煤矿灾害防治措施范文
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导语:如何才能写好一篇煤矿灾害防治措施,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
中国煤矿大多是通过井工开采的,在开采时煤矿地质灾害时有发生。随着浅部煤炭资源的枯竭,深部开采已经成为了必然趋势。与浅部开采相比,深部开采时岩体的力学性质和应力状态更加复杂,开采时发生地质灾害的可能性大大提高,特别是瓦斯突出和冲击地压[1-3]。在深部开采时,一旦煤矿发生地质灾害事故,救援将会十分困难。因此,必须要采取有效的措施来防治煤矿地质灾害。鉴于煤矿地质灾害有多种且每种发生的原因不同,需要根据相应的情况采取针对性措施。本文围绕煤矿常见地质灾害的特征展开论述,重点分析了煤矿地质灾害的防治措施。
1煤矿地质灾害的特征分析
在进入深部开采后,煤矿开采对地表的破坏影响会大大减弱,引发井上地质灾害的可能性也会大大降低,而井下地质灾害发生的可能性大大提升。煤矿井下常见的地质灾害主要有冲击地压、瓦斯突出以及突水。下面将分别对这几种灾害的特征进行分析。
1.1冲击地压灾害特征分析
随着中国矿井开采深度的增加,其基本上已经超过了1000m,岩层的应力和开采扰动也会增加,冲击地压发生的可能性也增大。冲击地压表现为巷道突然间破坏,且伴随着巨大的岩体能量释放。在巨大的冲击波作用下,甚至可能会诱发矿震,对地表的建筑物产生一定的破坏。冲击地压发生的时间比较短,一般只有几秒,且发生时很少有征兆[4]。通过大量的微震监测可以发现,在冲击地压发生前,岩体震动的能量出现异常增加。目前,冲击地压发生的机理尚不明确,这给防治冲击地压带来了巨大的困难。大量经验表明,冲击地压的发生与岩层的高应力、开采方式以及地质构造存在很大的关系。综上所述,冲击地压灾害特征主要为发生时间短、破坏力大、难以预测且机理尚不明确。为了保证工人的生命安全,煤矿科技工作者应该致力于冲击地压灾害防治的研究。
1.2瓦斯突出灾害特征分析
煤在形成过程中会产生瓦斯,虽然大部分瓦斯已经释放了,但是还会残留一部分。在煤层开采时,煤层中的瓦斯会大量释放,进入到巷道中。瓦斯的成分比较复杂,突然间释放会引发严重的灾害,常见的有瓦斯突出。在瓦斯突出时,若突出的是CO2,则会导致空气中的O2浓度降低,容易引起人的窒息;若突出的是煤和CH4,也就是煤与瓦斯突出,则很可能引发严重的瓦斯爆炸灾害。在发生煤与瓦斯突出时,巷道内粉尘的浓度和瓦斯的浓度都会急剧增加,一旦遇到明火,就很容易诱发煤矿瓦斯爆炸。由于中国煤层的瓦斯多以吸附态存在,在开采造成煤炭破碎时会突然释放,容易引发巷道内的瓦斯超限。
1.3突水灾害特征分析
煤矿开采会造成岩层运动,有时会破坏岩层的隔水层,这使得在进行煤矿开采时有可能发生水灾。水灾的发生主要有两种形式,一种是含水层渗水,另一种是突水或透水。相比较而言,突水或透水造成的危害更大,一般只需要几个小时就能造成整个矿井淹井[5]。突水或透水多发生在地质构造区域、采空区附近以及带压开采时,对煤矿生产威胁极大。例如:2010年3月28日发生的王家岭煤矿透水事故就是由老采空区积水造成的,该事故共造成38人死亡,震惊了全中国。
2煤矿地质灾害的防治措施分析
以上分析了煤矿地质灾害发生的特征,为此,需要根据这些特征采取一些有针对性的防治措施。下面将对这些措施进行详细的分析。
2.1做好地质勘探工作
大量经验表明,煤矿地质灾害的发生多与地质构造和地质条件的不确定性有关,例如断层突水、断层冲击地压以及煤与瓦斯突出等。因此,要做好煤矿地质勘探工作,获得详尽的地质资料。在煤矿开采和设计时,地质资料是基础。若地质资料不全面或不准确,则开采引发煤矿地质灾害的可能性大大增加。在进行地质勘探时,考虑到传统的钻探方法获得的数据量有限,在条件允许的情况下要使用物探的方法。对于地质构造区域,一定要将钻探方法和物探方法相结合,获得详尽的地质资料。此外,还要注重勘探的时效性,即在不同时间段内勘探的结果可能会存在一定的差异。由于水和瓦斯是一种流体,其分布可能会受到周围环境的影响而变化,这导致对水和瓦斯的勘探存在一定的时效性。
2.2严格执行相关规章制度
在很多情况下,煤矿地质灾害的发生是人为原因造成的,例如工人不按照《煤矿安全规程》中的内容作业,导致发生严重的透水事故。为此,需要严格执行相关的规章制度,杜绝违规操作。一些矿区存在着严重的盗采问题,这很容易导致安全事故的发生。一些工人在施工时,为了图简便不按照施工图施工瓦斯抽采孔,这很容易造成瓦斯抽采时达不到预期的效果。由于很多煤矿工人的受教育程度低,对煤矿地灾害缺乏一定的认识,不能理解或很好地遵守相关规定。对于这种情况,应该加强对工人的培训,使其掌握相应的安全生产知识。
2.3建立地质灾害预报系统
虽然很多地质灾害的发生机理很难确定,但是可以使用相应的设备对其发生的条件进行监测。针对煤矿冲击地压灾害,可以安装微震监测设备(见图1),监测岩层运动的能量。一旦能量超过预定值,就会发出预警通知,使工人处于安全区域并采取相应的安全措施。针对煤矿瓦斯突出灾害,可以在巷道各个位置处安装瓦斯探测仪来监测巷道中的瓦斯浓度。一旦巷道内瓦斯浓度超过了预定值,就主动切断相应电力设备的电源,从而降低瓦斯爆炸发生的可能性。对于煤矿突水灾害,可以在含水层处施工探水钻孔并装上压力表。通过压力表实时监测水压变化情况,一旦水压超过了设定的安全值,应该立即采用相应的防治水预案。实际上,各煤矿发生地质灾害的情况不同。为此,煤矿需要根据自身的实际情况,选择所需的地质灾害预报系统,从而有效地保证煤矿安全开采。
3结语
煤矿企业必须认识到煤矿地质灾害的特征,并根据自身情况采取相应的防治措施。虽然煤矿地质灾害有多种,但这些地质灾害并不同时发生。进入到深部开采时代,重点关注的是冲击地压、煤与瓦斯突出以及突水等灾害。鉴于很多地质灾害发生的机理尚不明确,只能从最大程度上减轻地质灾害发生时造成的后果。因此,煤矿企业应该做好地质勘探工作、严格执行相关规章制度以及建立地质灾害预报系统。希望所论述内容可以为煤矿地质灾害的防治提供一些理论和技术上的指导。
参考文献:
[1]张皓莎.煤矿地质灾害特征及其防治措施[J].矿业装备,2020(4):106-107.
[2]陈健.煤矿地质灾害特征及其防治措施[J].江西化工,2020(2):333-334.
[3]尚云露.煤矿地质灾害特征及其防治措施[J].当代化工研究,2019(6):46-47.
[4]贾盼雷.煤矿地质灾害特征及其防治措施探究[J].石化技术,2019,26(3):195.
篇2
关键词:煤矿地质灾害;防治措施
中图分类号:F407.1 文献标识码:A 文章编号:
引言:煤矿是不可再生资源。人们为了发展。不断的开采煤矿。而煤矿地质不同于其他矿物的地质.导致了在开采过程中出现了很多的煤矿地质灾害.导致了人的生命和财产受到了很大的威胁,如何能有效地反映煤矿地质灾害特征、灾害的诱发因素及如何防治煤矿地质灾害,是很重要的研究课题。
1 我国煤矿地质灾害的现状
我国地域辽阔, 地质条件和地理环境十分复杂, 由于山地、高原、丘陵占 70%左右, 地质构造活动频繁, 气象条件在时间、空间上的差异很大, 这样的自然条件决定了我国是地质灾害多发国家, 而且地质灾害种类多、分布广、危害大。
我国能源 70%以上取自煤炭, 煤炭行业在国民经济建设中占有重要地位; 而煤矿灾害的发生已严重制约煤炭工业的健康发展和社会的全面进步。煤炭开采不仅受到地面地质自然灾害的威胁, 更严重的是还遭受井下各种灾害的威胁;无论从灾害的经济损失, 还是从死亡的人数看, 煤炭行业均占全国灾害损失的 1/10 以上。
长期的研究实践表明, 无论是地质灾害本身还是对其监测和防治,都涉及经济活动或经济现象, 都需要开展合理的经济评价;但在国内, 对地质灾害, 尤其是煤矿的地质灾害, 尚缺乏可供借鉴的经济评价方面的系统理论、方法和经验, 开展的研究十分有限;以往开展的少许研究也多是经济管理方面的人员进行的, 对地质灾害本身缺乏应有的专业了解。
据有关资料统计, 近20年内, 造成百人以上伤亡的重大地质灾害事故在我国几乎年年发生。最为严重的是1998年, 全国共发生滑坡、崩塌、泥石流及突发性地质灾害 18 万处, 规模较大的有447处, 造成1157人遇难, 1万多人受伤, 50 多万间房屋被毁, 经济损失达270亿元。据专家分析, 95%的地质灾害是因为人类活动而诱发的。
今后一段时间内, 随着更多的基础建设、能源交通项目的启动, 区域内的经济发展与地质灾害的矛盾将会更加突出。过去几十年的经济建设中, 由于忽视地质灾害防治与环境保护的专题研究, 其教训惨痛。因此, 地质灾害防治势在必行。
2 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, 主要有滑坡、地面塌陷、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。
2.1 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。例如,2004年6月5日下午, 某地区一山体由于暴雨形成的山洪冲刷, 致使山体和煤矿煤矸石渣场拦堤被冲垮, 山体及矿渣约20万m 3 沿坡地向前推移约500 m, 覆盖山脚14户村民住房, 房屋被土石方压塌, 夷为平地, 造成人员伤亡。据现场调查, 该14户住房内共居住56人, 24人被埋, 其中3人生还, 3人死亡, 其余18人失踪。
2.2 地面塌陷
这是煤矿开采后经常出现的一种地质灾害。塌陷会造成矿区土地大面积水, 会诱发山体滑坡, 还会破坏耕地等等。根据不完全统计, 2000 年以前, 平均每年计划采煤 12×10 8 t, 塌陷土地面积 2.4×10 4 h m 2 , 2000 年以后, 每年塌陷土地面积将以 4%~5%的速度增长。例如,2006年5月, 某地区煤矿在开采时发生透水, 导致村庄多处地面发生塌陷, 全村所有房屋都不同程度地出现裂缝。该煤矿位于村西北侧, 由于开采历史悠久, 采空区面积大, 放炮时引起原来堵水的地下封墙出现松动和垮塌, 村子地下老窿积水迅猛涌入矿坑内, 造成村子地下水位迅速下降, 地下溶洞土层发生崩落, 使地面出现裂缝和产生塌陷。
又如,由于过量采煤导致地表塌陷, 某采煤塌陷区昔日大片良田,如今变为一片。因地面塌陷, 附近已有4个村庄被迫搬迁。地面塌陷面积达4万h m 2 , 治理 1 h m 2 塌陷地要花费近 90 亿元。
从这些资料看, 煤矿的开采严重威胁着矿区土地资源和人民的生活, 这一问题的研究应引起足够的重视。
2.3 煤与瓦斯突出
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。例如,1991年4月21日, 某省煤矿瓦斯煤尘爆炸, 死亡147人。2006年8月4日16时左右, 煤矿发生有害气体涌出事故, 至今已造成 18 人遇难。同时该煤矿范围内发生地面塌陷,造成井下一个永久密闭区被打开, 同时产生明火, 导致有害气体涌出。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。
2.4 矿井突水及淹井灾害
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。如1993年1月5日某煤矿突水量 3.96×10 4 m 3 /h, 直接经济损失 1.35 亿元。又如,1996 年8月4日, 某地区连降暴雨, 山体边坡产生大量崩塌、滑坡, 受洪水夹带形成泥石流, 堵塞泄洪沟谷, 抬高洪峰, 使均匀泄洪变成集中泄洪, 下游洪峰高达 6 m~7 m, 洪水灌入矿井, 导致煤矿大面积冲淤, 546 名当班工人被困井下, 冲毁桥梁和公共建筑设施, 致使该地区周围的街道、商店遭到洪水、泥石流的袭击, 淤泥深达数十厘米, 造成矿工和居民死亡共 60人, 经济损失达 2 亿多元。
3 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。
3.1 加强科学管理并建立科学预报工作
各种地质灾害均有其自然属性, 其发生发展既有偶然性, 又有一定规律可循。煤矿生产要规范化, 杜绝私挖乱采现象, 合理规划开采范围。在煤矿采掘资料的基础上结合矿区实际情况, 建立地质灾害预报制度,并提出相应的防治措施。这是一项长期的、艰苦的工作, 只有做好这项工作, 才能够做到未雨绸缪, 防患于未然, 才能彻底减轻灾害带来的损失。
3.2 加强政府部门对地质灾害防治工作的领导
首先, 摸清地质灾害底数, 基本掌握地质灾害发育分布规律, 圈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。
3.3 加强地质灾害宣传教育以形成全民防灾意识
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。
4 结束语
我国煤矿分布广、户数多、规模大小多样化 由于技术、管理及效益等原因的影响, 资源开发中引起的地质灾害相当严重, 给矿区的人民生命财产安全带来了严重影响。各个煤矿的地质环境条件是复杂的, 单独的强调任何一种诱发因素和只采取某项防治措施都是片面的。因此, 合理有效的利用资源、保护煤矿环境, 采取合理的措施防止煤矿地质灾害, 实现煤矿的可持续发展, 是一个非常重要的问题。
参考文献:
篇3
关键词:煤矿,地质灾害,防治
近年来随着国家经济建设的发展,对矿产资源的需求与日俱增,不同规模的矿山都在进行开发,其中小型矿山占很大比例。矿山开采为国家带来了很大的经济效益的同时,也引发了很多地质灾害,主要表现在崩塌、滑坡、地面沉陷(矿山采空区沉陷)及泥石流等方面。因此,对矿区进行地质灾害的有效预测并根据矿山开采的实际情况提出相应防治措施,在尽最大努力避免和减轻地质灾害造成的损失的同时,更能维护矿区的正常作业、人身和财产安全。
1矿区开采现状及地质背景
1.1矿区开采现状
从解放前至二十世纪九十年代间一直进行生产,采空区大面积存在,标高+30米以上已采空,后因某种原因而停止开采,。
该矿山设计开采方式为斜井片盘开拓方式,设计采区回采率80%,主要利用现有两条井筒,一条为主井、一条为副井,主竖井井口标高为+65.69m,井底标高-60m,主要用于提升煤炭、提矸、升降材料和人员、进新鲜风灯;副竖井井口标高为+65.4m,井底标高为-40.0m,为回风井。
该井田为斜井片盘开拓方式,主井设提升绞车设备,主要担负提升煤炭、升降材料设备、进新鲜风流。副井井筒为总回风井。矿井通风方式为中央并列抽出式通风。该矿正在做生产准备,对批准可采的3个煤层赋存情况和地质储量,依据以前和现已掌握的地质资料情况,对井田地质储量和煤层情况基本清楚,本次矿井设计生产能力为1.0万吨/年。采煤方法设计为走向长壁和短壁后退式开采,采用打眼放炮、人工攉煤、木支架,全部跨落管理顶板,井下人力推车,绞车提升,机械通风。
1.2地质背景
该矿区内主要的出露地层有石炭系本溪组、太原组和第四系。
矿区范围的北部边缘有一条逆断层,走向近东西向,倾向北,倾角60°~70°断裂性质为压扭性,破碎宽度在10m以上。
矿区内岩浆岩不发育,没有发现较大岩浆岩侵入体,局部可见煌斑岩穿插地层间,而规模小,对煤层开采影响较小。
评估区域内断裂构造较发育,地质构造条件较复杂。
1.3地震
根据国家地震局出版的第四代1/400万《中国地震动峰值加速度、地震动反应谱特征周期区划图》,该矿区地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s,地震基本烈度为Ⅵ度。
2地质灾害及其特征
该矿区开采时间较早,且企业性质由国企到私营的变换,历经多次开采,地下开采情况复杂,采空区大面积存在,标高+30米以上已采空,现场调查未发现明显的塌陷、沉陷反映,但随时间的推移,依然是安全的隐患。
根据现场调查,该矿自建矿以来未发生过井巷坍塌冒顶和矿坑突水等灾害,但该矿区为烟台煤田的老矿区,开采活动强烈,老窑的存在不容忽视,在开采过程中应给与高度重视。
3地质灾害发展趋势预测
3.1 矿井突水:
由于该矿区开采时间较长,历经多次复采、残采,井下情况复杂,其内部可能积水蓄水,本矿在生产过程中,井下涌水量较大,最大涌水量可达12.0m3/h,断裂构造比较发育,若疏于防范、局部遇到断裂带,可能会引发、加剧矿井突水的可能性大,易发程度高,直接威胁矿工安全。
该矿区矿体间距为3-6米,,在开采下部矿体时,若不小心打穿顶板,使上部煤层开采留下的老窑积水涌出,可能引发矿井突水事故,威胁矿工生命安全和生产设备的安全,在开采时应给与高度重视,其危险性中等。
该煤矿采空区顶板为第四系松散岩类透水性良好,在雨季,大气降水易通过地表进入采空区内,造成采空区积水,通过渗透作用进入矿井小,从而加大矿井的涌水量,若排水不及时或受其他因素影响,也有可能引发矿井突水灾害,其危险性中等。
3.2 井巷坍塌、冒顶:
井巷坍塌、冒顶一般是由地质条件、生产技术条件、组织管理等多方面的主观和客观因素综合作用的结果。
地质条件:矿山开采煤层属于缓倾斜煤层,层数较多,开采厚度较小,煤层顶、底板泥岩、泥质细砂岩,岩层完整性一般,强度较低,稳定性较差,受地压影响,易发生局部坍塌、冒顶。
采矿条件:主要采用走向长壁法,顶板管理为自然冒落,势必导致井巷坍塌、冒顶,特别是复采和残采,加剧地面变形,容易导致地面塌(沉)陷。
生产管理方面:如果支护不及时、支护间距不合理,支护材料强度低,矿工安全意识淡薄,则更容易造成井巷坍塌、冒顶事故。
综上所述,预测矿山开采可能引发、加剧井巷坍塌、冒顶事故,主要是危害井巷内人员、设备等安全,危险性中等。
3.3 地面塌(沉)陷、地裂缝:
根据本矿条件,开采垂深约120m,开采厚度一般在1.2~2.5m,地表风化岩石移动角 为45°,基岩段岩石移动角为75°,根据公式W0=m·η·cosα,经计算其最大沉降值可达0.85米。采空区顺岩层倾向倾斜向下,开采和残采结果将全部形成采空区,其距离地表垂高范围为80~130m,结合矿床开拓,地下采空区累计开采高度最大约3.2m。煤层顶板随开采工作面的推进而自然冒落,进而形成采空区的垂直“三带”和上覆岩层的移动变形。采空结果随着时间的推移,煤层顶板将出现冒落带、裂隙发育带,其煤层顶板稳定性较差,在岩层自重压力和复采情况下,可能引发、加剧地面塌(沉)陷地质灾害,并伴随有地裂缝的产生。
地面移动和变形与采深采厚比有关:本矿山地面标高50~90m,开采深度-60m标高,这样,本矿山已经形成采空区的覆岩厚度为110~150m,开采高度按3.2米估计,a、在覆岩厚度小于96米的条件下,即H/m
该矿区开采时间久,地下开采情况复杂,根据记录,该矿区附近有过乱采乱掘,也不排除有老的采空区,进而可能引发、加剧地面塌(沉)陷、地裂缝地质灾害,威胁矿工的生命安全、设备的安全和地面建筑物的安全,其危险性中等。
4、地质灾害防治措施
4.1 对地面塌(沉)陷、地裂缝地质灾害的防治措施
(1)矿山开采时应及时做好支护,确保人员在巷道的安全。
(2)对采空区定期回填,减少地面下沉,留设保安矿柱以防地面塌(沉)陷。
(3)对地面陷坑、地裂缝进行回填,防治地表水流入井下,软化岩土体,降低岩土体的稳定性。
(4)矿山建设过程中和结束后应建立地面塌(沉)陷、地面沉陷等灾害观测点,了解地面沉陷速率,闭坑后应在地表设置危险标志,以确保人身、财产安全。
4.2 对井巷坍塌、冒顶地质灾害的防治措施
(1)加强掘进工作面的顶板管理,重视井巷的支护与维修工作。
(2)做好顶板鉴定与分级管理工作。
(3)加强对顶板松石的检查和处理。
(4)坚持必要的制度,如“敲帮问顶”制度,支架验收制度、岗位责任制度,防止麻痹大意。
(5)向井下工作人员普及井巷坍塌、冒顶前兆知识,发现问题及时处理。
(6)工作面顶板松软或破碎、过断层、过老窿或冒顶区以及托顶开采时必须制定安全措施,实行短壁式开采和后退开采,是复采矿山的一项安全措施。
(7)严格执行作业规程,操规程,严禁违章作业。
4.3 对矿井突水地质灾害的防治措施
(1)开采掘进过程中要做到探采结合,特别是对老采空区的监测,若遇到断裂构造和老窑积水,应先放后采,加强防护。
(2)开采掘进时,时刻注意顶底板的稳定性和完整性,下部煤层开采时,避免上部煤层采空区的滞留水进入,威胁矿工和设备的安全。
(3)增加排水设备,以备应急,对井下工人进行避险培训。
(4)矿井正常涌水量为8m3/h,最大涌水量为12.0m3/h,必须做好矿井水的监测及排水工作,防止水患发生,确保矿井安全生产。
参考文献
[1]张祖培.国际地质工程与地质灾害新技术研讨.国际学术动态,武汉,2007.
篇4
一、煤矿地质灾害特征
(一)开采时的灾害特征
1、瓦斯突出。瓦斯的主要作用就是将气体存至于一个封闭的系统之内,它会以游离或者是吸附的状态,存在于每一层的缝隙之中,但是如果破坏了其中的平衡,那么封闭的空间就会产生裂缝,这时气体将会向外溢出。如果在一定的自然以及人为条件之下,就极有可能发生瓦斯爆炸的情况,甚至会出现人员中毒或者是火灾等严重的问题。
2、地面沉降塌陷。大量煤矿开采会引起地面沉降塌陷,这是一种极其常见的地质灾害,因为大量煤矿的开采会引起地下结构的空陷,周围的岩石组织遭到破坏,因此一部分的岩石就会粉碎,掉落或者是移位。这样的情况很容易导致地面沉降塌陷[1]。并且,如果人们大量的抽取地下水并且逐步扩大地下结构的空陷区,那么地下水分布也会受到一定的影响,甚至会形成巨大面积的降落漏斗,这样的情况也会使地面出现沉陷。
3、矿井突水。矿井突水指的是,在采矿以及挖掘的过程中,一旦巷道遭遇了积水问题时,那么可能大量的地下水就会涌入到矿山巷道之中。在煤矿开采的时候,矿井突水的问题也经常会发生,会给煤矿生产带来极大的阻碍。
(二)闭坑后灾害特征
至今为止,煤矿地质灾害防治仅仅是在短期之内有用,并且在看的时候还会受到一些不可抗拒的因素所影响,因此在矿山闭坑后,可能还是会有很大的灾害隐患。例如一部分露天的采矿矿井闭坑之后,也是极其容易出现滑坡与崩塌的安全问题的。这是因为在进行露天开采之后,高边坡也就顺势被留下了,尽管一些人员已经做了相应的废石回填操作,但是还是难以实现原始的平衡。特别是当露天开采达到很深的深度的时候,因为之后的一些原因还是会出现滑坡已经崩塌的危险[2]。地下闭坑后的灾害是很多的,甚至会引起山体开裂的问题。但是这些问题在闭坑之后是不会马上出现的,而是要经过一段时间之后才会发生,也就是说在闭坑之后,还是会因为多方因素的影响而再次发生。以上的地质灾害如果发生了,就算土地已经进行了复垦,也会遭受到严重破坏,甚至会造成土地的废弃问题。
二、煤矿地质灾害防治措施
(一)进行采空区地质调研
在地下的煤矿开采特别容易形成煤炭采空地区,如果不能对这些地区进行一定的修复,那么就会形成地面塌陷。传统解决这些问题的方法就是建立围体,不过这种处理方法太过简单,没有对地域特点进行研究,所以处理方式所获得的效果是不够显著的。那么在开采之前,首先要做的就是进行采空区的详细的地质调研,主要分析一下地质层的组成以及结构,也同时要想好解决可能遇到问题的措施。
(二)进行防治
我国的煤炭资源的分布范围十分广泛,不过在每个地区,地质情况是完全不同的,这是在以前,防护措施却是几乎完全一样的,所以可能会出现在某一个地方防治措施十分有效,但在另一个地方这个防护措施确实没有用的。所以必须要在进行详细的分析研究之后根据所在地的具体的地址情况来制定相应的防治措施,结合现今的科学技术来因地制宜开展防治工作。
(三)生态地貌修复
煤炭开采的过程会引起很多矿山废弃物,这些废弃物会对环境造成严重的污染。不过,修复生态地貌一般是在煤炭开采工作之后才进行的,大多数所应用的措施没有符合实际的环境需要,并且相关的处理人员也只是敷衍了事,所以往往修复工作所获得的效果不太理想。因此,在开采的过程中进行修复工作就能避免这些问题,在开采的过程之中,严格规划并且科学处理废弃物,一旦发现存在塌方现象就要及时进行修复,而对于那些山体滑坡区域则是需要种植更多的植物,将修复工作以及开采工作统一起来。
篇5
[关键词]煤矿 地质灾害 类型 特征 防治
[中图分类号] P694 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-7-372-2
随着21世纪的到来,我国迎来了工业发展的新时代,各类先进技术的引入使得我国工业的发展速度越来越快,而工业的快速发展必然伴随着对资源的快速消耗,煤炭就是其中之一。在我国,煤炭开采行业的发展已经有了百年以上的历史,现代化煤炭开采也已经进行了几十年,在这个过程中,部分企业为了谋求自身更大的利益,对煤矿进行了无节制的开采,导致了对周围环境的严重破坏,地质灾害发生率明显提高,严重威胁了附近地区人民的生命安全。
1煤矿地质灾害的主要类型
煤矿采集是属于地下或山体开采作业,其在日常工作中即使按照相关规定对煤矿进行开采,也会造成周围环境的破坏,况且目前国内有部分企业对于煤矿的开采是在无节制的情况下进行的,对于环境的破坏性进一步提升,造成了多种地质自然灾害。
1.1山体滑坡或塌方
对于煤炭的开采作业来说,其一般是在山体中进行的,在山体中将被应充满其中的煤炭开采出来,同时对于矸石的不标准对方都会使得山体本身的受力情况发生转变,因而很容易引发山体发生滑坡或塌方的情况。尤其是在雨季时期,暴雨对于山体的冲刷力大大增加,并且带走了部分土壤,造成了山体间的土质疏松,就会产生滑坡或塌方的情况。滑坡所产生的泥石流会迅速向山下蔓延,别对山下的人群聚居地造成较大的危害,引发人员和经济的双重损失。
1.2地面沉降和坍塌
由于部分煤炭的开采工作是在地下进行,其会对开采区的岩层受力情况造成极大的影响,使得岩层以下的空间处于真空状态,减小了岩层所受到的支持力。在这种情况下,一旦岩层受到比较大的外力冲击或持续作用,就可能会导致部分岩层出现沉降或坍塌的情况,特殊情况下还可能会出现地表岩层的平行位移。这也就使得一定区域内形成了面积较大的“漏斗形”深坑,给开采工作带来较大的阻碍,同时也对开采人员造成一定的损伤。
1.3瓦斯爆炸
一般情况下,拥有煤矿的地质地貌都比较特殊,其内部构造相对复杂,并且绝大多数情况都会含有瓦斯气体,并且各地区或各个矿脉中瓦斯的含量也并不一致,这也就为预防工作造成了一定的困难。在通常情况下,张性断层的密闭性较差,其主要是由地表逐渐形成的,这样有助于瓦斯的自然排放;但是如果遇到压性断层,其密闭性十分好,是极长时间内地质沉降所形成的,不利于瓦斯的排放,这种地质地貌下能够蕴含较多的瓦斯气体,可能是以吸附状态,也可能是以游离状态分布在煤炭矿脉的缝隙中。当煤炭矿脉的结构被破坏,瓦斯气体就可能从破口处大量涌出,遇到电流或者明火就会引发瓦斯爆炸的情况,对人员造成极大的损伤,即使不发生爆炸也可能引发开采人员的气体中毒情况。
1.4泥石流
泥石流是煤矿地质灾害过程中对周围人员危害最大的一种,其主要是在山体滑坡或塌方的基础上产生的。尤其是在南方多雨地区,一旦遇到暴雨季节,煤矿地区的山体就可能会发生泥石流的现象。泥石流的主要危害是由于泥石流中夹杂着巨大的石块或木材所引起的,从高处滑落所产生的冲击力较大,能够对山下的建筑和人员造成加大的破坏。这种情况在已经停产的煤矿山体上也时有发生,给人民财产和生命安全带来了严重的危害。
1.5地下水反涌
由于煤矿的矿脉中有大部分是出于较为深层的位置,因此在对煤矿开采的过程中,很容易造成对地下水脉的破坏,导致矿井内地下水反涌的情况。而这种事故诱发的主要原因就是在对煤炭的开采过程中未严格按照规定对矿脉的走向进行勘探,对于地下水脉的分布情况了解不足,一味的滥采乱挖,导致了矿井开采方向的错误,与地下水脉向交。而这种地下水反涌情况会对地下作业的煤炭开采人员造成极大的损伤,严重时则可能导致人员出现大范围死亡情况。
2煤矿地质灾害发生的特征
2.1群发性
地质开发本身就是对开采点周围的环境进行改变,尤其是在煤矿开采的过程中,其给周围环境和地表岩层多带来的影响更大,因此一般情况下煤矿地质灾害的发生并不具有独立性,其是属于一个地区在一定条件下的长期做所所导致的。一旦该地区发生自燃灾害,那么必然会会产生群发效应,造成大面积的毁坏。例如在发生山体塌方的时候,一定不会出现单独一处大方,而是大面积、多发性的坍塌,并且会引发各类连锁反应,造成的损失较大。
2.2衍生性
煤矿地质灾害在发生过程中还具有明显的衍生特性,主要指的是在一种地质灾害产生后可能会引发多种“次生”灾害,二者之间的关系就类似于链条,环环相扣。举例说明,当矿井内发生地下水反涌的情况时,其必然会导致低下水的大范围流失,导致地下水位发生下降的情况,引发地表坍塌,对周围地区造成较大的危害,并且可能造成低下河道流向的改变,影响周围的生态环境,对农耕和畜牧造成极大的影响。
2.3持续时间多样性
在煤矿的地质灾害中拥有着较多的灾害类型,其每一种类型灾害的持续时间均有所不同,具有着明显的多样性。例如,泥石流和山体滑坡的持续时间较长,其破坏面积较大,在灾害发生的过程中,这类灾害可能会持续数分钟,甚至几十分钟,给附近的居民带来极大的破坏;又例如瓦斯泄露,这种灾害的持续时间有长有短,如果只是单纯的瓦斯泄露,未遇到明火,那么这种灾害会持续较长的时间,并且可能导致人员中毒,但如果其遇到明火则可能转化为瓦斯爆炸,这种灾害的持续时间较短,往往是几分钟甚至几秒钟,但造成的人员死亡几率极大。由此可见,煤矿灾害在发生的持续时间上存在着多样化的特征,在工作中需要根据不同的灾害情况制定相应的防治措施。
3针对于煤矿地质灾害的防治方法
3.1强化防灾意识
在制定煤矿地质灾害的防治方法时,首先需要做的就是强化相关工作和管理人员的防灾意识。政府作为各行各业的监管部门,其应该加大对于煤矿开采企业的监督力度,并在煤矿所在地区进行全方位的煤矿地质灾害预防方法的宣传教育,将相关内容尽量多的呈现在人们眼前,提高普通民众对于煤矿地质灾害的认识。同时,各级监督部门还应该派出专人到各个煤矿采集点进行调查,了解当地地质灾害的发生情况,另外还需要带领附近居民进行防灾演戏,降低地质灾害对人民造成的损失。
3.2合理化开采煤矿
根据相关研究显示,绝大多数煤矿地质灾害均是由于不合理煤矿开采造成的,部分企业为了自身的利益,不按照有关规定,超范围对煤矿进行开采,并且在开采时对于周围地质地貌的研究不够深入,造成了对周围地质结构的严重破坏。因此,政府应该加强对这方面的法律约束力,严格要求煤矿开采企业按照安全开采标准进行作业,对于不合理开采行为予以严重的罚款,从根本上杜绝这种情况的发生。
3.3改进开采技术
先进的开采技术是保证煤矿开采工作顺利进行的重要前提,因此,在煤矿开采的过程中应该引入目前世界上较为先进的煤矿开采技术。尤其是煤矿开采工作过程中,其所受到的自然条件约束性极大,同时也需要面临极多的不可确定因素,在很多情况下,对于部分地质灾害的发生是不可避免的。但是在引入先进的开采技术后,可以有效地将这种不可确定因素进行延迟或规避,尽最大可能将灾害的发生率降到最低。
3.4彻底了解地质构造
在对煤矿进行开采前,相关企业应该对该处的地质地貌进行详细的勘探,这是煤矿开采的基础工作,也是防止煤矿地质灾害的基础工作。对于在煤矿开采过后,地下岩层受力情况的变化要进行合理化、科学化的预估,并制定相应的解决对策。这样在开采煤矿的过程中,就可以充分按照煤矿的走向进行开采,并且对岩层进行有效固定,减少滑坡和塌方的发生。而对于含有瓦斯的区域,则需要事先喷洒阻燃剂,防止瓦斯泄露和爆炸的产生。
4结语
我国的煤矿企业分布较为广泛,虽然近几年相关技术已经有了较好的发展,但是在管理方法上仍然有较大的缺失。因此,应该加强对于地质灾害的预防管理工作,减少人员和经济的损失。
参考文献
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关键词 赣韶铁路;地质灾害;防治措施
中图分类号P694 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)33-0194-02
1 工程概况
新建赣韶铁路线路始自京九铁路江西省的赣州东站沿既有线至南康站引出,沿章江而上经大余县、穿梅岭后到达广东省南雄市,再经始兴、仁化县周田镇,到达终点韶关站。本段线路运营里程约211km,新建长度约180km。赣韶铁路是连接京广、京九两条南北大通道,它的建设对完善路网布局,促进赣南、粤北老区经济发展具有重要意义。
2 工程可能遭受的主要地质灾害预测
2.1 煤矿采空区潜在地面塌陷
拟建铁路涉及的矿区主要为田螺冲矿、腊石坝矿及鹧鸪石小煤窑采空区。两煤矿范围内目前无大的塌陷发生,但局部地表可见裂缝,地表水有渗漏现象,由于两煤矿均属于中小型煤矿,变形周期相对较长,加上现在采空区被部分塌落的岩体及地下水充填,矿区的变形还将持续。鹧鸪石小窑采空区由于采空范围较大,无详细开采资料,采空情况无规律。若线路经过煤矿采空区存在采空区地面塌陷的威胁。
2.2 崩塌预测与评价
根据调查全线共发育有崩塌灾害36处,其中微型崩塌24个,小型崩塌12个。根据其变形发展趋势、稳定性和与工程遭遇的可能性以及对工程建设的危害性预测其对工程建设的危险性。有8处处于较不稳定状态,崩塌规模较小,对线路工程危害一般较小。现状及后期变形发展趋势均对线路无影响。
2.3 滑坡预测与评价
根据调查全线共发育有滑坡灾害21处,其中小型滑坡16个,中型滑坡1个,大型滑坡1个,巨型滑坡3个。滑坡中不稳定的10个,较不稳定的8个,稳定3个。沿线分布有三处巨型滑坡分别为黄竹头隧道进口滑坡、惜母顶隧道出口滑坡和营足下滑坡。
2.4 岩溶地面塌陷的预测与评价
拟建铁路沿线隐伏岩溶区,属局部不稳定或较不稳定地基复杂段,有岩溶塌陷发育条件和潜在危险,目前尚未产生岩溶地面塌陷灾害。在隐伏可溶岩段,特别是地下水动态变化幅度较大的区段,受地下水升降变化的水动力作用,易淘蚀带走砂层并形成土洞,进而发展为局部的地面塌陷,塌陷范围(直径)一般相当于第四系覆盖层厚度。塌陷的易发地段以近河边的岩溶强发育区为主。进行该类地质灾害预测评估,主要是借鉴其它工程地质灾害评估方法并结合本线路工程的工程地质条件,将岩溶塌陷的危险性等级划分为大、中、小三级进行分段评价。线路CK67+240~CK67+380段岩溶发育程度强烈,岩溶塌陷危险性大,危害性大;其他部位危险性小-中等。
3 地质灾害防治措施
3.1 避让
对于场地条件许可的地段,宜首选避让,尽可能的避开地质灾害危险性大的区域。
通过计算,田螺冲采空区的影响范围约为煤田范围以外300m~400m,腊石坝采空区的影响范围约为煤田范围以外180m~200m。经过多方案比较,推荐了北绕采空区方案,目前线路距最近的腊石坝采空区影响范围边界450m,距田螺冲采空区和鹧鸪石小窑采空区数公里,已避免了采空的影响。
黄竹头隧道进口滑坡属于不稳定滑坡,初步设计阶段将线位左移150m通过,已避开滑坡的范围。
惜母顶隧道出口滑坡滑坡体近期还出现变形,属于不稳定滑坡。线位在定测期间右移200m,避开了滑坡对线路的影响。
营足下滑坡虽属于基本稳定滑坡,初步设计时线路向左侧山内移动,以隧道形式通过,隧道距滑坡底160m,消除了滑坡对线路的影响。
3.2 治理
CK5+480右60m滑坡规模较小,危险性小,发展趋势不稳定,可先清除滑坡体表层滑坡堆积体,可采用削坡+挡土墙的方案进行治理,保障坡下村民的安全。
CK5+720右20m滑坡规模较小,危险性中等,发展趋势不稳定,可先清除滑坡体表层滑坡堆积体,可采用削坡+挡土墙+排水的方案进行治理。
CK171+760滑坡规模较小,位于牛栏岗隧道的出口,属于小型浅层顺层滑坡,可先清除滑坡体表层滑坡堆积体,可采用削坡+锚杆+排水的方案进行治理。
3.3 防护
3.3.1 边坡失稳防治措施
拟建铁路所经丘陵地段设计有多处路堑和路堤边坡,边坡物质组成有岩质及岩土混合型。路堑开挖及路堤填筑均应根据其危险性采取相应的防治措施,严格按规范要求设计、施工。
土质边坡:坡高宜采取每隔5m~10m设置一级平台,坡面防护可采用挡土墙、钢筋混凝土格构锚护坡或植被护坡等支挡、防护方案;岩质边坡:须清除坡面松动岩块,控制坡率,对软弱或破碎岩体建议采用钢筋混凝土格构锚及挂网锚喷(混凝土),对高边坡宜分级设置防护等。
路堤边坡坡度宜根据路堤高度及地形条件选用,须对填土分层夯实,控制坡面坡度,采取挡土墙等措施,路堤基底分布有软弱土的路段必须对软弱土层进行换填、碾压或复合地基等方式处理。支挡或护坡工程必须辅以排水工程,挡墙、喷锚等工程应设置足量的排水孔,防止因动静水压力过大产生变形破坏。
路堑宜采取自上而下分段逐级开挖,采用逆作法施工,开挖后立即支护,并尽量避开雨季施工。边坡施工及运行过程中必须加强监测,如有变形加剧或产生新的变形,应立即采取应急处理措施。
3.3.2 桥基失稳的防治措施
基岩面起伏明显,且岩石风化强烈,桥桩基础宜选取弱~微风化岩层作桩端持力层,桩端嵌岩深度应满足规范要求。加强施工勘察,查清每根桩位的岩溶发育情况。桩端应置于非岩溶发育段,持力层进入完整岩层厚度应大于5m。在岩溶较发育段,溶洞对桩基施工有较大影响,必须采取有效措施,如护筒隔离溶洞等,严格按桩基施工规程施工,确保成桩质量。
3.3.3 岩溶塌陷防治措施
线路穿越覆盖型岩溶区,岩溶发育程度弱-中等,局部路段上覆土层厚度
3.3.4 软土地基沉降的防治措施
对于埋藏较浅、厚度不大的可采取换垫、基础加深、机械碾压、夯实等方法处理。对于层厚较大的软土可采用粉喷桩、堆载预压法或真空预压法等进行处理。当软土埋藏较深或处于路基受压层的下部时,可采用天然路基,但应加强路基的整体刚度。
4 结论
拟建赣韶铁路所处的地形地貌条件复杂,断裂构造较发育,上覆土体结构松散、岩石风化强烈。根据各地质灾害隐患特点和危害性,结合铁路的工程地质条件,宜分别采用避让、治理和防护等应对措施,确保工程在建设过程中顺利进行和建成后正常使用。
参考文献
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一、构建防治水责任落实体
1、落实安全目标责任考核体系。年初省煤炭局与各矿业集团公司、各市煤炭管理部门签订了安全生产目标责任书,重点加强安全目标责任考核,细化、分解和落实防治水工作的领导责任、技术责任、监督责任和现场管理责任;安全考核实行“一票否决”制。
2、落实煤矿防治水工作两个主体责任。逐矿落实了我省境内各类煤矿的政府、部门安全监管责任人,强化对煤矿防治水工作监管责任落实;明确了煤矿企业是防治水工作责任主体,矿长是防治水工作的第一责任人,总工程师是第一技术责任人,分管矿长是监督落实责任人,同时明确了防治水副总、科室、区队、班组和井下各个岗位的责任。
3、突出加强对雨季“三防”工作的组织领导。各部门各单位均成立了专门的雨季“三防”工作领导小组,严格落实雨季期间安全生产责任制,定期研究解决工作中的具体问题,保证各项工作措施落实到位。
二、构建防治水技术管理体系
1、明确防治水技术管理体系。编制了《山东省煤矿防治水管理规定》(试行)等制度规范,明确煤矿企业必须建立健全矿井防治水管理机构,配备足够数量的地质及水文地质专业技术人员。水文地质条件复杂及以上的煤矿企业必须设置防治水专门机构,配备专职防治水副总工程师,配备满足正常生产安全的防治水队伍及设备。专业技术人员的配置:水文地质类型简单的矿井不少于1人,中等的不少于2人,复杂及以上的不少于3人。
2、严格落实防治水技术措施。严格落实“防、堵、疏、排、截”五项综合治理措施,重点抓好地表水害、老空水害和底板承压水害的防治,严防溃水、透水、突水事故的发生。严格执行探放水制度,切实做到有疑必探、不探不掘、不治不采;对未采取全方位、全过程探放水措施的,坚决停产整顿。
3、用事故教训推动工作。多次召开全省煤矿事故案例剖析会、重大灾害预防技术研讨会等会议,制定出台《山东省关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》,剖析近几年来我省发生的重大(侥幸)水害事故案例,邀请知名院校专家教授作水害防治技术讲座,举一反三,深刻吸取事故教训,切实加强煤矿水害防治技术工作。
三、构建防治水隐患排查体系
1、坚持专家查隐患制度。定期组织专家逐矿进行防治水分析论证活动,逐矿制定有针对性的防治措施,形成了重大问题专家把关、疑难问题专家集中会诊制度。突出抓了地表与老空水害、大矿周边小煤矿、资源枯竭矿井、采深超过800米矿井安全隐患的排查整治。督查中发现的重大隐患,直接下达整改指令,对落实不力的,当作事故查处。
2、抓好重大水害隐患的排查整改。汛期前后,重点围绕地表水、老空水、承压水及上覆岩层水、相邻矿井及已关闭矿井水害,尤其是2009年上半年审查确认的39项a级水害隐患,组织进行全面、细致、深入的水情水害排查分析,明确防治水工作的重点、难点和薄弱点。对排查确认的各类水害隐患,制定整改计划,切实做到治理责任、措施、资金、期限和应急预案“五落实”。
3、落实雨季“三防”工程计划。超前部署煤矿雨季“三防”工作,组织编制和实施雨季“三防”工程计划,严格各项工程的检查验收,确保矿井排水、供电设施和各项防治水安全设施完好、可靠。2009年全省计划雨季“三防”工程2578项,其中重点工程156项,计划资金11326万元,于6月20日前全部完工。
四、构建防治水科技保障体系
1、加大防治水工作安全投入。根据《煤炭生产安全费用提取和使用管理办法》,结合企业实际,建立了煤矿防治水工作强制性安全投入制度,足额提取,科学使用,确保煤矿防治水工作需要。其中水文地质类型复杂及以上的吨煤提取不少于2.0元,水文地质类型中等的不少于1.0元,水文地质类型简单的不少于0.6元。2008年全省煤矿防治水工作累计投入安全资金29788万元,落实技措项目1878项。
2、提高矿井防治水技术装备水平。加大矿井机电、排水等主要设备的技术升级和更新改造力度,大力推广安全先进适应技术,实现井下涌水量、水压、井下突(出)水点、挡水墙、水闸门等监测的自动化管理和无人值守,强制推广应用安全监测监控、无线通讯、人员定位、大水矿井井下泵房建立远程监控集控系统等。目前,全省煤矿联网矿井达85%,年内力争实现全省煤矿安全监测监控联网。
3、加强煤矿防治水重大课题和关键性技术难题技术攻关。加大科技研发力度,重点抓好高承压岩溶水突水机理研究、奥灰水突水机理和防治措施研究项目等重大课题的技术攻关,对90处受地表水、老空水、底板承压水威胁的矿井逐一组织了技术会诊,落实防治措施。
五、构建防治水应急处置体系
1、健全完善灾害天气预报预警预防处置机制。加强与气象、防汛等部门的沟通联系,建立了省、市、县三级灾害性天气预报预警预防工作机制,采取发手机短信、电话联系和传真通知等方式,严格落实灾害性天气停产撤人的规定。凡该停产撤人而没有停产撤人的,当作事故来对待,形成“逢大暴雨必须停产撤人”的规矩和习惯。2008年全省煤矿累计停产撤人158矿次,撤人18404人次。
篇8
关键词:矿山 地质灾害 滑坡 防治措施
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。
1、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。
1.1 岩土体变形灾害
(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。
(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。
(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。
(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。
(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)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)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。
(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)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。
(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 重点防治区防治措施
(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。(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)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)。(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。(5)作好坑道的排水设计,以防因矿坑涌水造成危害。(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。(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。
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。
2.3 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。
2.4 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。
3、结语
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
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【关键词】大面积采动矿区;水环境灾害;特征;防治措施;分析
某煤矿矿区区内地形起伏较大,地貌特征表现为低缓性丘陵,属于中生代煤盆地沉积区的东部边缘。该区岩性结构多为白色砂岩,呈现出浅灰色、灰白色、以及灰色状态。矿区全境内共划分为7个可采煤区以及25个可采煤层。含水层主要受到大气降水因素的影响,以矿坑抽水方式进行排泄。结合该工程项目的实际情况,在充分考虑大面积采动因素的影响下,就相关问题做详细分析与说明。
1.大面积采动矿区水环境灾害特征分析
1.1水资源流失方面的问题
该煤矿工程矿床所采取的开采方式主要涉及到两种类型,其一为地下开采,其二为露天开采。其中,长期性的露天开采使得矿床边帮出现明显的变形、以及松动问题,同时在一定程度上加重了此区域内的水资源流失问题。与此同时,长期性的地下开采作业也使得矿场井下地层冒落、以及裂缝现象层出不穷。可以说,上述两种采矿方式的共同作用下,使得此区域内的地下蓄水构造体系遭到了极为严重的破坏,地下水原有的调蓄能力也被极大的削弱。特别是在地下开采作业不断向着更深地层发展的过程当中,降落漏斗的形成最终导致此区域的地下水水位整体性降低,出现严重的水资源流失问题。
1.2废旧地下采场以及露天矿坑积水方面的问题
在该煤矿工程生产实践的过程当中,基于对整个施工现场安全性、可靠性因素的考量,每年都需要消耗大量的资金,专项应用于对煤矿开采区域地表水的拦截以及疏导工作。同时,聚集于地下采场以及露天矿坑当中的水分,则主要是通过排水系统的方式进行疏导。然而,在罗天矿坑闭坑之后,大气降水、地表水渗透、河流渗透、工民用废水排放、以及地下水共同作为矿坑坑内水源的补给方式,由此甚至可能导致此区域出现人工湖波,同时并发包括边坡岩石软化、矿区地震、以及地下水水质污染在内的相关问题。上述问题的产生均对整个煤矿开采作业区域的安全生产产生了极为不良的影响。更加关键的一点是:受到大面积采动因素的影响,导致此开采区域内的地层结构、岩层结构受到破坏,并呈现出了大量横纵向可连通的裂纹、以及裂隙,由此串通了大量的含水层。在所开采的矿山结束开采作业之后,底层结构长时间的不稳定特质不会消除,甚至会引发更大规模的地层结构烟花,导致此区域内的地下水动力场关系复杂,地表径流、地下蓄水、矿坑、以及上覆含水层之间的水力联系尤为密切,最终使得大量补给水源通过渗透的方式在已废旧的采空区当中汇集。自然,积水当中所含有的酸性成分、碱性成分、毒性成分、重金属矿物成分均会受到大面积采动的影响,借助于裂缝扩展的方式,导致极为严重的穿层污染问题。
1.3地表以及地下水水质污染方面的问题
在该煤矿生产环境下,矿区内所对应的矿井水污染物主要是受到水体水岩作用以及煤岩体相互作用的溶出污染影响。井下工作面当中所含有的煤砂污染、以及煤矸石污染问题表现突出。据相关统计资料数据显示:整个煤矿矿区内所形成煤矸石堆积量达到了2.5×108(单位/m3),受到大面积采动影响而形成的矸石遍布整个区域。这部分煤矸石受到淋滤作用因素的影响,深入地下区域,当中所含有的大量剧毒物质成分也会随之渗透进地下水水体当中,引发严重性的污染问题。更加关键的一点是:由于部分煤矿开采区域已处于废弃状态,但地层结构长期性处于不稳定的状态,此过程当中产生的大面积性的变形以及破坏问题最终会导致地下水资源以及循环系统受到极为不利的影响,引发严重的水质污染问题。
2.大面积采动矿区水环境灾害防治措施分析
结合本矿区在大面积采动因素影响下出现的水环境灾害问题,为了确保在后续开采作业中的安全与可靠,就应当对上述相关的水环境灾害问题进行有效的防治。具体而言,需要重点关注以下几个方面的问题:(1)加大对国家矿山地质环境治理专项资金的申请力度。在专项资金的支持下,积极展开对本矿区地质环境,特别是水环境灾害的治理工作。此过程当中所涉及到的主要治理内容包括:对矿区煤矸石、生活垃圾等进行回填处理,对矿区塌陷坑进行回填处理,对生态环境进行重建,恢复矿区周边植被覆盖。以此种方式,确保矿区水环境在内的整个生态环境能够得到显著的额改善;(2)重视企业间的合作,实现优势互补。例如,某煤化工生产企业在生产过程中所产生的大量废灰渣无处对方。煤矿企业就可以与该企业进行积极协商,利用这部分废灰渣对开采区域内的废弃矿坑进行回填处理。但,在此环节的工作过程当中,还需要特别重视做好对灰渣场地层的防渗设计与施工工作,避免此区域出现更加严重的水体污染问题;(3)针对煤矿矿井外排下所造成的水资源浪费问题以及水环境污染问题,需要通过新建排水设施的方式,对其进行处理,为煤矿矿区的复垦绿化、植被恢复、乃至生态重建提供充足且具有保障性的水源;(4)通过对现代化技术的应用,发挥地质监测站在检测煤矿矿区生产生态环境中的重要意义。结合煤矿矿区的实际情况,采集包括地下水动态、地下水环境、以及地质灾变等多个方面的指标进行合理监测,结合煤矿矿区大面积采动的实际情况,构建健全的GIS地理信息系统,发挥数据保障功能。
3.结束语
我国是煤炭资源的生产与使用大国。煤矿生产在整个国民经济建设发展体系中所占据的地位是极为关键的。为了确保煤矿生产的安全与可靠,就需要结合煤矿矿区的实际情况,详细分析各类水环境灾害的特征,制定相对应的防治措施。在本文上述分析过程当中,首先针对该煤矿矿区工程的在大面积采动因素影响下,出现的水环境灾害特征进行了简要分析,当中主要涉及到以下几个方面的问题:(1)水资源流失方面的问题;(2)废旧地下采场以及露天矿坑积水方面的问题;(3)地表以及地下水水质污染方面的问题。结合上述情况,提出了针对性的灾害防治措施,希望能够通过各方通力合作,保障矿区生产作业的安全与可靠。
【参考文献】
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[2]夏玉成,孙学阳,孔令义等."构造控灾"理论与"绿色矿区"建设[J].西安科技大学学报,2008,28(2):331-335.
[3]刘俊杰,陈雄,吴寅等.矿井水资源化相关生态环境灾害响应[J].辽宁工程技术大学学报,2004,23(6):857-860.
篇10
[关键词]地质灾害 易发分区 防治对策
中图分类号:F416.1 文献标识码:F 文章编号:1009914X(2013)34025201
1 概述
桦甸市位于吉林省中东部,是我国著名的黄金产地,矿业经济发达。近年来,人类活动加剧,地质环境遭到严重破坏,地质灾害频繁发生。
2 地质灾害现状
3 地质灾害发育特征及形成条件
3.1 泥石流
泥石流是桦甸市地质灾害的主要灾种。长期风化剥蚀作用形成相对较厚的松散固体物质,地形地貌有利于降水汇集,泥石流易于发生。加上近年来开荒种植较为普遍,植被覆盖率降低,当遇有强的降雨时,极易产生泥石流。
3.2 滑坡
多分布于低山丘陵区,集中发育在坡积裙(带),多为斜坡相层状土滑坡,规模较小。一般坡体上部植被稀少,多为耕地,便于降水渗入,其下为较坚硬岩石,相对隔水,且界面较陡,降水入渗极易触发滑坡的发生。
3.3 崩塌
分布在铁路及公路沿线陡坡地段。岩石经风化剥蚀和构造影响,节理裂隙发育,经差异风化形成陡坡或悬崖;降水的入渗及冻融,直接破坏了岩体的完整性和稳定性;人类工程活动是崩塌形成的外在因素。
3.4 地面塌陷
由采矿引起,分布在煤矿及金矿采矿区。受科技条件的限制以及业主短期行为影响,矿山开采造成较为严重的地面塌陷隐患。
4 地质灾害防治对策
4.1 避让搬迁工程
地质灾害稳定性差、危害严重、危险性大,不适合居住、生产和生活,治理工程难度大、费用高,而搬迁费用远小于治理费用的,宜选择搬迁避让工程。
4.2 工程防治措施
4.2.1 泥石流防治措施
在泥石流形成区增加地表植被;在沟谷中修建拦挡工程以削弱泥石流的下泄总量和能量;对流通区和堆积区修建防护建筑物,抵御或消除泥石流对建筑物的冲刷、冲击、侧蚀、淤埋等危害。
4.2.2 滑坡灾害防治措施
消除或减轻地表水、地下水对滑坡的诱发作用;改善斜坡、增加滑坡平衡稳定条件;加强监测预报;搬迁避让。
4.2.3 崩塌、不稳定斜坡防治措施
清除危岩;削坡减载;排水防渗;加固斜坡;修建落石平台、落石槽、挡石墙等对落石进行拦截;加强监测预报。
4.2.4 地面塌陷防治措施
进行采空区回填;加强监测工作;加强开采管理,对重要建筑物以下禁止开采,一般建筑物合理预留保护矿柱;严重沉陷区应进行搬迁。
4.3 生物工程防治措施
通过增加植被覆盖率来稳固斜坡,减少泥石流的固体物源,消减泥石流的下泄流量,起到降低泥石流规模和发生频率的作用。
5 地质灾害防治管理建议
地方政府应重视地质灾害的防治,组织专业技术人员对各级监测人员进行必要的地质灾害知识培训,制定重要地质灾害隐患点巡回检查计划;加强矿山开采管理,对地面塌陷区进行监测与防护;加强地质灾害知识宣传,做好防灾避灾工作。
参考文献
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[3] 中国地质环境监测院.《县(市)地质灾害调查与区划基本要求》实施细则[R].2001.
[4] 中国地质环境监测院.《县(市)地质灾害调查与区划》空间数据库系统建设技术要求[R].2001.
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