引言
矿山地质灾害,是由于人为的采矿活动改变了当地地质环境所引起或诱发的灾害。矿山地质灾害的发生会对生态环境、自然资源和经济社会造成不可估量的危害和破坏。我国的矿产开采具有相当长的历史,开采初期技术和设备都比较落后,进而导致矿山地质环境不断恶化,灾害事故频发。因此,根据我国矿山地质灾害发生及发展规律、特点,将矿山地质灾害进行详细分类,并提出相应的防治措施,是一项十分必要的工作。
1矿山地质灾害类型
矿山地质灾害类型很多,目前最常用的分类方式是以地质灾害的时空分布和成因关系来分类。这种分类方法有利于对地质灾害的成因进行深入探究,从而根据各种地质灾害类型制定相应的防治措施。
1.1岩土圈层形变灾害
这类矿山地质灾害是由于采矿活动改变了矿区的地质环境,导致地区地下和地表岩土圈层形变,进而引发的灾难性后果。
1.1.1诱发性地震
由于采矿活动致使岩土圈层结构性失衡,这种失衡状态反映在岩土圈层内部就是地震与断层错位。短时间的断层剧烈错位容易产生诱发性地震,虽然其为浅源性地震,深度小,危害和破坏力却十分巨大。小震级的地震,就可能致使井下和地表岩土圈层的剧烈改变,从而对建筑物、地表结构造成危害。
1.1.2断层错位
断层错位也是圈层结构性失衡的一种表现,不过由于断层错位具有缓发性,能量在缓慢积聚,短时间内不易被测量和察觉。但是,随着开采活动的不断进行,矿脉被采空后,断层积聚能量会在短时间释放,会对矿山及周边地质环境产生巨大的破环力。
1.1.3斜坡岩土体运动
这一类灾害是由于采矿区地质边坡或地表断层边缘结构不稳造成的灾害,如崩塌、滑坡、泥石流等。这些地质灾害发生的主要原因是开挖不合理造成的采剥失调、边坡角度过陡等形成不稳定结构。此种灾害常常瞬时发生,如矿山山崩,往往使矿产毁于一旦,造成人员大量伤亡,危害极大,是此类灾害的典型例子。
1.1.4矿坑工程灾害
不合理以及技术落后的矿山开采手段,常会造成矿山地下工程灾害事故的发生。这些灾害均是因为矿井、矿坑内的岩土圈层发生地壳应力变化,而导致岩层、土层应力突然释放,导致大量岩石、碎屑,向坑井内突进,给矿井开采带来危害。
1.2地下水位异变灾害
矿山开采过程中,深层开采有时会破坏地下水自由浅水层或层压含水层的结构稳定性,进而引起地下水位和矿山地质环境的改变,造成灾害性后果。
1.2.1矿坑突水涌水
由于采矿过程中常因对矿坑涌水量的排空速度估计不足,采掘过程中穿透隔水断层,或者骤遇蓄水溶洞、暗河,导致地下水大量涌入,造成坑井被水淹没,造成人员伤亡或其他严重灾难性后果。
1.2.2地下水漏失
由于矿山开采,破坏了地下水埋藏条件,造成地下水的水源补给跟不上消耗的速度,造成地下水位超常下降,进而引发地下水源枯竭灾害,造成局域性干旱区。
1.3矿体内因引起的灾害
这类矿山地质灾害常常是因为矿山地质环境改变后,一些偶发因素造成突变性的灾难性后果。
1.3.1瓦斯爆炸
瓦斯爆炸灾害最常见于大小煤矿,由于矿坑通风条件不良,使瓦斯在封闭空间内积聚到一定程度,偶然因素引发爆炸,造成巨大的人员与财产损失。
1.3.2煤层自燃
由于煤层开采,使一部分开采矿面暴露在空气中,煤矿石因氧化放热导致温度逐渐升高,热量集聚导致温度升高,达到煤的着火点时,便会引起燃烧。煤层自燃现象在古今中外时有发生,我国每年因为煤层自燃破坏煤炭资源多达2亿吨,经济损失巨大。
1.3.3矿山火灾
矿坑火灾常见于煤矿的煤矸石山和硫化物矿床,矿山火灾对周边大气危害十分严重,一些常年燃烧的矿山,使当地空气污染严重,区域小气候发生变化,矿区周围苗木大量死亡,土壤受损,环境状况堪忧。
1.4矿山环境化学污染灾害
采矿产生的废渣、废水、废气造成环境污染,也是矿山地质灾害日趋凸显的一种形式。这种环境灾难还会引发水土流失、土地砂化、盐渍化、地下水断流等相关次生灾难。
1.4.1尾库、场库灾害
许多矿山开采,都伴随着矿场与尾矿库的存在。尾矿溃堤给矿区人民生产生活都带来不可估量的灾难性后果,同时也会给当地水土环境造成污染和长期危害。
1.4.2水土环境污染
矿山开采排出的废液、废渣会造成矿区水源与地下水的污染,同时废液中存在的重金属污染元素、有毒有害元素,会直接或间接造成区域性水土环境污染,致使矿区地表水、地下水源、土壤遭受持久性的污染破坏。
2矿山地质灾害的勘查方法
2.1地球信息技术综合方法
目前主要是利用遥感集合技术,对地质灾害发生的高危点位精确定位,并利用遥感卫星进行叠加分析,预测灾变发生趋势。
2.2地球物理勘查方法
该方法主要应用高密度电阻率法、视电阻率法、瞬变电磁法、浅层地震法等物理手段,探测岩土圈层相关信息,确定采空区、断层位移、磁场变化等可能的灾害伴发信息,对地质灾害进行提前分析与预测。
2.3环境化学勘测方法
在矿山地质灾害预防过程中,通过使用地球化学勘查方法对矿区环境污染实施监测,能够有效确定污染因素、预测污染趋势、追溯污染源、划分污染区,为污染治理方案的制定提供重要的科学依据和技术支持。
3矿山地质灾害的防治措施
(1)建立和完善矿山开采前的风险评估与环境评估,并制定环境保护与恢复治理的政策法规和规划体系。做到开采前严格评估,开产中积极防范,开采后积极恢复,把矿山地质环境恢复与土地复垦纳入法规,建立矿山环境恢复治理、地质灾害调查防治等基金。
(2)加强宣传,普及矿山地质灾害防治知识,提高矿山开采人员素质,增强其对地质灾害的危机感与警觉性。提高矿山生产过程中全员防灾、减灾技能与手段,强化矿山地质灾害的防、险避险、抢险培训。
(3)开发与应用先进的信息化、地球物理勘查手段、地球化学勘查手段,对矿山地质进行严密监视,对可能发生的潜在灾害施行实时监测、动态监测,建立矿山地质灾害监测系统,实现矿山地质与环境生态动态跟踪与管理体系,避免重大人员财产损失。
(4)加强矿坑、矿井边坡设计,进行边坡监测,合理建设尾矿矿坝,坑道开采做到边开采边支护,做好预防措施;同时做好坑道的排水设计,以防因矿坑涌水造成危害。
(5)加强矿山环境监督与检查,进行全面、系统的地质环境和地质灾害影响评估。对破坏生态环境的小矿、低产能矿场进行坚决关停。对于污染型采矿区,制定科学开采和“三废”排放方案,减少次生地质灾害的发生。全面推进矿山地质灾害防治与环境综合治理,提高土地复垦率,结合生态措施实施矿山生态环境综合治理示范工程。
4结语
综观当前矿山地质灾害类型,针对不同矿区的地质环境特点,我们应该选择合适的矿山开采方案,并采取全周期的防治思维,查明矿山地质灾害特征,预测灾害体的发展变化,提出防治措施,为矿山防灾减灾提出合理建议。
参考文献
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