素影响,主要发生在雨季。而软硬相间岩层,由于差异风化,坚硬岩体突出,由结构面切割或重力蠕变,坚硬岩体就会产生崩塌、落石。地质构造发育使完整岩石被分割成割裂体,割裂体在诱发因素下失稳而形成崩场,因此构造越发育,岩体越破碎,越易产生崩塌、落石。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,它们多张开且平行于边坡面并使原有裂隙扩展和张开,由其所切割的岩体,可能失稳而形成崩塌滑坡。露天矿边坡,必须对其进行经常性的检查和维护,用以保证边坡稳定,防止灾害发生。建立一支边坡维护专业队伍,加强检查维修,必要时进行人工放坡,铺上草皮,植上灌木,砌筑局部挡土墙或者预埋防滑坡的木桩。要设置排水网络,防止地表雨水流入矿坑冲刷边坡,润滑层理深凹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。
1.3 泥石流
在收集已有资料的基础上,在泥石流活动区域进行泥石流形成、活动、堆积特征、发展趋势与危害等实地调查、综合分析与评判,采用测绘、勘探(钻探、物探等)、试(实)验等手段进行调查。勘探的主要方法:(1)地面调查为主。充分利用航卫片、地形图、水文气象资料和地方志等资料。(2)调查从堆积扇的水边线开始,至沟源,从分水岭府览全流域。(3)堆积扇调查内容①形态的完整性:反映主沟和支沟输沙能力的关系;②挤压主河程度:据主河挤压变形来判别,按弯曲和偏移程度来定级;③巨石粒径与平均粒径測量:用线格法或网格法测量50~100个巨石的三轴向尺寸,计算几何平均粒径,作为该沟泥石流级的参考。(4)在可能采取防治工程的地段采用钻探、物探、坑槽探,采集具有代表性的原状岩、土试样。
2 矿山地质灾害的勘查方法
2.1 3S技术的应用
GIS,GPS和RS技术的应用,可以从宏观上掌握地质灾害的分布、发生、发展规律。如GPS可以对灾害发生地进行精确定位;RS技术可以利用矿区的多时相遥感图像进行叠加分析,获取矿区不同时期的地貌破坏程度、塌陷区的形态、面积、矿业废弃物的类型及分布状况、环境污染状况及生态环境状况;GIS技术可以对矿山灾害信息数据进行空间有效分析,方便管理人员迅速掌握灾情,有效进行防灾减灾工作。3S技术的应用弥补了以前常规的技术手段(如地形测量等)难以胜任的空白,特别是对危险地带矿山灾害的调查,如矿山积水塌陷区等。
2.2 矿山地质灾害的预防
政府主管部门要加大对矿山环境与灾害源的监管与治理力度,防止新的隐患发生。矿山企业要规范开采行为,合理开发矿产资源,处理好短期经济利益和长远发展的关系,将防灾减灾工作始于矿山设计并延续到闭坑之后。注重矿山地质灾害的防治研究,将其列入矿业领域的基础性研究,把矿山灾害、环保、安全生产统一起来。灾害研究要充分依靠科技进步,采用高新技术,研究灾害的发生机制,建立灾害的监测、预报和评估信息系统。
例如,将矿业开发产生的地下空区改建尾矿库,既能消除因地下空区给矿山带来的安全隐患,又能减少尾矿库建设、经营、灾害治理等费用,改善矿山生产和生活环境,把矿山建设成为环保型和无公害型的新矿山,它将是我国今后开发矿业的发展方向。确定了采空区的位置以后,防治矿山采空区地质灾害的方法很多,主要有以下几种:(1)采矿过程中,及时回填采空区。(2)对可能造成塌陷的位置提出预警措施,对现有的建筑和设置采取必要的预防措施。(3)矿山设计应避开城市和重要设施。此外,构建信息化矿山,开创安全、高效、可持续的矿业发展新模式,是中国采矿业未来发展的必由之路。
综上所述,科学的采矿方法将被越来越广泛地采用,现有的技术手段完全可以避免矿山开采引发的不良地质灾害的产生。在矿山开采问题上我们必须坚持“谁开发谁保护,谁闭坑谁复垦,谁破坏谁治理”的原则,加强对矿山环境的管理。只有解决好矿山开采与环境保护之间的矛盾,才能促进中国采矿业的持续发展。
参考文献
[1] 杨进,武炜.地球物理方法在地质灾害勘查中的应用[J].物探与化探,2003,(05):333-337.
[2] 邰胜鹏,龙正谭.城市地质灾害勘查技术研究与防治措施的应用[J].资源信息与工程,2017,32(01):187-188.
[3] 刘英超,刘莹.滑坡地质灾害勘查及防治治理分析[J].科技创新导报,2015,12(02):69.
[关键词]地质灾害;勘查方法;预防措施
中图分类号:P694 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)07-0223-01
地质灾害在成因上具备自然演化和人为诱发的双重性,它既是自然灾害的组成部分,同时也属于人为灾害的范畴。在某种意义上,地质灾害已经是一个具有社会属性的问题,已经成为制约社会经济发展和人民安居的重要因素。因此,地质灾害防治就不仅是指预防、躲避和工程治理,在高层次的社会意识上更表现为努力提高人类自身的素质,通过制定公共政策或政府立法约束公众的行为,自觉地保护地质环境,从而达到避免或减少地质灾害的目的。
1 主要地质灾害类型
1.1 塌陷
当地下矿层被采出之后,采空区的顶板岩层在自身重力和其上覆岩层的压力作用下,产生向下的弯曲和移动。当顶板岩层内部所形成的拉张应力超过该层岩层的抗拉强度极限时,直接顶板首先发生断裂和破碎并相继冒落。接着是上覆岩层相继向下弯曲、移动,进而发生断裂和离层。随着采矿工作面向前推进,受到采动影响的岩层范围不断扩大。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,从而危及地表的各种建筑物和农田等。岩溶塌陷是岩溶充水矿床疏排地下水所引起的。塌陷不仅出现在煤炭矿山而且也出现在有色金属、黑色金属、化工及核工业矿山。从地理方面看,几乎遍布南方各省,尤以湘、粤、鄂、桂、赣诸省居多。对矿山采空区塌陷的治理方案很多,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。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。
1.2 滑坡
滑坡活动受多种因素影响,主要发生在雨季。而软硬相间岩层,由于差异风化,坚硬岩体突出,由结构面切割或重力蠕变,坚硬岩体就会产生崩塌、落石。地质构造发育使完整岩石被分割成割裂体,割裂体在诱发因素下失稳而形成崩场,因此构造越发育,岩体越破碎,越易产生崩塌、落石。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,它们多张开且平行于边坡面并使原有裂隙扩展和张开,由其所切割的岩体,可能失稳而形成崩塌滑坡。露天矿边坡,必须对其进行经常性的检查和维护,用以保证边坡稳定,防止灾害发生。建立一支边坡维护专业队伍,加强检查维修,必要时进行人工放坡,铺上草皮,植上灌木,砌筑局部挡土墙或者预埋防滑坡的木桩。要设置排水网络,防止地表雨水流入矿坑冲刷边坡,润滑层理深凹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。
1.3 泥石流
在收集已有资料的基础上,在泥石流活动区域进行泥石流形成、活动、堆积特征、发展趋势与危害等实地调查、综合分析与评判,采用测绘、勘探(钻探、物探等)、试(实)验等手段进行调查。勘探的主要方法:(1)地面调查为主。充分利用航卫片、地形图、水文气象资料和地方志等资料。(2)调查从堆积扇的水边线开始,至沟源,从分水岭府览全流域。(3)堆积扇调查内容①形态的完整性:反映主沟和支沟输沙能力的关系;②挤压主河程度:据主河挤压变形来判别,按弯曲和偏移程度来定级;③巨石粒径与平均粒径測量:用线格法或网格法测量50~100个巨石的三轴向尺寸,计算几何平均粒径,作为该沟泥石流级的参考。(4)在可能采取防治工程的地段采用钻探、物探、坑槽探,采集具有代表性的原状岩、土试样。
2 矿山地质灾害的勘查方法
2.1 3S技术的应用
GIS,GPS和RS技术的应用,可以从宏观上掌握地质灾害的分布、发生、发展规律。如GPS可以对灾害发生地进行精确定位;RS技术可以利用矿区的多时相遥感图像进行叠加分析,获取矿区不同时期的地貌破坏程度、塌陷区的形态、面积、矿业废弃物的类型及分布状况、环境污染状况及生态环境状况;GIS技术可以对矿山灾害信息数据进行空间有效分析,方便管理人员迅速掌握灾情,有效进行防灾减灾工作。3S技术的应用弥补了以前常规的技术手段(如地形测量等)难以胜任的空白,特别是对危险地带矿山灾害的调查,如矿山积水塌陷区等。
2.2 矿山地质灾害的预防
政府主管部门要加大对矿山环境与灾害源的监管与治理力度,防止新的隐患发生。矿山企业要规范开采行为,合理开发矿产资源,处理好短期经济利益和长远发展的关系,将防灾减灾工作始于矿山设计并延续到闭坑之后。注重矿山地质灾害的防治研究,将其列入矿业领域的基础性研究,把矿山灾害、环保、安全生产统一起来。灾害研究要充分依靠科技进步,采用高新技术,研究灾害的发生机制,建立灾害的监测、预报和评估信息系统。
例如,将矿业开发产生的地下空区改建尾矿库,既能消除因地下空区给矿山带来的安全隐患,又能减少尾矿库建设、经营、灾害治理等费用,改善矿山生产和生活环境,把矿山建设成为环保型和无公害型的新矿山,它将是我国今后开发矿业的发展方向。确定了采空区的位置以后,防治矿山采空区地质灾害的方法很多,主要有以下几种:(1)采矿过程中,及时回填采空区。(2)对可能造成塌陷的位置提出预警措施,对现有的建筑和设置采取必要的预防措施。(3)矿山设计应避开城市和重要设施。此外,构建信息化矿山,开创安全、高效、可持续的矿业发展新模式,是中国采矿业未来发展的必由之路。
综上所述,科学的采矿方法将被越来越广泛地采用,现有的技术手段完全可以避免矿山开采引发的不良地质灾害的产生。在矿山开采问题上我们必须坚持“谁开发谁保护,谁闭坑谁复垦,谁破坏谁治理”的原则,加强对矿山环境的管理。只有解决好矿山开采与环境保护之间的矛盾,才能促进中国采矿业的持续发展。
参考文献
[1] 杨进,武炜.地球物理方法在地质灾害勘查中的应用[J].物探与化探,2003,(05):333-337.
[2] 邰胜鹏,龙正谭.城市地质灾害勘查技术研究与防治措施的应用[J].资源信息与工程,2017,32(01):187-188.
[3] 刘英超,刘莹.滑坡地质灾害勘查及防治治理分析[J].科技创新导报,2015,12(02):69.