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对矿山地质灾害治理的初探

时间:2022-12-09 18:20:09 来源:网友投稿

摘 要 在矿山开采中,受周边复杂的地质条件和人为因素的影响,诱发了地面塌陷、瓦斯突出、冒顶和坑道突水等大量地质灾害。随着矿山地质灾害问题日趋严重,潜在的致灾隐患则不断增多,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,值得我们进一步关注和认真思考。

关键词 矿山;地质;灾害;治理

引言

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。由于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和问题十分严重,在某种程度上,严重威胁了一些地区矿产资源开发的可持续发展。

1 矿山地质灾害的类型、表现形式

矿山地质灾害的类型[1]跟矿山的大小、采矿技术、矿产种类及矿山地域有很大关系。

目前来看,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。具体来说:(1)岩土体变形灾害:矿山地面和采空区塌陷;采矿场边坡失稳、滑坡与岩崩;坑内岩爆又称矿山冲击;采矿诱发地震;场库失稳。(2)地下水位改变引起的灾害:矿坑突水涌水,突发性强、规模大,后果严重;坑内溃沙涌泥,是常与矿坑突水相伴而生的灾害;采矿、选矿产生的“三废”物质,导致环境污染,采矿还会造成水土流失、土地沙化、盐渍化、地下水断流等。(3)矿体内因引起的灾害:瓦斯爆炸和矿坑火灾;矿山地热灾害。

2 矿山地质灾害的原因与治理对策

2.1 矿山地质灾害成因

第一,客观因素[2]。受制于当前科学技术水平的局限性,使得采矿活动只能在地球表面及岩石圈内开展。采矿前,地球表面与岩石圈处于平衡状态,而在采矿过程中,大量的矿石、岩石被挖出地壳内部。尤其通过钻采、坑采或露天开采、液采等形式,它们都不同程度地瓦解地壳固有的机体,打破地壳原来的平衡状态,扰乱地壳物质的稳固性。采矿活动本身即是矿山地质灾害出现的根本原因。采矿尤其是地下采矿要将矿坑下积水清理干净,同时还要处理地层漏水,这必然会破坏地下水的平衡性,从而影响地层平衡和稳定。另外,不合理开采,也会引发各种地质灾害如矿坑突水、偏帮、瓦斯爆炸等。第二,主观因素:长期以来,在金钱和利益的驱使下,很多地方、民营小煤矿、小金属矿等都加入到采矿行业中来,争夺资源或独立于国营大矿山上,从而引发各种矿山瓦斯泄露与透水等问题。近年,矿山腐败现象严重,不少国营矿山还相继的被私人承包,他们将安全生产抛之脑后。这也是导致矿山地质灾害频频出现的一个重要原因。

2.2 治理的方法措施

(1)采空区塌陷防治,采取:①充填复垦法:该方法是治理矿区采空区塌陷的常用的防治措施。②崩落法:利用深孔爆破的方法将采空区围岩崩落,填充采空区。③支撑法:以矿柱或支架等支撑采空区,防止其发生危险变形。④封闭法:封闭不影响主矿体开采、主矿道的小采空区。

(2)岩爆的防治,采取预测预报方法:钻屑法或岩心饼化法、地球物理法、位移测试法、水分法、温度变化法、统计法、地震波预测法、声发射(A-E)法。①设计阶段的防治对策:洞轴线的选择、洞室断面形状选择;②施工阶段的防治对策:超前应力解除法、喷水或钻孔注水促进围岩软化、选择合适的开挖方式、减少岩体暴露的时间和面积、岩爆发生的处理措施。合理选择围岩的支护加固措施:喷混凝土或钢纤维喷混凝土加固、钢筋网喷混凝土加固、周边锚杆加固、格栅钢架加固、必要时可采取超前支护。(3)滑坡防治措施,通过对滑坡进行支挡、锚固等措施以对边坡加固来改变滑体外形以及疏排地表、地下水等措施,对危险性较高的坡体应尽量采用降低边坡高度和放缓坡脚、削坡减载等措施来实现永久性改变边坡岩土体内应力状态。

(4)崩塌的防治对策,减小开挖边坡台阶高度。在风化破碎面积广和软结构面的区域要通过减小高度或减缓边坡等措施来降低其自身重量,研究数据显示,8m左右的台阶高度,其效果是最明显的。阻拦滚石。在滚石现象常发的地段,要立好安全警戒标志,同时在坡脚处还应安放一些拦截构筑物,在坡脚的一定距离处可倒放生产剥离物以利于组织滚石、渣土,在爆破作业活动中,要综合边坡预裂爆破、逐孔降震控制爆破技术措施。

(5)煤与瓦斯突出的防治措施:在有突出危险的煤层内均匀布置钻孔并预先抽放一定时间的瓦斯以降低瓦斯压力与瓦斯含量,并使地应力下降、煤层强度增加;在工作面前方一定距离的煤体内,超前钻探一定数量的大口径钻孔,使煤层内的瓦斯得以提前释放;利用封堵、引排、抽放等综合方法处理洞穴内积存的瓦斯;为防止煤与瓦斯突出造成严重危害,必须加强煤层顶板管理和地应力监测,加强职工安全教育

(6)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。

(7)水土流失防治,保持水土林草措施是关键措施,其主要是要建立起能够水蚀、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。在矿区主井和风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反流;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。

2.3 治理对策建议

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,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,应制定具体的防治手段,建议:

(1)建立矿山生态风险评价体制,并制定环境保护与恢复治理的政策法规和规划体系。在实施矿山开采活动前,应当根据矿区各类资源赋存情况,对矿山开采后可能引起的生态破坏类型和程度进行评价,并確定治理方法。以及确定开采者从事开采和生态重建的技术和经济能力等。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垦纳入法规,强制推行。矿山的开发应符合国家法律法规。做到环境与经济的双赢,走可持续发展的道路。

(2)加强宣传,普及矿山地质灾害防治知识,提高全民的防灾意识,掌握预防灾害的一些有效方法及遇险撤离等常识,避免或减轻灾害造成的损失。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)建立灾害监测网络和预警信息系统,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,对滑坡、泥石流、崩塌和地面沉降等灾害易发区进行严密监视,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,及时做地质勘查,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。总之应针对不同类型的地质灾害,结合当地实际,采取综合治理措施,可取得良好的效果。

3 结束语

我国矿山分布广泛,引发矿山灾害的原因很多,后果也很严重,但主要原因还是没有对矿山进行科学合理开采,矿山企业利益至上,安全、环保意识淡漠、麻痹大意。所以,只有科学进行矿产开采、保护矿山周边环境、注重监测和促进信息化管理、防治矿山地质灾害,矿业才能真正实现可持续发展。必须科学勘探和开发矿山资源,运用先进的监测地质灾害技术与开采技术,及时做好矿山地质灾害防治工作,确保矿业的稳步发展。

参考文献

[1] 杜江丽.矿山地质灾害类型及基本特征[A],陕西省地质环境监测总站学术研讨会优秀论文,2013.

[2] 衣昊鹏,姜震.矿山地质灾害原因及防治措施[J],科技创新导报,2010,(4):126-126.

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