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谈矿山开采引发地质灾害与治理措施

2019/12/09 阅读:

摘要:我国有着丰富的矿物资源,矿产开发是我国经济的重要部分。但矿产开采是一项复杂且危险的工作,如果不按照生产的要求和规范进行工作,很有可能导致安全事故的发生。由于在矿山开采过程中会破坏地质结构,因此加大了地质灾害发生的概率,本文将主要阐述矿上开发引发的地质灾害的常见类型,探讨一些具体的治理措施,从而达到减少矿山人员伤亡和财产损失的目的。

关键词:矿山开采;地质灾害;治理措施

矿山地质灾害主要指由于人们对矿山的大力开采,使得矿山地质生态环境遭到严重破坏,并且对人们的生命财产损失和赖以生存的自然环境造成严重的威胁。矿山开采虽然推动了我国的经济发展,提高了人们的生活水平,满足了人们的生活需要,但由于部分矿山在开采过程中不遵循可持续发展原则,对矿山进行无节制的开采,从而加大了矿山地质灾害发生的概率。

1矿山开采引发的地质灾害类型

矿山地质灾害又叫矿井地质灾害或采矿地质灾害,矿山开采引发的地质灾害有很多种,根据地质灾害发生的位置可以分为两大类,分别是地面矿山地质灾害和井下矿山地质灾害。我国不同类型的矿山开采中,煤矿发生地质灾害是最频繁的,也是最严重的,除了煤矿之外,铁矿、铜矿等金属矿也有不同程度的矿山地质灾害,因此对矿山开采引发的地质灾害进行研究就显得十分重要。(1)冒顶片帮。冒顶片帮是所有矿山地质灾害类型中发生频率最高的灾害事件,它在矿山开采过程中发生的频率最高,对矿山的安全生产造成了严重的威胁。冒顶片帮主要是各种垮塌,由于矿山开发过程中,严重地破坏了地质结构,从而造成了岩层脱落、块体冒落、不良地层坍塌等事件。由于矿山岩石层和软弱夹层补位的稳定性很差,因此矿山岩石层和软弱夹层补位成为了冒顶片帮事故发生的主要场所,另外冒顶片帮具有突发性和随机性的特点,因此它严重威胁着矿山的安全生产。(2)泥石流。泥石流是指在山区或者其他沟谷深壑,地形险峻的地区,因为暴雨、暴雪或其他自然灾害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。在矿山开采过程中,矿山上的植被遭到严重破坏,并且岩石层的结构也会遭到破坏,由于植被和岩石层具有防风固沙的作用,因此放植被和岩石层在遭到破坏时,矿山地区发生泥石流灾害的可能性就会大大增加,另外,造成矿山地区发生泥石流灾害的原因还有,矿山堆积的废石比较多、栏护措施差等。泥石流具有突然性以及流速快,流量大,物质容量大和破坏力强等特点,如果矿山地区发生泥石流灾害,那么将给矿山企业带来严重的经济损失。(3)采空区塌陷。采空区塌陷是指在矿山开采过程中,对地下的矿产资源进行大力开采,造成了地下虚空,在形成一定的规模以后,地表结构会发生不定时地塌陷,而采空区塌陷主要用空场法和崩落法进行地下开采的地下区域。在地下矿产资源开采过程中,如果不对采空区进行及时地填充,那么将很可能发生采空区塌陷,一旦发生采空区塌陷,不仅会造成地表上的建筑物和道路塌陷,甚至有可能造成山体滑移,另外,采空区塌陷也会裂缝、崩塌等地质灾害。影响采空区塌陷发生的因素有很多,不仅受岩石结构和地表结构影响,而且受开采技术、人为操作等人为因素的影响。(4)崩塌滑坡。崩塌滑坡地质灾害发生的主要原因就是采空区塌陷,崩塌滑坡地质灾害无论是在露天开采还是井下开采都会发生,只是表现形式和影响因素不同。露天开采的崩塌滑坡主要表现为矿边坡的滑落,而井下开采的崩塌滑落主要表现为地表塌陷和崩塌,它主要是由于采空区塌陷而引起的,井下开采的崩塌滑落比露天开采的崩塌滑坡的威胁性更大,给矿山造成的经济损失更大。(5)其他地质灾害。上面所阐述的地质灾害类型比较突出,另外还有很多种矿山开采的地质灾害,比如瓦斯突出、地热、井下突水、地下水位下降、水土流失等。在矿山开采过程中,如果地下水平发生变化,那么将很可能引起矿坑突水涌水和坑内溃沙涌泥,从而对开采人员的人身安全造成了严重威胁。

2矿山开采引发的地质灾害的治理措施

(1)地质灾害预测报告。在实际的井下操作中,我们可以利用一些技术勘测手段来为地质灾害报告提供更强的可靠性,并且为地质灾害的预防和治理提供一定的有效建议。目前在开挖隧道中比较常用的地质灾害预警系统有:TSP方法、直流电流法、地质素描法、地质雷达法、红外探测法、超前水平钻孔等。其中TSP法的适用范围最为广泛,而且还具有预报距离长、预报精度高,且对隧道影响小的特点。采用这种方法能够有效预测前方100m~150m的塌方、突泥、突水等各种施工造成的地质危害。(2)环境岩土工程治理技术。环境岩土工程工程治理技术相比上面提到的TSP法来说,具有更强的针对性,能够有效对一些具体的地质灾害进行防护。环境岩土工程治理技术主要针对以下几种地质灾害进行防护。①岩石爆破应力集中时,可用于有效释放应力。②尾矿处理的问题。可以通过边采边填充等方法,增加尾矿库的整体数量。③井下突水问题。④采空区的坍塌问题,一般采用的是降低高度的方法来解决。⑤崩塌、滑坡类问题。⑥排石场内空洞裂缝的问题,主要用高密度电阻率法和工程地震法来进行勘测。(3)地质灾害勘察技术。随着科学技术的发展,地质勘察和监测技术取得了巨大的进步,因此可以将先进的地质勘察监测技术应用到矿山开采过程中,例如地球物理勘察法、测绘地理信息技术等,从而有效地降低地质灾害发生的频率。地球物理勘察法可以准确地确定出矿山岩石层、采空区、断层位移等方面的相关信息,然后根据收集到的信息对潜在的地质灾害进行预测,常用的地球物理勘察法有高密度电阻率法、激发极化法、可控源音频大地电磁法、瞬变电磁法、地面核磁共振法等。测绘地理信息技术主要包括遥感技术、全球定位系统以及地理信息系统,测绘地理信息技术很大程度地提高了我国的地质勘察水平,并且在地质灾害中应用的十分广泛,比如可以利用全球卫星定位系统对地质灾害发生的高危点位精确定位,并利用遥感卫星进行叠加分析,预测灾变发生趋势。(4)重点防治区防治措施。根据矿山的地质条件以及灾害的形成特点,可以将矿山分为不同的防治区,分别是重点防治区、次重点防治区和一般防治区。在对矿山开采引发的地质灾害的治理过程中,我们尤其要对重点防治区进行监测,从而避免地质灾害的发生。矿山工作人员可以在重点防治区做好地质勘察工作,做好各种加固和预防工作,防止坍塌、冒顶、泥石流等灾害的发生,另外也要设置拦渣坝,防止泥石流的产生,最后要根据矿山的实际情况设立监测点,做好实时检测工作。总之,矿山应该根据实际情况积极采用先进的地质灾害监测技术,加强对自然环境的保护,并且不断完善和建立风险评价机制、预警信息系统、管理规章制度等,从而做到防患于未然。

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.2014,13(3):66-68.

[2]范立民,李成,陈建平,宁建民等著.矿产资源高强度开采区地质灾害与防治技术[M].科学出版社,2016.

作者:张鹏君 单位:山东省鲁南地质工程勘察院

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