时间:2023-09-27 09:40:37
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关键词:治管结合 科学营林
林业生物灾害是由于极端的自然、人为因素或者它们的共同作用,使森林生态系统能量交换、物质循环、信息传递的有序状态遭到破坏,森林生态系统失衡,少数生物抢占生态位,森林资源遭到破坏,造成林业生物灾害。林业生物灾害包括森林植物感染病虫鼠害、有害植物侵入和野生动物感染疫病等。
一、林业生物灾害的特征
具有一般生物灾害的共同点外,还具有周期性、受灾面广、危害的间接性和严重性等特点:
(1)周期性。林业有害生物的种群具有一定的消长周期,其危害性也表现出明显的周期性。由于有害生物的发生发展与其生长环境密切相关,不同的有害生物、同一种有害生物在不同地区期表现的危害周期都不相同,因此,林业有害生物的周期性主要表现在单虫种的区域性上。
(2)受灾面广。林业灾害受体涉及整个陆地生态系统,“十五”期间,我国年均发生林业有害生物灾害面积867万hm2,相当于同期森林火灾面积的50倍,年经济损失高达880亿元,其中直接经济损失156亿元。
(3)危害的间接性和严重性。林业生物灾害不象其他灾害那样来得突然、激烈,对人的感官刺激、心理冲击大,它的危害一般是渐渐的、间接的,容被人忽视。但是,林业生物灾害不仅造成巨大的经济损失,对陆地生态系统造成极大的危害,甚至于危及人类健康。
二、林木雨雪冰冻灾害的防治措施
林木受雨雪冰冻灾害,其受灾程度除与雨雪冰冻天气持续时间,海拔,地形地貌有关外,在上述相同的成灾环境条件下,森林经营水平,林分质量,林分健康状况、营林技术措施、造林树种选择等因子同灾害程度有着直接的关系。
天然林比较抗雨雪冰冻灾害,人工林较易受雨雪冰冻灾害,特别是人工纯林受灾最为严重,经济损失也大。过去营造的速生丰产林绝大多数为杉木纯林,初植密度过大,抚育间伐不及时,树木为争夺阳光其高生长较快,冠幅较小,形成高、径、冠比例失调,稍部木质化程度低,当树冠积雪达到一定重量时,林木之间由于互相挤压,易形成大面积倒伏和折梢。毛竹纯林未实施钩稍,枝叉过多滞雪量过大,造成毛竹爆裂和翻桩。
调查发现阔叶树比较抗雨雪冰冻灾害,特别是落叶阔叶树,针叶树和一些常绿阔叶树易受雨雪冰冻灾害。人工林受灾严重,一个重要的原因就是未能按适地适树的原则科学地选择造林树种。选择树种时,只重视树种的经济性能,忽视了树种是否与造林地环境条件相适应,其中重要的一项就是气象条件是否适合,忽视了树种的抗气象灾害能力,没有足够重视树种的形态特征、生态学和生物学特性在抗雨雪冰冻方面的特点,偏面追求营造经济价值高的速生树种,例如在海拔800米左右的阴坡或迎风面营造大面积的杉木纯林,极易造成冰雪灾害。
从调查情况来看,混交林抗雨雪冰冻灾害能力强,而人工纯林易受雨雪冰冻灾害,特别是针叶纯林,很容易遭受雨雪冰冻灾害,落叶常绿阔叶混交林和针阔混交、竹阔混交林则抗灾能力很强。
三、林木病虫鼠害的防治
森林病虫鼠的防治工作,以突出营林措施和生物防治措施为主,坚持“预防为主,科学防控,依法治理,促进健康”的方针,坚持因地制宜,充分运用生物、物理、天敌等相辅相成的系统防治措施,防止环境污染,大力提倡防治无公害防治措施,把森林,病虫鼠害控制在不成灾的水平,以达到保护环境和促进林木速生丰产的目的。
1 做好森林病虫鼠害调查。认真地调查森林病虫鼠害,以便掌握森林病虫鼠害种类组成及种群动态及发生发展趋势、森林病虫的变化情况,探讨其发生发展规律,为科学准确的森林病虫害的预测预报、防治措施的制定以及天敌的利用提供科学依据。同时及时认真做好森林病虫鼠的种类、数量、分布、林木被害程度的分析。
2 抓住科学、合理、有效防治措施。根据林木生长状况、危害程度及症状,正确鉴定森林病虫种类,掌握其生物特性及在不同环境中的生长规律,抓住最佳防治时机,制定科学合理的综合有效的防治措施,以达到最佳治理效果。同时把森林病虫鼠害造成的经济损失降到最低。
3 物理机械防治法。人为进行捕杀、阻隔、诱杀、高温处理及应用遥感等新技术进行防治称为物理机械防治,这种措施具有不污染环境,不伤害天敌,便于开展群众性工作等特点;但此种措施工效低、费工、局限大,应根据规律及劳力情况具体掌握。
4 天敌防治法。结合其他防治措施,利用自然界中天敌昆虫病原微生物、线虫、蜘蛛、食虫鸟以及其它食虫动物等有益生物来控制病虫害。此措施对维持生态平衡,对森林病虫害有长期抑制作用。对建设人与自然和谐社会具有重要战略意义。
5 生物及仿生物药剂防治森林病虫鼠。建设人与自然的和谐发展,避免化学防治带来的环境污染,大力提倡无公害防治。防治时选择生物药剂和仿生药剂进行森林病虫鼠的除治,是实现林业生态文明的重要步骤。
四、林木的防灾减灾措施分析
自然灾害不可避免,人类能够做的只是如何利用自然为人类造福,一是加强科学预测提前预警做好防范措施,将灾害降低到最低程度,二是科学营造林,这是防灾减灾重要措施之一。
受灾林地清理包括受灾林木清理和造林与更新方案。要遵循林业自然规律和经济规律,坚持因地制宜、因害设防,突出重点、破解难点、分类实施,不搞一刀切,注重林木清理与科学经营、自然恢复与人工恢复相结合,扎实推进林业灾后恢复重建。清理林地不能随意清除现有植被,要强调现有植a被和目的树种的保护和利用,对断梢严重林分,针叶树仍有5-6盘枝条的或阔叶树潜伏芽萌发能力较强的树种,以及每亩有50-60株正常树木的林分不宜全面伐除,应只清除折断和翻桩树木,以防止造成人为对生态环境破坏。同时应及时补植与立地条件和环境相适应的树种,以利于形成异龄复层林早日发挥生态功能。对折断倒伏严重无培育前途的林分应及时全部伐除及时更新造林。
进行合理的树种混交搭配,尽量避免营造纯林。混交林不仅能够提高防雨雪冰冻灾害能力,还能有效提高防病虫害、防火功能。营造混交林要做到针阔、乔灌、落叶常绿的有机搭配。其次要强调栽植点的配置方式,提倡采用三角形或梅花型方式,使林木形成较均匀树冠。本次灾害中,林缘、沟边等边际林木倒伏或腰折主因就是树木偏冠,雪压承载力不匀所至。并大力提倡营造异龄复层林,提高林分稳定性。
【关键词】岩土工程;地质灾害;防治措施;实践经验
由于全球气候异常变化,世界范围内的降水、降雨量日渐增多,地质灾害隐患也在不断增加;特别是随着人类活动的加剧和活动范围的不断扩大,工程建设造成的地质性破坏越来越多。随着我国国民经济的快速发展,各种资源开发和工程建设活动等人类工程活动的力度也普遍增大,给我国本就十分脆弱的地质环境带来了巨大的压力,地质灾害的频度和规模有逐年增加的趋势。
1、岩土工程与地质灾害的内涵
人类起源于自然,又高于自然,人类自产生以来就一直在利用和改造自然。从原始人利用天然洞穴到学会挖土造屋,时至今日,人类已能够建造高达数百米的摩天大厦、高坝和巨塔。在此过程中,由于地基处理的需要,逐渐形成了一门学科技术―岩土工程。
地质工程学,是研究与解决从规划到竣工乃至工程运行后效的全过程的与地质有关的工程问题的科学。它把地质体乃至地质环境作为工程系统的组成部分来对待,这显然符合大系统工程学的思想,它包含岩土工程和地质灾害防治工程两个方面,但以后者对其特点的反映更为深刻。岩土工程是指工程建设中涉及岩土体的开挖与加固;地质灾害防治工程是对自然或人为作用产生的有害地质现象进行防范与防治。后者包含了更全面地对地质生态环境合理开发与管理的思想。
地质灾害是指由于自然因素或者人为活动引发的危害人民生命财产安全或使人类赖以生存和发展的环境、资源发生严重破坏的地质现象。《地质灾害防治条例》规定,地质灾害包括山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等灾害。
2、我国地质灾害的特征与危害
我国地理位置独特,东邻世界最大的太平洋,西靠全球最高的青藏高原,南处世界最大的环太平洋构造带与特提斯构造带交汇处,地质构造复杂,地球生态环境多变,加之,又是人口众多的农业大国,经济较落后,承灾能力弱,所有这些叠加在一起,形成灾害类型多、分布广、频度高、强度大、影响面宽、损失严重的格局。
地质灾害的发生还导致破坏铁路、公路、航运、水库、堤坝和通信等工程设施,破坏土地资源、水资源、矿产资源、旅游资源和生态环境等。
地质灾害可分两大类:第一类主要是由自然因素引起的地质环境问题,又称第一环境问题,属自然地质灾害;这些灾害不以人类历史的发展为转移;第二类主要是由人为活动引发的地质灾害,称第二环境问题,属人为地质灾害。这些灾害常随社会经济的发展而日益增加,据地质灾害成因分析,全国50%以上的地质灾害发生的主要原因是人类行为,尤其是人类不合理地大量挖掘能源所造成的。
2.1滑坡
滑坡是指斜坡上的土体或岩体,受河流冲刷、地下水活动、地震、人工切坡等因素的影响,沿着一定的软弱面或软弱带,整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象。
滑坡的诱因:
(1)地震;(2)降雨和融雪;(3)地表水的冲刷、浸泡;(4)河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷;(5)开挖坡脚;(6)蓄水排水;(7)堆填加载;(8)劈山放炮,乱砍乱伐。
滑坡发生的规律:
下列地带是滑坡的易发和多发地区:(1)江、河、湖(水库)、沟的岸坡地带,地形高差大的峡谷地区,山区铁路、公路、工程建筑物的边坡等。(2)地质构造带之中,如断裂带、地震带等。(3)易滑(坡)岩、土分布区。(4)暴雨多发区及异常的强降雨区。
2.2崩塌
陡坡上被直立裂缝分割的岩土体,因根部空虚,折断压碎或局部移滑,失去稳定,突然脱离母体向下倾倒、翻滚,堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象称为崩塌。
崩塌的诱因:
(1)采掘矿产资源;(2)道路工程开挖边坡;(3)水库蓄水与渠道渗漏;(4)堆(弃)渣填土;(5)强烈振动。
2.3泥石流
泥石流是由于降水(暴雨、冰川、积雪融化水)产生在沟谷或山坡上的一种挟带大量泥砂、石块和巨砾等固体物质的特殊洪流,是高浓度的固体和液体的混合颗粒流。
泥石流的诱因:
(1)不合理开挖;(2)不合理的弃土、弃渣、弃石;(3)滥伐乱垦。
地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一种动力地质现象。
2.4地面变形
地面变形包括地面沉降、地面塌陷与地裂缝。目前中国发生地面沉降活动的城镇有70多个,明显成灾的有30余个,最大沉降量已将近3m。这些城市有的孤立存在,有的密集成群相连形成广阔的地面沉降带(区)。造成中国城镇地面塌陷原因有三:一是不合理地大量开采地下矿产资源引起的塌陷;二是表面岩溶活动引起的塌陷;三是大量抽取地下水引起地面下沉。
地面塌陷发生的规律:
(1)岩溶强烈发育的纯可溶岩分布地带或沿其与非可溶岩的接触地带;(2)沿可溶岩中的断裂带或主要裂隙交汇破碎带,岩层剧烈转折、破碎的地带;(3)松散盖层较薄且以砂石为主,其底部粘性土层缺失或甚薄(一般不足1-2米)的“天窗”地段;(4)岩溶地下水的主迳流带或岩溶管道上;(5)具有潜水和岩溶水双层含水层分布地带;(6)岩溶地下水的排泄区;(7)岩沉吟地下水位在基岩面上下频繁波动的地带,或受排水影响强烈的降落漏斗中心及近侧地段;(8)临近河、湖、塘地表水体的近岸地带;(9)岩溶地下水位埋藏较浅的低洼地带。
2.5人为地质灾害的危险性分析
人为活动加剧或加速地质灾害的发生所带来的危害性大大超过正常状态下产生的地质灾害所带来的损失。人工诱发地质灾害的特点如下:
一是诱发速度快。在自然地质演化及气候变化过程中,岩体由相对稳定至不稳定的变化,经历长时间过程。
二是诱发灾害面广。自然地质灾害的发生,除了特大灾害之外,一般其危害性有一定的局限性,在人工因素诱发下,其危害性就具有更大的影响面。
三是灾害损失巨大,除了地震之外,人工诱发的地质灾害所造成的损失是严重的。随着经济建设的发展,人工诱发地质灾害所造成的损失,仍会不断增加,目前估计地质灾害损失每年约500亿元,而受到威胁的就是这些数据的数倍至数百倍。其中不少损失是通过地质灾害而产生的。
3、地质灾害防治工程的主要施工技术标准及防治措施
3.1主要的施工技术标准总结
地质灾害防治工程的最大特点是隐蔽性(如抗滑桩)、复杂性(如抗滑桩+锚拉+挡板+冠梁)和多样性(防治滑坡可采用桩,亦可采用挡土墙),以地下工程施工为工艺特点,因此与地基与基础工程和岩土工程具有十分相近或相同的工艺流程、施工工序和施工工法。涉及地质灾害防治工程施工的技术规范和标准主要有:
(1)地质灾害防治工程现行施工技术标准和规范,如《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0218-2006);
(2)各类工业与民用和市政工程建设项目的地基与基础、深基坑、高切坡、地基处理、基础病害工程防治等所涉及的技术规范和标准均可参考使用,如《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002);
(3)各类水利水电工程的土石方、地基与基础和岩土工程所涉及的技术规范和标准均可参考使用,如《水电水利工程预应力锚索施工规范》(DL/T5083-2004);
(4)各类交通建设中所涉及的边坡、滑坡、危岩、塌陷和沉降等工程防治的相关技术标准和规范,如《公路隧道施工技术规范》)(JTJ042-94)。
3.2地质灾害防治工程实践
3.2.1做好防治工程设计
(1)根据致灾的成因确定主要防治途径;
(2)根据灾害的易发程度、防治目标确定防治工程的强度和工程量。
3.2.2地质灾害防治工程的主要工程措施
根据地质灾害防治工程勘查设计现行行业规范,国内防治地质灾害的主要工程类型有:排(截)水工程、支(拦)挡工程、加固工程、护坡工程、减载与压脚工程及搬迁和避让等,设计分别采用了对应的防治工程措施,见下表1所示。
3.2.3地质灾害工程实践
(l)工程防治措施
工程防治措施是防治地质灾害的重要组成部分,工程防治措施的适用条件及方式:大多数房后切坡造成的小型土质滑坡,选用滑坡后缘地表排水、前缘支挡或削方减载护坡等工程措施较为适应;对于中型以上滑坡,应根据工程地质勘察资料选择工程防治措施。
(2)生物防治措施
生物防治措施是指植树造林,种草护坡及合理耕牧。它具有应用范围广、投资省,能促进生态平衡,改善自然环境条件,防治作用持续时间长的特点,需较长时间才能发挥其效益。
(3)避让措施
①雨天避让措施。对灾害隐患点和变形斜坡,采取雨天临时避让措施,各镇在防灾预案的基础上编制安全转移预案,雨天对受威胁户一一作转移地点安排。应根据就近原则、转移地(接受户)不受地质灾害或其它灾害威胁的原则进行操作。
②搬迁避让措施。对一些危险性大、危害性严重的地质灾害,防治费用超过搬迁费用或再建房仍然受地质灾害威胁的,采用搬迁避让措施。调查区需搬迁避让或已搬迁的灾点。
4、结语
岩土工程地质灾害防治工程是一项长期的工作,任重而道远。建设资源节约型、环境友好型社会,建设社会主义新农村,对地质灾害防治工作提出了新的要求。
关键词:岩土工程;地质灾害;防治措施
1、岩土工程与地质灾害的内涵
地质工程学,是研究与解决从规划到竣工乃至工程运行后效的全过程的与地质有关的工程问题的科学。它把地质体乃至地质环境作为工程系统的组成部分来对待,这显然符合大系统工程学的思想,它包含岩土工程和地质灾害防治工程两个方面,但以后者对其特点的反映更为深刻。岩土工程是指工程建设中涉及岩土体的开挖与加固;地质灾害防治工程是对自然或人为作用产生的有害地质现象进行防范与防治。后者包含了更全面地对地质生态环境合理开发与管理的思想。
地质灾害是指由于自然因素或者人为活动引发的危害人民生命财产安全或使人类赖以生存和发展的环境、资源发生严重破坏的地质现象。《地质灾害防治条例》规定,地质灾害包括山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等灾害。
在我国,大多数地质灾害现象都是人为因素引发的,据有关资料统计,近年来我国每年因地质灾害造成的经济损失约占各种自然灾害的1/4至1/5,因此,减少或制止破坏生态环境行为、及时采取地质灾害预防和防治措施,是我国当前减少损失的首要途径。
2、我国地质灾害的特征与危害
由于我国地理位置独特,地质构造复杂,地球生态环境多变,加之人口众多的农业大国,经济较落后,承灾能力弱,所有这些叠加在一起,形成灾害类型多、分布广、频度高、强度大、影响面宽、损失严重的格局。
据资料统计分析,崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝等种类的地质灾害在我国十分发育。其中崩塌、滑坡、泥石流的分布范围约占国土面积的50%,其中以西南、西北地区最为严重。
地质灾害可分两大类:第一类主要是由自然因素引起的地质环境问题,又称第一环境问题,属自然地质灾害;这些灾害不以人类历史的发展为转移;第二类主要是由人为活动引发的地质灾害,称第二环境问题,属人为地质灾害。这些灾害常随社会经济的发展而日益增加,据地质灾害成因分析,全国50%以上的地质灾害发生的主要原因是人类行为,尤其是人类不合理地大量挖掘能源所造成的。
2.1 滑坡
滑坡是指斜坡上的土体或岩体,受河流冲刷、地下水活动、地震、人工切坡等因素的影响,沿着一定的软弱面或软弱带,整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象。
滑坡的诱因:
(1)地震;(2)降雨和融雪;(3)地表水的冲刷、浸泡;(4)河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷;(5)开挖坡脚;(6)蓄水排水;(7)堆填加载;(8)劈山放炮,乱砍乱伐。
滑坡发生的规律:
下列地带是滑坡的易发和多发地区:(1)江、河、湖(水库)、沟的岸坡地带,地形高差大的峡谷地区,山区铁路、公路、工程建筑物的边坡等。(2)地质构造带之中,如断裂带、地震带等。(3)易滑(坡)岩、土分布区。(4)暴雨多发区及异常的强降雨区。
2.2 崩塌
陡坡上被直立裂缝分割的岩土体,因根部空虚,折断压碎或局部移滑,失去稳定,突然脱离母体向下倾倒、翻滚,堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象称为崩塌。
崩塌的诱因:
(1)采掘矿产资源;(2)道路工程开挖边坡;(3)水库蓄水与渠道渗漏;(4)堆(弃)渣填土;(5)强烈振动。
2.3 泥石流
泥石流是由于降水(暴雨、冰川、积雪融化水)产生在沟谷或山坡上的一种挟带大量泥砂、石块和巨砾等固体物质的特殊洪流,是高浓度的固体和液体的混合颗粒流。
泥石流的诱因:
(1)不合理开挖;(2)不合理的弃土、弃渣、弃石;(3)滥伐乱垦。
地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一种动力地质现象。
2.4 地面变形
地面变形包括地面沉降、地面塌陷与地裂缝。目前中国发生地面沉降活动的城镇有70多个,明显成灾的有30余个,最大沉降量已将近3m。这些城市有的孤立存在,有的密集成群相连形成广阔的地面沉降带(区)。造成中国城镇地面塌陷原因有三:一是不合理地大量开采地下矿产资源引起的塌陷;二是表面岩溶活动引起的塌陷;三是大量抽取地下水引起地面下沉。
地面塌陷发生的规律:
(1)岩溶强烈发育的纯可溶岩分布地带或沿其与非可溶岩的接触地带;(2)沿可溶岩中的断裂带或主要裂隙交汇破碎带,岩层剧烈转折、破碎的地带;(3)松散盖层较薄且以砂石为主,其底部粘性土层缺失或甚薄(一般不足1-2米)的“天窗”地段;(4)岩溶地下水的主迳流带或岩溶管道上;(5)具有潜水和岩溶水双层含水层分布地带;(6)岩溶地下水的排泄区;(7)岩沉吟地下水位在基岩面上下频繁波动的地带,或受排水影响强烈的降落漏斗中心及近侧地段;(8)临近河、湖、塘地表水体的近岸地带;(9)岩溶地下水位埋藏较浅的低洼地带。
2.5 人为地质灾害的危险性分析
人为活动加剧或加速地质灾害的发生所带来的危害性大大超过正常状态下产生的地质灾害所带来的损失。如:矿产资源的开发以及铁道、公路等各种工程建设的开挖,亦经常加剧地质灾害的发生,如:土壤侵蚀、地面塌陷与沉降、滑坡、岩爆、泥石流、荒漠化以及坑道涌水、瓦斯爆炸等灾害。人工滥伐森林资源,也造成土壤侵蚀、滑坡和泥石流等灾害,并导致洪灾的加剧发生。人工爆破也会诱发岩溶塌陷、滑坡等灾害的发生,还有可能引起连锁性的岩溶塌陷。
人工诱发地质灾害的特点如下:
一是诱发速度快。在自然地质演化及气候变化过程中,岩体由相对稳定至不稳定的变化,经历长时间过程。而人工因素诱发下,就大大地缩短了自然演化时间,加速岩土体的岩性变化,而导致突变灾难的发生,并造成更大的损失。
二是诱发灾害面广。自然地质灾害的发生,除了特大灾害之外,一般其危害性有一定的局限性,在人工因素诱发下,其危害性就具有更大的影响面。例如由于生物资源———森林的破坏,工程的大规模开挖,影响的是区域性环境恶化,诱发区域性旱涝灾害,以至引发全球性荒漠化。人类活动产生的升温效应,对气候及地质灾害诱发作用的影响也是全球性的。
三是灾害损失巨大,除了地震之外,人工诱发的地质灾害所造成的损失是严重的。随着经济建设的发展,人工诱发地质灾害所造成的损失,仍会不断增加,目前估计地质灾害损失每年约500亿元,而受到威胁的就是这些数据的数倍至数百倍。1998年洪灾损失2000多亿元,死亡1432人,其中不少损失是通过地质灾害而产生的。
3、地质灾害防治工程的主要施工技术标准及防治措施
地质灾害防治工程的最大特点是隐蔽性(如抗滑桩)、复杂性(如抗滑桩+锚拉+挡板+冠梁)和多样性(防治滑坡可采用桩,亦可采用挡土墙),以地下工程施工为工艺特点,因此与地基与基础工程和岩土工程具有十分相近或相同的工艺流程、施工工序和施工工法。涉及地质灾害防治工程施工的技术规范和标准主要有:
【关键词】煤矿;地质灾害;防治措施;迫切性
1.煤矿地质灾害的研究背景
煤矿地质灾害是指由于人类采煤生产活动而引发的一种破坏地质环境、危及生命财产安全,并带来重大经济损失的矿区灾害。它是地质灾害的一个分支,也是自然灾害的重要组成部分。煤矿开采开煤弃石,加速水土流失,引发地表塌陷、山体滑坡;煤矿抽排水造成地下水位下降、矿区周围地下水资源枯竭;地下开采诱发地震、岩爆、冒顶片帮突水、瓦斯爆炸、地面开裂及沉陷等;煤矿剥离堆土、尾矿废渣堆积引起地表环境污染,及其失稳滑移造成严重的泥石流灾害等,凡此种种,均是煤矿地质灾害的具体表现。
2.煤矿地质灾害特征及诱因分析
煤矿开采不像水利水电工程建设那样,可以根据地质情况针对灾害可能多发地段,采取“能避让则避让,能预防则事前预防”的原则进行避与防,大多数情况下采矿不得不在明知条件不好的情况下进行,从而易于产生和诱发各种地质灾害,具体煤矿的灾害特征如下。
2.1煤矿在开采过程中潜在的灾害特征
①山体滑坡:煤矿的开采、矸石的堆放破坏了坡体的原始应力平衡,是诱导滑坡崩塌灾害的重要因素。据不完全统计,每年此类灾害造成的经济损失以数亿元计。
②地面沉降与塌陷:地面沉降与塌陷是煤矿开采后经常出现的一种地质灾害。在煤矿的开采过程中,地下开采工程破坏了采空区围岩的初始应力场,使采空区的岩石发生破碎、冒落乃至地表发生位移。另外。采空区不断扩展和大量抽排地下水,造成采空区和影响区的地下水重新分布,形成大面积的降落漏斗,相应出现地表的沉陷。
③瓦斯突出:瓦斯可以在储气封闭系统中,以吸附或游离状态赋存于煤层的孔隙、裂隙、缝隙之中,当地应力作局部平衡调整时,破坏储气封闭系统,使蓄积的气体外溢释放。在自然和人为的某种作用下,亦可造成瓦斯突出的爆炸、火灾、人员中毒等灾害。
④矿井突水:煤矿突水事件在煤矿生产中也是常见的,并且直接影响煤矿的生产、效益和安全。
2.2煤矿在闭坑后采场潜在的灾害特征
由于矿山灾害治理的短效性及不可预见因素的存在,故矿山闭坑后必然会留下灾害隐患。露天采场闭坑后留下的潜在灾害类型主要有滑坡、崩塌,这是由于露采后留下了高边坡,虽然在坑底进行了一定的废石回填,但留下高边坡仍是不可避免的,特别是露采很深的情况下更是如此,这样的边坡在后期诱发因素的作用下很可能再次发生灾害。
地下采场闭坑后留下的潜在灾害类型有地面塌陷、地面沉降、地裂缝等,甚至也有因地面变形而诱发的山体开裂,继而发生崩塌、滑坡等地质灾害。这些灾害的发生往往具有滞后性,即在开采期间不发生或发生得不彻底,尚未达到稳定状态,待闭坑后一段时间内继续发生或在特定的条件下突然发生。以上灾害一旦发生,如果采场内已经进行了土地复垦,则复垦好的土地就可能因灾害的发生而再次破坏甚至废弃,造成本不应有的损失。
2.3煤矿地质灾害的诱因分析
煤矿地质灾害诱发因素各不相同,有些是开采过程中难以避免的,如开采深度的增加,使得地应力相应增大引起冒顶、片帮、脱盘甚至岩爆的严重地压灾害;有的是开采中忽视预防或开采不规范、管理不科学导致的,如采空区不及时充填、废渣废水随意排放、水文地质及构造不了解、巷道偏离、盲目指挥、违章作业、私挖乱采等,非稳定因素积聚到一定限度引发各种灾害;有的煤矿片面追求经济利益或为摆脱一时的经营危机,摈弃常规,如采富弃贫、求近避远,结果为后期发展埋下灾害隐患;曾一度泛滥的民采风潮掠夺式的开采活动也对部分国有大中型煤矿造成严重干扰和资源、环境破坏。
3.煤矿地质灾害的防治及生态恢复措施
3.1煤矿地质灾害的防治措施
①加强地质灾害宣传教育,各级政府和有关部门应对防御煤矿地质灾害工作予以高度重视,开展各种形式煤矿地质灾害预测和提出防范措施。
②合理开发利用,加强地质灾害防治管理工作,提高人们的环境意识,避免或减少煤矿地质灾害事件发生。
③提高建筑物防灾能力,减轻煤矿地质灾害,在科学技术指导下,提高煤矿区民宅建筑材料和砌筑质量,增强地基、上部结构牢固性,提高民宅建设总体抗灾性能,加强农民建筑队伍的整顿和管理,因地制宜地对其施工负责人进行工程抗灾知识重点培训。
④建立通风系统,减少矿井瓦斯爆炸,无论国有、集体煤矿,还是个体小煤窑,都应严格遵守《煤矿安全规程》的规定,配足风量和实行机械通风、分区通风、上行通风,建立瓦斯检查制度,及时处理超限和积存瓦斯矿井;禁止携带香烟及点火工具下井,在瓦斯矿井应选矿用安全型、矿用防爆型或矿用安全火花型电器设备,放炮前后进行瓦斯检测。
⑤查明活动构造,规划煤矿工程活动,做好减灾防灾工作。活动构造是产生各种地质灾害的地质背景,人类工程活动使致灾速度加快,致灾程度更为严重。为此,应查明煤矿区内新构造运动性质、特点及活动程度,寻找出活动构造或不稳定的复活断裂,分析、认识各种地质灾害产生的原因及分布规律,合理规划煤矿区工程活动。进行煤矿区地质灾害危险性评价,按地质灾害类型圈划未来潜在地区,并作好灾害的预测,制定防治方案,切实做好减灾防灾工作。
⑥因地制宜综合防治,各种地质灾害在空问地域分布上具有一定规律,因而不同灾害类型区应制定相应的治理措施和施工标准,增加有形抗灾、防灾能力。工程措施要严格,生物措施也要同步发展,做到以生物措施为根本、以工程措施作先导的综合防治。只有这样,才能达到预期目的。
3.2煤矿环境生态恢复
由于矿山废弃地对生态环境造成严重的破坏,目前,我国用于防治地质灾害的工程措施对灾害的防治的确起到了一定的作用,但一般情况下只考虑了确保矿山工程的安全运营,未能通盘考虑矿山闭坑后生态环境如何恢复、土地怎样再利用及潜在灾害在特定条件下复发性与防治的问题。因此迫切需要对矿山废弃地进行生态恢复与重建。要恢复生态系统的功能.必须恢复系统的非生物成分的功能,进行植被的恢复及动物群落和微生物群落的构建。目前我国矿山废弃地的复垦工作总体上还处于初期阶段,因此在我国大力开展矿区废弃地的复垦工作是当务之急。
1 矿业开发与地质灾害
经济的快速发展加快了对矿产资源的需求与消耗,这也为矿产开采企业带来更大的发展机会。然而由于迅猛发展的中小型矿山疏于管理,加之小型矿山的开采方法和选矿工艺落后,大多无环保措施,加剧破坏矿区环境。开采环境明显恶化,矿山地质灾害问题日趋严重,潜在的致灾隐患不断增多,且随时可能发展成灾,造成人员伤亡、设备报废、设施损毁甚至矿井关闭、资源浪费等严重后果。严重制约了社会经济的可持续发展。
2 矿山地质灾害的防治措施
根据不同矿山的地质条件和地形特点及矿山的开发利用方案,以及灾点的分布特点划分不同层次的防治区,以便采取相应的防治措施。一般分为重点防治区、次重点防治区和一般防治区。
2.1 一般防治区防治措施。区内无主要建筑物和工程项目建设,主要可能因地表岩体的破碎而造成水土流失。应严禁越界开采,减少人为扰动,做好植被保护和水土保持。
2.2 次重点防治区防治措施。在进场公路、矿山生活区建设中,会形成大量的边坡和一定数量的弃渣,可能形成边坡失稳,造成滑坡和塌方;沿途不合理的弃渣可能造成水土流失,可能形成坡面泥石流, 可能有滚石和飞石危害. 科学合理设计边坡参数,并进行合理支护和加固,边坡上方应设置排水沟,做好地表挡排水措施。 加强工地管理,合理堆放弃渣,严禁随意弃渣;在险要地段建设拦挡滚石和飞石的设施,开采结束后,将弃渣场扒平覆土,植树还林,恢复植被。
2.3 重点防治区防治措施。合理设计边坡参数,加强边坡监测,建议作挡墙稳固边坡,开挖后如果出现开裂变形,建议做专门的工程地质勘察。对于原有的灾害点,做好边坡加固和预防工作,尽量消除因矿山开采而诱发灾害复发的隐患。 渣场弃渣严格作好方量及边坡坡度的设计,作好挡墙设计,设置拦渣坝,防止泥石流的产生。并充分、合理利用渣场,严禁随意弃渣(特别在公路沿线) 。 对于坑道开采,在坑道内一定要作好支护,做到边开采边支护,防止因矿顶坍塌、冒顶等而产生的危害,尤其上方有住户处要预防引起上部地面开裂。 作好坑道的排水设计,以防因矿坑涌水造成危害。
3 矿山地质灾害的主要类型
矿山地质灾害种类繁多,按成灾与时间的关系,可分为突发性矿山地质灾害(如矿坑突水、瓦斯爆炸、岩爆等)和缓发性矿山地质灾害(如采空区的地面变形、环境污染等)。但最常见的是以灾害的空间分布和成因关系分类。
3.1 岩土体变形灾害。矿山地面和采空区塌陷:地面塌陷主要发生在地下以井巷开采的矿山。在矿山采空区,若保留矿柱不足,或因矿柱受损而失去支撑能力,就会造成地面塌陷。特别是那些矿体埋藏较浅,产状较平缓的矿区(如煤矿),地面塌陷的现象更为常见。矿体埋藏相对较深的地下开采矿山,如果不能及时回填和崩落采空区,当其达到一定规模就会产生大面积塌陷。采矿场边坡失稳、滑坡与岩崩:主要原因是不合理开采如采剥失调、边坡角度过陡等造成,这种灾害多发生在露天开采的非金属矿山和建材矿山。坑内岩爆:坑内岩爆又称矿山冲击,这是因矿坑周边和顶底板围岩,在受到强大的地壳应力作用而被强烈压缩,一旦因采掘挖空出现自由面,即有可能产生岩石地应力的骤然释放,导致岩石大量破裂成碎块,并向坑内大量喷射、爆散,给矿山带来危害和灾难。采矿诱发地震:因采矿活动而诱发的地震,震源浅、危害大,小震级的地震即可导致井下和地表的严重破环。场库失稳:场库失稳主要是由于尾矿坝溃决崩塌继而形成泥石流造成的危害。尾矿坝崩坝事故常给矿区居民生命财产带来巨大危害,同时也给环境造成巨大破坏和污染。
3.2 矿体内因引起的灾害。瓦斯爆炸和矿坑火灾:这种灾害最常见于煤矿。由于通风不良,使瓦斯积聚发生爆炸,造成井下作业人员伤亡,矿井被毁;矿坑火灾除见于煤矿外,也见于一些硫化矿床。因硫化物氧化生热,在热量聚积到一定程度时则发生自燃,引发矿山火灾。矿山火灾的危害极大,而且还严重损耗地下矿产资源,如有的煤矿在地下已燃烧上百年,其资源损耗量十分巨大,使当地气候发生改变,农作物和树木大量死亡,田地荒芜,环境严重恶化。地热:随着开采深度加大,地热危害不断加剧。我国已有许多矿山开采深度达到800m以下,矿山因含硫量高,开采深度又大,地温非常高。
关键词:地质灾害;岩溶塌陷;灾情预测;防治措施
一、前言
地质灾害是由不良的地质作用引发的事件,可能造成重大人员伤亡、重大经济损失和环境改变。随着国民经济的飞速发展,工程地质作用对人类生存环境及工程环境本身的影响与致灾性越来越明显。地质灾害的发育分布及其危害程度与地质环境背景条件(包括地形地貌、地质构造格局和新构造运动的强度与方式,岩土体工程地质类型、水文地质条件等)、气象水文及植被条件,人类经济工程活动及其强度等有着极为密切的关系。
自然因素和人为因素都可能引起地表塌陷,例如地下空间开挖活动、矿产资源开发、地下工程施工、古溶洞、隐蔽工程、含水层中地下水流失、地层液化、建筑物自重、冲积层中含水量变化、化学物侵蚀作用、地壳移动、古窑老采区、地层滑移、地下水超量开采、陷落柱及淤泥地带等因素。
由于特殊的地质演化过程,岩溶地区相对于其他地区往往更频繁地发生地面塌陷、崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害,其中地质灾害最多表现形式为岩溶地面塌陷。
二、岩溶塌陷的概念及产生原因
岩溶地面塌陷是指覆盖在溶蚀洞穴之上的松散土体,在外动力或人为因素作用下产生的突发性地面变形破坏,其结果多形成圆锥形塌陷坑。
岩溶地面塌陷是地面变形破坏的主要类型,多发生于碳酸盐岩、钙质碎屑岩和盐岩等可溶性岩石分布地区。激发塌陷活动的直接诱因除降雨、洪水、干旱、地震等自然因素外,往往与抽水、排水、蓄水和其他工程活动等人为因素密切相关,而后者往往规模大、突发性强、危害也就大。岩溶地面塌陷发现于碳酸盐岩分布区,其形成受到环境和人类活动的双重影响。
1. 可溶岩及岩溶发育程度
可溶岩是由岩溶地面塌陷形成的物质基础,而岩溶洞穴的存在则为地面塌陷提供了必要的空间条件。大量塌陷事件表明,塌陷主要发生在覆盖型岩溶和型岩溶分布区,部分发育在埋藏型岩溶分布区。
溶穴的发育和分布受岩溶发育条件的制约,一般主要沿构造断裂破碎带、褶皱轴部张裂隙发育带、质纯层厚的可溶岩分布地段、与非可溶岩接触地带分布。一般情况下,岩溶越发育,溶穴的开启性越好,洞穴的规模越大,则岩溶地面塌陷也越严重。
2. 覆盖层厚度、结构和性质
松散破碎的盖层是塌陷体的主要组成部分,由基岩构造成的塌陷体在重力作用下沿溶洞、管道顶板陷落而成的塌陷为基岩塌陷。塌陷体物质主要为第四系松散沉积物所形成的塌陷叫土层塌陷。据南方十省区统计,土层塌陷占塌陷总数的96.7%。
3. 地下水运动
地下水运动是塌陷产生的动力条件――主要动力。地下水的流动及其水动力条件的改变是岩溶塌陷形成的最重要动力因素,地下水径流集中和强烈的地带,最易产生塌陷,这些地带有:
(1)岩溶地下水的主径流带;
(2)岩溶地下水的(集中)排泄带;
(3)地下水位埋藏浅、变幅大的地带(地段);
(4)地下水位在基岩面上下频繁波动的地段;
(5)双层(上为孔隙、下为岩溶)含水介质分布的地段,或地下水位急剧变化的地段;
(6)地下水与地表水转移密切的地段。
地下水位急剧变化带是塌陷产生的敏感区,水动力条件的改变是产生塌陷的主要触发因素。
水动力条件发生急剧变化的原因主要有降雨、水库蓄水、井下充水、灌溉渗漏、严重干旱、矿井排水、强烈抽水等。
此外,地震、附加荷载、人为排放的酸碱废液对可溶岩的强烈溶蚀等均可诱发岩溶地面塌陷。
三、岩溶塌陷勘查及预报
(一)勘查工作内容的一般要求
(1) 查明岩溶塌陷的发育现状、历史过程及其危害性。
(2) 确定岩溶塌陷的成因、类型、形成条件和地质模式,研究其分布规律。
(3) 确定岩溶塌陷发育的动力因素,研究其动态特征及其与塌陷的相关关系。
(4) 确定岩塌陷的机制及其临界条件。
(5) 研究岩溶塌陷综合评价预测和信息管理系统,评价其稳定性。
(6) 确定岩溶榻陷的前兆现象与监测预报方法,研究预警措施。
(7) 研究岩溶塌陷的防治工程方案和措施。
(二)勘查区岩溶环境调查研究
目的是了解勘查区所处的岩溶工程地质环境的特征及其组成要素的分布规律,以保证勘查工作的质量。调查研究方法主要是综合分析研究已有助各种资料,必要时进行补充的路线调查。调查研究范围以达到上述目的为原则,一般应包括一个完整的水文地质单元。调查研究的主要内:
1. 地形地貌
调查研究山川形态与走势,地形切割起伏特征,地表水文网的配置格局,夷平面和阶地的发育特征和分布高程,地貌成因类型与形态特征。着重调查岩溶地貌形态的成因类型和形态组合类型及其分布。
2. 气象与水文
(1) 气象要素中着重调查降水特征,包括多年长周期丰、贫水年变化特征,多年平均降水量,年降水量分布特征,单次最大降水量及持续时间,最大降水强度(以小时计)等。
(2) 水文要素包括地表汇流面积,径流特征,河、湖及其它地表水体(包括季节性淹没的洼地)的流量和水位动态,包括最高洪水位和最低估水位及出现日期和持续时间,汛期洪水频率及变幅等。
3.地层
调查研究组成地质环境的地层层序及时代、成因类型、岩性岩相特征与接触关系及其工程地质特征。其中,侧重对碳酸盐岩及其它可溶岩和第四系松散沉积物的调查研究,
(1) 对碳酸盐岩及其它可溶岩,调杏研究其岩石成分和结构构造,非可溶岩夹层的岩性、厚度与分布,划分岩溶层组类型。
(2) 对第四系松散沉积物,调查研究其岩性结构、沉积年代和成因类型及其厚度与分布。注意调查红粘土、软土及其它特殊土类的岩性成分、结构、厚度及埋藏分布条件。
4.地质构造
调查研究区域构造格架与构造线方向,主要构造的形态特征、产状、性质、规模与分布,其形成时期与组合关系。着重调查断裂构造、其规模、产状、力学性质、组合与交切关系,以及破碎带的性状与特征。
5.新构造运动与地震
(1) 调查研究新构造运动的性质与特征。根据地震活动性、地形变特征、地貌差异及水热活动等迹象判定活动性断裂,注意调查其产状规模和破碎带特征,切割的最新地层及最新充填情况,判明其活动时期、活动特点及强度。着重调查构造现今活动迹象,根据地形变资料,分析现今活动特征。
(2) 搜集历史地震资料,了解震中位置与震级,分析评价地震活动水平。
6.岩溶发育特征
(1) 调查研究岩溶的形态、规模、组合特征及其分布,统计分析不同条件下岩溶发育密度。分析研究岩溶发育与岩溶层组类型、构造、地貌及地下水动力条件的关系,了解岩溶发育与分布规律。
(2) 以岩溶层组类型及岩溶地貌特征为基础,结合地表岩溶形态、岩溶率及蓄水性等指标,评价岩溶的发育程度,一般可划分为强、中、弱三级。
(3) 对覆盖岩溶区、着重调查研究浅层岩溶洞隙的发育特征,包括其形态、规模、组合特征、连通情况及充填状况,分析研究强岩溶发育带在平面上的分布和剖面上的发育深度。注意调查研究隐伏于松散覆盖层之下的岩溶形态及其分布特征.如漏斗、洼地、槽谷等,分析研究其与浅层岩溶发育的关系
7.岩溶水文地质条件
(1) 调查研究岩溶地下水的类型及其特征
岩溶地下水总体上具有赋存状态复杂(集中管道状或分散网络状),动态变化迅猛,径流通畅,流态多变的特点。这些特征在不同的地区,由于其补、径、排条件的不同又有明显的差异。影响补、径、排条件的因素除了地质构造外,主要是受地貌所控制,不同的地貌类型具有不同岩溶地下水特征。据此可将岩溶地下水划分为三种类型:岩溶山地(棵露型岩溶)的岩溶地下水,岩溶平原、盆地、谷地(覆盖型岩溶)的岩溶地下水和河湖近岸地带的岩溶地下水。
(2) 调查研究岩溶水文地质结构
调查研究各岩溶含水层组的层位、岩性、含水介质类型、富水性及水化学特征,其埋藏和分布条件,其相互间的水力联系及与第四系孔隙水和地表水体的关系,分析研究岩溶水文地质结构的类型及特征。
(3) 调查研究岩溶水系统的组成与分布特征
调查研究岩溶泉和地下河的发育与分布特征,结合岩溶水文地质结构,分析研究岩溶水系统的组成和分布特征,其补给、径流、排泄的水动力条件及其水位、流量的动态变化持征。
(4) 调查研究覆盖岩溶区的地下水流场特征。
着重调查研究岩溶水的流场特征和水位(水头)埋深与基岩面的关系及其动态变化。岩溶水主径流带的分布与水动力特征。近河(湖)地段注意调查研究岩溶地下水、上覆土层水与地表水之间的补排关系、洪水涨落过程所引起的它们之间的水位(头)差及水力坡降的变化,以及洪水倒灌的影响范围。
(三)岩溶塌陷监测
岩溶塌陷研究中,要监测地面、建筑物的变形和井泉或水库水量、水位变化,地下洞穴发展动态,及时发现塌陷前兆现象,对预防、减轻塌陷灾害损失非常重要。在地面塌陷频繁发生地区或潜在地面塌陷区内,可采取以下监测和预报措施:
(1) 在具备地面塌陷的三个基本条件(即塌陷动力、塌陷物质、储运条件)与岩溶低洼地形地区,在抽排地下水的井孔附近,应对地面变形(开裂、沉降)进行监测。
(2) 进行宏观水文监测,当出现地表积水或突然干枯,放水灌溉及雨季前期降雨都可视为可能发生塌陷的前兆。
(3) 监视井泉内、坑道与水库渗漏点的地下水位降深是否超过设计允许值,地下水位升降速度有否骤然变化,渗漏水中泥沙含量是否高。。
四、岩溶塌陷的灾情评估
(一)岩溶塌陷等级划分
岩溶塌陷应查明:塌陷的位置、范围及面积;塌陷量;塌陷区的环境水文地质条件;塌陷原因以及发展趋势。依据塌陷面积进行等级划分(表1)。
表1岩溶塌陷灾变等级划分表
(据张梁等著《地质灾害灾情评估理论与实践》1998, P28)
(二)岩溶塌陷的灾情预测
预测步骤包括以下三个:
1. 查明研究区的地质、水文地质条件。
2. 调查已有塌陷点的塌陷特征、分布规律及形成条件,确定出现塌陷的综合判断指标。
3. 考虑塌陷发展趋势和对环境的影响程度,对研究区进行塌陷预测分区,提出地表各种重要设施的保护方案和预防措施。
目前国内岩溶塌陷灾情评估的方法,主要采用经验公式法、多元统计分析法,也可根据岩溶类型、岩溶发育程度、覆盖层厚度和覆盖层结构,进行岩溶塌陷活动程度判定(表2)。
表2岩溶塌陷活动程度判定表
五、岩溶塌陷的防治措施
我国对岩溶塌陷的防治工作开始于60年代,目前已有一套比较宪整和成熟的方法,即采取以早期预测、预防为主,治理为辅、防治相结合的办法。
塌陷前的预防措施主要有:合理安排厂矿企业建设总体布局;河流改道引流,避开塌陷区;修筑特厚防洪堤;控制地下水位下降速度和防止突然涌水,以减少塌陷的发生;建造防渗帷幕,避免或减少预测塌陷区的地下水位下降,防止产生地面塌陷;建立地面塌陷监测网。
塌陷后的治理措施主要有:塌洞回填;河流局部改道与河槽防渗;综合治理。
一般来说,岩溶塌陷的防治措施包括工程加固措施、控水措施和非工程性的防治措施。
(一)工程加固措施
1. 清除填堵法:用于相对较浅的塌坑、土洞。
2. 跨越法:用于较深大的塌坑、土洞。
3. 强夯法:用于消除土体厚度小,地形平坦的土洞;
4. 钻孔充气法:设置通风调压装置,破坏岩溶封闭条件,减小冲爆塌陷发生的机会。
5. 灌注填充法:用于埋深较深的溶洞。
6. 深基础法:用于深度较大,不易跨越的土洞,常用桩基工程。
(二)控水措施
1. 地表水防水措施
清理疏通河道,加速泄流,减少渗漏;对漏水的河、库、塘铺底防漏或人工改道,严重漏水的洞穴用粘土、水泥灌注填实。
2. 地下水控水措施
根据水资源条件,规划地下水开采层位、开采强度、开采时间,合理开采地下水,加强动态监测。危险地段对岩溶通道进行局部注浆或帷幕灌浆处理。
(三)非工程性的防治措施
1. 开展岩溶地面塌陷的风险评价。
2. 开展岩溶地面塌陷的试验研究,找出临界条件。
3. 增强防灾减灾意识,建立防灾减灾体系。
参考文献:
[1] 张梁 ,等 地质灾害灾情评估理论与实践 , 地质出版社1998
[2] 贺跃光、王江,等岩溶地貌矿山地质灾害的特征及防治措施 ,工业安全与环保2007
关键词 矿山;地质灾害;防治措施;勘查
Abstract: the rational use of resources, protecting the mine environment, enhancing monitoring and information management, prevent the mine geology disaster, and realize the sustainable development of mining industry, is a long-term and important work. Therefore, value the type of mine geology hazard prevention and control measures and has an important meaning. This paper mainly introduces the type of mine geology hazard prevention and control measures and the related content.
Key words mine; Geological disasters; Prevention and control measures; exploration
中图分类号:O741+.2文献标识码:A 文章编号:
引言
我国是地质灾害的多发国家之一,地质灾害种类多、分布广、影响大、造成损失严重。矿山地质灾害是人类开采矿山而直接诱发的人为地质灾害,是地质灾害研究的一个分支。由于迅猛发展的中小型矿山疏于管理,加之小型矿山的开采方法和选矿工艺落后,大多无环保措施,加剧破坏矿区环境。开采环境明显恶化,矿山地质灾害问题日趋严重,潜在的致灾隐患不断增多,且随时可能发展成灾,造成人员伤亡、设备报废、设施损毁甚至矿井关闭、资源浪费等严重后果,严重制约了社会经济的可持续发展。
1、矿山地质灾害的类型及危害分析
矿山地质灾害种类繁多,按成灾与时间的关系,可分为突发性矿山地质灾害(如矿坑突水、瓦斯爆炸、岩爆等)和缓发性矿山地质灾害(如采空区的地面变形、环境污染等)。但最常见的是以灾害的空间分布和成因关系分类。
1.1 岩土体变形灾害
1.1.1 矿山地面和采空区塌陷 地面塌陷主要发生在地下以井巷开采的矿山。在煤矿采空区,保留的支柱,或失去支撑能力受损的支柱,它会导致地面沉降。尤其是那些矿石埋藏浅,相对平坦的矿区发生的机构(如煤),地面沉降现象较为普遍。矿体埋藏比较深的地下挖掘,如果不能采空区回填和放,当它达到一定的规模将有一个大面积倒塌。此外,在喀斯特地区,但也由于矿井排水脱水而导致上述地面塌陷的洞穴。地面塌陷不仅破坏耕地,建筑物,道路被毁,水库,也可以是直接导致一些地下隧道破坏的矿井坍塌,或大气降水和地表水倒入坑内,沿下陷裂缝,导致沉没事故,直到它停止工作停止。
1.1.2 采矿场边坡失稳、滑坡与岩崩 主要原因是不合理开采如采剥失调、边坡角度过陡等造成,这种灾害多发生在露天开采的非金属矿山和建材矿山。
1.1.3 坑内岩爆 坑内岩爆又称矿山冲击,这是因矿坑周边和顶底板围岩,在受到强大的地壳应力作用而被强烈压缩,一旦因采掘挖空出现自由面,即有可能产生岩石地应力的骤然释放,导致岩石大量破裂成碎块,并向坑内大量喷射、爆散,给矿山带来危害和灾难。
1.1.4 采矿诱发地震 因采矿活动而诱发的地震,震源浅、危害大,小震级的地震即可导致井下和地表的严重破环。
1.1.5 场库失稳 场库失稳主要是由于尾矿坝溃决崩塌继而形成泥石流造成的危害。尾矿坝崩坝事故常给矿区居民生命财产带来巨大危害,同时也给环境造成巨大破坏和污染。
1.2 地下水位改变引起的灾害
1.2.1 矿坑突水涌水 这是最常见的矿山灾害,突发性强、规模大,后果严重。生产过程中常因对矿坑涌水量估计不足,采掘过程中打穿老窿,贯穿透水断层,骤遇蓄水溶洞或暗河,导致地下水或地面水大量涌入,造成井巷被淹、人员伤亡灾难。
1.2.2 坑内溃沙涌泥 这是常与矿坑突水相伴而生的灾害。当采掘过程中骤遇蓄水溶洞,常见溶洞中充填的泥沙和岩屑伴随地下水一起涌入,另外一些透水断层和地裂缝也常会使浅部第四纪沉积物随下漏的地表径流涌入坑内。其结果是使坑道被泥沙阻塞,机器、人员被泥沙所埋,严重时甚至会使矿山遭受毁灭性的打击。
1.2.3 环境污染 环境污染是矿山灾害的另一种重要形式。因采矿、选矿产生的“三废”物质,由于未经有效处理就被排放到江河湖海中,造成环境污染公害事件。采矿还会造成水土流失、土地砂化、盐渍化、地下水断流等。
1.3 矿体内因引起的灾害
1.3.1 瓦斯爆炸和矿坑火灾 这种灾害最常见于煤矿。由于通风不良,使瓦斯积聚发生爆炸,造成井下作业人员伤亡,矿井被毁;矿坑火灾除见于煤矿外,也见于一些硫化矿床。因硫化物氧化生热,在热量聚积到一定程度时则发生自燃,引发矿山火灾。矿山火灾的危害极大,而且还严重损耗地下矿产资源,如有的煤矿在地下已燃烧上百年,其资源损耗量十分巨大,使当地气候发生改变,农作物和树木大量死亡,田地荒芜,环境严重恶化。
1.3.2 地热 随着开采深度加大,地热危害不断加剧。我国已有许多矿山开采深度达到800m以下,矿山因含硫量高,开采深度又大,地温非常高。矿山地热灾害导致矿工劳动环境恶劣,严重影响了有关矿山的正常生产。
2、矿山地质灾害的勘查方法
矿山地质灾害发生后,在深海勘探是利用遥感信息技术和物理勘探方法。
2.1地球信息技术方法
当前信息技术是利用遥感收集的“3S”技术,掌握地质灾害的可能分布,位置和地区。这种高风险的精确定位,使用全球定位卫星系统的地质灾害点,并利用遥感卫星覆盖分析,预测的灾难性趋势。
2.2地球物理勘探方法
主要是指应用物理手段来检测岩土圈的相关信息,以确定采空区,断层位移,磁场的变化和与信息相关的其他潜在的灾难,早期的分析和预测地质灾害。地球物理勘探,矿山地质灾害,包括高密度电阻率法,视电阻率法,瞬变电磁法,浅层地震方法。这些方法是预测地质灾害的潜力挖掘的重要技术手段。
2.3环境化学调查方法
矿山地质灾害防治过程中,人们经常使用的地球化学勘探方法。例如,在矿区环境污染监测,化学检测方法具有不可替代的优势。应用此方法可以有效地确定污染因子,预测污染趋势,追溯污染源,分别为污染区和污染控制方案开发和技术支持提供了重要的科学依据。
3、针对矿山地质灾害的防治措施要点
在划分的基础上矿山地质条件和地形特征和矿山开发和利用,以及控制区的不同层次的灾害点的分布,以便采取适当的预防措施。一般分为上预防和治疗领域,特别关注区和控制区的焦点。
3.1预防和控制区划的控制措施
3.1.1边坡参数的合理设计,加强边坡监测,提出挡土墙坚实的边坡开挖后,裂纹和变形,建议做专业的工程地质调查。
3.1.2对于灾难的原始点,边坡加固和预防工作,尽量消除因采矿引起的灾害的复发的隐患。
3.1.3渣场弃渣严格,使侧面的音量和坡度设计,使挡土墙设计,设置拦渣坝,以防止产生泥石流。充分和合理利用的渣场,禁止破坏(尤其是公路沿线)。
3.1.4隧道在隧道挖掘,必须支持,使矿方支持,以防止危害由于矿井坍塌屋顶边缘,洞穴产生,特别是,在上面住户,以防止造成上部的地面开裂。
3.1.5准备隧道排水设计,防止基坑涌水危害。
3.1.6设立监测点,监测,记录和分析,预防措施,以确保容易灾害地段。
3.1.7统一规划矿区,矿山复垦工作,恢复矿山生态功能的计划结束后,采矿。
3.2在进场道路和矿山建设的主要预防控制措施,在生活区,形成一个斜坡,以及一定数量的破坏,可能会形成一个斜坡不稳定,导致泥石流和山体滑坡以及不合理的破坏可能造成水土流失的,可形成一个斜坡泥石流,有可能是滚石和飞石的伤害。
3.2.1科学和边坡参数和合理的支持和加固设计合理,应设置斜坡以上的排水沟,良好的表面,阻止排水措施。
3.2.2加强现场管理,合理堆放弃土,禁止破坏;拦挡滚石和飞石的区位条件优越设施建设。
3.2.3采矿结束后的弃土场扒平套管,植树林,恢复植被。
3.3一般的预防措施在该地区的控制,没有一个主要的建设和建设项目可能会导致土壤侵蚀,由于表面的岩石破碎。应禁止跨境开采,以减少人为干扰,植被良好的保护和水土保持。
3.4地质环境恢复方案和措施,防止水土流失,恢复植被和景观,矿山矿山复垦工作计划,以恢复矿山生态功能。采矿破坏不要随意堆放,必须统一堆放矿井在开采过程中,破坏采矿边界线以外的场地,有计划回填采空区破坏。弃渣处理后的表土和草种树的沉积。
结束语
矿山地质灾害造成的各种因素,类型,不同类型的采矿和地质灾害有着不同的形成机制和表现。对于矿山地质环境的不同特点,我们应该选择适当的挖掘和积极的方法,把地质灾害消灭在萌芽状态。从当前矿山地质灾害勘探技术方法和预防措施以及矿山地质灾害的特点类型来看,预测灾难的身体变化的发展,提出的控制措施,提出合理建议,从而缓解矿山地质灾害。
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