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矿山地质灾害预防与处理的措施探讨论文

发布时间:2023-08-10 14:23:13 文章来源:SCI论文网 我要评论














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   摘要 :我国地域广阔,河流众多,是地质灾害频发的国家之 一。随着国民经济的持续蓬勃发展,矿产行业不断扩大,矿业公 司不得不进行大面积、高强度的矿业作业。然而,高强度的开采可能导致矿山地质灾害的发生。因此, 本文将探讨我国矿山地质 灾害的预防方法。

  关键词 :矿山与地质灾害,预防措施,自然灾害预防

  矿山地质灾害主要分为坍塌、滑坡和泥石流三类。预防这些 灾害不是短期内就能完成的任务,而是要求知识和技巧的复杂 任务。另外,矿山水文灾害影响广泛,对国土资源和自然环境造 成不可逆转的影响。因此, 对矿山地质灾害进行成因分析并采取 科学有效的预防和解决措施具有重要意义,既有利于环境保护, 又有利于经济发展。

  1 矿山地质环境条件及地质灾害概述

  西南地区地质情况十分复杂,具有特殊的岩溶地貌,因此矿 山水文地质灾害频繁。典型特征是活动范围广泛、散布普遍、群 发性强、影响范围大等。西南地区的水文地质灾害类型也较为普 遍,如滑动坍塌、滑坡、岩溶地面塌陷、危岩、矿坑内突水以及 区域地下水位降低等。虽然西南地区是中国重要的有色金属集 团公司矿山开发基地之一, 但因地质状态复杂, 不同矿山开采情 况各异,各有色金属集团公司的矿产开发场地也经常出现各类 水文地质灾害, 这对区域经济深度开发产生了极大的影响。近年 来,西南地区矿山开发进一步加速, 坍塌、滑动、岩溶地面塌陷、 危岩等地质现象广泛出现于矿山内部。

  2 地质灾害产生的原因

  2.1 疏于排水

  采矿时期对土壤需要实行疏干排放,甚至深降强排。因此, 也产生了大量的水文地质灾害问题,其中之一就是矿山内突水 事件不断出现。不少矿山的上部覆盖和下伏岩石地层为含水量 大的石灰石,尤其是石炭二叠纪煤系的岩石地层。这些地层不 仅在煤系内有含水性极强的岩性地层,而且其下伏为巨厚的奥 陶纪灰岩。在上述矿山中,由于长期采矿的延续,土壤经深降强 排,形成了很大的水头差异。在部分构成断裂带和隔水层的区

  域,上煤层直接接受着来自下层灰岩地表水的极高孔隙水压, 危 及矿山生产和工作人员的生命安全。另外,由于疏干排水问题, 使得不少岩溶景观的充水矿点造成地层沉降,这会极大地影响 地面施工、运输、耕地耕种和浇灌。各矿山附近都出现了地层沉 降现象和大量的水位降低,这使厂矿和企业的给排水体系出现 了无法供应的困境。此外,部分矿山由于排放和疏干,周边地表 水被大量减少, 浅层土壤长年不能得到修复, 强烈地影响了周边 植被的生长。有的矿山更是造成了土壤石化、沙化、土壤侵蚀和 荒漠化等严重问题, 造成了自然环境的严重破坏。

  2.2 其他因素

  矿山水文及地质灾害的引发原因众多。有些是在采矿工程 中难以避免的。例如,随着采矿深度的扩大,水应力也会扩大, 导致冒顶、片帮、脱盘、岩爆等灾难。而有些灾难则是在采矿时 疏忽防治,或者采用不科学的方法而引起的。例如,开采区工作 面不进行合理充填、废渣污水任意排放、对水文地质条件及设计 不熟悉、巷道偏移、盲目指挥、违规施工、私挖乱采等,这些非 社会稳定原因已积累至一定程度, 导致了各种灾难。还有一些矿 山片面追求经济效益, 而发展困难。或者为了脱离一时的经济发 展困境,抛弃传统方法如采富弃贫、求近避远,从而给后期发展 埋下了灾难隐患。曾经泛滥的民采风潮掠夺式的采矿行为也给 地方大中型矿山带来了巨大的影响和资金、生态损害。

  3 矿山地质灾害的类型及灾害

  3.1 泥石流

  在矿山水文灾害的主要原因中,泥石流这一类水文自然灾 害是最常见也最有影响力的。除了暴风雨, 和岩屑流有关的原因 还有许多,但最主要的因素还是过量开采矿物。随着矿业的持 续开发,岩屑流的频发程度也增加了。在采矿的过程中,矿山的 原环境和生态都受一定程度的影响,并且被毁坏程度与开发程 度成正比。如果矿山在持续开发的过程中, 破坏了绿植环绕的范 围,绿植也会退化。当绿色植物逐渐减少时,矿山上的石头和矿 山周围山体表面也直接裸露在地面上。这时, 处于无防护状态下 的矿山,很容易堆积大量疏松的土壤和土堆。如果遇到暴雨,雨 水会冲积疏松的泥沙和土堆,在地表雨水径流中夹杂着冲散的淤泥, 沿着破碎山体的方向倾斜下滑, 由此引发滑坡和泥石流。


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  3.2 崩塌

  如果现实中采矿开挖工程违反规范要求,很容易发生坍塌 事件。施工人员通常会考虑增加施工边坡来解决这个问题。采 场边坡施工坡度一般为 80 度以上,施工规范中也强调,在进行 边坡施工之前, 必须做好部分台阶的管理。但很多人为了加速施 工进度,忽视了此项工作,导致实际中的坡度又高又陡。因此, 在矿山企业开发前期一定要做好资料调查, 以掌握矿业情况。否 则,在生产实践中也很容易出现采矿情况和施工边缘坡向相反 的情况。此外,岩体本身的稳定性就不好,在受到客观不利因素 的冲击时,高而陡的坡度更难承受压力,轻则掉块,重则发生大 面积崩塌。

  3.3 滑坡

  虽然矿山开采不需要开采人员进入地表深层进行操作,避 免了开采人员在矿山深层遇难的悲剧 ;但是开采人员需要在矿 山表层逐层施工, 并且在一定范围内进行扩展延伸, 不断进行大 面积挖掘。随着挖掘工作的不断进行, 矿山表面的一些土质层开 始变得松软垮塌,挖掘出来的泥土会顺着矿山岩石面进行滑动。 倘若这时再出现暴雨天气, 无疑会加快泥土滑动的速度, 并且还 会导致大面积泥土滑落,这就是所谓的“岩质滑坡”。最容易导 致矿山滑坡的因素是 :矿山挖掘部位的整体结构不够坚固,缺 乏防护措施,缺乏稳定性特点。一旦发生轻微的外界震动,就会 导致其表面的泥土发生滑动。

  3.4 地表沉陷和塌陷

  矿山井下开挖,随着岩层的冒落,地层出现了大规模变化 和下降,造成大批耕地荒废,村民搬迁。据调查,在中国华北、 华东平原一带,过去每年开采万吨煤矿会导致农田塌陷三亩, 而目前平均每年也要塌陷一万亩,估计到2000 年每年还会塌陷 十八万亩。很多村落可能已经全部坍塌,并且变成无处迁村,没 有田地可以耕种的境地。山西省统配煤矿的 43 个矿山就是因采 掘地面而出现了坍塌和变形的, 规模约为 37 万亩。

  3.5 环境污染

  该区域存在着矿山污染问题,其中主要是地表水污染。该污 染与重金属环境污染和土地环境污染有关。环境污染源包括碗状 污水、选矿污水和尾矿砂。虽然碗状污水的危害较小,但由于污 染物漂浮物较多,导致地表水受到明显的影响,同时还对水质和 土质产生一定的影响。大部分黄金和铅锌矿山的选矿污水都可以 根据国家环境保护规定加以管理和控制。但是,个别选矿厂选择 工业废水污染不合格,这是污染的一种原因。另外,由于有些选 矿厂未能合理地拦截尾矿砂, 使得尾矿砂在大雨时期出现塌坝和 尾砂溢坝等事故,这也会大量泄入河水,危害土地,附近的村庄 大都没有直接使用地下水, 但河水中的死亡事件曾经发生过。

  4 地质灾害防治管理现状分析

  地质灾害防治的现状主要包括以下几个方面 :

  首先,在资金方面,就目前而言,国家尽管历来都相当注重 各类地质灾害预防工作, 但却为之设有专项资金。每年都有不少 区域出现各种程度、各种类型的地质灾害。尽管出台了不少对策 办法,但由于没有资金投入保障,往往无法得以有效实施。每年 的相关整治资金投入也未能合理融入到整体财政预算之中,这 也在一定程度上限制了地质灾害预防管理工作的深入开展。

  其次,在治理规范上不完善方面。每年都有不少水文灾害的 治理项目,其程度、范围也各有不同。但因为国家当前没有针对 水文灾害进行建立统一标准的法规, 也就使得许多地区制定、执 行的办法都相对简单保守, 经常容易产生工程造价浪费、预防工 作成效无法取得明显提高的现象。

  最后,在民众意识方面,尽管我国对地质灾害治理予以了足 够关注, 但在每年的整治实践中, 总是会发生部分民众不配合的 现象。这是由于部分民众没有防灾意识, 往往会产生一种侥幸心 理,即便不实施相应的防治管理体系也不会存在什么危险。这不 仅会给各项防治管理工作的有效落实带来一定难度,也会在汛 期暴雨要求相应群众撤离时遇到重重阻碍,最后造成一些无法 挽回的损失与伤亡。由此可见,加大对群众的宣传教育工作,具 有重要意义。

  5 矿山地质灾害的预防与治理措施

  5.1 建立健全矿山地质灾害防治法律法规

  政府政策与预防法律法规是矿山地质环境灾难治理和预防 工作的基石。唯有政府对矿山企业进行严格化、规范化的监督 管理,才能从根本上减少地质环境灾难的出现。因此,建立健全 的矿山地质预防规章制度是政府保障矿山环境安全的最有效举 措。这不仅可以实现土地资源利用和环境治理的统筹发展, 也能 够实现环保矿地经济的可持续发展。具体内容如下 :

  ①建立健全采矿市场准入管理制度和采矿环保监管机制, 以提高矿山企业在开采领域的市场准入壁垒,并加强对矿山地 质环保活动的全社会有效监管,从而为矿山地质环境保护和环 境灾害预防项目的实施提供完善的政策保障和支持。

  ②建立和健全与矿山地质灾害预防工作相关的专门立法制 度,为矿山环境预防的开展工作提供合理的法制保障。

  ③健全与矿山环境恢复整治、矿山植被绿化、矿山地质环境 评估等工作相关的标准和法规,建立和完善矿山地质环境灾害 预防技术支撑机制。

  ④建立和完善矿山地质生态环境灾害预防的政府补偿投资 制度,为矿山地质环境灾害的治理和预防项目的实施提供充分的政府经费保障。针对废弃矿山和非主矿山的地质环境灾害的 综合治理和预防, 政府通过恢复治理资金、财政支出等途径实施 筹集资金,并鼓励吸引社会资本投入到矿山地质环境灾害综合 治理工作,从而使得矿山地质环境灾害的治理和预防工作落到 了实处。

  5.2 矿山地质灾害防范和管理的知识

  矿山等地灾是一类自然灾害,随着民族经济的增长和人们 生活的增加, 其出现次数和所引起的经济损失也在不断增加。已 经受到地方各级人民政府的高度重视,因此其预防作用已经迫 在眉睫。我们必须从地方的实际情况出发, 将地灾的预防工作同 国家西部大开发战略的实施和再造“中国山川秀丽工程”紧密结 合起来,强调工作重点、主次清楚,并强化地灾预防科学知识的 传播教育工作。走“群专紧密结合”及“群策群防”的工作路线。 把现存的地质灾害点列入常规的监测治理工作轨迹,以最大程 度地降低因地理自然灾害所产生的直接伤亡和社会经济财产损 失。造福于经济社会,造福于民众。推动民族经济、社会发展与 环境和谐发展, 逐步走上可持续发展的路子。

  5.3 合理进行矿山开采

  矿山地质存在多种多样的特点。为全面避免灾难发生,必须 根据矿山实际状况, 科学合理实施矿山开发, 尽量减少环境污染 概率, 以使地灾概率减少至最低。为科学合理地对矿山实施有效 开采管理,各金属矿山企业及工作人员都必须积极支持水文灾 害预防管理工作。在矿山开发前期, 可以带领专门的技术人员进 行实地考察, 对坡度技术参数进行科学合理测算, 并策划科学的 开发方案。若岩体发生变形问题, 则在实施采矿工作时立即采取 解决对策。此外, 能源矿业部门还必须合理进行对矿石的管理利 用工作 ;严格计量坡度参数和弃渣方量 ;对拦渣和防挡墙等的 工作及时进行, 以避免此类问题带来的安全危险。矿山的管理者 还必须加强对矿采工作的巡查, 并制定施工人员行为规定, 在作 业过程中禁止乱扔乱弃。已对以前出现过灾害的区域做了全面 的预防工作,并严格保护了坑道,以避免坍塌情况发生。与此同 时,针对矿山中存在的积水问题,工作人员还需要对降雨量大、 地表渗透性强的地方采取管理措施。

  5.4 加大宣传力度,提高忧患意识

  矿山水文灾害是一种内外地质影响的产物,其原因、影响和 预防方法都有着很大的科学性。对于地质灾害高发区, 只有当地 民众了解一定的灾害预防常识,才能确保预防任务的圆满完成。 因此,做好宣教是当前开展预防工作的首要任务。广大群众,尤 其是在灾区的政府行政人员中,要协助有关主管部门大力开展 宣教,以增强大家的抗灾能力。同时,人们还应了解防治自然灾 害的一些有效手段以及遇险时及时撤离的基本知识,以防止或减少因自然灾害所带来的直接经济损失。

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  5.5 提升支护能力

  当前在国际上最普遍的做法是通过增强保护功能解决矿山 工程地质灾害。这也是一项普遍使用的工程技术防灾措施, 以实 现围岩与保护的双重功能为主要目的。通过针对现场状况选用 适当的保护方式, 可以显著减少地质技术灾难的发生率。经过对 矿山工程地质灾害主要原因的研究发现,多变的工程地质条件 以及不正确的保护方式都是影响矿山生产不稳定的重要原因。 而矿山生产不稳定还将继续加大冒顶、片帮等事件对矿山生产 的影响。在提高保护水平的同时, 更必须重视矿山生产现场的范 围,根据生产现场的工程地质条件加以判断, 并选取适当的支护 方法, 从而提高安全性。

  5.6 建筑自然灾害监控网络系统与监测信息系统

  建设监控网络是预防自然灾害的有效手段之一。在滑坡、泥 石流、坍塌和地面沉降等易发自然灾害地区, 应迅速建立监控网 络并使用先进的监测仪器和计算机, 以超前预报预测灾情, 并采 取适时的预防措施。目前在中国南方一些地区以及长江三峡地 区等多发地质灾害区域已建立了监控体系,并取得了不错的防 治效果。

  5.7 因地制宜,综合治理

  针对地理自然灾害,我们可以根据不同情况采取不同的措 施,以达到整治的目的,甚至可以推迟甚至防止灾害的发生。如 针对泥石流、水土流失等自然灾害,可通过修建拦挡水坝、引水 渠道、排水沟或配套栽植涵养林等措施进行整治防治 ;针对严 重滑坡、危岩体强度等自然灾害,应采取注浆成型、锚固长度等 施工方式 ;而对于地表沉降等灾害,可适时采取人工回灌等预 防措施。总之,应根据各种水文灾情,并结合现场实际情况,综 合利用多种措施进行综合性的防治, 以取得最佳效果。

  6 结语

  经过前文的分析和阐述,我们认识到中国矿山施工的实际 工作环境中,面临着许多不同种类矿山的地质困难和挑战,因 此防治矿山地质灾害的难度很大。我们可以在进行矿山开发工 作之前,对矿山所在地的自然资源和环境保护现状进行研究, 预测矿山开发过程中可能产生的地质灾害情况,并制定地质处 理措施,切实处理矿山中出现的地质灾害。这样做有助于推动 矿山工程产业步入可持续发展轨道,克服矿山工程实际工作中 出现的困难, 增加效益, 提高不同职位和人员的工作安全保障, 促进建设安全型社会的过程。
 
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