研究:矿山主要地质灾害及防治

2017年07月18日 四方谈


【矿业澳洲点评】矿山是地质灾害多发区,且地质灾害对地形与矿山有很大的的破坏力,带来人员伤亡。矿山地质灾害与其他类型的的地质灾害相比,具有特殊性,而矿区开采也是经济发展的动力之一,故人们非常重视矿区开采活动,需防止过度开采引发地质灾害。

矿山地质灾害主要类型及防治对策的研究

中国幅员辽阔,有丰富多样的地形,以及不同类型的地质灾害,对地质与环境造成很大的影响。矿山地质灾害是所有灾害的一个分支,诱发矿山地质灾害的原因是人们的开采行为。中国有丰富的矿产资源,但开采技术相对落后,易造成矿山环境恶化,增加了地质灾害发生的概率。

【1 矿山地质灾害】

矿山地质灾害种类多样,且每类灾害的发生都与开采时间的长短有紧密联系。其类型包括:突发性地质灾害、缓发性地质灾害,但较为常见的是把分布空间与成因作为划分标准进行分类。

【1.1 岩土体的变形】

(1)矿山开采是在山体内部开挖洞穴,从内部改变了山体的结构,影响地面与山体的稳定性,且一段时间后可能出现地面或采空区的塌陷,引发岩土体的变形。比如矿山的采空区,如果放置的矿柱数量较少,或由于矿柱出现破损,都会降低其支撑力,引发塌陷,尤其是矿体在地表埋藏较浅,开采平缓的区域,是地面塌陷的多发区域。而对于矿体开采位置的深入,开采后若没有及时回填,或是崩落采空区,其达到一定规模后,会因为支撑力不足塌陷。同时,如果在岩溶分布较多的区域开采,也可能因为矿山排水,造成溶洞以上的地面塌陷。地面塌陷不仅直接影响耕地资源,其也会破坏道路、建筑物等,进而停止开采。

(2)边坡的失稳、滑坡与岩崩。出现边坡失稳、滑坡和岩崩的原因是,开采人员的过度开采,以及使用错误的开采方式,导致采剥失调,使边坡的角度过于陡峭,破坏了整体结构的稳定性,引发开采事故。这类事故多出现于建材矿山。

(3)坑内岩爆。它的另一个名称是矿产冲击。出现这一灾害的原因是,矿坑的周围以及顶部与底部的岩石,在地壳的挤压下,有一定压缩,如果某个区域被挖空形成自由面,这个区域的挤压力就会受到影响,地应力从自由面释放,使周围的岩体破裂成数个小块,向空间内喷射,给矿山的稳定与开采人员的生命安全带来威胁。

(4)采矿引发的地震。由于不正确的开采方式,或是采矿人员操作失误,都会给地震的发生留下机会。且发生的地震震源较浅,可同时向上、向下影响地表与井下,有严重的破坏。

(5)场库失稳。场库失去稳定性是因为,尾坝崩塌形成泥石流。尾坝崩塌导致的泥石流将覆盖整个身体,给周围生活的居民带来生命威胁,同时它也会污染环境。

【1.2 地下水位的变化】

(1)矿坑内水位上升。这是矿山开采中经常会遇到的灾害之一,有很强的突发性,影响的范围很大,且后果严重。出现的原因是,开采人员对坑内用水量缺少准确的预估,挖掘的过程中常常打穿老的窟窿,穿透水断层,遇到地下暗河,使地下暗河的水快速涌入,矿坑内积水过多,出现人员伤亡。

(2)矿坑内泥沙涌出。它与矿坑内水位上升同时出现。泥沙会随着河水的涌入随之进入,同时,地裂缝中的沉积物也会就顺势流入坑内,这一情况导致的最终结果是,坑道被泥沙堵住,开采人员与设备被掩埋在沙土中,更甚的是矿山可能因此受到致命性毁灭。

(3)环境污染。矿山开采会污染周围环境的原因是,开采与选择的过程中可能出现三废物体,没有经过任何处理直接流到周围江河中,引发严重的环境污染。同时,采矿也会破坏地表,致使地下水断流。

【1.3 矿体内因引发的灾害】

矿体内因有两点,第一点是瓦斯爆炸,第二点是地热。出现前者的原因是惊没有良好的通风,导致瓦斯在矿井内的某个区域聚集,与化学物质发生反应后,引发爆炸,造成极大的影响。出现后者的原因是随着开采的深度进一步深入,地热造成的影响也就越大。矿山内有大量的硫,温度较高,一旦发生地热危害,会让开采人员的工作环境进一步恶化,影响开采工作顺利进行。

【2 矿山地质灾害的防治措施】

【2.1 重点区域的防治】

对于重点区域的防治,可以从以下几方面入手:根据矿山整体情况,科学设计边坡参数,实时监测边坡的变化,而为了保证边坡的稳定,可以用挡墙巩固,但如果正式开挖后发生变形,需要专业的工程人员勘察矿山的地质;对于已有的灾害点,需在正式开采前做好加固工作,尽可能消除由于开采引发的地质灾害;对于渣场、弃渣,需要展开方量处理,优化边坡坡度的选择以及挡墙设计,预先设置拦渣坝,做到科学利用;在坑道的开采挖掘中,需保证坑道内有足够的支撑,随着开采的进行实时做好防护工作,并定期派人检查已开采隧道的支撑是否牢固,避免因为支撑不足发生坍塌;优化坑道的排水设计;在灾害多发地段设置监测点,由专人监督,防止灾害发生。

【2.2 次重点区域的防治】

矿山开采人员建造入场公路,或是建设矿区生活区域时,必然会形成边坡与废渣,这些都会影响边坡的稳定性,形成滑坡或塌方,而路上未经处理的废渣也会破坏周围环境,遇水后出现坡面泥石流,有大量滚石。对于这一点,要求开采人员在正式开采前,应做好参数的设计,并用其他方式加固,在边坡上方的位置设置排水沟,避免水与边坡接触,同时,工地管理者也需要优化现场施工的管理,把废渣堆放在恰当的位置,不会随意弃渣,在可能引发泥石流的地段放置拦挡设备。矿山开采结束后,把废渣铺平,恢复山体的植被建设。

【2.3 普通区域的防治】

开采区内项目的建设,以及周围的林农用地,可能会因为矿山开采导致的地表岩体破裂,形成水土流失。对于这一点,应做到避免越界开采,减少人为对环境的影响,控制水土流失,即开采方在开启前需明确开采的范围,划分明确的界限,保证所有工作都在这个界限内,尽量减少开采对环境的影响。

【2.4 科学处理废旧物品】

矿产开采中必然产生大量废弃物,对于这些废弃物的处理是,按照统一要求把它们对方在指定区域,符合堆方标准。即管理人员会预先设定矿区开采有的边界,并制定材料回填计划,确保废渣的处理符合标准,而管理人员也会把废渣用相应的方式处理,当矿山全部开采工作结束后,有关部门会根据当地的地质,制定生态恢复方案,采取不同的措施恢复生态环境,防止水土流失的发生,在一定时间内恢复原有山体的植被,并展开复垦工作,尽最大能力恢复生态。

【2.5 加大矿山环境的监督力度】

从矿山中开采各类资源,是人为破坏环境的方式之一,且影响强烈,使环境与生态的恢复处于被动的局面,所以,国家有关部门需制定相关的工作计划,为矿山环境的保护提供强制保护,并确保所有活动都有据可依,把法律作为依靠,完善矿山环境的评价机制,评估地质灾害的危害程度。即有关部门会组织专门的检查小组,不定期的进入各个矿山,检查矿山的地质环境,对于地质环境保护较差的工作方,会根据法律法规及行业规范,追究其责任,而如果在检查过程中发现矿山的坡坑采面的高度较高,稳定性不足,或是废渣没有妥善安放的情况,必须根据规章制度给予处罚。

【3 结语】

总而言之,矿山地质灾害的种类包括岩土体的变形、地下水位的变化、矿体内因引发的灾害,防治措施有:对重点、次重点、普通区域展开防治,科学处理废旧物品,加大矿山环境的监督力度,从而减少矿山开采对环境的影响,恢复山体生态,预防水土流失。

——沈应龙 

——江西省核工业地质局二六五大队,江西鹰潭

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