SCI论文(www.lunwensci.com)
摘要 :地质灾害主要是由于强对流导致长时间暴雨引发滑坡、崩塌和泥石流等类型的灾害, 给当地民众居住环境造成了很 大的破坏,也给社会经济的发展带来了阻碍。然而,地质灾害不仅仅是由自然现象引起的, 现代经济的发展需要工业的支持, 这就导致了大型工厂、大量工程建设和采矿的频繁进行, 扰乱了地质内部的结构稳定性,成为地质灾害的主要诱因。近年来,加上 不稳定的地质结构,强对流天气使得该地区发生了许多高发和 多发的地质灾害。本次研究针对特定范围内的资料进行采集, 并 对研究区的地理环境特征、岩体特征、形成条件及影响因素进行了野外勘查,分析研究区所发生的地质灾害区域性和系统性特 点,找出它们的分布规律和发展类型, 以期能够快速查明某个区 域的地质灾害发展特征,为采矿企业提供防灾减灾的措施和建议,减轻政府的负担,减少民众财产损失,保护矿山工程施工人 员和周围群众的生命安全。
关键词 :地质灾害,发育特征,分布规律,矿山开采
虽然开采矿山能够带来较好的社会和经济效益,但由于采矿技术的滞后或盲目开发利用,已经对矿区和周边地区造成了 严重的污染, 并引发了各种地质灾难, 使得矿区的生态系统受到了巨大的影响。生态问题的日益严重不仅威胁着人们的生命财 产安全,也成为了影响国家经济发展的重要因素。由于矿山开 采,滑坡、塌陷、泥石流等地质灾害不断增多,尤其是近年来全 球天气变化和不当施工所致的采矿事故频频发生,给人身安全 带来了巨大威胁。研究地位于甘肃省东南部, 在陕甘川交界的秦 岭山上,地质环境复杂多变,气候多雨,常有强降雨发生。人类 工程活动越来越频繁,导致该区域地质灾害日益严重。近年来, 采矿活动加剧了该地暴雨频发的情况,还引发了大面积的地质 灾害,对当地城市的经济发展产生不良影响。因此,探讨解决由 采矿引发的地质灾害, 找到其特征和分布规律, 对于下一步做好 防灾减灾工作具有重要现实意义。
1 地质灾害防治的意义
地质灾害具有隐蔽性、突发性和破坏性,造成的后果不容小觑。然而,现今拥有了预警系统,可以提前对灾害进行一定程度 的预测,而在多年前,先进设备和仪器的缺乏,无法预知突发的 地质灾害。这也正是地质灾害的显著特点,预测、预警以及预防 都是非常困难的, 并且其对社会产生广泛而深远的影响。为了最 大程度地减少地质灾害造成的损失,应该提前拟定灾害的预防 措施,并研究已经发生过的灾害,寻找其形成成因,并探索地质 灾害的防治方法, 进而制定出科学合理的规划。地质灾害的防治 帮助企业实现了对灾害的预警, 降低了灾害的发生率, 减少了对 人民生命财产造成的损失, 同时也维护了社会环境的稳定, 并保护了环境的生态平衡,促进了国民经济的健康发展。因此,地质 灾害的防治工作具有非常重要的意义。应该及早认识到在新时 代,地质灾害防治在经济社会发展中的地位和作用, 并在灾害工 作方面增派人员,重视灾害治理,创新务实,定期进行培训,增 强工作人员的责任感, 并争取全面提高地质灾害防治水平。
降低和预防地质灾害是矿业企业安全生产中,必须重视并 加以解决的问题,而地质灾害防治又直接关系到社会的可持续 发展。因此,如何加强矿井建设的安全管理,提升其应对突发事 件的能力已成为国内外瞩目的重大议题。我国党中央和国务院 高度重视地质灾害防治工作,多次召开会议、下发文件并强调, 必须加强对地质环境的监测评估和防治工作的监督管理,将其 视为一项国家重大任务。从 1998 年开始,地质环境监测评价、监 督管理和地质灾害控制工作就被列为地质灾害管理部门的一项 重要职责。《地质灾害防治管理办法》由国家国土资源部制定并 实施,目前已有 19 个省、市、自治区制定了相关的法律法规,并 建立了一系列防灾预案、灾害速报等制度,增强了各行业的能 力,建立了适合我国实际情况的多层次测控工作。在汛期,预 测、预报、及时避让和控制等方面取得了初步成效,大大降低了 人员伤亡和财产损失, 为经济和社会效益做出了积极的贡献。
2 地质环境背景
2.1 地形地貌
调查区位于中国西北地区,地势呈现马鞍形,总体上南北高 中部低。从地形的形成和形状上可分为三类。
构造 - 冲刷地貌 :调查区北部和南部地区以山地为主。北部 山势相对较缓,相对高差多在 300 米到 600 米之间 ;南部山区坡 度较陡,相对高差多在 800 米到 1000 米之间。该区域海拔介于 1300米到2550 米之间。
侵蚀 - 剥蚀中低山地貌 :主要为黄土梁峁,分布于区内中部 的城关镇、兴化乡、鱼池乡、显龙镇、西坡镇一带。地形经历了 强烈的侵蚀剥蚀,形成了孤立、不连续的山、峁、残塬、梁等地 形形态。该区域海拔介于 1000米到 1300米之间。
侵蚀-堆积河谷地貌 :由河床、河漫滩及Ⅰ、Ⅱ级阶地组成, 主要分布于调查区沿嘉陵江、红崖河、两当河河谷局部地段。该区 域海拔介于790米到 1300米之间, 最低处位于嘉陵江下游河谷区。
2.2 岩土体类型
2.2.1 岩体
(1) 北部山区张家及两当河河源的岩石主要分布于块状坚硬 侵入岩岩组。该岩组由花岗岩和花岗闪长岩等构成,岩石较软, 受风化程度较强, 但完整度较高。该岩体基本质量属于Ⅱ级
(2) 南部山区一带的岩石主要分布于薄— 中厚层半坚硬千 枚岩、板岩、砂岩岩组。该岩组以千枚岩、砂岩和板岩为主,夹 杂中厚层灰岩和白云质灰岩,地质构造严重褶曲,软硬程度不 一,破碎度较高。该岩体基本质量属于Ⅱ— Ⅲ级。
(3) 南北山区断裂带内的岩石主要为层状坚硬灰岩、砂岩岩 组。该岩组以灰岩为主,夹杂有板岩、千枚岩、砂岩和页岩等薄 层碎屑岩,硬度较高,呈中度风化至微风化,裂隙发育且较为破 碎。该岩体基本质量属于Ⅲ— Ⅳ级。
(4) 嘉陵江北岸山前及红层丘陵中部的岩石主要为薄— 中 层坚硬—半坚硬砂岩、砂砾岩岩组。该岩组以砂岩、砂砾岩和板 岩为主,夹杂有薄层灰岩、炭质页岩和煤层等,硬度均较高,且 存在裂隙, 破碎度较高。该岩体基本质量属于Ⅱ— Ⅲ级。
(5) 红层丘陵地带的岩石主要为厚层软弱泥岩、砂岩岩组。 该岩组以砾岩、砂岩和砂质泥岩为主,岩石较软,裂隙不发育, 完整度较高。该岩体基本质量属于Ⅱ级。
2.2.2 土体
(1) 该地区主要为中低山丘陵区,黄土是主要分布土壤。黄 土岩性以马兰黄土为主,透水性较好,厚度一般在 10m 至 20m 之间。天然含水量在 12.6% 至 18.5%之间,天然容重为 1.32g/cm2 至 1.47g/cm2.孔隙比为 1.112 至 1.32. 内摩擦角为25° 30′, 湿 陷系数在 0.026 至 0.084之间。黄土属于弱至强湿陷性黄土。
(2) 内基岩山坡或坡脚一带广泛分布着残坡积土(Q4el+dl),主要 由第四系残积物和坡积物组成。其岩性为粉土、粉质粘土混杂少量 碎石、块石、泥砾等,厚度在2m至20m之间。其土质不均,结构松 散,力学强度差异性大, 承载力特征值f0在150kPa至300kPa之间。
(3) 砂卵石—粉土双层土体(Q4al+pl) 主要呈条带状分布于 主要河谷及较大支流的阶地,具有二元结构。其下部卵石磨圆 度较好, 渗透系数在 50m/d 至 150m/d 之间, 密实, 压缩系数小 于 0.1MPa, 天然重度在21.7kN/m3 至22.4kN/m3 之间,孔隙比为 20.承载力在 600kPa 至 700kPa之间。上部的粉土允许承载力最 大值为 333kPa, 最小值为 117kPa, 平均值为225kPa。
2.3 地下水类型及补径排特征
(1) 基岩裂缝水主要分布于南、北基岩山地,富含砂岩、板岩 和花岗岩等风化裂缝。这些水源贫瘠,水量不足,主要靠大气降雨 的补给。其径流方向是从高处向低处溢流, 并以泉水的形式流出。
(2) 松散岩层孔隙水主要存在于两当河、嘉陵江及其支流的 河漫滩及Ⅰ、Ⅱ级阶地上。含水层富含水的程度各不相同,主要 接受地表水和渗入水的补给, 以及谷侧潜流的补给。这些水源的 排放既可以通过人工开采, 也可以通过地下径流、潜水溢出或蒸 发等方式进行。
3 地质灾害类型
据实地调查数据显示,该区域内存在着 380 处地质灾害。具 体而言,其中滑坡 166 处,崩塌 193 处,泥石流 21 处。这一情况 非常严峻, 需要引起高度重视。
4 地质灾害发育特征
4.1 滑坡
地质灾害是目前社会面临的一个重要问题,其中滑坡是 较为发育的一种类型。滑坡分布广泛、密度高、活动性强等特 点,给人们的生命、财产和环境带来了极大的威胁。在本次调查 中,共确定了 166 个滑坡(包括潜在滑坡),占区内地质灾害的 43.7%。其中已发生的滑坡有 130 处,潜在滑坡有 36 处,主要分 布在两当县中部区域及两当河河谷两侧。据物质组成划分, 区内 滑坡以土质滑坡为主, 其中以堆积层滑坡数量最多。对于这些滑 坡,需要采取有效措施,加强监测和预警,以保障人民群众的生 命安全和财产安全。同时,还需要深入探究其形成机理和规律, 为更好地防治滑坡灾害提供科学依据。
4.2 崩塌
崩塌是该地区发生最为普遍的灾害类型,据实地调查数据 显示,该地区共有 193 处崩塌灾害点,其中以小型为主,均为岩 石崩塌。这些崩塌主要分布在道路两侧以及居民区附近。这一 现象与两当县存在的人地矛盾密切相关, 特别是切坡建房、切坡 修路等强烈的人类工程活动, 都是导致崩塌频发的重要原因。
4.3 泥石流
本区域常常发生泥石流灾害,主要分布在两当河的两岸以及 县城中部的低山丘陵地带。这些泥石流爆发的频率高,发生突然, 对周边环境产生严重的危害。根据调查和分析,全县现有21条不 同大小的泥石流沟,这些沟谷主要分布在两当河河谷两岸,以沟 谷型为主, 并多为稀性泥石流。其中, 中小型规模的泥石流居多。
5 地质灾害分布规律
5.1 地质灾害空间分布规律
5.1.1 滑坡、崩塌的空间分布规律
(1) 侵蚀 - 剥蚀低山丘陵地带是滑坡分布的主要区域,特别 是在新生代及白垩纪时期形成的地区,高度达到 1000 米至 1300 米,大多以梁、峁地形为特征。一些大型冲沟的两侧经常被水流 切割,成为滑坡密集的地方。除了低山丘陵和中山丘陵区,河谷 平原区的灾害相对较少。在两当县,中部城关镇、金洞乡等地多 位于低山丘陵地区, 由于沟壑的强烈侵蚀, 成为滑坡和崩塌灾害 的多发区。
(2) 在特定的地质条件下,该地区的滑坡主要由黄土、碎石 土、新近系泥岩和沙土组成。调查显示,中部城关镇、金洞乡、 兴化乡、显龙镇、鱼池乡、西坡镇和杨店镇等都位于低山丘陵区, 其地层多是黄土、砂岩等易滑地层,滑坡很普遍。在其他的岩系 中,这些岩系都组成了易滑岩群。
(3) 在某种斜坡状态下,滑坡体的倾角和斜坡构造特点是滑 坡体的主要因素。该地区的坡面高度差一般在 150 米至 200 米之 间, 坡面坡度在 20 度至 30 度之间, 构造特征为 :上半段为黄土, 下半段为泥岩。这种坡面类型非常适合滑坡发生, 因此也是滑坡 (可能发生) 的主要区域。该地区的地质灾害也是由地质结构所 决定的。在这些地区,由于地质环境较差,断裂发育地区的地质灾难较多,如两当县北部太阳寺 - 杨店的断裂,沿着断裂带发育 了多处崩塌(潜在崩塌),多数分布在此区域。
(4) 滑坡和崩塌灾害集中分布在人类工程活动强烈的地带。 该地区的崩塌分布与六横四纵公路网络有着密切关联。近年来, 两当县大力改造和发展城乡道路, 在此过程中人为削坡形成了许 多滑坡和崩塌,2008 年汶川地震、2017 年九寨沟地震更是造成了 多处崩塌灾害。此次调查发现,90% 的崩塌发生在县域交通网络 中。在人类活动较大的区域,如房屋拆迁、公路改扩建、坡体稳 定性改变和坡体种植等, 往往是滑坡、崩塌等灾害最多的地区。
5.1.2 泥石流的空间分布规律
(1) 泥石流这种自然灾害的分布与人类工程活动密切相关。 在该地区, 泥石流主要分布于两当河的河两岸, 这与该地的地质 环境恶化有关。由于县境内大部分区域沟谷内植被覆盖稀少, 因 此泥石流在这些地方相对较为发育。
(2) 不同区域的地质环境条件也会影响泥石流的发育情况。 在工作区的某些地区, 虽然河谷地带的植被较好, 但由于其地质 条件较差, 主要以河槽为主, 因此较难形成较大的滑坡。
5.2 地质灾害在时间上的分布规律
5.2.1 年际规律性
该地区的山体滑坡主要是由于雨水和地震引起的,而泥石 流则是由于强降雨所致。该地区易发生滑坡的年份通常也是雨 水较多的年份。例如,在两当县境内, 1949 年、1954 年、1963 年、 1977 年、1981 年、1989 年至 1993 年、1997 年至 2003 年以及 2020 年都是降雨较多的年份。此外,2008 年汶川地震和2017 年九寨 沟地震也是地质灾害多发期。此次监测到的滑坡和崩塌大多由 人工工程和地震引起,在人类历史时期,滑坡和崩塌在人类活 跃时期比较频繁。这是因为人类不理性的工程行为对边坡结构 造成了严重破坏, 改变了原有的边坡应力, 进而引发了边坡的坍 塌、滑坡等地质灾害。
5.2.2 年内规律性
该地区的降水主要集中在 6 月至 9 月这四个月份,这也是该 地质灾害高发季节。据资料统计,该区大部分滑坡发生于雨季, 尤其是 6 月至 9 月期间。同时,连续阴雨天气也是发生滑坡的高 发期, 往往有一定的滞后性与降雨期重叠。这种状况在黄土区比 较常见, 连续不断的降雨会渗透到坡体内, 增加土壤含水率并逐 渐削弱软弱层的强度,从而导致边坡稳定性下降并最终出现滑 落和坍塌。此外,该区的泥石流多为强降雨类型,通常发生在 6 月至 10 月这段时间内。每年都会有大雨发生,这也是最容易发 生灾害的一年。
6 地质灾害防治手段
在处理矿山地质灾害方面,可以按以下几个步骤进行。首 先,在选址时,应避免选择靠近基础建设如道路、桥梁等区域作 为采矿地点, 以免发生地表沉降导致对交通工具、矿井安全造成 威胁。其次,在采矿期间,应根据采矿进度科学、合理地填充采空区,并及时进行充填,以防止塌方等事故的发生。最后,在矿 山开发完毕后, 必须进行全面的现场勘察, 查明存在潜在危险的 区域。当发现危险区域时,应立即采取措施加以处置,并设置明 显的警告标识。
6.1 利用 3S 技术强化矿难预测能力
矿产开采是对生态环境的一种不可避免的损害,例如掘井 和抽取地下水。需要采取措施来避免过度的开采、砍伐和挖掘行 为,以防止环境进一步恶化。此外,通过 GPS 技术可以精确定位 地震灾害的位置,利用RS 技术则可以实时监控矿体的形态和状 况,从而及时发现可能造成的损害。
6.2 矿山生态环境保护
缺乏原料是经济发展的阻碍。中国拥有丰富的矿业资源,然 而不当的采掘活动已经对自然环境造成了严重的破坏。这种破 坏导致了各种自然灾害的频繁发生,并极大地威胁到人们的生 产生活。为此,在采矿工作中必须以环境保护为前提,国家在制 定环保政策时应该发挥领导作用。同时, 必须引起社会对环境保 护的高度关注,敦促相关单位遵守国家有关法律法规进行开采, 并对违反有关条例的企业和个人进行惩罚。
6.3 形成矿山环境保护政策联动体系
须改变原来以“先开发后治理”为主的保护方式,有必要从规划、勘探、开发和保护等多个环节实施改善。同时,应制订全 国性标准化的规范, 加强环保过程的监管和执行, 以避免环保工作中出现漏洞。
6.4 加强调查方法研究
采用高效的勘探技术可以实时监测和及时了解矿井工作情 况,预警可能发生的灾害迹象, 有效避免突发事件对环境造成的 巨大破坏, 提前进行防灾措施, 将失控损失降至最低。
7 结论
两当县的地质灾害主要包括崩塌、滑坡和泥石流。这些灾害 主要分布在该区域中部的中低山地貌区以及人类工程活动比较 强烈的区域。这些地质灾害的发生和分布在年际和年内都有一 定的规律性。矿山地质调查与勘查是煤矿安全生产的核心环节, 直接影响到矿井生产的顺利进行。随着未来智能化时代的到来, 预知地质灾害发生的先机还需依靠已经勘查到的地质特征以及 结合防灾和新的信息技术与智能技术。需要改进地质灾害防治 的管理条例,剔除表面条例,更多地落实到实践工作中来。对于 取得地质灾害预警以及处理工作方面的先进团体应给予奖励, 而对于那些工作不力的则应严肃惩罚。需要推广绿色开采的理 念,将环境保护放在经济效益之上,不能采矿后再进行治理。应在开采同时加强保护, 把预防措施放在首位, 促进我国矿业的安 全和绿色可持续发展。
关注SCI论文创作发表,寻求SCI论文修改润色、SCI论文代发表等服务支撑,请锁定SCI论文网!
文章出自SCI论文网转载请注明出处:https://www.lunwensci.com/ligonglunwen/60837.html