礦山地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型與防治措施初探

馬越平

摘要：礦山地質(zhì)災(zāi)害主要有巖（土）體變形災(zāi)害、地下水位改變引起的災(zāi)害和因礦體內(nèi)部結(jié)構(gòu)引起的災(zāi)害等三大類(lèi)型，重點(diǎn)對(duì)這些類(lèi)型及其亞類(lèi)型進(jìn)行了分析，并對(duì)于礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治措施提出建議。

關(guān)鍵詞：滑坡 崩塌 泥石流 地質(zhì)災(zāi)害 礦山地質(zhì)災(zāi)害及其防治措施

引言

我國(guó)是礦業(yè)開(kāi)發(fā)大國(guó)，設(shè)備和開(kāi)采技術(shù)相對(duì)落后，由于疏于管理導(dǎo)致礦山開(kāi)采環(huán)境不斷惡化。近些年來(lái)，重大地質(zhì)災(zāi)害明顯上升的趨勢(shì)。地質(zhì)災(zāi)害在我國(guó)華北地區(qū)是多發(fā)的，地質(zhì)災(zāi)害種類(lèi)多、分布廣、影響大、造成的損失嚴(yán)重。礦山地質(zhì)災(zāi)害是地質(zhì)災(zāi)害的一個(gè)分支，是人類(lèi)開(kāi)采礦山而直接誘發(fā)的人為地質(zhì)災(zāi)害。

1. 地質(zhì)災(zāi)害與礦業(yè)開(kāi)發(fā)

由于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展加快了對(duì)礦物的需求與消耗，同時(shí)為礦產(chǎn)開(kāi)采企業(yè)帶來(lái)了極大的經(jīng)濟(jì)利益。然而由于迅猛發(fā)展的中小型礦山管理不善，加之小型礦山的開(kāi)采方法和選礦工藝落后，大多無(wú)安全和環(huán)境保護(hù)等措施，對(duì)礦區(qū)環(huán)境破壞加劇。開(kāi)采環(huán)境明顯惡化，礦山地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題日趨嚴(yán)重，潛在的致災(zāi)隱患不斷增多，且隨時(shí)可能發(fā)展成災(zāi)，造成人員傷亡、設(shè)備報(bào)廢、設(shè)施損毀甚至礦井關(guān)閉、資源浪費(fèi)等嚴(yán)重后果。嚴(yán)重制約了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

2. 礦山地質(zhì)災(zāi)害的主要類(lèi)型

礦山地質(zhì)災(zāi)害種類(lèi)繁多，按成災(zāi)與時(shí)間的關(guān)系，可分為突發(fā)性礦山地質(zhì)災(zāi)害(如礦井突水、瓦斯爆炸、巖爆等)和緩發(fā)性礦山地質(zhì)災(zāi)害(如采空區(qū)的地面隆起、環(huán)境污染等)。但最常見(jiàn)的是以災(zāi)害的空間分布和成因關(guān)系分類(lèi)。

2.1 巖土體變形災(zāi)害

2.1.1 礦山地面和采空區(qū)塌陷地面塌陷主要發(fā)生在地下以井巷開(kāi)采的礦山。在礦山采空區(qū)，若保留礦柱不足，或因礦柱受損而失去支撐能力，就會(huì)造成地面塌陷。特別是那些礦體埋藏較淺，產(chǎn)狀較平緩的礦區(qū)(如煤礦)，地面塌陷的現(xiàn)象更為常見(jiàn)。礦體埋藏相對(duì)較深的地下開(kāi)采礦山，如果不能及時(shí)回填和崩落采空區(qū)，當(dāng)其達(dá)到一定規(guī)模就會(huì)產(chǎn)生大面積塌陷。此外，在巖溶分布區(qū)，還會(huì)因礦山排水疏干而導(dǎo)致溶洞上方地面塌陷。地面塌陷不僅破壞可耕地資源、建筑物，毀壞道路、水庫(kù)，還可直接導(dǎo)致礦山某些地下巷道的塌毀，或使大氣降水和地表水沿塌陷裂縫灌入坑內(nèi)，造成淹井事故，直至停工停產(chǎn)。

2.1.2 采礦場(chǎng)邊坡失穩(wěn)、滑坡與巖崩 主要原因是不合理開(kāi)采如采剝失調(diào)、邊坡角度過(guò)陡等造成，這種災(zāi)害多發(fā)生在露天開(kāi)采的非金屬礦山和建材礦山。

2.1.3 坑內(nèi)巖爆 坑內(nèi)巖爆又稱(chēng)礦山?jīng)_擊，這是因礦坑周邊和頂?shù)装鍑鷰r，在受到強(qiáng)大的地殼應(yīng)力作用而被強(qiáng)烈壓縮，一旦因采掘挖空出現(xiàn)自由面，即有可能產(chǎn)生巖石地應(yīng)力的驟然釋放，導(dǎo)致巖石大量破裂成碎塊，并向坑內(nèi)大量噴射、爆散，給礦山帶來(lái)危害和災(zāi)難。

2.1.4 采礦誘發(fā)地震 因采礦活動(dòng)而誘發(fā)的地震，震源淺、危害大，小震級(jí)的地震即可導(dǎo)致井下和地表的嚴(yán)重破環(huán)。

2.1.5 場(chǎng)庫(kù)失穩(wěn) 場(chǎng)庫(kù)失穩(wěn)主要是由于尾礦壩潰決崩塌繼而形成泥石流造成的危害。尾礦壩崩壩事故常給礦區(qū)居民生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)巨大危害，同時(shí)也給環(huán)境造成巨大破壞和污染。

2.2 地下水位改變引起的災(zāi)害

2.2.1 礦坑突水涌水 這是最常見(jiàn)的礦山災(zāi)害，突發(fā)性強(qiáng)、規(guī)模大，后果嚴(yán)重。生產(chǎn)過(guò)程中常因?qū)ΦV坑涌水量估計(jì)不足，采掘過(guò)程中打穿老窿，貫穿透水?dāng)鄬?，驟遇蓄水溶洞或暗河，導(dǎo)致地下水或地面水大量涌入，造成井巷被淹、人員傷亡災(zāi)難。

2.2.2 坑內(nèi)潰沙涌泥 這是常與礦坑突水相伴而生的災(zāi)害。當(dāng)采掘過(guò)程中驟遇蓄水溶洞，常見(jiàn)溶洞中充填的泥沙和巖屑伴隨地下水一起涌入，另外一些透水?dāng)鄬雍偷亓芽p也常會(huì)使淺部第四紀(jì)沉積物隨下漏的地表徑流涌入坑內(nèi)。其結(jié)果是使坑道被泥沙阻塞，機(jī)器、人員被泥沙所埋，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)沟V山遭受毀滅性的打擊。

2.2.3 環(huán)境污染 環(huán)境污染是礦山災(zāi)害的另一種重要形式。因采礦、選礦產(chǎn)生的“三廢”物質(zhì)，由于未經(jīng)有效處理就被排放到江河湖海中，造成環(huán)境污染公害事件。采礦還會(huì)造成水土流失、土地砂化、鹽漬化、地下水?dāng)嗔鞯取?/p>

2.3 礦體內(nèi)因引起的災(zāi)害

2.3.1 瓦斯爆炸和礦坑火災(zāi) 這種災(zāi)害最常見(jiàn)于煤礦。由于通風(fēng)不良，使瓦斯積聚發(fā)生爆炸，造成井下作業(yè)人員傷亡，礦井被毀;礦坑火災(zāi)除見(jiàn)于煤礦外，也見(jiàn)于一些硫化礦床。因硫化物氧化生熱，在熱量聚積到一定程度時(shí)則發(fā)生自燃，引發(fā)礦山火災(zāi)。礦山火災(zāi)的危害極大，而且還嚴(yán)重?fù)p耗地下礦產(chǎn)資源，如有的煤礦在地下已燃燒上百年，其資源損耗量十分巨大，使當(dāng)?shù)貧夂虬l(fā)生改變，農(nóng)作物和樹(shù)木大量死亡，田地荒蕪，環(huán)境嚴(yán)重惡化。

2.3.2 地?zé)?隨著開(kāi)采深度加大，地?zé)嵛：Σ粩嗉觿?。我?guó)已有許多礦山開(kāi)采深度達(dá)到800m以下，礦山因含硫量高，開(kāi)采深度又大，地溫非常高。礦山地?zé)釣?zāi)害導(dǎo)致礦工勞動(dòng)環(huán)境惡劣，嚴(yán)重影響了有關(guān)礦山的正常生產(chǎn)。

3. 礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治措施

根據(jù)不同礦山的地質(zhì)條件和地形特點(diǎn)及礦山的開(kāi)發(fā)利用方案，以及災(zāi)點(diǎn)的分布特點(diǎn)劃分不同層次的防治區(qū)，以便采取相應(yīng)的防治措施。一般分為重點(diǎn)防治區(qū)、次重點(diǎn)防治區(qū)和一般防治區(qū)。

3.1 重點(diǎn)防治區(qū)防治措施

3.1.1 合理設(shè)計(jì)邊坡參數(shù)，加強(qiáng)邊坡監(jiān)測(cè)，建議作擋墻穩(wěn)固邊坡，開(kāi)挖后如果出現(xiàn)開(kāi)裂變形，建議做專(zhuān)門(mén)的工程地質(zhì)勘察。

3.1.2 對(duì)于原有的災(zāi)害點(diǎn)，做好邊坡加固和預(yù)防工作，盡量消除因礦山開(kāi)采而誘發(fā)災(zāi)害復(fù)發(fā)的隱患。

3.1.3 渣場(chǎng)棄渣嚴(yán)格作好方量及邊坡坡度的設(shè)計(jì)，作好擋墻設(shè)計(jì)，設(shè)置攔渣壩，防止泥石流的產(chǎn)生。并充分、合理利用渣場(chǎng)，嚴(yán)禁隨意棄渣(特別在公路沿線(xiàn))。

3.1.4 對(duì)于坑道開(kāi)采，在坑道內(nèi)一定要作好支護(hù)，做到邊開(kāi)采邊支護(hù)，防止因礦頂坍塌、冒頂?shù)榷a(chǎn)生的危害，尤其上方有住戶(hù)處要預(yù)防引起上部地面開(kāi)裂。

3.1.5 作好坑道的排水設(shè)計(jì)，以防因礦坑涌水造成危害。

3.1.6 設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，作好監(jiān)測(cè)記錄與分析工作，確保在易于發(fā)生災(zāi)害地段防患于未然。

3.1.7 開(kāi)采結(jié)束后，對(duì)礦區(qū)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，計(jì)劃進(jìn)行礦山復(fù)墾工作，恢復(fù)礦山生態(tài)功能。

3.2 次重點(diǎn)防治區(qū)防治措施 在進(jìn)場(chǎng)公路、礦山生活區(qū)建設(shè)中，會(huì)形成大量的邊坡和一定數(shù)量的棄渣，可能形成邊坡失穩(wěn)，造成滑坡和塌方；沿途不合理的棄渣可能造成水土流失，可能形成坡面泥石流， 可能有滾石和飛石危害。

3.2.1 科學(xué)合理設(shè)計(jì)邊坡參數(shù)，并進(jìn)行合理支護(hù)和加固，邊坡上方應(yīng)設(shè)置排水溝，做好地表?yè)跖潘胧?/p>

3.2.2 加強(qiáng)工地管理，合理堆放棄渣，嚴(yán)禁隨意棄渣；在險(xiǎn)要地段建設(shè)攔擋滾石和飛石的設(shè)施。

3.2.3 開(kāi)采結(jié)束后，將棄渣場(chǎng)扒平覆土，植樹(shù)還林，恢復(fù)植被。

3.3 一般防治區(qū)防治措施 區(qū)內(nèi)無(wú)主要建筑物和工程項(xiàng)目建設(shè)，主要可能因地表巖體的破碎而造成水土流失。應(yīng)嚴(yán)禁越界開(kāi)采，減少人為擾動(dòng)，做好植被保護(hù)和水土保持。

3.4 地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)方案及措施 為防止水土流失和恢復(fù)植被和景觀，礦山須規(guī)劃進(jìn)行礦山復(fù)墾工作，以恢復(fù)礦山生態(tài)功能。開(kāi)采棄渣切勿胡亂堆放，必須統(tǒng)一堆放到開(kāi)采境界線(xiàn)以外的礦山棄渣場(chǎng)內(nèi)，在開(kāi)采過(guò)程中，有計(jì)劃地將棄渣回填到采空區(qū)。棄渣場(chǎng)經(jīng)處理后再敷表土、植草種樹(shù)。

4. 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)地質(zhì)環(huán)境治理工作，減少水土流失，再造礦山的生態(tài)功能，達(dá)到生態(tài)恢復(fù)與維護(hù)人類(lèi)與環(huán)境和諧的目的。有效 、合理地利用礦產(chǎn)資源、保護(hù)礦山環(huán)境、加強(qiáng)監(jiān)測(cè)與信息化管理、預(yù)防礦山地質(zhì)災(zāi)害、實(shí)現(xiàn)礦業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，是一個(gè)長(zhǎng)期、艱巨而且非常重要的工作。

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