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摘要:我國(guó)有著豐富的礦物資源,礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)的重要部分。但礦產(chǎn)開(kāi)采是一項(xiàng)復(fù)雜且危險(xiǎn)的工作,如果不按照生產(chǎn)的要求和規(guī)范進(jìn)行工作,很有可能導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。由于在礦山開(kāi)采過(guò)程中會(huì)破壞地質(zhì)結(jié)構(gòu),因此加大了地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的概率,本文將主要闡述礦上開(kāi)發(fā)引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害的常見(jiàn)類型,探討一些具體的治理措施,從而達(dá)到減少礦山人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失的目的。
關(guān)鍵詞:礦山開(kāi)采;地質(zhì)災(zāi)害;治理措施
礦山地質(zhì)災(zāi)害主要指由于人們對(duì)礦山的大力開(kāi)采,使得礦山地質(zhì)生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞,并且對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)損失和賴以生存的自然環(huán)境造成嚴(yán)重的威脅。礦山開(kāi)采雖然推動(dòng)了我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,提高了人們的生活水平,滿足了人們的生活需要,但由于部分礦山在開(kāi)采過(guò)程中不遵循可持續(xù)發(fā)展原則,對(duì)礦山進(jìn)行無(wú)節(jié)制的開(kāi)采,從而加大了礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的概率。
1礦山開(kāi)采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害類型
礦山地質(zhì)災(zāi)害又叫礦井地質(zhì)災(zāi)害或采礦地質(zhì)災(zāi)害,礦山開(kāi)采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害有很多種,根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的位置可以分為兩大類,分別是地面礦山地質(zhì)災(zāi)害和井下礦山地質(zhì)災(zāi)害。我國(guó)不同類型的礦山開(kāi)采中,煤礦發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害是最頻繁的,也是最嚴(yán)重的,除了煤礦之外,鐵礦、銅礦等金屬礦也有不同程度的礦山地質(zhì)災(zāi)害,因此對(duì)礦山開(kāi)采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行研究就顯得十分重要。(1)冒頂片幫。冒頂片幫是所有礦山地質(zhì)災(zāi)害類型中發(fā)生頻率最高的災(zāi)害事件,它在礦山開(kāi)采過(guò)程中發(fā)生的頻率最高,對(duì)礦山的安全生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的威脅。冒頂片幫主要是各種垮塌,由于礦山開(kāi)發(fā)過(guò)程中,嚴(yán)重地破壞了地質(zhì)結(jié)構(gòu),從而造成了巖層脫落、塊體冒落、不良地層坍塌等事件。由于礦山巖石層和軟弱夾層補(bǔ)位的穩(wěn)定性很差,因此礦山巖石層和軟弱夾層補(bǔ)位成為了冒頂片幫事故發(fā)生的主要場(chǎng)所,另外冒頂片幫具有突發(fā)性和隨機(jī)性的特點(diǎn),因此它嚴(yán)重威脅著礦山的安全生產(chǎn)。(2)泥石流。泥石流是指在山區(qū)或者其他溝谷深壑,地形險(xiǎn)峻的地區(qū),因?yàn)楸┯?、暴雪或其他自然?zāi)害引發(fā)的山體滑坡并攜帶有大量泥沙以及石塊的特殊洪流。在礦山開(kāi)采過(guò)程中,礦山上的植被遭到嚴(yán)重破壞,并且?guī)r石層的結(jié)構(gòu)也會(huì)遭到破壞,由于植被和巖石層具有防風(fēng)固沙的作用,因此放植被和巖石層在遭到破壞時(shí),礦山地區(qū)發(fā)生泥石流災(zāi)害的可能性就會(huì)大大增加,另外,造成礦山地區(qū)發(fā)生泥石流災(zāi)害的原因還有,礦山堆積的廢石比較多、欄護(hù)措施差等。泥石流具有突然性以及流速快,流量大,物質(zhì)容量大和破壞力強(qiáng)等特點(diǎn),如果礦山地區(qū)發(fā)生泥石流災(zāi)害,那么將給礦山企業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。(3)采空區(qū)塌陷。采空區(qū)塌陷是指在礦山開(kāi)采過(guò)程中,對(duì)地下的礦產(chǎn)資源進(jìn)行大力開(kāi)采,造成了地下虛空,在形成一定的規(guī)模以后,地表結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生不定時(shí)地塌陷,而采空區(qū)塌陷主要用空?qǐng)龇ê捅缆浞ㄟM(jìn)行地下開(kāi)采的地下區(qū)域。在地下礦產(chǎn)資源開(kāi)采過(guò)程中,如果不對(duì)采空區(qū)進(jìn)行及時(shí)地填充,那么將很可能發(fā)生采空區(qū)塌陷,一旦發(fā)生采空區(qū)塌陷,不僅會(huì)造成地表上的建筑物和道路塌陷,甚至有可能造成山體滑移,另外,采空區(qū)塌陷也會(huì)裂縫、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。影響采空區(qū)塌陷發(fā)生的因素有很多,不僅受巖石結(jié)構(gòu)和地表結(jié)構(gòu)影響,而且受開(kāi)采技術(shù)、人為操作等人為因素的影響。(4)崩塌滑坡。崩塌滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要原因就是采空區(qū)塌陷,崩塌滑坡地質(zhì)災(zāi)害無(wú)論是在露天開(kāi)采還是井下開(kāi)采都會(huì)發(fā)生,只是表現(xiàn)形式和影響因素不同。露天開(kāi)采的崩塌滑坡主要表現(xiàn)為礦邊坡的滑落,而井下開(kāi)采的崩塌滑落主要表現(xiàn)為地表塌陷和崩塌,它主要是由于采空區(qū)塌陷而引起的,井下開(kāi)采的崩塌滑落比露天開(kāi)采的崩塌滑坡的威脅性更大,給礦山造成的經(jīng)濟(jì)損失更大。(5)其他地質(zhì)災(zāi)害。上面所闡述的地質(zhì)災(zāi)害類型比較突出,另外還有很多種礦山開(kāi)采的地質(zhì)災(zāi)害,比如瓦斯突出、地?zé)?、井下突水、地下水位下降、水土流失等。在礦山開(kāi)采過(guò)程中,如果地下水平發(fā)生變化,那么將很可能引起礦坑突水涌水和坑內(nèi)潰沙涌泥,從而對(duì)開(kāi)采人員的人身安全造成了嚴(yán)重威脅。
2礦山開(kāi)采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害的治理措施
(1)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)報(bào)告。在實(shí)際的井下操作中,我們可以利用一些技術(shù)勘測(cè)手段來(lái)為地質(zhì)災(zāi)害報(bào)告提供更強(qiáng)的可靠性,并且為地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防和治理提供一定的有效建議。目前在開(kāi)挖隧道中比較常用的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)有:TSP方法、直流電流法、地質(zhì)素描法、地質(zhì)雷達(dá)法、紅外探測(cè)法、超前水平鉆孔等。其中TSP法的適用范圍最為廣泛,而且還具有預(yù)報(bào)距離長(zhǎng)、預(yù)報(bào)精度高,且對(duì)隧道影響小的特點(diǎn)。采用這種方法能夠有效預(yù)測(cè)前方100m~150m的塌方、突泥、突水等各種施工造成的地質(zhì)危害。(2)環(huán)境巖土工程治理技術(shù)。環(huán)境巖土工程工程治理技術(shù)相比上面提到的TSP法來(lái)說(shuō),具有更強(qiáng)的針對(duì)性,能夠有效對(duì)一些具體的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行防護(hù)。環(huán)境巖土工程治理技術(shù)主要針對(duì)以下幾種地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行防護(hù)。①巖石爆破應(yīng)力集中時(shí),可用于有效釋放應(yīng)力。②尾礦處理的問(wèn)題??梢酝ㄟ^(guò)邊采邊填充等方法,增加尾礦庫(kù)的整體數(shù)量。③井下突水問(wèn)題。④采空區(qū)的坍塌問(wèn)題,一般采用的是降低高度的方法來(lái)解決。⑤崩塌、滑坡類問(wèn)題。⑥排石場(chǎng)內(nèi)空洞裂縫的問(wèn)題,主要用高密度電阻率法和工程地震法來(lái)進(jìn)行勘測(cè)。(3)地質(zhì)災(zāi)害勘察技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,地質(zhì)勘察和監(jiān)測(cè)技術(shù)取得了巨大的進(jìn)步,因此可以將先進(jìn)的地質(zhì)勘察監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用到礦山開(kāi)采過(guò)程中,例如地球物理勘察法、測(cè)繪地理信息技術(shù)等,從而有效地降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的頻率。地球物理勘察法可以準(zhǔn)確地確定出礦山巖石層、采空區(qū)、斷層位移等方面的相關(guān)信息,然后根據(jù)收集到的信息對(duì)潛在的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測(cè),常用的地球物理勘察法有高密度電阻率法、激發(fā)極化法、可控源音頻大地電磁法、瞬變電磁法、地面核磁共振法等。測(cè)繪地理信息技術(shù)主要包括遙感技術(shù)、全球定位系統(tǒng)以及地理信息系統(tǒng),測(cè)繪地理信息技術(shù)很大程度地提高了我國(guó)的地質(zhì)勘察水平,并且在地質(zhì)災(zāi)害中應(yīng)用的十分廣泛,比如可以利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的高危點(diǎn)位精確定位,并利用遙感衛(wèi)星進(jìn)行疊加分析,預(yù)測(cè)災(zāi)變發(fā)生趨勢(shì)。(4)重點(diǎn)防治區(qū)防治措施。根據(jù)礦山的地質(zhì)條件以及災(zāi)害的形成特點(diǎn),可以將礦山分為不同的防治區(qū),分別是重點(diǎn)防治區(qū)、次重點(diǎn)防治區(qū)和一般防治區(qū)。在對(duì)礦山開(kāi)采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害的治理過(guò)程中,我們尤其要對(duì)重點(diǎn)防治區(qū)進(jìn)行監(jiān)測(cè),從而避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。礦山工作人員可以在重點(diǎn)防治區(qū)做好地質(zhì)勘察工作,做好各種加固和預(yù)防工作,防止坍塌、冒頂、泥石流等災(zāi)害的發(fā)生,另外也要設(shè)置攔渣壩,防止泥石流的產(chǎn)生,最后要根據(jù)礦山的實(shí)際情況設(shè)立監(jiān)測(cè)點(diǎn),做好實(shí)時(shí)檢測(cè)工作??傊V山應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況積極采用先進(jìn)的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)技術(shù),加強(qiáng)對(duì)自然環(huán)境的保護(hù),并且不斷完善和建立風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)機(jī)制、預(yù)警信息系統(tǒng)、管理規(guī)章制度等,從而做到防患于未然。
參考文獻(xiàn)
[1]閆車杰.礦山地質(zhì)災(zāi)害研究及防治探討[J].中國(guó)地質(zhì).2014,13(3):66-68.
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作者:張鵬君 單位:山東省魯南地質(zhì)工程勘察院