灾害防治措施范文
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篇1
市地质灾害主要分为三大类。即山体滑坡、岩体崩塌和地面沉降;另外湖、河坡边存在小规模的崩岸。威胁人口计700余人、财产近三千万元,其中山体滑坡分布最多,范围最广,雨期和汛期最容易发生地质灾害。
(一)山体滑坡。已查明的山体滑坡隐患共计34处。其中办事处2处已经排除,剩下32处。规模最大的镇村下遥坡土体滑坡,达240万方,直接威胁人口63人;分布最多的镇,共计14处,且大多处于不稳定状态。
(三)地面塌陷。已查明的地面塌陷共计15处。其余均在镇,多为煤炭采空区。
(四)全市近40家采石、水泥企业矿山塘口存在不同程度的滑坡、崩塌隐患;另外。
二、质灾害防治措施
(一)市国土资源局、交通局、水利局等部门和各乡镇(办、场)要继续加大对《国务院地质灾害防治条例》和《省地质环境管理条例》宣传力度。深入开展全民防灾科普知识教育。坚持“以防为主、防治结合”方针和“谁诱发谁治理,谁受益谁出资”原则。
(二)市政府的领导下。进一步发挥“组织、协调、监督、指导”职能作用。各相关部门和乡镇(办、场)进一步健全相应机构,积极配合国土资源部门,接受国土资源部门的监督和指导,及时向国土资源部门反应本辖区、本部门地质灾害及防治情况。
(三)进一步建立和健全全市地质灾害隐患群测群防体系网络。交通部门负责对全市公路沿线地质灾害隐患的监测工作;水利部门负责对全市江河湖泊沿岸地质灾害的监测工作;各乡镇(办、场)及相关部门要把地质灾害防治责任层层落实下去。设置警示牌,指定监测人员,定期进行监测,并向受到威胁的居民和相关单位发放“地质灾害防灾工作明白卡”地质灾害防灾避险明白卡”如发现新的地质灾害隐患要及时向国土资源部门报告。
(四)国土资源部门对新增建设用地。实行矿山地质环境恢复与治理备用金制度。矿山企业必须严格按照有资质单位编制的矿山地质环境恢复与综合治理方案”治理矿山环境。
(五)如发生地质灾害。
三地质灾害防治工作重点
篇2
【关键词】岩土工程;地质灾害;措施
中图分类号:F407.1 文献标识码:A 文章编号:
前言
地质灾害是能够威胁到人类生存发展环境或人民生命财产安全的地质现象。由于我国的地理环境较为特殊,地质构造也相对复杂,因此地质灾害具有分布广、类型多、强度大、频率高等特点。随着我国经济的不断发展,各种工程活动不断增多,更增加了地质环境的压力,使我国的地质灾害的强度与频率不断提升,对人们的生命财产安全造成了严重威胁。因此,研究岩土工程地质灾害防治措施具有十分重要的意义。
岩土工程地质灾害的类型及防治措施
2.1滑坡及其防治措施
2.1.1成因
滑坡是指斜坡受各种自然或人为因素影响,导致坡体滑落的地质现象[1]。是岩土工程最为常见的地质现象。造成滑坡的原因较多,自然原因主要有:降雨;地震;地表水对坡脚或坡体的冲刷;融雪等。人为原因主要有:乱砍乱伐,破坏坡体植被;开挖坡脚;堆填加载;蓄水排水等。滑坡主要发生在以下地区:地震带、断裂带等地质不稳定地带;强降雨区以及暴雨多发区;山区各种工程的边坡;峡谷地区以及水域岸坡地带。
2.1.2防治措施
滑坡的防治措施应当以预防为主。由于引起滑坡的原因较多,在进行滑坡防治时应认真分析成因,根据具体情况采取具有针对性的措施。实践证明,目前最经济有效的滑坡防护措施为以下两种:
提高斜坡岩土的力学强度。通过提高斜坡岩土的力学强度,提升坡体的能力,从而降低降低滑动力,达到防治滑坡的目的。目前在多种提高斜坡岩土力学强度的方法中,削坡减载与边坡加固最为有效实用。而边坡加固中应用较多的技术有:SNS边坡柔性防护技术、钢混抗滑桩、电化学加固法、预应力锚固、挡土墙、固结灌浆等。
有效控制地下水及地下水。控制地下水及地下水的目的主要是解除水对坡体的威胁。在滑坡的自然成因中,水是最大的因素,许多滑坡的形成均与水有关。因此,若要有效防治滑坡,必须从根源上进行解决,即有效控制地下水及地下水。具体措施为:①根据边坡所处的水文特征以及地质条件,采取相应的方法进行滑坡范围内地下水的排除,常见的方法有水平钻孔疏干、支撑盲沟、垂直孔排水等;②进行排水沟的修筑,用以排除滑坡范围内的地表水,避免地表水对边坡造成威胁;③在边界位置进行截水沟的修筑,以阻止地表水流入滑坡范围内。
2.2地面塌陷及其防治措施
2.2.1成因
地面塌陷是指地面的岩土体受各种因素影响向下陷落,并形成坑、洞的地质现象[2]。在我国,造成地面塌陷的原因主要有以下三点:①地下水抽取过度,导致地面沉降。②地质不稳定,地下岩溶活动频繁,导致地面塌陷。③地下资源开采过度或开采不合理,导致地面塌陷。
2.2.2防治措施
(1)强夯法。强夯法是采用夯锤夯实土体,以达到提升土体强度的目的,具有防、治两种功效。在实际工程中,可以利用该法夯实坑洞内存在的软弱区;也可用来夯实回填的松软泥土。
(2)填堵法。填堵法只适用于地表塌陷中深度较浅的坑洞处理,主要实施步骤为:清理掉坑洞内的松软土体后,使用块石和碎石填实坑洞,以达到放滤的目的,再采用粘土进行地表的覆盖,利用夯锤夯实。
(3)灌浆法。灌浆法主要是用来进行岩土的加固,即向岩土体的孔洞内灌注已经拌制好浆体,或在岩土体内进行人工钻孔,再灌注浆体,从而达到强化岩土的目的。
2.3崩塌及其防治措施
2.3.1成因
崩塌是指斜坡上的岩土体因各种因素失去稳定,突然向坡脚翻滚、倾倒的地质现象[3]。主要成因有以下几点:①渠道或水库蓄水出现渗漏;②强烈震动。③矿产资源的开采。④渣填土的弃置或堆放。⑤各种建设工程的边坡开挖。
2.3.2防治措施
在进行崩塌防治前,首先要详细分析崩塌成因,在据此制定相应的措施。传统的防治技术较多,比较常见的主要有:排水、拦截、护坡、护墙以及支挡等。随着科技的不断发展,一些新型的防治技术逐渐应用到崩塌的防治中,例如SNS柔性拦石网技术[4],该技术能够有效防治坡度较陡的崩塌,对落石强度较大的崩塌也能够取得较好的防治效果。目前主要应用于国内各水电站、矿山的建设施工中,效果理想,具有广阔是市场前景。
2.4泥石流及其防治措施
2.4.1成因
泥石流是指山坡或沟谷地带因强降雨或融雪形成洪流,其中挟带大量石块、泥沙等固体物质,使洪流变成固液混合的高浓度颗粒流[5]。泥石流形成的主要原因有:①乱垦滥伐,破坏坡体植被。②对坡体的开挖不合理。③渣、石、土的不合理弃置或堆放。
2.4.2防治措施
一般情况下,工程应避开泥石流多发区,若无法避开,则必须采取相应的措施进行防治,将泥石流的危害降到最低点,常见的防治措施主要有以下几点:
建场储淤。在泥石流流经的下游建场储淤,以减少泥石流中的颗粒含量,从而降低泥石流的冲击力,减轻对下游建筑的危害。
(2)改道排导。在泥石流多发区的下游修建改道排导沟,避免泥石流出现改道、漫流的现象,扩大影响范围。
(3)拦挡大颗粒固体物质。在泥石流中,除泥沙等小颗粒固体物质外,通常还含有砂石等大颗粒固体物质,在在泥石流流经的下游修筑拦砂坝,可有效拦截泥石流中砂石等大颗粒固体物质,从而降低泥石流的冲击力,减轻泥石流的危害。
结束语
综上所述,岩土工程的地质灾害防治涉及到许多方面,是一项综合性强的工程。由于我国地质灾害类型较多,在成因上也有所差别,因此,必须根据灾害成因及类型制定科学合理的防治措施,以达到最佳的防治效果。随着科技的不断进步,越来越多的新材料、新技术应用到岩土工程的地质灾害防治中,势必将地质灾害防治水平提升到一个新的高度。
【参考文献】
[1]王硕,马金辉,王兴慧.基于GIS的地质灾害监测系统[J].陕西气象,2012,03(02):166-169.
[2]顾永强,范力,吕梅.世界各国地质灾害防治做法与经验[J].安全与健康,2011,07(09):810-813.
[3]徐丹,曲海英.岩土工程地质灾害防治技术及防治措施[J].黑龙江科技信息,2011,07(18):305-309.
篇3
关键词:矿山 地质灾害 滑坡 崩塌 泥石流 矿山地质灾害的防治措施
0 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。矿山地质灾害是地质灾害的一个分支,是人类开采矿山而直接诱发的人为地质灾害。我国是采矿大国,开采技术和设备相对落后,导致矿山开采环境不断恶化。近年来,重大地质灾害明显上升。
1 矿业开发与地质灾害
经济的快速发展加快了对矿物的需求与消耗,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。
2.1 岩土体变形灾害
2.1.1 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。此外,在岩溶分布区,还会因矿山排水疏干而导致溶洞上方地面塌陷。地面塌陷不仅破坏可耕地资源、建筑物,毁坏道路、水库,还可直接导致矿山某些地下巷道的塌毁,或使大气降水和地表水沿塌陷裂缝灌入坑内,造成淹井事故,直至停工停产。
2.1.2 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。
2.1.3 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。
2.1.4 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。
2.1.5 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。
2.2 地下水位改变引起的灾害
2.2.1 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。
2.2.2 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。
2.2.3 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。
2.3 矿体内因引起的灾害
2.3.1 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。
2.3.2 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。
3 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。
3.1 重点防治区防治措施
3.1.1 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。
3.1.2 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。
3.1.3 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) 。
3.1.4 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。
3.1.5 作好坑道的排水设计,以防因矿坑涌水造成危害。
3.1.6 设置监测点,作好监测记录与分析工作,确保在易于发生灾害地段防患于未然。
3.1.7 开采结束后,对矿区进行统一规划,计划进行矿山复垦工作,恢复矿山生态功能。
3.2 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。
3.2.1 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。
3.2.2 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:
3.2.3 开采结束后,将弃渣场扒平覆土,植树还林,恢复植被。
3.3 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。
3.4 地质环境恢复方案及措施 为防止水土流失和恢复植被和景观,矿山须规划进行矿山复垦工作,以恢复矿山生态功能。开采弃渣切勿胡乱堆放,必须统一堆放到开采境界线以外的矿山弃渣场内,在开采过程中,有计划地将弃渣回填到采空区。弃渣场经处理后再敷表土、植草种树。
通过上述地质环境恢复工作,减少水土流失,恢复矿山的生态功能,达到生态恢复与维护人类与环境和谐的目的。
4 结束语
合理有效地利用资源、保护矿山环境、加强监测与信息化管理、防止矿山地质灾害、实现矿业的可持续发展,是一个长期而重要的工作。
参考文献
[1]虎维岳.废弃矿山引起的环境地质灾害.
[2]何继善.防灾减灾的理论与实践.
[3]潘懋,李铁锋.灾害地质学.
篇4
关键词:地质 灾害 防治 措施
1 北流市地质灾害现状
北流市近年来地质灾害发生比较频繁,各镇不同程度受到灾害威胁,灾情较为严重,灾害经济损失较大。如西埌镇西冲村大竹根泥石流(BL-049),造成死亡14人,毁房40间,直接经济损失27万元;塘岸镇金城村红日岩崩塌(BL-348),造成4人死亡;新圩镇覃冲村旺庙脚滑坡(BL-035)造成5人死亡;大里镇冠塘村佛子冲滑坡(BL-029)造成4人死亡,毁房30间,直接经济损失20万元;大里镇林垌村斗田肚滑坡(BL-026)造成3人死亡,毁房15间,直接经济损失10万元;民乐镇石垌村文魁田滑坡(BL-062)造成5人死亡,3人受伤,毁房30间,直接经济损失20万元;民乐镇萝村村黄岭山滑坡(BL-055)造成2人死亡,3人受伤,毁房30间,毁田30亩,迫迁6户,直接经济损失200万元;六麻镇六美村根竹滑坡(BL-209)造成3人死亡,毁房8间,直接经济损失5万元。
2 北流市常见地质灾害及防治措施
据调查统计结果,北流市地质灾害主要以人为引发地质灾害为主,灾害种类有滑坡、泥石流、地面塌陷等。
2.1 滑坡
2.1.1 滑坡影响因素 滑坡形成的影响因素是多方面的,但主要的影响因素是:
①人类工程活动: 人类工程活动对滑坡形成的影响主要表现为:a建房削坡:北流市是一个以山地为主的市,山地面积约占全市总面积的85%,因此广大农村农民建房多于坡脚挖坡修建,一般形成高5~20m,坡度将近直立的边坡,使边坡上土体处于临空状,在降雨作用下极易产生滑坡。前述滑坡多与该活动有关。b修筑公路:在修筑公路过程中,普遍高角度切坡,形成高边坡,导致边坡岩体结构受到破坏,岩体裸露,加速岩石风化,岩石力学强度体降低,加上坡体临空,支挡、护坡措施失当,边坡失稳。如北流市至容县一级公路滑坡。
可见,人为工程活动强度与滑坡形成关系密切,是滑坡形成的主要影响因素之一。
②降雨: 北流市降水充沛,降雨量集中在5~8月份,根据调查统计,滑坡大多在丰水期时发生,其中7~8月滑坡发生的频率最高,发生滑坡159处,占滑坡总数的91.9%。而降雨量少的1、2、3、4、9、10、11、12月份,滑坡极少发生,有的月份甚至没有发生。滑坡数量与多年月平均降雨量、时间关系见图1-1。
2.1.2 滑坡防治措施 滑坡的防治要贯彻“及早发现,预防为主;查明情况,综合治理;力求根治,不留后患”的原则结合边坡失稳的因素和滑坡形成的内外部条件,治理滑坡可以从以下两个大的方面着手:
①消除和减轻地表水和地下水的危害 滑坡的发生常和水的作用有密切的关系,水的作用,往往是引起滑坡的主要因素,因此,消除和减轻水对边坡的危害尤其重要,其目的是:降低孔隙水压力和动水压力,防止岩土体的软化及溶蚀分解,消除或减小水的冲刷和浪击作用。具体做法有:防止外围地表水进入滑坡区,可在滑坡边界修截水沟;在滑坡区内,可在坡面修筑排水沟。在覆盖层上可用浆砌片石或人造植被铺盖,防止地表水下渗。对于岩质边坡还可用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土。排除地下水的措施很多,应根据边坡的地质结构特征和水文地质条件加以选择。常用的方法有:a水平钻孔疏干;b垂直孔排水;c竖井抽水;d隧洞疏干;e支撑盲沟。
②改善边坡岩土体的力学强度 通过一定的工程技术措施,改善边坡岩土体的力学强度,提高其抗滑力,减小滑动力。
常用的措施有:a削坡减载;用降低坡高或放缓坡角来改善边坡的稳定性。削坡设计应尽量削减不稳定岩土体的高度,而阻滑部分岩土体不应削减。此法并不总是最经济、最有效的措施,要在施工前作经济技术比较。b边坡人工加固;常用的方法有:修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体;钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支撑工程;预应力锚杆或锚索,适用于加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡;固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度;SNS边坡柔性防护技术等。
2.2 泥石流
2.2.1 泥石流的形成条件 泥石流的形成需要丰富的固体物源、充足的水源和有利的地形,因此,泥石流的形成受地形条件、地质条件、水文气象条件的控制。
①地形条件 泥石流形成区地形多为三面环山一个出口的瓢状或漏斗状,地势陡峻,沟床纵坡大,地形上有利于水和碎屑物质的集中。堆积区的地形较平坦开阔,利于碎屑物质的堆积。
②地质条件a地质构造:地质构造复杂,断层褶皱发育,造成岩石破碎,岩石风化强烈,为泥石流提供了物质条件。b地层岩性:地层是泥石流松散固体物质的物源。区内花岗岩表层风化强烈,上部第四系残坡积层松散,遇水极易崩解,产生滑坡、崩塌,为区内泥石流的形成提供了丰富的物质基础,如大竹根泥石流。
③水文气象条件 水是泥石流的组成部分,又是搬运介质的基本动力。泥石流的形成与短时间内突然性的大量流水密切相关。同时降水入渗软化岩土体,引发岩土体的滑坡、崩塌。
2.2.2 泥石流防治措施 按照“以防为主、防治结合、全面规划、综合治理”的原则,根据滑坡泥石流发生的规律和活动强度,全面规划,采取远近结合,工程措施与生物措施相结合等方式,进行综合防治。近期目标是:严禁乱砍滥伐、乱采乱挖、乱堆乱倒等不良行为;远期目标是:对从事地面和地下资源开发的单位和个人,严格执行“三同时”制度,认真落实水土保持治理措施,尽量减少植被破坏,减少人为水土流失。
2.3 岩溶地面塌陷
2.3.1 岩溶地面塌陷的形成条件和影响因素 岩溶洞隙的存在,一定厚度的覆盖层和地下水活动是塌陷形成的必要条件。多种外界动力因素的作用,影响着土洞的产生、发育和塌坑的形成。
①必要条件
a 岩溶 岩溶洞隙是岩溶塌陷赖以产生的基础,它为塌陷产生提供了物质运移空间。质纯灰岩岩组易被溶蚀,在浅层部位可形成连通性好的洞隙网络系统。在不纯灰岩和白云岩岩组的局部地段,由于构造影响和地下水迳流条件较好,岩体洞隙也很发育,亦可形成塌陷。
b 松散履盖土层 调查区的第四系土层具有一个特点:厚度小、松散、欠固结、孔隙度大、强度低、含砂量大、易崩解,因此其抗潜蚀、抗崩解、抗塌能力弱。
c 地下水活动 地下水活动是形成岩溶地面塌陷的一种极为重要的又十分活跃的因素,能产生多方面的作用和效应:
A 改变土的容重,增加土层的有效重量,改变土的塑性状态和力学强度。
B 水位下降可发生渗流潜蚀作用。
C 水位急降引起洞隙中负压力产生吸蚀作用,带走洞隙充填物,加速土洞垌壁土体的剥蚀和崩解,同时加强渗流潜蚀,作用在土洞顶板,成为附加致塌力。
②动力因素
a 降雨 其效应为使土层增重和降低土体强度。
b 抽汲地下水 其效应主要是产生渗流潜蚀,开采地下水使地下水位频繁波动,造成地下溶洞中的充填物被淘空,当地下水位下降时,对岩溶空腔上的土层产生反吸作用,诱发地面塌陷。
③荷载与振动 荷载与振动使地面变形,土洞顶板变形下陷诱发地面塌陷。
2.3.2 岩溶地面塌陷防治措施 岩溶塌陷的防治措施包括控水措施、工程加固措施和非工程性的防治措施。
①控水措施
a 地表水防水措施:防地表水进入塌陷区,可以: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。
b 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。
②工程加固措施
a 清除填堵法:用于相对较浅的塌坑、土洞。
b 跨越法:用于较深大的塌坑、土洞。
c 强夯法:用于消除土体厚度小,地形平坦的土洞;
d 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。
e 灌注填充法:用于埋深较深的溶洞。
f 深基础法:用于深度较大,不易跨越的土洞,常用桩基工程。
g 旋喷加固法:浅部用旋喷桩形成一“硬壳层”,(厚10~20m即可),其上再设筏板基础。
③非工程性的防治措施
a 开展岩溶地面塌陷的风险评价。
b 开展岩溶地面塌陷的试验研究,找出临界条件。
c 增强防灾意识,建立防灾体系。
篇5
关键词:地质灾害 煤矿安全 防治措施
地质环境是人类赖以生存的条件,一旦人类栖息地遭到破坏,将会给人民生命财产、国家建设带来巨大灾难,严重阻碍国家经济建设的健康发展,因而备受国民关注。在煤矿生产实际中,经常会遇到各种地质构造,而这些构造往往对安全生产有着重大的影响。矿井地质工作是煤矿生产技术工作的基础。对于地质、水文、瓦斯及其他相关资料的收集、整理、总结,能够保证为生产环节的多个侧面提供基础参数,从而实现安全指导生产。优化矿井地质工作,可以有效地避免多类事故的发生,对促进煤矿的安全生产具有极其重要的意义。
1、煤矿地质灾害的主要类型
我国地质条件复杂,因此煤矿遭受的自然灾害种类也很多,主要有地表沉陷、煤与瓦斯突出、矿井突水淹井、井筒破裂及采矿废弃物污染灾害、水土流失等,严重地危及着矿山正常生产和人民生活。
1.1 地表沉陷
这是煤矿开采后经常出现的一种地质灾害。由地下采空区顶板的冒落所造成的地面变形。在长期承载过程中,采空区矿柱系统中一些最薄弱部位往往会因风化、地震等作用而首先破坏。局部破坏的累积,最终波及整个系统。一般当矿柱的破坏率超过60%时,采空区顶板就要发生冒落,并或多或少地波及到地表。大范围的采空区顶板冒落通常是突发性的,往往伴随有强烈的气浪冲击,且多引起地表沉陷和张裂,造成地上或井下建筑物的破坏。有时,沉陷中形成的裂缝还可使地表水或地下水大量流入井下,直接威胁采矿工作的安全。如湖南锡矿山南矿就曾多次发生大规模的采空区冒落。最大一次冒落面积达34000平方米,使地表产生急剧的下沉和张裂,最大下沉量达1.075米,下沉范围近96000平方米,致使地表的一些井架和烟囱偏斜和弯曲。通常,地表沉陷的范围大于采空区。沉陷洼地的边界与采空区边界连线的倾角称移动角,是预测沉陷范围的重要数据。
1.2 煤与瓦斯突出
地质构造往往是造成同一矿区内瓦斯含量不同的主要因素。通常,张性断层是通达地表的张性断层,有利于瓦斯的排放;压型断裂不利于瓦斯排放,甚至有一定的封闭作用,促进瓦斯在煤层内聚集。褶皱构造对瓦斯分布也有重要影响。当顶板为致密岩层且未暴漏地表时,一般在背斜瓦斯含量由两翼向轴部增大,在向斜槽部瓦斯减少。当顶板为脆性岩层且裂隙较多时,瓦斯易于扩散,因而脆性岩层顶板的煤层背斜顶部瓦斯含量减少,在向斜轴部瓦斯含量增加。大量的瓦斯地质调查资料说明,与地质构造有关的突出点所占的比例很大,地质构造与突出的关系极为密切。有些突出点虽然其附近的地质条件并无明显异常,但却处于某些封闭构造劝闭的范围,或受某些特殊的构造边界所控制。
据统计,我国在1984—1995年的11年间,煤矿中发生煤与瓦斯突出近10万余次,造成的经济损失约100亿元。1991年4月21日,山西省洪洞县三交河煤矿瓦斯煤尘爆炸,死亡147人。无论是从经济效益上看,还是从人民的人身安全来看,灾害的防治都是刻不容缓的。
1.3 矿井突水及淹井灾害
受开采破坏与影响,通过各种自然的或人为的通道进入井巷和采掘工作面空间的水,称为矿井水。煤矿中突水事故是比较常见的,并且严重影响了煤矿的生产、效益和安全。比如1975年9月26日,徐州矿务局权台矿南二采区-225水平325工作面刮板输送机道掘进放炮时,透老下山发生突水事故,最大突水量40m3/min,几分钟刮板输送机道全被水、煤块和矸石杂物淹没淤塞,共29人遇险。当时跑出14人,其中1人被水冲出时受轻伤。被堵在独头切眼上山15人,经过12小时清淤抢救,全部脱险。给矿井带来严重的人员伤亡和重大的经济损失。
2、地质灾害防治措施
为了保持经济持续稳定发展和维持社会的安定,必须切实重视对煤矿地质灾害的防御,制定防御自然灾害的对策和措施。
2.1 加强科学管理
地质灾害有着偶然性,但也有一定的规律可循。作为煤矿开采来说,要合理规划开采范围,杜绝私挖乱采现象。要在煤矿采掘资料的基础上结合矿区实际情况,建立健全矿井地质观测,查明影响煤矿正常生产和建设的各种地质因素,是矿井地质工作的首要任务之一。因此要再矿井地质工作中队煤系、煤层、地质构造等进行观测。还要建立地质灾害预报制度,并提出相应的防治措施。总之,地质灾害预防和管理工作是一项长期的、艰苦的工作,只有做好这项工作,才能够做到来雨绸缪,防患于未然,才能彻底减轻灾害带来的损失。
2.2 加强政府部门对地质灾害防治工作的领导
首先,要摸清地质灾害底数,掌握地质灾害分布规律,制定出地质灾害易发区和危险区,在此基础上拟定防治规划、计划。其次,坚持每年组织有关专家进行汛前、汛期和灾后的检查研究,以防为主,综合治理。第三,加强行政管理执法力度,健全完善5个体系:建立地质灾害防治的法律法规体系;完善政府部门执行法律法规的机构和体系;建立完善的地质灾害监测机构体系;建立一套完善的信息体系,及时掌握地质灾害动态;建立政府预测预报体系,分定期、不定期、长期、中期、近期及临灾警报等,对问题严重的要进行通报、曝光。
2.3 加强地质灾害宣传教育以形成全民防灾意识
广泛宣传各种地质灾害知识,培养全民灾害意识,可以做到灾前有防,灾中不慌,灾后自救,提高生存能力,减少灾害损失。在广大人民群众中,通过各种途径做好防灾抗灾的宣传教育工作,引起人们对灾害的足够重视,增强人们的防灾意识,达到心中有数、居安思危的效果。
3、结语
总之,矿井地质工作是煤矿安全工作的一个重要组成部分。加强矿井地质工作的预防,对减少和杜绝各类事故发生,实现安全生产,有着重要的基础性意义。
参考文献
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关键词:矿山地质;3S;灾害类型;防治措施
Abstract: after the exploitation of mineral resources, in a great extent change the local geology environment, causing many serious mine geological disasters. This paper, from the mine geology disaster caused the main factors of, combining the characteristics of time and space of geological disasters and disaster methods, the mine geology disaster into several main types and the class. And according to the several types of geological disaster characteristics, this paper explores the establishing of the corresponding prevention and control measures, to China mine geology hazard prevention and control and the mine geological environment management to provide the scientific basis.
Keywords: mine geology; 3 S;Disaster type; Prevention and control measures
中图分类号:O741+.2文献标识码:A 文章编号:
1、概述
由于矿产开采过程势必改变原有稳定的矿藏条件,改变了当地的地质环境,而由于人为的采矿活动改变了地质环境所引起或诱发的灾害被称为矿山地质灾害。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,在相当长的时间内,我国矿产开采技术和设备都比较落后,这种条件下的矿产开采导致矿山地质环境不断恶化,矿山地质灾害事故频发。危及生命的矿难和环境灾害时有发生,近年来还有逐渐上升的趋势。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,并根据其各自特点提出防治灾害的措施,是一项十分必要的工作。
2、矿山地质灾害类型
就目前的科学技术发展状况而言,采矿活动的范围仍多数被限定在地球表面和岩石圈层内部。在矿脉开采之前,矿区地质环境是处于稳定平衡状态。而采矿过程,是从地壳内部的土壤、岩石圈层挖出大量的土石方,对地质环境进行了巨大的破坏,使其处于非稳定状态。我们可以看出,不论钻井开采、掘坑开采、注液开采,还是露天开采,都改变了原有的地质环境,这种不平衡性的出现导致了地壳物质的不稳固,进而容易引发灾难性地质改变。
矿山地质灾害类型很多,若单从灾害发生的速率加以区别,可分为突变型矿山地质灾害,如矿坑突水、瓦斯爆炸、岩爆等,另一种就是缓发型矿山地质灾害,如采空区的地面沉降,水体污染等。然而,在我们最常用的地质灾害分类,常常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,才能根据各种地质灾害类型制定相宜的防治措施。人为地质作用过程中不合理或者不科学改变地质环境,进而诱发的地质灾害基本涵盖了除火山喷发之外的所有地质灾害类型,本文将就其特点简要分类阐述。
2.1 岩土圈层形变灾害
这部分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。
2.1.1 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。由于人为地质改变而诱发的浅源性地震,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。
2.1.2 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,可以预见,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,终究会造成巨大的危害,这种灾害对矿山及周边地质环境的破坏力也十分巨大。
2.1.3 地面圈层形变
地下岩土圈层的形变,往往导致地表岩土圈层下陷、沉降、开裂等,进而引发危害性巨大的矿山地质灾害。例如,矿山地面和采空区塌陷、矿区地面沉降,地面开裂。一般的矿区地面塌陷主要发生在井巷开采的矿山地区。矿脉埋藏较浅,矿区地面平缓,地面塌陷与沉降的现象较为常见。而矿脉埋藏深、距地表较远的开采区,如果不能及时回填矿渣,就有可能发生大面积塌陷,地面塌陷、沉降和开裂不仅可破坏水土、建筑物,还可能毁坏道路、水库等公共资源与建筑,造成更大的危害。
2.1.4 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。例如采矿边坡失稳,常常会造成边坡岩土滑坡,岩崩等灾难,泥土边坡在雨后形成流动性土体,形成灾害性泥石流等。这些地质灾害发生的主要原因是不合理造成的采剥失调、边坡角度过陡等形成不稳定结构。此一类型矿山地质灾害多发生在露天开采或掘坑开采矿山。这种灾害常常瞬时发生,但造成结果危害性更大,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。
2.1.5 矿坑工程灾害
不合理的矿山开采手段与落手的开采方式,常会造成矿山地下工程灾害事故的发生,如洞井塌方、冒顶、偏帮、鼓底、岩爆等。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,并向坑井内突进,给矿井开采带来危害,危急矿工安全并造成财产损失。例如坑内岩爆就是因矿坑周边和顶底板围岩,在受到巨大的岩石圈层应力作用状况下,一旦因采掘面不能维持平衡,即有可能产生岩石圈层应力突然释放,导致岩石破裂迸裂,并向坑内大量喷射、爆散,从而给矿山带来毁灭性灾难。
2.2 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。
2.2.1 矿坑突水涌水
矿坑、矿井突水、涌水是最常见的矿山灾害之一。由于地下水位的短时间迅速改变,致使矿坑突然进水。这种矿山地质灾害突发性强、规模大,导致后果也十分严重。
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,导致地下水大量涌人,造成坑井被水淹没,造成人员伤亡或其他严重灾难性后果。这种灾害在盗采严重矿山频发,多数因为开采技术低下,私挖乱采的盗采现象存在,相互均有可能突破蓄水坑洞,引发灾难性后果。
2.2.2坑内溃沙涌泥
坑内涌砂是矿坑突水的伴生灾害,当矿坑采掘过程中遭遇富含泥沙的蓄水层或溶洞,突破隔水层后,泥沙和岩屑随水一起涌入矿坑,造成涌浆灾害。另外一些透水断层和潜水层也常会因为断层错位,夹杂沉积物下漏涌人坑内,其结果是使矿坑被泥浆阻塞,设备和开采人员被泥沙掩埋,致使矿山遭受灾难性后果。
2.2.3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。比如矿山开采造成地下河流的改道,过分开采破坏潜水层,这些地质环境的改变,造成地下水位超常下降,从引发地下水源枯竭灾害,进而引发河水漏失、泉水干涸,造成局域性干旱区。
2.3 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,一些偶发因素造成的突变性的灾难性后果。
2.3.1 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。这种灾害常常造成矿山开采人员群死群伤,矿井被剧烈的爆炸损毁,造成巨大的人员与财产损失。
2.3.2 煤层自燃
由于煤层开采,是一部分开采矿面暴露在空气中,部分煤矿石因氧化放热导致温度逐渐升高,热量集聚后温度升高速度骤然加快,温度升高到煤的着火点时,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。
2.3.3 矿山火灾
矿坑火灾常见于煤矿的煤矸石山和硫化物矿床,因为煤矸石和硫化物也能氧化生热,进而引发火灾。矿山火灾对周围环境的大气危害也十分严重,一些常年燃烧的矿山,使当地空气污染严重,区域小气候发生改变,矿区周围苗木大量死亡,田地荒芜,环境状况堪忧。
2.3.4 地热
矿山开采过程中,凡需通过深入岩土圈层开采矿产资源,包括煤炭、金属和非金属矿等,当达到一定深度后都会遇到矿井温度升高的危害。通常矿山开采深度达到800 米以后,矿山因含硫量高,开采深度大,地温非常高,也会导致矿工劳动环境恶劣,严重影响正常生产。
2.4 矿山环境化学污染灾害
采矿、选矿产生的废渣、废水、废气物质造成环境污染,也是矿山地质灾害日趋凸显的一种形式。这些废弃物未经有效处理,直接堆弃或者无序排放,都会造成环境污染公害事件。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。这些污染事件的后果,往往长期影响人与动物的身体状况,导致国民经济和资源、环境的不可持续发展。
2.4.1 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。场库失稳主要是由于尾矿坝体不能承受压力决堤后形成泥石流造成巨大的危害。尾矿库溃坝常常因为坝体稳定性在日益增加的压力,或因废矿液溢出,坝体管涌而发生决堤。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。
2.4.2 水土环境污染
矿山开采废水矿坑地下水、选矿、冶炼污水、尾矿渗漏水等,都会造成矿区水源与地下水的污染,同时废液中的重金属污染元素、有毒有害元素的存在,也会长期存留在土壤中,形成持久性的环境灾害。矿业废水量大,多数来不及处理,直接被无序排放进入环境水体,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、农田遭受长期污染。这种如此危害性常常是潜在性的,其危害性更大。
2.4.3 土地退化
露天开采和掘坑开采是水土流失和土地沙化的一个影响因素。在露天开采和掘坑开采过程中,地表植被、土坡土体的破坏,尾矿的扩展都会导致水土流失和土地退化。而大量的采矿排水,致使土地盐碱化。
3、矿山地质灾害的勘查方法
由于矿山的地质灾害都在深部发生,勘查多采用遥感信息技术与物理勘查方法。
3.1 地球信息技术综合方法
目前的信息技术主要是利用遥感集合“3S”技术,及时掌握地质灾害可能的分布、发生地点与区域。如利用全球卫星定位系统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。
3.2 地球物理勘查方法
主要指应用物理手段,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。地球物理勘查矿山地质灾害的方法主要包括高密度电阻率法、视电阻率法、瞬变电磁法、浅层地震法等。这些方法是预测潜在矿山地质灾害重要技术手段。
3.3 环境化学勘测方法
在矿山地质灾害预防过程中,人们也常常使用地球化学勘查方法。例如对矿区环境污染的监测,化学探测方法具有不可替代的优势。这种方法的应用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。
4、矿山地质灾害的防治措施
综上所述,矿山地质灾害由于时空特点与产生条件各有特点,随着矿山地质勘查的手段逐步应用,我们应针对上述分类和勘查手段,采取有力的防治措施,才能防止矿山地质灾害的发生,有效地减少人员伤亡和财产损失。根据矿山地质灾害发生的特点,有些矿山地质灾害我们能从主观上加以预防,有些地质灾害由自然诱因引起,我们不可能有效预防,因此我们制定具体的防治手段应包括如措施:
(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恳纳入法规,强制推行。
(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,坚固挡墙稳固边坡地质构造,开挖后如果出现开裂变形,及时做地质勘察,并做好预防措施。合理建设尾矿矿坝,形成稳定矿场与尾矿库,降低滑坡和塌方风险。
(5) 对于坑道开采,在坑道内一定要做好支护,做到边开采边支护,防止因矿顶坍塌、冒顶等产生的危害,尤其上方有住户处要预防引起上部地面开裂,同时做好坑道的排水设计,以防因矿坑涌水造成危害。
(6)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。进行矿场开采后生态环境恢复治理,对于可回填的废矿进行积极回填。
(7)对于闭坑矿山地质灾害的防治和生态环境恢复,应该及时进行治理和生态恢复工作,全面推进矿山地质灾害防治与环境综合治理,进行复垦,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。弃渣场经处理后再敷表土、植草种树。通过上述地质环境恢复工作,减少水土流失,恢复矿山的生态功能,达到生态恢复和维护人类与环境和谐的目的。
(8)将矿山地质灾害防治工作纳入政府议事日程和国民经济发展规划、计划,按一定比例安排地质灾害防治经费,如建立矿山环境恢复治理、政府资助矿山环保、地质灾害调查防治等基金。
(9)在矿山开采区应严格禁止私采乱挖和越界开采,减少人为扰动,做好植被保护和水土保持工作,积极推行地质环境恢复方案及措施为防止水土流失、恢复植被和景观。监督与制止开采弃渣胡乱堆弃和不加处理排放,强制其必须统一堆放到开采境界线以外的矿山弃渣场内。
(10)加大防治工作的资金支持,加强应该矿山等相关企业对矿山地质灾害的关注度,预留地质灾害调度金,构建地质灾害、环境灾难补偿制和问责制。同时加强生态补偿制度,加大惩罚力度,用经济手段调节灾害防治力度。
5、结语
矿山地质灾害类型多,引发因素多样,不同类型的矿山地质灾害有着不同的形成机制和表现形式。针对不同矿区的地质环境特点,我们应该选择适当的矿山开采方案,并进行积极的地质灾害勘查方法,做到将灾害消灭在萌芽期。综观当前对矿山地质灾害类型、勘查技术方法和预防措施,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。
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篇7
关键词: 滑坡体;特征;防治措施
中图分类号:F407.1 文献标识码:A 文章编号:
滑坡是岩土体自重、构造力、渗透力等综合结果,指位于斜坡的岩土体在重力以及水等外力作用下沿某一结构软弱面发生位移的一种不良地质现象。滑坡问题既具有自然属性,又具有社会、经济和环境等属性。由于经济的高速增长、城市化进程的加快,滑坡及其灾害问题日益突出。越来越多的滑坡灾害与人类工程活动有关,主要原因是在滑坡灾害高易发区所进行的切坡、加载、地下采矿、灌溉、水库工程建设等各种人类工程生活使得自然科坡的地质、地形和水文地质等环境在短时间内发生了重大变化,加速了处于平衡状态或准平衡状态的斜坡体向不稳定性方面发展,从而导致滑坡的产生并造成经济损失和人员伤亡等灾害。
1 工程概况
蕉林坑滑坡位于东源县半江镇漳溪村委会蕉林坑自然村。地理坐标:东经114°31′30″北纬24°02′10″。此点交通不便,虽有便道与新丰县及新丰江水路相通,但路况差,雨季多断道。
蕉林坑滑坡,为一复活的老滑坡。近十年来,由于降雨及小地震,时有活动,今年六月老滑坡中部又发生新的滑动,形成了三级错台及近百米长的拉张裂缝,错台高分别为3-4m、2m及1m。裂缝带上的房屋均已塌毁和开裂变形,所幸无人员伤亡。受威胁人口118人,直接经济损失9.6万元。
2 滑坡的形成条件分析
2.1 地质环境条件
蕉林坑滑坡位于丘陵区冲沟旁侧、滑坡舌伸到沟底挤压小河绕曲,海拔114m-206m。滑坡区出露侏罗系下统(J1)的灰紫色、灰白色砂岩、粉砂岩及泥质页岩。风化残积层厚度5-10m,局部较厚可达5-20m。滑坡区断裂构造发育,大致有近东西向,北东向,北西向三组,前者多被后二者切断。北东向断裂,活动性较强,现代小地震时有发生,特别是新丰江蓄水之后诱发了频度和强度都较大地震活动,本区地震基本强度为六度。滑坡区为碎屑岩基岩裂隙水富水地区,坡体内潜水层发育,由大气降水及构造裂隙水补给,以下降泉及地下迳流的形式向冲沟底部排泄。
2.2滑坡体的特征
滑坡体是一倒挂的钟形,长250m,宽平均匀100m,厚度约为10-15m,总下滑土方量为375000m3,属中层的中型滑坡。主滑方向下220°-230°。后缘高30m,坡度600,已生长一些灌木及小树(果树),山坡坡度约为350,
滑坡体上原有三级滑动平台,新发生了三级,共形成6级平台,其中:①②⑤⑥级较宽,属老滑坡错台,高度5-8m,③、④为新发生错台为3-4m及2m左右。侧缘新形成了深2-3m陷落,沿北东40-500方向延伸,宽度4-5m,中间有羽状剪切节理,显示滑体沿侧缘相对向下部错动。蕉林坑滑体坡纵断图如图1所示。
图1 蕉林坑滑体坡纵断面示意图
老滑坡后缘及第一错台,有蠕动变形,储水池外倾开裂,裂口1-2cm宽。
滑坡体有主、次二级滑动面,在剪出口处形成滑带水剪出带,沿剪出带有喜水植物,水芋头呈线状生长。
滑坡估计沿断裂面及外倾软弱夹层面发生,下部可见灰紫色全风化砂岩滑至黄色泥质页岩(全风化)之上,滑体由红粘土及全风化砂岩组成。
3 滑坡的诱发(作用)因素
3.1 自然因素
对山区而言诱发滑坡地质灾害的主导因素为降水。通过地质灾害再排查及现场调查确定,该区域发生的滑坡均有较为明显的滑移面,滑移面作为隔水层使得地下水积聚,降水是地下水补给的重要来源。降水渗入坡体并在潜滑面积聚,软化了滑动面的岩土,增高了地下水位和滑动面岩土的孔隙水压力,减小其抗剪切强度和阻滑力;滑体饱水增大滑体自重和下滑力:已开裂的坡体裂缝中灌水后还可产生静水压力。
3.2 人为因素
(1)坡角开挖
在工程建设中,在斜坡上开挖形成边坡而引起古老滑坡复活或新生滑坡的现象比较常见。它主要是削弱了坡脚的支撑力、改变了坡体的应力状态和地下水的渗流场;对岩层顺层滑坡,开挖切断或削弱了岩层原有的支撑力;对古老滑坡,开挖主要是削弱了抗滑段的支撑力。因山区绝大部分为低山丘陵区,可用于修建房屋及公路的平地很少,随着村村通公路等基础建设项目的推进及新建住房等项目的建设,切坡建房、切坡修路及其他形式的山体开挖或回填施工等现象较为频繁,形成了大量人工边坡且大部分人工边坡开挖后无防护设施或防护设施不到位。
(2)破坏植被
植被是山坡的保护层,其根系对表层土有加固作用,枝干和树叶减少降水的下渗,增加蒸发作用,减少坡体地下水量,对边坡的稳定是有利的。大量开挖破坏植被,不仅对环境保护不利,对边坡稳定也不利。 该地区为亚热带季风气候,原生植被以常绿针叶林和阔叶林为主,树形高大,根系很深。为了更好的发展当地经济,大片的原生植被被砍伐,取而代之的是人工种植的茶叶和毛竹林,且地表土体仍不断的遭受人为扰动。
4滑坡防治措施
通过以上对滑坡的形态特征及滑坡形成条件的介绍,我们不难得出治理滑坡的相关工程措施。然而,一个滑坡的发生往往是多个因素综合作用的结果,因为,我们只有做详细的调查和分析计算后,才能制定出切合实际的防治措施。总的来说,治理滑坡应该坚持以防为主、综合治理、及时处理的原则。结合边坡失稳的因素和滑坡形成的内外部条件,治理滑坡可以从以下方面着手:
4.1 重力式抗滑挡土墙
重力式抗滑挡土墙以墙身自重来维持挡土墙在土压力作用下的稳定,它是在滑坡防治中最常用的一种挡墙形式。重力式抗滑挡土墙的墙背坡度一般采用1:0.25,墙后常设卸荷平台,墙基一般做成倒坡或台阶形,墙高和基础的埋深必须按地基的性质、承载力的要求、地形和水文地质等条件,通过验算来确定。此外,为避免因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂,应根据地质条件的变化和墙高、墙身断面的变化而设置沉降缝和伸缩缝。该工艺施工方法简单,造价较低,对于小型土体滑坡较为有效。
4.2 抗滑桩
抗滑桩是穿过滑体深入滑床以下稳定部分以固定滑体的一种桩柱。多根抗滑桩组成的桩群共同支撑滑体的下滑力,阻止其滑动,同抗滑挡墙相比,抗滑桩的抗滑能力大,支挡效果,对滑体稳定性扰动下,施工相对复杂,因效果显著被广泛应用。在实际运用中抗滑桩经常与格构锚固结合使用,对滑坡体进行全面的治理
4.3 消除和减轻地表水和地下水的危害
滑坡的发生常和水的作用有密切的关系,水的作用,往往是引起滑坡的主要因素,因此,消除和减轻水对边坡的危害尤其重要,其目的是:降低孔隙水压力和动水压力,防止岩土体的软化及溶蚀分解,消除或减小水的冲刷和浪击作用。具体做法有:
(1)防止地表水进入滑坡区,可在滑坡边界修截水沟;在滑坡区内,可在坡面修筑排水沟。
(2)在覆盖层上可用浆砌片石或人造植被铺盖,防止地表水下渗。
(3)对于岩质边坡还可用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土。
(4)排除地下水的措施很多,应根据边坡的地质结构特征和水文地质条件加以选择。
4.4改善边坡岩土体的力学强度
通过一定的工程技术措施,改善边坡岩土体的力学强度,提高其抗滑力,减小滑动力。常用的措施有:
(1)削坡减载;用降低坡高或放缓坡角来改善边坡的稳定性。削坡设计应尽量削减不稳定岩土体的高度,而阻滑部分岩土体不应削减。此法并不总是最经济、最有效的措施,要在施工前作经济技术比较。
(2)边坡人工加固;常用的方法有:①筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体;②钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支撑工程;③预应力锚杆或锚索,适用于加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡;④固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度;⑤SNS边坡柔性防护技术等。
5 结束语:
总之,滑坡是地质灾害发育种类中最为常见的一种灾害体,因此要我们从思想上重视,不断完善防治体系、提高对灾害认识、加强工程管理、优化防治工程方案,加强对地质滑坡环境的监测预测,那么就能预防灾害的发生,减少损失。
参考文献
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关键词:陕北煤矿;地质灾害;黄土;滑坡;突水中图分类号:X752 文献标识码:A
陕北地区地理概况
陕北地区是中国黄土高原的中心部分,包括陕西省的榆林市和延安市,它们都在陕西的北部,所以称做陕北。地势西北高,东南低。总面积92521.4平方公里,是在中生代基岩所构成的古地形基础上,覆盖新生代红土和很厚的黄土层,再经过流水切割和土壤侵蚀而形成的。基本地貌类型是黄土塬、梁、峁、沟、塬,是黄土高原经过现代沟壑分割后留存下来的高原面。陕北畜牧业较为发达,煤、石油和天然气等储量丰富。
二、陕北煤矿开采引发地质灾害的类型特征与诱因分析
煤矿环境地质灾害一般是指在煤炭开采过程中,由于自然的或人为的因素破坏了地质环境的平衡,引起地质环境的反馈产生的灾害,以及由这些原灾害衍生的次生灾害。由煤矿开采引起的环境问题和地质灾害种类很多,陕北地区因煤矿开采引起的地质灾害类型主要有以下几种:
(一)陕北煤矿开采引发地质灾害的类型
1、开采煤矿时潜在的灾害类型
(1)瓦斯突出
瓦斯能够储气于封闭系统之中,并以游离状态或者以吸附的形式赋存于煤层的缝隙、孔隙之中,一旦出现地应力改变原有的平衡时,将封闭的空间破坏,那
么大量蓄积的气体将会外溢。在自然或者人为的某种作用下,会发生瓦斯突出爆炸、人员中毒以及火灾等安全事故。
(2)地面沉降和塌陷
地面沉降和地面塌陷是对煤矿大量开采之后而出现的一种地质灾害。由于地下开采对采空区围岩的初始应力构成破坏,从而使这部分岩石发生了粉碎、冒落甚至是地表位移的情况,这就会导致地面沉降与塌陷灾害的发生。除此以外,在人们大量抽排地下水与采空区不断外扩的双重作用下,地下水的分布将会受到影响,从而形成面积非常大的降落漏斗,那么地表将会相应地出现沉陷。
(3)矿井突水
矿井突水是指人类在挖掘或者采矿的过程中,当巷道揭穿导水断裂、积水老窿、富水溶洞,而导致大量地下水突然涌入矿山井巷的现象。矿井突水在煤矿开采的过程中也时常发生,对煤矿的安全生产构成严重威胁。
2、闭坑后煤矿采场的潜在灾害特征
陕北地区煤矿多位于中低山区,沟深坡陡,地形复杂,植被不甚发育,人们沿沟居住,自然环境比较脆弱。区内煤系陆相含煤建造,煤层厚度大,产状平缓,变质程度有一定发展。大型国营或集体制煤矿均采用冒落法一次采全高法,开采深度相对较大,煤层开采后,地表一般表现为大面积缓慢下沉,而小煤矿开采一般在煤层露头线附近,煤层埋藏浅,开采后地表一般形成串珠状塌陷坑。
当采空区上覆地层为基岩时,地表变形滞后,采空时间较长,但变形对地表的整体性破坏较大,多形成有一定落差的陡坎;上覆地层为黄土与基岩成二元结构时,往往在塬区形成沉陷盆地,斜坡地带形成裂缝,农业生产中易于恢复,但它易诱发斜坡变形灾害。
采空塌陷区位于山坡时,则多向下坡方向滑移,在坡度大于20°时可诱发斜坡重力地质灾害,而基岩区的采空塌陷比塬区地表移动变形范围大;不同地貌部位下沉值也有明显不同,山坡地带下沉值明显增大,塬区或山间谷地,地表多呈挤压状态,但沉降裂缝仍属张性。
(二)陕北煤矿开采引发地质灾害的特征
群发性
采煤工程破坏地质环境的平衡,引起地质环境的反馈,其反馈行为所产生的灾害往往不是孤立的,常在矿区的某一时段形成灾害群。如地面塌陷、地裂缝、滑坡、煤层自燃灾害等在矿区的某一时段同时或相继发生。
衍生性
直接地质灾害常常衍生一连串的次生灾害,形成一系列成因联系的灾害链。如顶板灾害—地面塌陷、地裂缝—毁坏耕地、破坏地表建筑物和改变地表径流条件,引起地下水位下降—土地荒漠化。
区域性
就各种灾害的内部联系而言,它们受一定区域性条件控制,如区域性构造条件,区域性煤系岩性组合特征、区域性气候条件、区域性煤变质条件、区域性地理条件的控制和影响。因此,在灾害的时空演化和分布上表现出区域性的特点。受地质环境条件的影响,陕北矿区的地质灾害主要以下错地裂缝及滑坡和泥石流为主。
影响的多方面性
煤矿地质灾害不仅影响矿区环境质量的各个方面,如大气环境,水环境,土壤环境和生态环境,而且影响到矿区周边地区的社会环境和经济环境,如从灾害导致矿工伤亡到对矿区群众心理影响,从直接经济损失到对本地区经济发展的影响等,由此引发的群众上访事件影响了地方政府的正常工作,造成一定的不稳定因素。
(三)煤矿地质灾害的诱因分析
缺乏有效的矿产资源开发利用的统一规划
众多的小煤矿中,多数既无地质资料,又无开采设计方案,更谈不上环境保护措施,加之各矿之间因争抢资源而破坏保安煤柱和越界开采,在村民居住区下直接开采而不采取任何防护措施,从而引起各类地质灾害。
2、矿山地质灾害防治法规不健全
采矿者环保和防灾意识淡薄,小煤窑开采前几乎没进行过任何环境影响评价,出了问题例行的赔款、搬迁,没有从根本上达到治理与恢复的目的,从而使灾害隐患得不到有效的防范。
小煤矿缺乏专业技术人员,随意开采,一方面易造成煤矿本身的安全事故,另一方面诱发地表地质灾害,对村民的人身和财产安全造成威胁。
陕北煤矿地质灾害的防治措施
(一)扩大宣传力度,提高员工的忧患意识
各地方政府、煤矿的上级主管部门必须要加强煤矿地质灾害的宣传力度,使广大煤矿员工养成防灾意识,即使灾害真正出现在眼前,人们也有足够的心理能力对其承受,宣传的过程中还要注意到增强员工的自我保护能力。
除此之外,煤矿的各级领导与广大员工还需要对自己煤矿的特点有一个全位的把握,同时对各种防灾方法、防灾措施有一个细致的了解。对于一些灾害频发的地区,要组织专家进行“会诊”,掌握灾害发生的规律,提高对灾害预测的准确程度。
(二)加强预测预报工作
对目前正在生产的煤矿,通过收集资料、调查访问、测量等手段,查明历史至今的开采范围,对开采强度高、采空面积大、采煤方法易引起沉陷的区域,进行分析研究,查明其变形规律,做好地面变形预报工作。加强小煤矿采煤技术和地质灾害防护知识的培训。
(三)做好危险性评估
对于地裂缝及塌陷,重点收集灭失煤矿和采空区范围资料,了解矿井的开采层位、层数、开采厚度与开采深度,上覆岩体土体的工程力学特征,了解采空区和出现地裂缝、塌陷的内在规律,对未来采空区进行监控。对崩塌和滑坡以矿区、山区和重要交通干线为重点展开调查,了解区内地形地貌、地层岩性和地质构造,控制已发生和潜在的崩塌、滑坡灾害的次生影响,进行危险性评估。对泥石流灾害以矿山开采区的主要沟谷为重点,详细调查沟谷形态、沟床坡降、沟谷坡度、集水面积、岩层倾向、碎屑团体物源等特征,对泥石流灾害进行危险性评估。
(四)预防瓦斯与煤尘爆炸的措施
1、防止沼气聚积的措施
一是加强通风管理,增加有效风量,降低沼气浓度,各采区和各工作面都应有独立的进回风系统。
二是建立健全瓦斯检查制度,严禁瓦斯超限作业。
三是工作面、掘进巷道停止作业后,若要恢复生产,需加强通风,检查瓦斯含量,无危险后方可进行作业。
四是对废巷、采空区要及时封闭,对盲巷封闭或设栅栏挂警戒牌,严禁入内。
2、防止煤尘爆炸的措施
一是尽量减少生产过程中煤尘发生量和浮游煤尘量,可采用静压洒水或综合防尘措施。
二是消除引燃的火源,如消除井下火花(包括机械摩擦产生的火花),防爆设备失灵要及时更换。
(五)避免突水事故的主要措施
1、煤矿和小煤窑在采掘前,应探明所在矿区地质和水文地质条件,掌握矿区开采史和采空区分布情况,圈划水害威胁疑问区,制定井下预防水灾技术方案。
2、在与相邻矿井或煤窑(包括老窑)的积水区和生产区、含水断裂或破碎带两侧的可采煤层留设防水煤柱。
3、必须遵循“对水害威胁疑问区采取探水措施,探清和消除水害威胁后,才允许掘进”的原则。
4、凡遇到煤层变得潮湿、光泽变暗;巷道壁或煤壁“挂汗”;煤层变凉,工作面温度下降,水蒸气增大;顶板淋水加大或底板鼓起;出现压力水流,煤层出现水挤出的“嘶嘶”声或空洞泄水声;工作面沼气、二氧化碳和硫化氢等有害气体增加;老窑“死水”渗入,煤壁或巷道会出现挂红、酸度增大,水味发涩、有臭鸡蛋味等现象,应停止掘进,进行探水工程。
5、查明活动构造,规划煤矿工程活动,做好防灾减灾工作。查明矿区内新构造运动性质、特点及活动程度、现今仍在活动的构造或属不稳定易复活的断裂,分析、认识各种地质灾害产生原因及分布规律,合理规划矿区工程活动。
参考文献
[1]张立民.浅谈加强煤矿地质工作预防安全事故[J].科技创新与应用,2012.8.
篇9
在“子长县地质灾害调查与区划”的基础上,以潜在的地质灾害隐患点、已经发生的滑坡崩塌泥石流和现有的地质条件调查为核心,以遥感解译验证为先导,采取地面调查和灾点测绘的手段,再加上必要的钻探、物探和山地工程,使点、线、面结合,进而查明地质灾害及其隐患形成的环境地质条件、发育特征和分布规律,开展地质灾害分区评价和气象预警区划,为减灾防灾提供基础地质依据。在遥感解译的基础上,以野外实地调查为主要手段,对城市、村镇、居民点、厂矿、重要交通沿线、重要工程设施、重要风景名胜区和重点文物保护点等地潜在的滑坡崩塌泥石流等地质灾害隐患点进行排查,并逐一对其危险程度和危害性进行评价。通过野外实地调查,确定子长县有以引起灾害或潜在危害的90处滑坡、10处崩塌和40处不稳定斜坡等。
2地质灾害成因分析
通过对已经调查确定的140处灾害点进行成因要素综合分析,确定子长县地质灾害主要的成因要素有以下4点:
2.1地形地貌斜坡地形是滑坡、崩塌灾害产生的先决条件。一般来说,区内斜坡坡面形态主要包括凸型、阶梯型、直线型和凹型这四个基本类型。在调查的共计140个灾害点及隐患点中,发现出现滑坡和崩塌灾害的主要集中在直线型和凸型正向类斜坡上,负向类凹陷型和阶梯型斜坡出现滑坡和崩塌灾害的几率较低,集中在正向坡的占79%,集中在负向坡的占21%。坡度与出现滑坡和崩塌等地质灾害有着直接的关系,斜坡的坡度越大,临空的危势和斜坡体内应力也越大,越容易出现地质灾害。崩塌多发生在坡度大于60°的陡崖,然后随着坡度的减缓多发生滑坡,并且随着坡度的逐渐减缓发生滑坡的几率会越来越小。坡高与出现滑坡和崩塌等地质灾害也有着直接的关系,有关资料显示,一般滑坡多发生在坡高50~120m的斜坡上,并且随着坡高的增加,出现滑坡的几率会越大。而崩塌多发生在坡高10~20m的斜坡上,其次是发生在20~30m的斜坡上,超过这一高度发生的概率很小。朝向不同,山坡的小气候和水热等条件有着规律性的差异。坡向135~270°的斜坡发生滑坡的比率明显高于其他坡向,占滑坡总量的70%,属于滑坡发生的优势坡向,尤其是225~270°西南方向的斜坡占了26%。表明在子长县,滑坡发生的比率在阳坡和近似阳坡的斜坡上比较高。河流和沟谷地貌的演化阶段或发育程度对斜坡的变形特征、破坏模式以及地质灾害的规模和致灾程度具有明显的控制作用。调查数据显示,在调查的90处滑坡点中,有56处滑坡位于壮年期和老年期的成型河谷两岸斜坡,占滑坡总数量的62%,以老滑坡居多,其余崩塌及不稳定斜坡主要发生于沟谷中幼年期沟谷地段及斩坡建房修路地带。
2.2地层及斜坡结构边坡地质灾害的发生主要来自于坡体在易滑和易崩地层发生破坏。调查到的滑坡多为黄土层内滑坡和基岩—黄土接触面滑坡。虽然三叠系岩层中的局部含煤系岩层也是一个软弱结构面,但调查过程中未见基岩滑坡,顺基岩顶面发生的滑坡也多是顺基岩顶面的泥岩或强烈风化的风化层发生滑动的。黄土结构疏松,强度低,遇水软化,节理裂隙发育等特性决定了黄土是区内最主要的易滑、易崩地层。区内斜坡岩土体结构主要包括三种类型:黄土斜坡、黄土+基岩复合斜坡和黄土+新近纪红黏土+基岩。据调查基岩面剪出的滑坡比例占总数的45.6%。调查的90处滑坡中有13处滑坡于红黏土与黄土接触面发生滑动,占14.4%。
2.3降雨、河流及地下水子长县灾害主要发生于黄土中。降雨可通过改变斜坡土体水动力条件和降低其强度来影响斜坡稳定性。河流对地质灾害的影响主要表现在流水对岸坡的侵蚀作用引发斜坡失稳,对幼年期沟谷和壮年期河谷影响比较明显,在壮年期河谷地段侧蚀作用是诱发滑坡的一个重要因素。斜坡地带,由于黄土湿陷性、节理裂隙等特点,降雨后会出现黄土陷穴、落水洞等。此外,地下水活动降低了黄土强度,改变了坡体应力状态,常常触发斜坡变形失稳。
2.4人类工程活动当今社会经济发展迅速,人类工程活动也与日俱增,随之而来的对自然斜坡的不合理开挖现象破坏了斜坡平衡状态,导致了斜坡变形失稳,成为了触发地质灾害的主要因素之一。随着城镇扩建、道路交通工程建设速度的突飞猛进,地质环境的破坏日益俱增。这就不得不大面积地斩坡、卸菏和加载,将原有斜坡的平衡状态打破,使斜坡产生卸荷、拉张和风化裂隙,在雨季易产生滑坡和崩塌地质灾害。
3防治措施
篇10
关键词:输电线路;舞动;防治措施
架空输电线路的舞动是一种由于空气动力不稳定而产生的现象。输电线路舞动是低频的一种,其频率在0.1Hz~3Hz的范围内,舞动振幅是导线直径的10~300倍,舞动一般发生在多分裂输电线路上,且具有一定的时间段。下文通过对输电线路舞动的特点进行分析,探究其防治措施。
一、输电线路舞动的特点
1.舞动范围较大,频率高
输电线路舞动这一故障具有一定的普遍性,舞动多发生在寒冷的冬天,一般是当年的11月份到次年的3月份,尤其是在大风寒冷、冰霜雨雪这类极端的天气中,线路舞动发生的频率是相当高的。对于电压在10kV~500kV等级的输电线路,舞动故障的发生具有全局性,甚至会波及周边地域输电线路,造成大范围舞动故障的形成。
2.输电线路损失相对严重
对输电线路舞动的现场进行考察,其有很大的可能导致电气故障事件的发生,螺栓松动或者是脱落的现象也是极为普遍的,金属器具以及绝缘子极易遭到损坏,输电线路断线或者是断股现象也是极为常见的。据有关资料显示,输电线路发生舞动故障之时,常常会导致输电线路出现300多次跳闸故障,机械故障也是不下百次的。在产生跳闸故障的线路中,单相跳闸故障所占的比例在3层左右,相间故障比例大于70%,输电线路断股故障、金属器具损坏故障、杆塔结构发生破坏故障所占的比例均不大于10%。
3.新型线路对外界环境抵御能力较差
与普通线路相比较,在相同的气候条件以及地理条件下,新型线路更有很大的可能发生舞动故障。也就是说,新型线路一旦发生舞动故障,线路跳闸、断股、机械等各种类型故障发生的概率会更大。近些年有研究工作表明,发生舞动故障频率最高的线路为同塔双回线路,与紧凑型输电线路相比较,单回线路发生舞动故障的几率又是极高的。
二、输电线路舞动的主要原因
本文作者总结长期的工作经验,认为输电线路舞动这一故障的产生与风速、风向、流动状态相关,又与输电线路自身的结构与参数数值大小密切相关。对其舞动的原因进行剖析,具体可以表现在以下几个方面:
一是因为现阶段各电压等级输电线路在设计的过程中没有标明与线路舞动有关的基础性防治技术或者是措施,易舞区段划分得相对模糊化,种种因素的叠加,最K致使后期防治舞动措施的实施产生很大的难度;第二,相关资料记载,输电线路设计的载荷大多数属于静载负荷,但是线路在发生舞动时产生的却是波动幅度较大的动载荷,此时线路舞动势必会造成杆塔横担挂线这些部位的承受荷载日益加大,最终超出最大设计荷载的数值,此时对横担以及铁塔螺栓造成极大的破坏;第三,杆塔在规划与建设的过程中,风向与线路转角的幅度与频度本应该是固定的,但是在实际情况中,输电线路舞动的方向存在较大的随意性,这样线路转动的角度有很大的可能大于设计值,横担方向的承载能力就会大于杆塔规定的承载能力,这就加大了横担失衡或者发生破损的几率。
三、防治输电线路舞动的措施
1.最好避开与易产生舞动故障的覆冰区域,并调整线路走向
一般而言,当温度在-5℃~0℃范围内,风速不低于10m/s的区域内,会增加输电线路舞动故障发生的概率。从风向的角度进行分析,在冰冻季节刮风的方向与线路轴线的夹角大于45°时,舞动故障易于形成。也就是说,夹角越小线路上受到的分离程度越小,此时就降低了舞动故障发生的几率。
因此在对输电线路进行设计的过程中,应该尽量避开冰冻、风向这类不利的因素。在经济允许的条件下,在先进技术的配合中,尽最大努力避开强舞动区域,尤其是在输电线路安置方向上,技术人员应该尽最大努力减小冬季风向与线路走向两者之间的夹角。
2.增强线路系统抵御舞动故障的能力
输电线路在形成舞动故障时,在垂直于线路的横截面内运转方向呈现的是椭圆形,当输电线路舞动的幅度过大时,相邻两根运动的线路就有很大的可能产生碰撞闪弧现象,极易造成线路损坏或跳闸故障。为了减少或者避免上述故障发生的几率,防舞措施的引进与应用可以对线路舞动的幅值产生控制作用。除了上述防舞措施之外,还可以在输电塔头的结构设计上大下功夫,也就是在相关措施的辅助下防止相邻线路之间、线路与地线之间产生碰线现象。此外,水平布置方式的应用,减少了线路之间碰线闪络现象的发生,这主要是因为该方式可以使技术人员按照一定的规则使线路舞动的水平方向位移远远小于线路水平相间的距离。总之,只有适当地加大地线与线路的垂直与水平距离,那么输电线路就会具有抵御舞动故障的能力。此外,增强杆塔塔身与横担的强度、改良金属器具的抗振能力,均可以减少输电线路金属器具发生松动或者损坏的几率,达到抵御舞动的效果。
3.与抑制输电线路舞动的相关措施
一是可以通过改善线路的性质去达到抑制舞动的目标,失谐摆、抑制扭振型防舞器、双摆防舞器这些防舞器具的应用就可以达到上述效果;二是线路系统自阻尼指标的提高可以到达抑制舞动的效果,例如由加拿大A.T.Edwards研发的终端阻尼器;三是扰流防舞器能借助扰乱沿档气流的方式达到抑制舞动的目标。当然,低居里点合金材料、防雪线路以及大电流融冰导线的应用取得的效果也是优良的;此外,增强输电线路运行的张力与缩短档距达到的效果也是极为乐观的。
结语
综上所述,输电导线在有冰层覆盖的情况下极易产生舞动的故障,对国际上先进的防舞措施进行研究,光纤加速度传感器在输电线路上的安装可以达到监测的目标。总之,防治输电线路舞动故障的措施是多样化的,只有积极地对典型线路舞动案例进行认真分析,总结相关经验,对与之相关的线路舞动理论进行验证与填补,为以后开展输电线路舞动治理奠定基础,保证舞动区线路的正常运行。
参考文献:
[1]荆志军. 高压输电线路舞动的研究[J] . 电源技术应用. 2014(2)