矿山灾害治理范文

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导语:如何才能写好一篇矿山灾害治理,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。

矿山灾害治理

篇1

[关键词]测量 放样 AutoCAD

[中图分类号] P694 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-7-199-2

随着数据传输能力的增强、数据的稳健性、抗干扰性水平和软件水平的提高,测量技术将在地质测量和其他领域得到更广阔的应用。测量技术的应用使得地质测绘的精度、作业效率和实时性达到最佳的融合,极大地推进了地质测量技术的发展,有力地促进地质测量的精确度和测量速度。

建水锰矿有限责任公司矿山位于建水坡头乡白显平台矿区,自1958年成立,至今已有50多年的历史,而50多年的露天开采也给当地的地质环境带来了负面影响,较严重的就是西部排土场,历史以来发生了两次较为严重的滑坡事故,所以矿山地质环境治理刻不容缓。2010年,矿山地质环境恢复治理工程正式启动,这其中所涉及的技术工作较多,本文针对西部排土场治理过程中的测量工作,谈谈测量在矿山地质环境治理中的一些认识与感受。

1测量基础数据依据

基础数据为矿区原306队所做的控制点数据,该组(三个点)控制点是原省地质五队1965年在白显、芦寨所布设的5〃独立图根网的基础上,新布设重叠四边形为首级控制,以1〃4(原)两点作为起算依据。

2控制测量

遵循“先控制,后测量”的原则,前期工作主要就是做好控制测量。西部排土场治理面积为350多亩,根据实际情况采用在原矿区首级控制网上作二级控制网。首先踏勘、选点和埋石,接下来就是控制点的数据测量,控制网平面按方向观测整体平差计算,高程以导线形势进行扣合配赋,加密图根控制点上进行简易平差计算,测量仪器采用全站仪角度观测。图形为:

精度计算:观测测角中误差±4〃.30,单位权误差±2〃.77,平差函数中误差10〃33化为1-2的相对中误差1/42000。控制网布设和实测好以后,就可以以此为基础进行测量。

3地形测量

地质灾害治理的前期工作首先是治理前现状地形图的实测,这至关重要,所以根据已做好的控制点对现状地形进行实测。

地形图的施测根据1:1000的要求实测,这就要求在测量过程中,凡是大于1米以上的地物地貌都要实测出来,地形测量要求的是观测者与跑尺者密切配合,这样才能有效地提高工作效率,不要犯观测者找不到跑尺者的现象。

测量过程中若单一支导线过长,要注意进行检查校验,可以选择附近的埋石控制点进行校检,若误差较大,必须往返施测进行平差。

地形测量数据是为设计提供的最为基础的数据,设计须以此为基础,才能准确设计和计算出治理工程的所需。

4施工放样

施工放样,简单来说就是把图纸上已设计好的工程坐标点在实际中放到地表上。

根据设计图纸,以及施工进度需要,按时做好施工放样工作,设计示意图如下:

施工放样要注意以下两点:

4.1量取坐标点

量取坐标点的方法有两种。一种是电子版的图纸可直接在电脑上直接量取,这种方法的优点是速度快,不容易出错,但缺点是不易携带;另一种是纸张的图纸,它需要比例尺或其它尺子来展开量取,这种方法速度慢,容易出错,但是容易携带,这就要求量取人员细心、认真,且应有他人检查,以保量取坐标的准确。

4.2实地放样

放样过程中重要的是要防止坐标输错,注意检查,可以利用方位、距离等来进行检查,发现错误立即找出原因,而且立尺必须使用三脚架,确保水平气泡居中,保证所放样点精度。

5竣工测量

竣工测量指的是工程竣工后,为编制工程竣工文件,对实际完成的各项工程进行的一次全面测量作业。竣工测量要求测量人员要认真地把实际工程测出,不能弄虚作假。在测量过程中,如果工程设施较多、复杂,为防止内业制图时出错,在测量时立尺人员最好画出简略草图,以便制图。

外业作业完成后,就是内业作业作出最终成果图。如下:

6沉降观测

沉降观测是竣工后期对治理现状的一项监测工作,是对治理工作质量的评估,主要的工作程序有选点、埋石、观测和观测数据分析。

选点:选择监测点主要以台阶平面和台阶坡面选取,然后确定眉线,平台间测点间距为:沿眉线横向观测线按50米以内;纵向观测线,在眉线附近20—30米范围内,每隔10米设置一点,距眉线30米以外,每隔20—30米设置一点,坡面每隔10米设置一点,但至少不能少于3点。

埋石:在选取点挖取50cm深坑槽,用水泥浆浇筑一直径2cm、长50cm钢筋,钢筋露出地面2-3cm。

观测:观测仪器采用全站仪精密测量,测量误差在1-2cm之间,对平面坐标和高程进行观测记录。

观测数据分析:对每次测量数据进行分析,得出沉降及位移可行性分析报告。测量周期每周一次,变化剧烈时每天一次,稳定后一个季度至半年一次。

分析治理现状的变形、破坏原因,确定与之相适应的观测方法、观测精度与观测周期,既可避免监测过程的盲目性,又可确保安全生产的需要。

7内业制图

随着测绘科技的发展,如今内业制图都是在计算机的辅助下进行完成的,目前应用最为广泛的制图软件就是Auto CAD,这次建水锰矿矿山地质环境治理的测量内业作业都是在它的辅助下完成的。

图纸严格按照国家测绘规范来作,所涉及的有点、线、面的属性,而且图层分层要规范,如图所示:

8小结

矿山测量必须充分应用现代测绘仪器和技术,将先进的现代技术同矿山测量的实际工作、具体特点相结合,拓宽矿山测量的生存空间和业务范围,以使矿山测量更好地服务于矿山可持续发展工作。

参考文献

[1]1:1000地形图图式.GB/T7929-1995.

[2]控制测量学.黄河水利出版社.2005.9.

篇2

关键词:地下金属矿山;地质灾害;类型;防治策略;研究

中图分类号:B845.67 文献标识码: A

由于受多重不利因素的影响,多年来金属矿山开采积聚灾害隐患可能瞬间爆发,而且很多潜在致灾隐患问题仍在不断的增加。因此在当前的形式下,加强对金属矿山地质灾害及相关问题的研究,意义重大而深远。

一、金属矿山地质灾害的类型

根据国内50多年的金属矿山开发统计,金属矿山地质灾害主要有。

(一)、金属矿山崩塌和滑坡灾害是金属矿山资源开采过程中最为常见的一种工程性地质灾害,而且其发生率非常的高,尤其是露天金属矿山开采过程中,会严重影响生产安全。对于崩塌和滑坡等地质灾害而言,其主要表现为以下几种形式,即采空区山体出现严重的滑坡,究其原因是超量开采作业造成的;采矿场出现严重的边坡失稳现象;堆渣场和排土场边坡出现了严重的失稳现象。同时,泥石流对金属矿山开发危害性也非常的大,不仅会危机金属矿山资源开采安全,而且对金属矿山周围居民的生产生活及人身安全也会产生严重的影响。据统计数据显示,除了少数国营金属矿山企业,大部分个体私营企业在开采过程中,习惯性地将废渣和尾矿等,随选随排,大量积聚于山坡、沟谷之中,一旦雨季来临,很可能会引发泥石流等地质灾害。

(二)、金属矿山地质灾害另一个主要灾难就是地下水灾害。在国内主要表现为:海水入侵、地下水位突然下降、产生井下泥石流引起地面塌陷,或者采矿时突然水淹井灾害。由于国内金属矿山大多数地质条件与水文地质条件相对来说错综复杂,有时相互交错,所以在金属矿山进行开采作业时,遇到地下水一定必须要进行排干处理,否则任其增长一定会引起坍塌,并造成泥石流的次生灾害。比较典型例子:凡口矿由于采矿时疏忽大意导致,1500多个地表塌陷事故,直接导致受灾面积6km2。恩口矿更是达到5700多个地表坍塌事故,直接导致受灾面积21km2。长江中下游流域更是时常发生地表坍塌事故。

(三)、深井岩破。随着国内采矿技术不断发展,对深井岩破也是使用越来越成熟,但是其带来的次生危害也是显而易见的,由于长期开采导致金属矿山地质结构不断的变化,在深井岩破的时候产生震动,很容易通过地质传递到周围高危险地区,导致塌陷危险。对于国内深井岩破技术还需要有待研究与提高。

(四)、对于金属矿山地质灾害而言,最为普遍的就是冒顶灾害事故,其中主要有岩层脱落、不良地层塌落以及块体冒落等现象,同时还会因采矿或地质结构不稳定而导致大面积的垮塌现象。实践中可以看到,对于矿岩稳定性差的矿体、或软弱夹层而言,更容易出现大规模或较大规模的垮落事故,进而造成采场、巷道等发生冒顶事故。对于冒顶片帮金属矿山地质灾害而言,通常事先没有任何的预兆,该类地质灾害通常具有一定的突发性特点,而且频度也比较高,很难对其进行防范,因此成为金属矿山地质灾害以及生产管理中的重大桎梏问题。对于采空区、地表等出现塌陷而言,其主要是因地下采矿作业对地表造成了严重的破坏性影响。比如,凡口铅锌矿生产开采过程中,因疏干作业而导致地表严重塌陷,具体个数为1982,其破坏性影响范围超过670平方公里,受灾农田超过66万平方米,必须搬迁的建筑物大约7千平方米。

(五)、现在国内还是有很多地方根据岩石成分选用空场采矿法进行开采作业,或者采用崩落法进行开采作业,这样对采取造成很多空采区或者崩落区,如果这些处理的不及时都会给金属矿山带来地质灾害。

(六)、有些矿脉隐藏的比较深,大多数都在900m以下,这时从地核中心传递过来的地热也会不断的加剧,当热度达到一定程度时候就会改变周围地质结构层,造成地质灾难。

二、地下金属矿山地质灾害研究中存在的问题

(一)、整上金属矿山地质灾害并没有被纳入国家重点防灾,灭灾体系里,通常都是个体或者企业自行根据自己本身特点加以研究。而研究的方向大多数也仅限于技术与安全两个方向,缺少整体解决型和系统化处理。

(二)、由于没有专人针对全国地质灾害进行普查,导致缺少相关地质灾害信息,无法建立信息库,更无法进一步详细分析以及预警作用。

(三)、很多企业在出现地质灾害时候,都很积极寻找有关机构进行合作解决地质灾害所带来的各种问题,同时分析为何会带来此种地质灾害。等到处理完以后,立刻就停止了对地质灾害研究,导致之前所研究成果根本没有延续下来,缺少了完整性。由于长期处于这种状态,对金属矿山实际地质灾害有很多成果,但是每种结果效果却不是很明显。

三、金属矿山地质灾害防范策略

基于以上对当前金属矿山地质灾害类型及其成因分析,笔者认为要想有效防范实践中存在着的各种金属矿山地质灾害,确保金属矿山开采事业的可持续发展,应当认真做好以下几个方面的工作:

(一)、加强思想重视,培养金属矿山地质灾害防治意识。金属矿山地质灾害是自然灾害中的一种表现形式,关系着生产安全及经济和社会效益的实现,因此应当加强思想重视,立足实际,将金属矿山地质灾害防治与再造山川秀美工程有机地结合在一起,分清重点、主次。同时,还要不断加强宣传教育,借助网络、报纸、广播以及电视等新闻媒体的力量,通过群专结合、群策群防策略的有效落实,促使人们养成金属矿山地质灾害预防意识和自我保护意识。在此过程中,应当将当前的地质灾害特点和防治策略纳入到监测防体系之中,从而最大限度地降低金属矿山地质灾害造成的损失和负面影响,坚持走可持续发展之路。

(二)、金属矿山开采之前应当对其进行全面勘测和分析研究。在金属矿山资源开采前,应当对竖井、斜井及其周边区域实施全面勘察,对井中的可能涌水量进行准确的预测,对周围水文地质构造进行全面的掌握,并在此基础上细致地绘制出一个地质剖面图,严格按照施工步骤和剖面图信息,准备施工作业。对勘测实践中已经知道的含水部分,应当进行综合的考虑,尤其是位置、距井巷之深度等,更要加强重视,必要时要提前建造导水工程。

(三)、具体施工过程中应当对重点区域加强防治。首先,应当立足实际,对边坡参数进行合理的设计,并且还要对边坡强化监测。必要时,还可建造挡墙对边坡进行加固;开挖完成后,若出现了严重的开裂、变形现象,则应当组织相关人员进行二次地质勘察作业。其次,对于原本就有的灾害点,应当对其边坡进行加固,并且尽可能地消除因开采作业而造成的复发性灾害隐患。再次,应当做好渣场弃渣处理工作,同时还要对于边坡的坡度、挡墙等进行合理的设计,必要时建造拦渣坝,以防产生泥石流等问题。坑道开采过程中,应当做好支护操作,开采与支护同时进行,以免因矿顶坍塌或者发生冒顶事故而产生严重的危害;强化坑道排水设计,以免因矿坑中出现严重的涌水现象而造成次生危害。金属矿山开采完成后,应当注意对矿区实施统一规划,尤其要做好金属矿山复垦工作,加强金属矿山生态功能的恢复。

总之,作为最大的一个发展中国家和矿业生产大国,矿产资源的开采与消耗量都非常的大,长期的传统粗放矿业开发模式应用,加剧了金属矿山地质环境的恶化,甚至部分矿区已经濒临毁灭性状态。因此应当加强思想重视和技术创新,只有这样才能实现人与自然的和谐相处。

参考文献

[1] 朱广文.关于金属矿山地质灾害的研讨[J].中国科技博览,2011(30)

篇3

Key words: geological disaster;crack house;mine workings;security allows velocity;coal mine

中图分类号:TD167 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)14-0056-03

0 引言

房屋受损是房屋建筑常见的问题,房屋出现裂缝,轻微的会影响房屋的美观,造成一定程度的漏水,严重的会对整个房屋的结构安全造成相当大的威胁[1]。近年来,柳林县城市矿山经济快速发展,随之而来的房屋裂缝灾害日趋严重,成为柳林县的主要地质灾害之一。任家山村民房屋等场地出现大量裂缝已经对人民生命财产安全和社会经济发展带来重大影响,地质灾害防治工作显得十分必要与迫切。利用现代化信息技术手段建立地质灾害信息管理平台,实现对地质灾害相关信息的综合管理与分析表述,为防灾、减灾和救灾提供科学直观的辅助分析决策手段,对提升地质灾害防治工作的信息化水平具有积极意义[2]。

1 地质灾害现状调查

据初步调查情况,任家山村附近现开采矿山为山西柳林鑫飞下山峁煤业有限公司,任家山村位于下山峁煤矿矿界内的中南部偏东。通过山西柳林鑫飞下山峁煤业有限公司煤矿采掘活动提供的资料[4~6],对村内受损房屋从如下几个方面进行考虑及工作部署:

①任家山村荒废房屋所在区域的地质环境条件;②对区内矿山进行井上、下测量等工作;③对村庄附近矿方活动资料进行收集,对矿方巷道掘进爆破影响范围进行推算,对项目区附近井下采空区影响范围进行推算;④根据收集资料和前期工作总结对任家山村开裂房屋原因进行系统分析;⑤根据分析所得该部分房屋受损原因,对区内该部分受损房屋防治提出合理的建议。

2 巷道爆破影响范围计算及房屋受损原因分析

2.1 巷道爆破的影响分析

根据《爆破安全规程》(GB6722―2003),用公式计算爆破地震动时在不同距离的振动速度。

地面建筑物的爆破振动判据要采用质点峰值振动速度和主振频率两个指标。

《爆破安全规程》(GB6722―2003)规定建筑物爆破振动安全允许标准(部分见表1)。

项目区爆破作业属于硐室爆破,主振频率取值为

根据公式(2)计算得出表2、表3爆破影响计算成果。

运输巷道施工爆破点到土窑洞、土坯房、毛石房屋等类影响见表4。

根据采区爆破影响最大范围为218.35m,4号煤层最小开采深度为120.00m,8号煤层最小开采深度为180.00m。得出巷道施工爆破对区内土窑洞存在一定程度的影响,对砖窑、砖混结构房屋影响轻微。

2.2 区内房屋受损原因分析

通过井上下巷道调查、逐户调查和测量等大量外业工作和室内对调查情况、测量数据、爆破计算等资料的综合分析和整理,认为区内受损房屋主要分为局部坍塌、整体坍塌、窑内渗水、窑洞冒顶、墙体开裂等几种现象。同时,可认定本次项目区内荒废房屋受损原因主要为09年前原所属矿区4号煤层大面积采空导致形成,后期由于房屋长期闲置、无人居住、受房屋自然老化、降雨、建房初期地基处理不当、建筑物本身质量等自然原因较大,整合后的矿山8号煤层巷道掘进过程中施工爆破对区内土窑洞的受损存在一定程度上的加剧,对砖窑、砖混结构房屋的受损影响轻微。

局部坍塌包括:窑脸局部剥落和碎落。窑脸是黄土窑洞所在的黄土崖崖面,在窑脸顶部、底部,由于雨水、节理裂隙等作用多发生土体崩解、剥落现象,从而形成了窑脸局部剥落和碎落现象;窑顶局部滑塌,主要发生在窑脸顶部土体,当崖面陡峭或窑顶存在古土壤风化层,在暴雨季节或连阴雨季节时,崖面土层及古土壤风化层容易受水侵蚀,使得部分土体脱离母体而产生局部滑塌;洞内土层剥落,主要发生有两方面的原因:一方面是受黄土高原干旱、半干旱气候的影响,使得黄土窑洞内部拱圈的土体出现干缩现象,从而发生土体开裂、土层剥落;另一部分原因则是因为黄土中节理作用,加上土体上部雨水下渗,加大了节理扩张,使土体失稳,从而发生灾害。

窑洞整体坍塌,是指窑洞土体整体塌落和倒塌,是一种很严重的破坏方式,整体坍塌多发生在土崖高度较小或是窑顶保护层厚度较小的边跨窑洞,在雨季入渗,增大了土层重量,同时也破坏了窑洞本身的结构性和完整性,从而引起中间跨裂缝和坍塌,窑洞坍塌。

裂缝是指窑洞内部的拱圈或墙体,因自然或人为因素的影响而发生土层、泥层开裂的现象,它是窑洞最常见的破坏形式。裂缝既可以发生在边跨,也可以发生在中跨窑洞。有结构性裂缝和构造性裂缝两种,结构性裂缝是由于热胀冷缩引起的比较浅的裂缝,构造性裂缝是由于拱圈断裂或错位而引起的比较深的裂缝。

窑内渗水是指在连阴雨季节,雨水沿黄土层中的节理或植物孔隙渗入窑洞内部的拱圈或墙体的现象。它是窑洞灾害中比较严重的破坏形式,严重影响着窑洞的稳定性、安全性和居民的居住环境。此类灾害多发生在窑洞上覆土层较薄,黄土结构性较差的区域;同时,调查发现,窑洞渗水并非整个窑洞大面积同时渗水,一般集中在有薄弱面的拱圈附近。

窑洞冒顶是指由于在窑洞建筑过程中未按建筑规程进行施工或在窑顶存在古土壤风化层,使得窑洞上部拱圈发生变形破坏的现象。一方面,在窑洞建筑过程,如果随意乱挖乱建,有可能使得窑洞的高宽比小于1,从而影响窑洞的稳定性和安全性,甚至发生窑洞坍塌破坏;另一方面,当窑洞洞顶进入古土壤风化层时,由于古土壤风化层松散、破碎,容易发生掉块、剥落等现象,从而引发窑洞冒顶;同时在干旱环境下,由于黄土的干缩现象,使得黄土中的节理裂隙进一步张开,破坏了窑洞拱圈的完整性和结构性,也可导致窑洞冒顶现象的发生。

降雨:区内房屋受损均与降雨有着根本的关联,降雨是引起窑洞病害发生的主要原因之一。一方面雨水的入渗不仅能增加黄土的自重,而且可以使原本胶结的黄土颗粒发生悬浮或在自由水作用下沿土中空隙、节理发生流动,从而破坏黄土本身的结构性和整体性,使得黄土强度降低;另一方面,由于黄土中存在着多种节理、裂隙,在雨水作用下,这些软弱结构面有可能进一步的弱化和加深,从而使得黄土窑洞的整体稳定性受到破坏,这也是雨季黄土窑洞病害多发的主要原因。

2.3 从区内受损房屋类型对其受损原因进行机理分析

区内土窑洞局部坍塌、整体倒塌等主要为前期4号煤层大面积采空导致地表产生变形,对窑洞稳定性造成破坏,再为窑洞长期无人居住,窑内土体自然风干,土体间作用力逐渐减小,在受到局部土块自重力影响的作用下,发生掉块、窑脸坍塌、窑顶冒落、整体倒塌等现象,后期受区内8号煤层巷道掘进爆破施工影响,掉块、坍塌等现象加剧。

区内砖窑受损原因主要为前期4号煤层大面积采空导致地表产生变形,对地基承载力产生了影响,再为窑洞建房初期对地基基本无处理,建房所用材料较为粗糙,在经历数十年后,多年的风雨侵蚀,致使建筑材料中起粘结作用的部分逐渐失效,部分房屋长期无人居住,导致窑内空气流通不畅,风化、风蚀、水蚀等细微影响作用致使房屋老化现象加快,区内房屋受后期8号煤层巷道掘进爆破施工影响轻微。

2.4 综合解释结果

综合前期井上、井下测量、村庄房屋裂缝调查统计、巷道爆破影响分析计算、周边矿山开采影响等一系列的因素进行分析,可得出本次调查阶段区内房屋等场地受损原因:区内砖房屋建筑年代较早,建筑材料质量较差,建筑阶段地基处理方式较为简单,在房屋建成后,常年的荷载下,地基下伏土层受地表建筑物自重的影响,土体空间结构受上部荷载力的影响,遭到一定程度的破坏,进行重新排列,在地表表现为轻微的沉降,由于同一建筑物各处地基受力不均,沉降程度有差异,从而导致建筑物受力不均,部分建筑物直接表现为开裂;周边矿山8号煤层巷道施工爆破引起的地表变形的影响,该影响直接导致房屋开裂或已有裂缝加剧。

3 地质灾害防治措施

造成房屋受损的原因是多方面的,但不管哪种原因造成的裂缝,都会对房屋产生不同程度的不利影响。首先破坏了房屋的整体性,改变了结构构件原有工作状态,降低了房屋的抗震能力和承载能力,降低了房屋结构的可靠度和内久性;其次是影响房屋的正常使用。因此,要针对裂缝出现的原因和开裂程度,对裂缝房屋进行必要的处理,具体措施如下:

①加固法。这种方法旨在提高房屋的整体性和结构构件的承载能力。如锚杆拉结法、钢筋网片水泥砂浆抹面法、压力自动灌浆法或地基加固法。

②卸载法。对房屋层数较多、地基变形较重、使用荷载较大且不易进行加固的情况,可采用降低使用荷载、拆除不必要的附属重物,甚至减少房屋层数。

③结合维修进行功能改造法。对房屋开裂较重的顶层或端部转折处,在无加固价值的情况下,可将该处拆除重建,或改变原有房屋的使用功能。

以上处理措施根据具体情况可单独采用,也可综合采用,但总的原则是行之有效、措施得力、施工方便、经济美观。本次调查区内房屋裂缝除土窑洞外,其他建筑物裂缝均建议采用加固法。

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关键词:矿山地质灾害;研究;防治对策

中图分类号:F407.1 文献标识码:A 文章编号:1001-828X(2013)09-0-02

矿产资源开发在三门峡市国民经济和社会发展中发挥了重要作用。过去三门峡市走的是一条消耗资源和忽视环境的粗放式开采模式,矿山环境恶化,矿区灾害频繁发生,危害较为严重。随着社会的发展,环境保护成为人类共识,是社会进步,文明的标志。人类社会的发展,很大程度上依赖矿产资源的强有力支撑,矿产资源的开发主体是矿山企业。目前, 全市已发现矿产资源66种,已探明储量的50种。已开发利用的27种。已上储量表的矿种有33种,矿区数为759处,发现矿产地311处,其中大型18个,中型47个,小型93个,矿点153个。长久以来,矿业开采一直被认为是创造财富的过程,很少注意到其造成的负面影响。然而,日益严峻的矿山环境与凸显的一系列灾害问题迫使人们不得不给予关注和重视。因此,合理有效地利用资源、保护矿山环境、防止矿山地质灾害、实现矿业的可持续发展,逐渐为业内人士所共识。

一、三门峡市矿山地质灾害概述

矿山地质灾害是指由于人类采矿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。矿山开采开山弃石,加速水土流失,引发地表塌陷、山体滑坡;矿山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;矿山剥离堆土、尾矿废渣堆积引起地表环境污染,露天尾矿库漏塌、排土扬失稳滑移造成严重的泥石流灾害等,凡此种种,均是矿山地质灾害的具体表现。我市是个矿业大市,矿产资源的年消耗量很大。多年的粗放式的矿业开发,导致大部分矿山地质环境形势严峻,部分矿区呈现加速恶化势态。改革开放以来,社会经济的快速增长对资源的需求更是与日俱增。市场经济对国有矿山企业带来很大冲击,部分矿山注重追求经济效益,安全和环保意识淡化,加之开采技术及生产设备的相对落后及矿区周边大量无序的民采等多重因素的干扰,导致矿山多年开采积聚的灾害隐患爆发,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。近几年,非煤矿山的灾害事故不断,严重威胁着人民群众的生命财产安全,频发的冒顶、突水、地表塌陷、滑坡、泥石流及地裂缝等矿山地质灾害不仅给矿山企业造成巨大的经济损失,而且制约着矿山企业的可持续发展。

二、矿山地质灾害特点及诱因分析

总体而言,我市目前矿山地质灾害具有以下特点:

(1)种类多,分布广,影响大

据初步统计,全全市已查明地面塌陷及其隐患34处,其中渑池县17处、陕县8处、义马市6处、灵宝市2处、卢氏县1处;因矿山开采产生有影响的崩塌、滑坡灾害22处,造成直接经济损失1016.4万元;全市矿山开采形成有影响的泥石流及其隐患9处;

(2)潜在灾害隐患突出

单以废水、废渣的排放为例:根据对现有179个重点矿山统计结果,全市矿山废水产出量1470.93万m3/a。排水量为763.94万m3/a,占产出量的51.93%。年排水量较大的矿山为煤矿、铝土矿、金矿、钼矿等,分别为319.7万m3/a、224万m3/a、217万m3/a、17.8万m3/a。矿山废水、废渣的排放,常造成水资源浪费、水土和空气污染,并引发泥石流、滑坡等地质灾害。

(3)按矿山类别分,煤炭矿山重于非煤矿山,金属矿山重于非金属矿山

一般煤矿规模较大,开采深度和采空区相应也大,致使地层应力失去平衡,产生地面塌陷、地裂缝或岩爆等灾害,另外,煤矿的涌水和瓦斯的危害更是触目惊心。拿义马市千秋、常村和渑池果园、天池、英豪一带煤炭开采区来说,面积127.62平方公里,区内有大小矿山企业23个,其中大、中型矿山4个。由于该区采煤单位密集,采空区规模空前,地面塌陷、地裂缝发生频繁,并形成多个塌陷、地裂缝集中分布区,影响总面积大于50平方公里,经济损失逾亿元。另外,北露天煤矿采坑内北部边坡曾先后多次发生滑坡。矿山废水年排放量约151.9万立方米,煤矸石年排放量约36.6万吨,累计堆放量约677.7万吨。由于该区煤燃点较低,煤矸石较易自燃,煤矸石自燃产生的各种有害气体,常造成严重的大气污染。而金属矿山虽然多数地处偏僻,灾害影响和后果不如煤矿那么严重,但以地下开采居多,仅矿井涌水和尾矿库对地表水体及植被土壤的污染,就比非金属矿山严重得多。

(4)灾害类型与矿山规模、开采方式、矿产类型及所处地域相关

一般来说,露天矿山灾害类型多为水土流失、排土场(山体)滑坡、泥石流、边坡坍塌等。地下开采受采空区影响,灾害类型多为地面塌陷、地裂缝、冒顶、岩爆、突水、瓦斯、地表水土污染、尾矿泥石流以及矿井抽排水导致的近地表水源枯竭等。

矿山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;有的矿山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矿山造成严重干扰和资源、环境破坏,如在矿产集中地区(义马、渑池、灵宝、卢氏等地),国有矿山及大型矿区矿产浅赋存区和露天矿区周边,乡镇或个体矿山密集,个别地区存在挣抢矿源、采富弃贫、越界开采、无证开采、一证多采、乱采滥挖等现象。虽经多次清理、整顿、取缔,但效果不佳,严重干扰国有矿山、重点矿区的规范开采和安全生产,加剧了矿山环境的恶化,并极易诱发矿山地质灾害和安全生产事故。

三、矿山地质灾害研究中存在的问题

开展矿山地质灾害的研究工作,掌握其现状和发展趋势,对灾害进行分类,研究其防治措施,建立政府和主管部门的科学防灾决策系统,对促进我市矿山的可持续发展以及我市经济的持续、稳定发展具有重要意义。我市国土资源主管部门把矿山环境保护作为一项重要任务,在全市范围内初步建立了地质灾害(包括矿山地质灾害)监测制度、汛期应急调查制度,汛期防灾预案制度、灾害速报制度、险情巡查制度和汛期值班制度等,提高了防灾应急能力和反应速度,为三门峡市矿山环境保护和减少灾害损失起到了重要作用。为确保矿山的安全生产起到了重要作用。但相对而言,研究仍处于起步阶段,且存在以下问题:

(1)法规政策体系、监管、约束机制和经济政策有待完善

部分与矿山环境保护有关的法律、法规,都提出了一些原则性的要求,可操作性差,缺少与之相配套的矿山环境保护法规体系。部门之间职能交叉,执法主体不明,责任不清,是影响矿山环境保护工作的重要因素之一。在矿山环境保护与治理税收和财政政策等方面,缺乏激励和约束机制,社会对矿山环境保护治理投入的积极性不高,资金没有保障,保护与治理投入明显不足,制约了矿山环境恢复治理工作的进程。监督、监测网络及信息管理体系不完善,监管部门普遍存在人力、经费、技术装备不足、执法手段无法保障等问题。

(2)“谁开发、谁保护、谁破坏、谁治理”的政策得不到有效落实

矿山企业作为矿山环境保护治理工作的主体,应当重视矿山环境保护与治理工作,但部分企业受经济利益的驱使,环保意思淡薄,不愿承担采矿环境成本。因采矿权与土地权属的分离,采矿单位多对其土地权属人进行赔偿或补偿,至于赔偿或补偿资金是否用于环境恢复治理,矿山企业则缺少关注,致使多年来恢复治理实际的投入很少。部分地方还存在“先发展起来,再改善和保护环境”的错误观念,对矿山环境保护监管不力、投入偏低,造成矿山环境问题日益突出。个别地方保护主义严重、加之各种利益关系错综复杂,执法难度大、效果差,使矿山环境趋于恶化。

(3)矿业秩序混乱,资源浪费和环境破坏严重

三门峡市矿产资源丰富,矿山企业众多,在矿产集中地区(义马、渑池、灵宝、卢氏等地),国有矿山及大型矿区矿产浅赋存区和露天矿区周边,乡镇或个体矿山密集,个别地区仍然存在挣抢矿源、采富弃贫、越界开采、无证开采、一证多采、乱采滥挖等现象。虽经多次清理、整顿、取缔,但效果不佳,严重干扰国有矿山、重点矿区的规范开采和安全生产,加剧了矿山环境的恶化,并极易诱发矿山地质灾害和安全生产事故。

(4)历史积留问题多,恢复治理程度低、难度大

三门峡市矿山企业众多,矿山开采时间较长,由于相关法规不健全,各地政府重视不足等原因,造成许多矿山环境被破坏后,无人承担治理责任。矿山历史积留环境问题较多,所需恢复治理资金数额巨大,企业难以承受。 “先破坏,后建设,先污染后治理”旧观念根深蒂固,短期内难以得到扭转。部分矿山集中区,小企业众多,责任不明,生产周期短,设备简陋,防范措施不力,在矿山环境保护方面几乎不做任何工作,地方政府又无资金投入,危害损失极大。矿山环境保护治理工作任重道远。

(5)技术落后,缺少必要的技术支持

矿山环境保护与治理是多个专业领域相互渗透、技术性很强的工作。但目前缺少技术支持,矿山环境灾害预测滞后,缺少成熟的恢复治理手段。矿山开采技术落后,矿井突水、瓦斯爆炸、顶板冒落、崩塌、滑坡、泥石流等灾害事故时有发生。资源综合利用和废水、废石(矸石、固废)资源化利用技术水平不高,利用程度低。

四、矿山地质灾害的防治对策

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【关键词】地质环境;矿山地质环境保护;恢复治理;影响

在矿山资源的开采利用过程中,存在着资源的保障程度较低、矿山的地质环境遭受破坏、矿山的安全隐患大等问题,影响着矿山资源的合理开发利用,也给矿山地质环境保护与恢复治理工程的部署和落实造成较大的影响。在合理开发利用矿产资源的同时,避免对矿山的地质环境和生态环境等造成较大的危害,减少重大地质灾害的发生等,是矿山资源开采和矿山环境保护与恢复治理工作中的重要的研究课题。重点分析采矿区地质构造给矿山地质环境治理工程的部署和落实造成的影响,研究分析针对性治理措施。

一.地质环境对矿山地质环境保护与恢复治理的影响

随着人类开采活动的不断进行,在开采出大量的矿物质、抛弃大量废弃物等一系列的开采行为发生的过程中,矿山的原始地形地貌被破坏,不可避免的给开采区内生态环境造成较大的负面影响,致使地质灾害在矿区的发生情况较为普遍。在分析矿区地质环境对矿山地质环境保护与恢复治理的影响的基础上,尤其是矿区质地环境中的地质构造,合理制定出矿山地质环境治理的综合目标,落实具体的治理部署工程,对于提升矿山地质环境保护与治理恢复工程的科学开展和落实具有重要的意义。

1.地质环境对矿山地质环境保护与恢复治理工作量的影响

矿区具有节理裂缝发育的特点,存在着较大的坍塌滑坡等安全隐患,周边矿区在受到各种开采活动以及区域范围内地质构造等多方面的影响,矿区的各个安全台的边缘存在较为明显的缝隙;边坡的角度远大于岩层的倾斜角度,随时存在着较为严重的滑坡等安全事故隐患,矿区开采区域内的底边的边缘沿着斜坡呈现较为复杂的节理性发育特点,岩层破碎情况严重,在安全平台之上可以见到有大量的崩落的岩石存在,给矿山地质环境保护与恢复治理增加了难度。岩石大多处于的状态,因为边坡的倾斜角度存在较大的差别,在矿区之上随处可见大量的滚石,安全隐患的存在状况较为严重,严重影响着矿山的外在景观;在矿区周边由于民采和各种小型开采场的乱挖乱采,使矿区的整个开采面积增大,且在开采深度上存在较大的差别,使整个矿区的地质构造受到严重的破坏,给矿山环境保护与恢复治理工程的开展,增加了较大的工作范围和工作量。

2.地质环境对矿山地质环境保护与恢复治理内容的影响

在开采活动的不断进行中,矿区的地质构造受到不同程度的破坏,因开采活动引发的地面坍塌、滑坡、裂缝、露天矿边坡的碰裂、爆裂等引起的较大的冲击波和飞石带来的破坏等,对原本已经遭受到破坏的地质结构还会造成较大的次生灾害影响,将直接危害着开采活动前后相关人员的人身安全,以及矿区地面上的建筑物,并且地质结构严重破坏有所带来的地质灾害远不止限定在矿区及周边,在巨大内外力的作用下,可能会对其他看似相距遥远而无关的区域带来较大的地质灾害,甚至给矿山地质环境保护与恢复质量工程的部署开展造成较大的危害。矿区的地质构造被严重打破,增加了地质灾害发生的可能性和发生的频率,矿山开采原就是一种对山体岩层的破坏行为,开采作业不可避免的打破了矿区边缘岩体内所原有的应力及平衡状态,造成次生应力场的形成,在次生应力场及其他因素的作用下,很容易使矿山的边坡岩体出现变形,使岩体失去最初的稳定性,导致崩落、倾倒坍塌、滑落等现象的发生,这是矿山地质环境保护与恢复治理的重点内容。

3.地质环境对矿山地质环境保护与恢复治理目标的影响

在对矿山的地质构造等给矿山地质环境保护与恢复治理造成的影响做出科学全面分析的基础上,科学的制定出针对矿区的地质环境保护与恢复治理内容,是矿山地质环境治理工程部署中重要的工作内容。矿山地质环境保护与恢复治理内容有,综合治理开采矿区周边边坡的地质环境,有效的消除危岩等滑坡体所带来的安全隐患,建立起矿山地质环境保护与恢复治理的模式,并为其他矿区开展矿山地质环境保护与恢复治理提供可供参考借鉴的宝贵经验,为矿山的开采及矿山环境保护与恢复治理等工程的开展创造更大的经济效益、社会效益和环境效益。对矿区内的采空区的边坡,以及安全台等岩体滑落类安全风险较高的区域进行综合治理,对已经发生过滑坡的危岩体实施治理,有效的减少矿山在开采过程中所面临的安全隐患,在对矿山已被破坏的地质环境进行治理和落实保护措施之后,适当的种植草和树木等植被,使矿山的地质环境尽快的恢复至良好的状态。矿山地质环境保护与恢复治理的主要任务是,依靠科技的进步,在矿区发展起循环经济,建立起绿色的矿业;通过矿山地质环境保护与恢复治理,最大程度的减少有可能造成矿山地质环境问题的因素,实现地表生态环境以及地质构造的切实保护与恢复;对矿山的开发建设活动中涉及到的生态环境实施保护,恢复矿山在开采过程中被破坏地质构造,实施矿山及周边区域各种次生地质灾害的监测与防控。

4.地质环境对矿山地质环境保护与恢复治理时间的影响

开采活动中造成的地质构造严重破坏,所引发的地质灾害和次生灾害较为严重,甚至会在矿山地质环境保护与恢复治理开展中给相关人员和工程落实造成较大的危害,使得矿山地质环境保护与恢复治理工程在部署上要坚持地质环境保护与恢复质量并举的原则,确立保护优先、防治结合、以防促治的保护与治理思想,切实的提高和重视矿山地质环境的保护工作,也就是在各种开采活动进行的过程程中,矿产资源的开采不能已地质结构等地质环境的破坏为代价,开采活动开始之前要先进行地质环境及地质灾害的评估,针对不可避免的要造成的地质破坏提出防护措施,随着开采活动的开展,调整防护措施,将对地质构造造成的破坏控制在一定的范围之内,并在恢复质量工程的开展中将地质破坏严重部位的恢复治理订立为重点恢复内容,减少地质破坏因恢复治理不善引发的次生灾害。

二.地质环境背景下加强矿山地质环境保护与恢复治理的措施

1.矿山地质环境保护与恢复治理要立足于地质构造

现就所要开展综合治理和保护的矿区进行全面细致的考察,全面收集矿区的地形地貌、地质构造、底层岩性以及工程地质等相关的地质条件的资料,调查并分析矿体的赋存条件等特征,地质构造等遭受开采破坏的情况,地表土地、地表植被以及土地资源被破坏和占用的情况,以及矿山及周边地区地质灾害的发生情况,包括发生的强度和频率。分析研究矿区所存在的矿山地质环境问题的形成原因、发育程度以及具体的表现特征,地质构造引发的多种问题对施工人员、公共财产、自然环境、矿产资源、周边设施的影响程度,就矿山地质环境保护与恢复治理、地质灾害的预防工作的开展情况进行分析,在此基础上研究地质环境等对矿山地质环境保护与恢复治理等工程部署的影响,确定出治理工程的部署重点和难点。

2.对矿山地质环境的破坏状况进行评估并提出综合治理方案

对需要进行地质环境保护与恢复治理的矿区,进行开采中各项开采活动所带来的影响进行地质环境影响评估,结合治理矿区的地质环境和地质条件,就各种开采活动可能引发或加剧的环境问题、矿山建设中所受到的来至地质灾害的影响等进行预测分析,并对地质灾害的危害对象、危害程度、危害的发展趋势、综合防治的难度等进行分析评估。依据矿山的地质环境影响评估和分析结果,制定出在矿山地质环境治理工程部署所需要的,矿山地质环境保护与恢复治理方案,就治理工程部署中涉及到的针对矿山地质环境保护与恢复治理工程的主要内容,工程部署施工中需要的技术方法以及措施等进行详细的落实。

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关键词:矿山地质环境 管理 问题 对策 安徽

1. 安徽矿山地质环境问题的主要类型

安徽主要矿山地质环境问题大致可分为三大类:对资源的占用和破坏、地质灾害和地质环境污染,分述如下:

1.1对资源的占用和破坏

(1) 对土地资源的占用和破坏

采矿占用和破坏土地是一个普遍性的环境地质问题,采矿对土地资源和生态系统的破坏性很大。据统计,至2004年,安徽各类矿山占用土地总面积1634km2,其中矿山破坏土地面积为594km2,以耕地消耗面积比例最大。

(2) 对地貌景观的破坏

安徽露采矿山数量众多,点多面广,开采不规范,对山体的自然景观破坏严重,大量的建材矿山露采造成森林植被破坏,基岩,水土流失。由于开山采石采矿,植被受到严重破坏,有的山体已残缺不全,恢复起来很不容易。特别是铁路公路两边的大量露采矿山,影响沿线自然景观和风景区开发,也影响城镇人居环境与投资环境。

(3) 对地下水均衡系统及地下水资源的破坏

安徽矿业开发对地下水系统破坏主要集中在淮北淮南等地,其地质地理单元可归属江淮平原区以及沿长江中下游成矿带。由于该地区采矿抽取的地下水多为孔隙水和岩溶裂缝水,有的矿区地下水降水漏斗区达20~400km2,容易引发地面塌陷。安徽沿淮和淮北一些城市浅层地下水利用程度偏低,而过分集中开采深层地下水,形成以城市为中心的大面积水位降落漏斗,尤以阜阳市的问题最为严重,降落漏斗达2000km2,漏斗中心区水位降深达79m,并以每年2-3m的速度继续下降。

矿山采矿疏干排水还导致矿区及周围地下水位下降,甚至引起矿区周边河水断流。井下开采可能导致矿坑水下渗,造成部分矿坑水与岩溶水混染,浪费与污染地下水资源。

1.2地质灾害

安徽矿山地质灾害种类较多,矿山采掘活动强烈地改变了矿区地质体的应力系统,因而诱发各种地质灾害,如地面变形灾害(地面塌陷、地面沉降、地裂缝)、斜坡岩土体灾害(崩塌、滑坡、泥石流)、矿井灾害(矿井突水、塌方、冒顶、偏帮)等。安徽矿山地质灾害具有时间上的不均匀性(如6-7月梅雨季节,山地矿山的滑坡泥石流灾害尤为突出)、灾害的地域性(如滑坡泥石流主要发生在丘陵山地,采空塌陷主要发生在江淮平原区),具有矿山地质灾害的共生性和矿产专属性(如煤矿区瓦斯爆炸、地面塌陷、地裂缝等)。由于矿产开发不当,矿区内的地质环境频遭破坏,并引发多种地质灾害。

(1) 地面塌陷

由于地下采空、地面开挖影响了土体和边坡的稳定性,导致地面开裂、下陷、崩塌和滑坡等地质灾害,造成大量的财产损失及人员伤亡,甚至成为社会不稳定因素。采空塌陷主要分布在煤、铜、钨矿和其他金属矿床开采区,其中煤矿采空区塌陷具缓变性特征,具有一定可预测性,而金属矿山采空塌陷具有突发性,可预测性差,产生的损失也较大。

至2004年底,安徽全省矿山累计塌陷土地303 km2,主要分布于淮南、淮北煤矿区。

(2) 崩塌、滑坡

崩塌和滑坡是露采矿山及采石场经常发生的突发性地质灾害。据统计,至2004年安徽共发生矿山崩塌、滑坡49起,造成35人死亡,直接经济损失达数千万元。

(3) 泥石流

(矿山)泥石流是采矿活动有关的或是诱发的,是矿山废矿废渣堆放不当,或在尾矿坝中尾矿砂堆积所致,在突发自然因素作用下,使山坡上或沟谷里大量矿渣、泥沙、废石向下滑动所形成的一种地质灾害,安徽发生的泥石流以中小型为主。

1.3地质环境污染

矿山废渣、废水和废气等大量排放是造成矿区环境污染的主要污染源。煤矿、各种金属、非金属矿山的废渣、废水多以酸性为主,常含大量有毒、有害物质(如铜、铅、锌、砷、镉、六价铬、汞、氰化物)以及COD、BOD5、悬浮物等;众多矿山废水未经达标处理任意排放,甚至不处理就直接排入河流、湖泊中,使土壤、地表水、地下水、农作物受到污染。采、选矿粉尘、矿石冶炼废气、煤粉灰、煤层自燃、煤矸石自燃释放的SO2等有害气体均对大气造成不同程度的污染。

(1) 矿山废水污染

安徽矿山废水废液年排放量十分巨大。 据2004年统计资料,安徽全省主要矿山累计年产出废水约12亿吨,主要产在两淮煤矿区,使矿区附近地表水、地下水均受到程度不同的污染。

(2) 矿山废渣污染

安徽因开采矿产资源产出的各种废渣存量十分巨大,据2004年统计,安徽全省矿山产出废渣量约11亿吨,这些矿山废渣侵占土地,破坏植被,造成水土污染,有时还产生矿渣泥石流,形成新的地质灾害,成为破坏地质环境的安全隐患。

(3) 矿山大气污染

安徽许多矿山每年产生大量固体废弃物和尾矿污染大气,特别是采矿中的大量烟尘、二氧化硫和一氧化碳,导致空气浊化,酸雨区扩大,以煤炭和硫化工矿山最为严重。由于大气氧化和雨水浸泡,对周围的水、土和大气环境造成不同程度污染,在矿山周围形成酸雨,使得土壤的酸性增强,导致大量农作物减产与树木受损甚至枯死。

2. 安徽矿山地质环境问题的治理现状

安徽较为系统的矿山地质环境调查研究工作始于20世纪90年代中后期,较大规模的矿山环境治理工程则始于新世纪,开展各类矿山环境治理,取得了积极进展和显著成绩。

2 .1 主要进展

(1) 开展矿山地质环境调查评估

2002年至2007年,历时5年时间,在国土资源部统一部署下,全国31个省级地质环境监测总站分别承担本省矿山地质环境调查评估和综合研究工作任务。通过调查评估,基本摸清了安徽矿山地质环境现状,基本查明了主要地质环境问题,调查内容包括矿山位置、规模、开采方式、生产能力、生产现状、矿山面积、各类矿山环境问题的发育程度和地质灾害的危害程度等。通过对取得的调查数据资料进行全面统计整理、分析研究和成果集成,首次对全省矿山地质环境现状做出了全面评价和总结,取得了丰富的第一手资料,为下一步的矿山环境综合治理提供了翔实的基础资料。

(2) 进行矿山地质环境综合研究

初步研究和总结了安徽不同类型矿产开发环境地质问题的基本类型及其特征,将矿山环境地质问题划分为资源损毁、地质灾害和环境污染三大类及相应的几十种表现形式,划分出矿产资源禁采区、限采区,亟待恢复治理区和一般恢复治理区,初步找出了解决矿业开发所引发的环境地质问题的主要症结、重点难点和破解方法。

(3) 进行矿山环境规划治理

截至2007年底,完成了矿山环境保护与治理规划,建立了矿山环境恢复制度,开展了矿山环境治理试点示范,并在此基础上广泛开展矿山环境治理工程,还加强了对新建和已投产矿山企业的监督管理,使矿山生态环境恶化的势头初步得到遏制。

(4) 进行矿山整治示范

加大了矿山环境综合治理力度,投巨资开展矿山环境治理示范工程,收到了显著成效。如近年来淮北市对煤矿塌陷区进行了全面规划治理,申请设立了安徽省重点项目―淮北市采煤塌陷区综合治理项目(含142个子项目),并已顺利实施,至2006年底完成投资2.66亿元(其中国家投资1.85亿元),从根本上解决了煤矿沉陷区的生产生活和环境问题。

2 .2 存在问题

由于诸多社会历史原因的影响和当前经济社会条件的限制,安徽矿山环境治理与保护工作还存在许多不足。主要有:

(1) 基础薄弱

由于我国基础地质工作程度总体偏低,当前三分之二的国有骨干矿山进入中晚期。安徽境内不少国有大中型矿山由于资源储量不足成为危机矿山,资金投入的不足导致矿山环境恶化。少数矿山在矿产开发中,滥采乱挖,采富弃贫,浪费资源,破坏环境,产生一系列负面影响。尽管最近几年我国加大了矿山环境治理工程的资金投入,但由于需要治理的矿山环境问题太多,即使象安徽这样地处华东发达地区的省份,其投入远远跟不上治理的需要。

(2) 制度缺失

在制度建设方面,尚需改进和加强。从国家层面看,尚须补充宪法、矿产资源法、环境保护法等权威法律的条文规定和司法解释;从地方层面看,安徽虽然制订了矿山地质环境保护条例,但还缺少配套政策和实施细则,亟需从政策制定和执行两个方面加强矿山环境管理的制度建设。

(3) 管理缺位

一些矿山在开发过程中,由于地方政府和矿山企业负责人受政绩和利益驱动,片面强调发展速度,降低经济建设的生态环保门槛。有的矿产开发项目未经环境影响评价就工程上马,或将环境评估报告制度流于形式。

还有一些企业和个体矿主急功近利,进行粗放式甚至是掠夺式开采,而当地政府部门又监管不力,加剧了矿产资源浪费和生态环境破坏,影响守法的矿山企业和周边群众的矿山环境保护积极性。

(4) 技术落后

我国矿山环境恢复治理工作起步晚,历史欠帐多,矿山治理规范化、科学化不够。如冶金矿山复垦率仅百分之十几,而国外发达国家的矿山复垦率在百分之五十左右;由于矿山环境恢复治理技术较单一,不少治理方案整体设计起点不高。安徽还缺少较为成熟的矿山环境治理先进技术,科研工作跟不上,对造成两淮煤矿、铜陵铜矿等著名矿山开采带来的环境地质问题的主要技术问题以及相关经济、社会问题,缺少有针对性的研究。

3. 安徽矿山地质环境管理的对策措施

3 .1加大法制建设力度,强化行政管理

(1)为了保护和改善矿山地质环境,防治矿山地质灾害、环境污染和生态破坏,2007年,安徽省十届人大常委会第三十一次会议审议通过了《安徽省矿山地质环境保护条例》,在全国率先颁布矿山地质环境地方性法规,对矿山地质环境保护进行了严格规范。

(2)这一省级地方性法规规定,矿山地质环境保护应与开发利用相结合,坚持“谁开发谁保护、谁破坏谁治理、谁投资谁受益”的市场经济原则,要求矿山企业要编制矿山地质环境保护与治理方案,采矿权人要依法缴存矿山地质环境治理恢复保证金,并对采矿破坏的地质环境负责治理恢复。逾期拒不治理或者拒不按照方案治理的,将被处以10万元以上50万元以下的罚款;造成严重后果的,还将被吊销采矿许可证。

(3)这一条例是安徽省强化政府矿山环境行政管理的重大举措,是政府依法行政的有力武器,是矿山企业生产经营的行动指南,对于推动矿山地质环境法规建设具有积极的作用,对于国家制定矿山环境及其他省份制定相关条例也具有借鉴意义。

3.2改革体制机制,强化矿山地质环境管理

(1)落实管理体制。规定县以上人民政府国土资源行政主管部门负责本行政区域内矿山地质环境保护的监督管理工作,发展改革、建设、水利、农业、林业等有关部门按照各自的职责,做好矿山地质环境保护监督管理的相关工作,首先从管理体制上理顺关系。

(2)建立融资机制。发挥国家、企业、社会(上接第136页)三者的积极性,一是积极争取国家投入矿山环境治理资金,集中力量办大事;二是积极探索通过市场机制,多渠道融资方式,加快矿山环境治理与矿地恢复的进程;三是用好企业出资的矿山环境治理保证金,确保专款专用。融资机制的建立,是做好矿山环境管理的基础和动力。

(3)创新管理方式。把政府宏观管理与市场调控结合起来,发挥政府、市场的功能和优势。例如淮北市通过实施“绿色家园”工程,创造商机,利用煤炭塌陷地引进国内外客商落户淮北,按照“谁恢复、谁使用”的原则,确定受益主体,推出出让矿地使用权等办法来治理矿山环境,使淮北煤矿塌陷区的生态环境大有改观。

3.3进行政府管理创新,把矿山地质环境管理相关职能结合起来,推行绿色矿山目标

(1)更新管理理念。使地质环境管理从事后控制、事后治理,改变为事前预防,事前控制;从静态实施环保政策向动态实施环保管理转变;从传统的“命令与控制”手段向加强政府部门与企业公司的合作、增强企业、公司的环保能力转变。

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1矿山地质背景

1.1地层岩性

举例煤矿区位于太行山中南段的泽州盆地北端,地势总体为南高北低。矿区南部出露大面积下石盒子组地层,上石盒子组地层在井田内零星出露,矿区中部、北部大部分区域被黄土覆盖。矿区处于太行山复背斜与沁水复向斜之间,位于华北板块山西板内造山带沁水板拗太行块隆西侧、晋获褶断带西北侧。

1.2水文地质条件

矿区处于沁水盆地中段东部,属高平—晋城盆地三姑泉域水文地质单元,区域内地下水类型主要存在碳酸盐岩类、碎屑岩夹碳酸盐岩类裂隙、碎屑岩类裂隙、松散岩类孔隙3个含水岩组。

2矿山开发利用方案概述

该煤矿开采方式为地下开采,矿井保有资源量约6000×104t以上,生产规模约为90×104t/a,矿区面积近700hm2。部分地区煤层已进入残采期,但在矿井改扩建期间,企业利用煤矿现有生产系统准备开采该区残存煤资源。

3矿山地质环境影响现状评估

该煤业有限公司为再整合改建矿山,目前处于整合后基建期。通过近年调查与监测未发现崩塌、滑坡、泥石流灾害,但矿山开采潜在地裂缝、塌陷影响区范围内存在耕地、有林地、其它林地、草地等多种用地类型。该区煤层已大面积采空,地表也曾发育裂缝、塌陷,煤层开采已对其上覆地层造成较大破坏,该煤层之上的二叠系上统上石盒子组、下统下石盒子组、下统山西组砂岩裂隙含水层亦可能遭到破坏,如隔水层破坏,储水结构发生变化,同事部分地区浅水井已出现明显水位下降。现状条件下,采矿活动对含水层的影响程度较严重。

4矿山地质环境预测评估

地质灾害危险性预测评估认为:煤矿开采可能引发地面塌陷、地裂缝、崩塌、滑坡等地质灾害,主要影响目标为旱地、有林地、其它林地等,造成的危害主要为耕地减产和林木损毁,若保安煤柱留设不当将对区内居民及工业场地建筑造成较严重影响,地质灾害危险性大。煤层采空后,可能将在矿区南部沟谷边坡引发崩塌、滑坡地质灾害,其威胁对象主要为沟谷中园地、耕地、林地等。矿山新建工业场地占用土地面积约13hm2,其中占用旱地约10hm2,占用其它草地约两公顷。矸石堆放占用土地面积约3hm2,土地类型主要为灌木林地。矿山开采将导致地面塌陷、地裂缝等潜在地质灾害,其中重度地质灾害区约占矿区面积的70%,对土地资源影响程度为严重。通过对各开采煤层垮落带、导水裂隙带高度计算结果分析,矿区内各煤层大面积采空后,会对可采煤层上覆含水层造成较大破坏,甚至影响到第四系孔隙水。

5矿山地质环境保护与恢复治理工作

根据矿山地质环境影响评估结果,结合矿区社会经济发展需求,确定了矿山地质环境保护与恢复治理的目标和任务。结合矿山开采方案的确定性,总体工作部署分为近期(近5年)和中远期(5年后至闭坑)。矿山地质环境恢复治理工程包括:(1)地灾防治,如土地塌陷和裂缝填埋、崩塌、滑坡治理等;(2)含水层修护;(3)地貌景观修复,植被绿化等。矿山地质环境保护与治理恢复主要任务与目标:(1)矿山开采时为区内村庄、工业场地等留设保安煤柱;(2)采矿引发的地面塌陷、裂缝及时填埋,恢复土地功能;(3)恢复采矿地表变形损毁的地表植被,改善及恢复中转场地、煤矸石堆放场地形地貌景观;(4)解决受影响村庄的人畜饮水问题;(5)建立矿山地质环境监测网络,开展矿山地质环境监测工作,掌握矿山地质环境的动态变化。

6矿山地质环境保护与恢复治理分析与建议

综上分析,该煤矿山地质环境条件相对复杂,矿山生产建设规模在全国范围居中,但由于其地理位置与地质条件特征,因此对周围社会生产生活可能造成的影响较大。现状调查及预测分析发现,矿山开采可能引发地面塌陷、地裂缝、崩塌和滑坡等地质灾害,另外会对含水层造成较严重影响。因此结合矿山地质、交通、经济及社会等条件,应从地质灾害防治、地质环境保护、地貌景观保持三个层面进行矿山地质环境保护与恢复治理工作,从而保障当地的地质环境、生态环境与群众生产生活的正常持续进行。

作者:温静 王昊 单位:中国国土资源航空物探遥感中心

参考文献:

[1]山西省地质工程勘察院.山西煤炭运销集团龙达煤业有限公司地下水环境影响评价报告专题[R].太原:山西省地质工程勘察院,2014.

[2]辛鹏.陕西省麟游县地质灾害危险性评价[J].中国地质科学院,2010.

[3]辛鹏.陕西宝鸡市渭河北岸大型黄土滑坡形成机理与危险性评估[J].中国地质科学院,2013.

[4]山西省地质工程勘察院.晋城市地质灾害隐患点详细调查报告[R].太原:山西省地质工程勘察院,2013.

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关键词:地质灾害、泥石(废石、矸石)流、崩塌、滑坡、地裂缝、岩溶(采空区)地面塌陷、突水突泥

1、前言

湖南省矿产资源丰富,矿山企业众多,矿业活动引起的矿山环境问题日趋严重。但近年来,为了最大限度地减轻矿山地质灾害损失,有计划的进行地质灾害的防治。先后出台了《湖南省地质灾害防治管理办法》、《湖南省地质环境保护条例》、《湖南省矿山地质环境影响评估技术要求》〔试行〕、《湖南省矿山地质环境影响评估技术要求》、《湖南省矿山地质环境治理备用金管理办法》等与矿山地质环境保护有关的规章制度。

湖南矿山开采形成的地质灾害对湖南的经济造成巨大损失,同时引起了一系列的社会矛盾,一些受害单位和个人不得不把矿山企业推向法庭,形成了新的社会不安定因素。可见对矿山地质灾害的预防及治理到了关键时刻,已成为湖南省当前一项重要任务。

2、矿山地质灾害的成因

2.1、受自然环境条件制约

湖南地处东经108°47′~114°45′″、北纬24°39′~30°28′之间,境内东南西三面环山,幕阜、罗霄山脉绵亘于东,五岭山脉屏障于南,武陵、雪峰山脉逶迤于西。湘西山地多数山峰海拔1000m以上,中部丘陵与河谷盆地相间。

湖南省成矿区主要分布于湘东南西,多数矿区受两种或两种以上构造及其复合部位控制,成矿地貌复杂、构造发育,矿床规模不一,造成采矿方式及采矿难度大,决定了矿山开采诱发及加剧地质灾害的发生。

2.2、矿山开采技术落后

目前,由于矿山地质环境保护技术规范不健全,缺乏不同类型的矿山开采技术要求和环境保护措施,全省绝大数矿山开采技术还是采用传统的炸药爆破方式进行开采,致使矿山围岩结构受损,地质灾害事件屡屡发生。

2.3、矿山地质灾害恢复与治理缺乏资金支持

矿山地质环境已经存在许多历史遗留问题,给社会经济可持续发展造成了较大的困难。在社会主义市场经济时代,矿产开发投资主体已经多元化,矿山业主流动性大,个人经济效益放在首位,矿山地质灾害日益突出。

虽然我省投入大量资金进行恢复治理,如2004年,国家财政部和国土资源部批准湖南省11个矿山环境整治项目,补助资金2300多万元,占财政部和国土资源部当年矿山环境整治补助资金的20%以上。但由于历史欠帐太多,矿山环境恢复治理还是显得资金投入不够,矿山环境恢复与治理的速度仍赶不上破坏的速度,矿山环境恢复与治理任务大。

3、矿山地质灾害实例

湖南的煤炭坝煤矿环境地质条件为地处浅埋岩溶区,因开采矿产需要,进行矿区疏排地下水引发的岩溶塌陷灾害十分普遍,本矿大规模开采煤炭资源始于20世纪70年代,而因采矿造成的岩溶塌陷引发的受损房屋面积已达150万平方米,受影响的城乡人口26889人;受损农田2345公顷,抛荒地453公顷;还使大量的公用建筑、道路桥梁、电力通讯设施、水利工程遭到破坏以及严重的地表开裂、变形等灾害。

柿竹园矿为老矿山,过去对尾矿坝的安全重视不够,存在着许多安全隐患。如1985年8月,因一场特大山洪引起大规模矿山尾砂废石流,长11公里,固体物质总输移量达5500万立方米,致死49人,将原东波矿区的下二村洗劫一空,直接经济损失1748万元。

恩口煤矿区因长期疏干排水导致矿区25平方公里范围内出现8757个塌洞,致使人畜饮水困难,农田水利设施被毁,直接经济损失1.1亿元。

4、矿山地质灾害预防措施建议

矿区地质灾害预防是关系到矿区人民生命财产安全、关系到矿区经济的可持续发展。有必要积极开展矿区地质灾害预防工作。针对矿区地质灾害发生的特点、造成损失程度特作出以下具体的预防措施建议:

4.1、认真贯彻执行“以防为主、防治结合”的方针

开展全矿区地质灾害时空的分布、形成机理的研究,进行地质灾害预测、预警分析,逐步掌握地质灾害的分布规律,做好地质灾害的事前防范工作。

4.2、进一步加强规章制度的建立,健全防灾措施

大力宣传、认真贯彻《湖南省地质灾害防治管理办法》、《湖南省地质环境保护条例》等,进一步增强全矿人员的法律意识,提高依法加强矿山地质灾害预防的自觉性,以法规的形式预防和减轻矿区地质灾害。

4.3、设立专门的机构预防地质灾害

实行严格的责任制,按照《湖南省地质灾害防治管理办法》做好如下四点防灾工作:一是做好以地质灾害现状、防治目标、防治原则、易发区和危险区的划定、总体部署和主要任务、基本措施、预期效果为内容的地质灾害防治规划;二是拟定好地质灾害监测、预防重点,设计好地质灾害危险点威胁对象、范围的地质灾害防灾预案;三是做好矿业活动诱发地质灾害的可能性、矿业活动本身遭受地质灾害的危险性及已发生的地质灾害所采取的措施等进行地质灾害危险性评估;四是做好地质灾害发生的时间、地点、成灾范围、影响程度等地质灾害预报。

4.4、需要加强地质灾害监测和信息系统建设

大型矿区根据地质灾害的性质及防治措施确定监测内容,并建立监测网络和信息系统,密切观察地质灾害的发展动态。小型矿区根据经济实力可采取不定时的监测。

4.5、矿区重点预防区实施专人定点监控,切实做好地质灾害的预防工作

汛期是防灾工作重点时期,要紧密结合天气预报做好地质灾害趋势预测,要加强地质灾害险情巡回检查,发现险情及时处理和报告。

4.6、要加强巡查,严格管理

地质灾害预防要坚持以防为主,防患于未然;坚持以人为本,确保人民生命安全,同时最大限度降低财产损失。加强巡查工作,落实专班,做好值班,对各种可能诱发地质灾害的行为开展不定期的检查,从源头上尽可能防止和减少地质灾害的发生。

4.7、建立群测群防体系

矿区所有的人相当于一个大家庭,人人有责来维护矿区的安全,要动员所有力量,建立群测群防体系。

5、矿山地质灾害治理措施建议

矿山地质灾害的发生具有突发性,对矿山造成的危害往往难以估计的,可能摧毁矿山设施,淤埋矿山坑道、伤害矿山人员、造成停工停产,甚至使矿山报废;也可能对矿区内的居民及其他流动人员构成生命危险、毁坏房屋、破坏耕地、林地等等。依据本人从事的矿山地质灾害的实践,对矿山地质灾害的治理措施作了归纳并提出了一些建议。

5.1、泥石(废石、矸石)流治理措施建议

泥石(废石、矸石)流指由于暴雨或其它水源破坏斜坡表层及堆积物的稳定而形成的一种夹带大量泥沙石块(含矿山废石矸石)及植物等固体物质的特殊洪流。形成条件概括起来主要表现为三个方面:地表大量的松散固体物质,充足的水源条件和特定的地貌条件。治理措施建议:

5.1.1治水措施 :此项可分为蓄水措施、引水措施、截水措施。作用是调蓄洪水,避免或减缓洪峰;引、排洪水,消减、控制泄洪量;拦截上方崩滑或水土流失地段径流。

5.1.2 治泥石(废石、矸石)措施:可分为拦坝措施、挡墙(挡土墙、挡渣墙)措施、护坡措施、变坡措施。作用为拦蓄泥沙、稳固滑坡、节节拦截、减缓沟底坡度;稳固滑坡、崩塌体;加固边坡,增强坡体抗滑抗流能力;降低坡角,削弱泥石(废石、矸石)流侵蚀力。

5.1.3 生物措施:主要采用水源涵养林措施、水土保持林措施及废石、矸石恢复植被措施。作用是改良土壤,消减径流;保水保土,扩大植被覆盖率,减少水土流失;固定废石、矸石,降低松散固体物。

5.2 崩塌治理措施建议

崩塌指陡坡上被直立裂缝分割的岩土体,因根部支撑不住,产生折断压碎或局部滑移,失去稳定,突然脱离母体向下倾倒、翻滚的现象。崩塌是在特定条件下形成的:地形地貌、地层岩性和地质构造是崩塌的物质基础;降雨、地下水作用、振动力、风化作用以及人类活动对崩塌的形成和发展起着重要的作用。治理措施建议:

5.2.1 遮挡措施:遮挡斜坡上部的崩塌落石。常用于中小型崩塌或人工边坡崩塌的防治。

5.2.2 拦截措施:对于仅在雨季才有坠石、剥落和小型崩塌的地段,可在坡脚或半坡上设置拦截构筑物,如设置落石槽以停积崩塌物质。

5.2.3 支挡措施:在岩石突出或不稳定的大孤石下面,修建支柱,支挡墙等。

5.2.4护墙、护坡措施:在易风化剥落的边坡地段,修建护墙,对缓坡进行浆砌片石护坡等。

5.2.5 镶补勾缝措施:对坡体中的裂缝、缝、空洞,可用片石填补空洞,水泥砂浆勾缝等以防裂隙、缝、空洞的进一步发展。

5.2.6 切割爆破措施:采用切割爆理孤石、危岩或孤石(危岩),通过各种药包的联合爆切作用,把单个的、体积较大的孤石、危岩或孤石(危岩)群予以全部或局部地粉碎。

5.3 滑坡治理措施建议

滑坡指斜坡上的岩土体受一定的因素诱发,在重力作用下,沿着一定的软弱面或软弱带,整体地或分散地顺坡下滑的现象。滑坡的成因包括两方面,一是环境条件:岩土地质类型是产生滑坡的内在物质基础;地质构造及岩土结构是产生滑坡的内在地质环境条件;地形地貌是产生滑坡的内在地貌环境条件;地下水作用是产生滑坡的水文地质条件;二是诱发因素:矿山滑坡的形成可能有以下五种诱发因素,分别为大气降水、沟谷水流的冲刷、人为工程活动破坏坡体平衡作用、地震动的作用、乱砍滥伐人为活动。治理措施建议:

5.3.1 排除地表水措施:目的在于拦截、旁引滑坡外表的地表水,避免地表水流入滑坡区。具体施工措施有滑坡体截水沟、滑坡体上地表水排水沟。

5.3.2排除地下水措施:排除地下水可使滑坡体土体干燥,从而提高其强度指标,降低土壤的容重,并可消除地下水动水压力,以提高滑体的稳定性。具体施工措施有截水盲沟――用于拦截或旁引滑坡体地下水、支撑盲沟――兼具排水和支撑作用、仰斜孔群――用近于水平的钻孔把地下水引出、渗管――排除滑坡体内的地下水等等。

5.3.3 削坡减重措施:用于治理处于“头重脚轻”状态而在前方又没有可靠抗滑地段的滑体,使滑体外形改善、重心降低,从而提高滑体稳定性。

5.3.4 修筑支挡措施:目的在于增加滑坡的重力平衡条件,使滑体迅速恢复稳定。具体施工措施有抗滑挡土墙(锚杆挡墙、桩拱墙、竖向预应力锚杆挡墙等)、抗滑桩、锚固。

5.3.5 土质改良措施:它通过改善滑体土的性质,使之坚固以达到稳定滑坡的目的。具体施工措施有焙烧法――利用导洞或钻孔火烧滑坡前缘部分的滑体,使之形成由硬土组成的“天然”挡墙、爆破法――在已成孔孔底用炸药爆破,破坏滑动面的完整性,使得不能沿滑动面形成连续的底强度带、灌浆法――用于凝固土体,从而达到提高滑体土抗剪强度目的。

5.4 地裂缝治理措施建议

地裂缝指由于内外力作用而产生的地面缝状开裂。形态上有张口状裂缝、压密裂缝及台阶状裂缝等。矿山型地裂缝多为采空区地面塌陷及岩溶地面塌陷中地表变形形态之一。矿区地裂缝的形成主导因素为采矿遗留的采空区、过量抽排地下水而产生的负压所致,其次为地震、地质构造、崩塌、滑坡等所造成的。治理措施建议:

5.4.1 水泥灌浆法措施:一般用于较大型地裂缝,目的在于填补裂缝,使其具有凝合力,以止地裂缝进一步发展。

5.4.2 填土掩埋、夯实措施:一般用于小型地裂缝,对地裂缝进行及时的回填、夯实,以控制其继续扩大。

5.4.3 采空区回填措施:对已采空区要进行及时回填,减小负压,以防止地裂缝的发生和发展。

5.4.4 控制地下水位下降措施:使抽排水量小于或等于地下水的补给量,以避免地裂缝的发生或发展。

5.5采空区地面塌陷治理措施建议

采空区地面塌陷指地下矿层(体)被采空后,顶板覆岩产生变形破坏波及地表,使地表产生沉陷、地裂缝、塌陷坑及槽状塌陷等非连续变形破坏现象的总称。主要由于地下采空区使原有的平衡条件破坏,使其产生负压,采空区顶部抗压不强而形成塌陷。治理措施建议:

5.5.1.1工程治理措施。清除填堵:常用于相对较浅的岩溶塌坑或埋藏浅的土洞。首先清除其中的松土,填入块石、碎石形成反滤层,其上覆盖以粘土并夯实;强夯:在土体厚度较小、地形平坦的情况下,采用强夯砸实覆盖层的方法消除土洞,提高土层的强度;因地制宜修建截、排水沟。

5.5.1.2 矿井设置保安矿柱或禁采区措施。实施本措施对保护地面人居安全与基础设施的稳定性所确定的范围合理,安全可靠,能有效防止或减小地面沉陷变形破坏。闭坑后矿山矿柱回采,须设计回采方案,方案必须经过国土主管部门批准后实施。

5.5.1.3 改进矿井开采方法与顶板管理方式:矿井开采方法与顶板管理方式应根据矿山地质环境情况进行设计,前提是使发生采空区地面塌陷的可能性降到最小。

5.5.1.4 采空区处理措施:对已采空区要进行及时处理,以阻止采空区地面塌陷的形成及发展。具体操作措施有充填法、垮落法、顶板缓慢下沉法、条带开采法。

5.5.1.5 实施搬迁避险措施与对受损土地实施复垦整治:对治理难度大、经费大的采空区地面塌陷所影响范围内的村民实施搬迁,并对受损的土地因地制宜的种草植树,防止水土流失,恢复生态景观效果。

5.6岩溶地面塌陷治理措施建议

岩溶地面塌陷指岩溶地区(主要是覆盖型地区)隐伏在地下的岩溶洞穴上方的土(岩)体,在人为因素或自然因素影响下产生向下陷落,并在地面形成坑洞或裂缝的作用和现象。主要发育有浅层开口岩溶洞及裂隙可溶岩、具有一定厚度的松散覆盖层、易于改变的地下水动力条件、大型或浅层采空区。治理措施建议:

5.6.1.1预防措施。根据矿井岩溶分布深浅、发育程度,地下水迳流条件,在矿井疏干前编制预测可能出现的岩溶地面塌陷区制定预防措施。

5.6.1.2回填或灌注填充措施:对影响人居环境与重要设施的岩溶塌坑,或影响矿井充水的岩溶塌陷漏斗采取碎石、粘土回填,防止塌陷的再度出现。在溶洞埋藏较深时,通过钻孔灌注水泥砂浆。填充岩溶孔洞或缝隙、隔断地下水流通道,达到加固的目的。

5.6.1.3 采取供水措施:对因矿业活动引起岩溶地面塌陷,导致水资源枯竭的地区,应采取供水措施,确保人畜及生产用水。

5.6.1.4 实施搬迁避险措施:对治理难度大、经费大的岩溶地面塌陷所影响范围内的村民实施搬迁避险。

5.6.1.5 控制矿井排水量措施:控制矿井的排水量,使地下水缓慢下降,使原有的平衡条件慢慢的破坏,以达到一个缓解的目的。

5.7矿井突水突泥治理措施建议

矿井突水突泥指矿山地下井巷及采矿工作面(场)在采掘过程中发生突然大量涌水或涌泥的现象。井下采掘活动破坏岩层的天然平衡,采掘工作面周围水体在静水压力和矿山压力作用下,通过断层、隔水层和矿层的薄弱处并携带泥土进入采掘工作面;在开采过程中,对已采空区的积水或老窑水没有进行适当处理而突然灌入开采巷道所致。治理措施建议:

5.7.1 地面防水措施

5.7.1.1 挖沟排(截)洪:地处山麓或山前平原区的矿井,可在井田上方垂直来水方向沿地形等高线布置排洪沟、渠,拦截洪水和浅层地下水,并通过安全地段引出矿区。

5.7.1.2 排除积水:有些矿区开采后引起地表塌陷,常年积水,且随开采面积的扩大,塌陷区范围越广,积水越多。此时要排掉积水,消除水害隐患。

5.7.1.3 填堵通道:矿区范围内,因采掘活动引起的地面塌陷、开裂等查明是矿井水通道时,则在渗漏地段进行填堵、夯实,且略高出地面以防积水。

5.7.2 井下防水措施

5.7.2.1 防水闸门和防水墙:在适当的地点预留防水闸门和防水墙的位置,使矿井形成分翼、分水平或分区隔离开采。在水患发生时达到分区隔离,缩小灾情,控制水势危害,确保矿井安全。

5.7.2.2 防水煤(岩)柱:在水体下、含水层下承压含水层上或导水断层附近采掘时,为防治地表水或地下水溃入工作地点,在可能发生突水处的保留最小宽度的矿柱不采,以加强岩层的强度和增加其重量阻止水突入矿井。

5.7.2.3 矿井注浆堵水措施:注浆堵水就是将制的浆液压入井下岩层空隙、裂隙或巷道中,使其扩散,凝固和硬化,从而岩层具有较高的强度、密实性和不透水性达到封堵截断补给水源和加固地层的作用。具体施工措施有井筒注浆堵水、突水点(口)注浆堵水、井下注浆堵水等。

六、结语

本文通过资料收集、具体实践,特对矿山常见几种地质灾害的定义、成因条件作出分析,结合湖南省矿山具体情况,对矿山地质灾害的治理措施进行了扼要的总结,但在实际操作中,一种灾害的治理可能需要几种治理措施结合使用。

参考文献

〔1〕湖南省矿山地质环境影响评估技术要求 杨顺泉等 湖南省国土资源厅 2006年元月

〔2〕湖南省1:50万地质矿产图说明书湖南省地质科学研究所 1977年11月

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关键词:露天矿山;排土场;灾害;分析;防治措施

中图分类号:TD21 文献标识码:A 文章编号:

矿山排土场主要是露天矿山放置废石的场所,排土工序也是露天矿山生产流程中的一项基础性的重要工序。排土场本身的建设质量、稳定性、安全性、选址及运行模式等都会直接影响到其运行安全。虽然目前很多矿山对排土场的安全都高度重视,但排土场仍是露天矿山生产过程中的一个灾害频发地点。这主要是由于很多露天矿山普遍难以协调排土场管理控制成本与建设质量、建设工期等之间的关系,以及未能对排土场进行合理科学的选址,导致露天矿山排土场管理成本上升、管理难度加大,为矿山和社会带来巨大的经济损失和环境危害。

1 露天矿山排土场灾害分析

由于不同的矿山排土场的地理位置、所处的地质及气候等自然条件各不相同,可将灾害类型大致分为排土场滑坡、排土场泥石流及排土场环境污染三类。根据露天矿山排土场灾害类型进行针对性的灾害原因及机理分析,是制定有效的排土场灾害预防及治理的基础和关键。

1.1 露天矿山排土场滑坡原因与机理分析。露天矿山排土场滑坡是排土场三种类型的灾害中发生频率最高、最为常见的一种。排土场滑坡有可具体分为排土场的内部滑坡灾害、排土场沿基岩软弱层滑坡灾害及排土场基地接触面滑坡灾害这三种类型的滑坡灾害。现将排土场灾害产生的具体原因与机理分析如下:1)排土场建设初期的选址、设计及建设原因。一些露天矿山并没有充分认识到排土场后期灾害预防控制及安全生产与早期建设选址的紧密关联,在矿山排土场的选址过程中,没有充分重视,未能科学分析不同地理位置建设排土场的后期生产效果及可能遇到的灾害情况,对多个选址方案进行综合评价分析,选出综合效益最优的建设位置,而是仅仅片面地考虑到矿山的生产效率、经济效益或管理难度、管理成本等方面。在早期排土场建设及设计中,由于专业设计人才的缺乏、主要矿山生产建设者没有充分参与等原因,未能对矿山排土场实际地质情况进行精确的勘测,也未能对矿山排土场进行合理、科学的规划设计,又由于排土场建设工期、建设与设计成本等因素之间的矛盾性,导致在建设中没有对排土场软弱层清理或清理不彻底、整体建设质量不高,为日后排土场生产运行中滑坡的产生埋下了隐患。2)排水不当或排水设施不健全。若排土场排水不当或排水设施不健全,当遭遇大雨或连续降雨天气时,不能及时排除的雨水会很快渗入排土场,降低排土场稳定性,进而引发滑坡。3)组织管理及其他人为因素。在排土场作业未能进行有效组织,导致生产中排土场软弱面的形成;一些排土场周边存在取土和采石现象,若没有及时制止并修复,就容易引发日后排土场的滑坡灾害。

1.2 排土场泥石流的原因及机理分析。1)排土场泥石流形成机理。排土场泥石流灾害主要有重力泥石流灾害与水动力泥石流灾害两种。其中水动力泥石流主要由于过多的石料等物质堆放于汇水面积较大的山谷处,导致大量物料经动力水的冲刷而沿陡坡急速向下流动,从而形成泥石流;重力泥石流是由于排土场的吸水岩土遇到水之后发生软化,直至变为粘稠状的流体,也可能是滑坡体等直接转变为泥石流。2)泥石流形成原因。排土场泥石流的主要成因是:排土场地域内本身含有较多的松散岩土;排土场所在之处有大的沟床纵坡,地形陡峻;排土场上游或中游存在较大的汇水面积或充足水源。

1.3 排土场环境污染分析。由于露天矿山的排土场存放了大量的废石,在转排及卸土生产中不可避免会出现大量固体颗粒,加上风力作用及排土场本身存在的坡面作用,就会产生大量的尘埃,进而造成排土场及其周边的环境污染。由于雨水冲刷等原因造成的排土场水土流失也会对生态环境形成较大的影负面响。

2 露天矿山排土场灾害防治措施

在对露天矿山排土场灾害进行深入分析之后,根据不同的灾害类型针对性地采取相应的防治措施,是治理和控制排土场灾害的关键所在。

2.1 科学组织排土场前期设计与建设。排土场早期的设计与建设很大程度上决定了其之后的生产管理效率及质量。充分认识到排土场后期灾害预防控制及安全生产与早期建设选址之间的紧密关联,在矿山排土场的选址过程中,充分重视,未能科学分析不同地理位置建设排土场的后期生产效果及可能遇到的灾害情况,对多个选址方案进行综合评价分析,选出综合效益最优的建设位置;并充分综合考虑矿山的生产效率、经济效益或管理难度、管理成本等因素,充分调动矿山建设与生产者、请具备实际生产建设经验的认识对矿山排土场进行设计并评价和指导设计方案,对矿山排土场进行合理、科学的规划设计,对矿山排土场实际地质情况进行精确的勘测,科学组织排土场前期设计与建设。

2.2 完善排土规划效益,调整排土工艺。在规划及实际生产中,应不断总结分析生产管理经验、借鉴成功的生产管理案例,对排土工艺进行合理的改善和调整。若排土场处山坡地形为上陡下缓时,可根据现场环境条件,调整排土顺序以保证排土场稳定性。

2.3 完善排土场排水设施。排土场滑坡、泥石流及生态环境破坏这三种灾害都与排土场的排水不力有关。建设并完善排土场排水设施是预防和治理这三种灾害的重要措施。可选择合适的位置修筑及改善排土场上方截水沟,以减少排土场的汇水面积、拦截地表水及大气降水;选择合适的位置钻排水孔,以降低排土场水位,防止静水压力形成隔水层底鼓,进而防止地下水深入排土场而引发灾害。

2.4 修建护墙挡坡。可在可能发生滑动的地方采用岩石砌筑的方法修建护墙挡坡,以防止灾害发生。干砌重力块石坝,不仅施工简单、成本较低,还具有很好的渗透性,可以有效预防滑坡、泥石流灾害,方便排水疏干。但护墙挡坡的修筑需要对修筑部位的稳定性充分测定,以防误修带来危害。

综上所述,排土工序也是露天矿山生产流程中的一项基础性的重要工序,而露天矿山的灾害频发地是矿山排土场,对排土场灾害的控制情况直接关系到矿山生产质量及生产效率。矿山应根据排土场的地理位置、所处的地质及气候等自然条件,对不同排土场灾害类型进行针对性的灾害原因及机理分析,充分重视、科学组织排土场前期设计与建设,不断总结分析生产管理经验、借鉴成功的生产管理案例,对排土工艺、排水管理进行合理的改善和调整,在可能发生滑动的地方采用岩石砌筑的方法修建护墙挡坡,在协调排土场管理控制成本与建设质量、建设工期等之间的关系的基础上,有效控制排土场的滑坡、泥石流、环境污染等灾害,切实减少露天矿山排土场灾害的发生。

参考文献

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[关键词]矿山 地质环境 治理恢复

[中图分类号] P66 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-2-229-1

随着工业化发展步伐的加快,我们对矿产资源的需求与日俱增,环境保护和经济发展之间的矛盾越来越严重,由于前些年在矿产资源的开采过程中没有建立规范的管理制度和健全的法律体系,导致矿山开采呈现一片混乱的局面,造成植被破坏、空气污染、水污染、废气和固体物污染等。这些问题严重影响着我们的生产、生活,制约着社会的可持续发展。目前我们仍有许多问题急需解决,如:矿山地质环境的治理与恢复、废弃矿山土地资源的综合利用、矿产资源的合理利用等。我们要把矿山地质环境的治理和恢复放在首要位置,如果一味的开采而不去治理,环境问题将会越来越严重,人类的生存就会面临很大的威胁,因此恢复矿山生态环境是当下的首要任务。

1矿山开采对周围环境造成的影响

在矿山的资源开发过程中,往往对环境造成很大的破坏,这些现象表现在:

(1)地面塌陷、断层、开裂、变形。当地下矿产资源被开采过后,因为上面的岩石没有了支撑力,就会导致整体路面下沉,如果处理不够及时,重型机械运行时就容易出现地面塌陷、断层的情况,这些潜在状况威胁着人们的生命安全,当大面积的塌陷发生时容易导致公路、铁路、居民区遭到破坏,不仅会给人们的交通造成不便,严重时还会对人们的生命造成威胁。

(2)对土地造成污染。当大部分未经处理的工业生产污水排入江河、湖泊中时,会严重污染我们的水资源。首先,当废水渗透到地下时会污染我们的饮用水、造成土地质量下降,土壤中含有的有机质降低,制约着土地的可持续利用,其次,当土地污染严重时还可能造成重金属的中毒。最后,会减少农田生物的多样性,降低产量指标,导致农业发展的滞后,这些都会带来巨大的经济损失。

(3)容易引发滑坡、泥石流等地质灾害。我国幅员辽阔,地质环境极为复杂,滑坡分布尤为广泛,矿山开采过后多少都会受到泥石流、滑坡等灾害的影响,特别是一些露天的矿山区域。造成这些灾害的原因有几点:一是矿渣堆放不合理长时间地堆积容易引发滑坡,二是露天开采改变了原有的土质平衡状态,三是部分矿渣的堆放沿着沟渠放置,下雨时容易形成泥石流。滑坡会破坏路线、阻碍交通运行,而且线路很难修复。当滑坡严重时会阻断人们的出行,影响我们的生产和生活。滑坡发生时往往会伴随泥石流的发生,在泥石流的上部往往是滑坡的活动区域,当滑坡进入水库形成滑坡湖时很容易形成泥石流。

(4)容易造成水土流失。矿山开采对植被造成的破坏大致分为两方面:一方面由于地表长时间地被风化丧失了水土保持的能力,水土流失会导致大量的泥沙下流,淤积在河道、水库中,造成河床抬高。另一方面会导致旱涝灾害的发生,地面植被因为水土流失致使吸收水分的能力降低,所以很容易引起旱涝灾害的发生,最严重的是导致生态失调,限制我们的社会经济向可持续发展的方向前进。

2矿山环境恢复治理的原因

矿山开采在为我们的经济发展做出巨大贡献的同时,还给我们的生态环境造成严重的破坏,并且引发一系列的社会问题,因此,开展对矿山环境的治理工作不仅是我们国家可持续发展的需要,也关系到人与自然的和谐相处。

(1)矿山环境的治理与恢复可以增加我们的耕地使用面积,提高使用率。矿区土地重新利用是增加土地使用面积的重要手段。首先我们要进行土地平整的工作,主要施工机器是推土机、挖土机等,在划分区域后,对施工现场的实际情况进行研究分析,根据不同地区的地形条件填充土质。

(2)能够有效的预防地质灾害的发生。当矿山进行开发时很容易破坏植被,造成山体滑坡、泥石流等自然灾害的发生,当我们利用植被修建挡土墙或者利用混凝土修建坡面时,都能够有效快速的防止滑坡、泥石流现象的发生。

(3)能够使植被得到恢复。因为矿山开采会破坏植被,在开采过程中产生的废弃物极容易造成水土的流失。当我们有目的性的在矿区恢复绿色植被时,不仅可以净化空气还能够减少水土流失。

(4)能够提高矿山区域的生活质量。在矿山开发时,产生的废渣、废工业用水会严重影响矿区的生活环境,人们在废弃的矿区周边生活容易受到细菌的感染,而且生活用水、生命安全也不能够得到有效的保障。

3矿山地质环境的治理恢复方法

国家出台了相关的法律,明确了谁污染谁治理、谁投资谁受益的原则,全面展开了矿山资源的恢复治理工作。从我国现阶段的状况来看,矿山问题已经严重危害我们国家社会经济的可持续发展,所以为了最大程度的减少矿山污染问题,实现资源的有效利用,就要从根本上解决问题,当矿山在开发时就要严格遵循可持续发展的策略,实现资源的开发、利用和环境相协调。

首先,废石、废渣的堆放要选择远离水源的地方,能够防止泥石流的发生。随意堆放废弃物不仅破坏周边的环境,还会影响人们的日常生活,因此在选取废弃物放置地点时就要严格按照规定放置,谁开发谁就要处理这些废弃物。 其次,建立适当的监控系统。在矿区建立监控系统的目的是为了更好的监督开发商

注意保护周边的环境,防止乱砍乱伐现象的发生。再次,在开采时要对现场的周边环境进行整治,防止开采过程中坍塌现象的发生。当我们在开采矿产资源之前,应对周边环境进行合理的研究分析,这样能够减少开采过程中带来的各种问题,避免一些灾害的发生。最后,在露天开采的区域注意植被的恢复。露天开采的区域对环境带来的危害是比较大的,因此在开采的同时要注意植被的保护,植被保护能够有效的防止水土流失,减少因为水土流失造成的一系列灾害。

4结语

矿山地质环境的治理与恢复符合国家可持续发展的观点,是一项益于国家和人民的项目工程,我们必须在开发矿产资源的同时注意对环境的保护,减少因为开采矿产资源带来的各种灾害,防止因为开采不当对人民造成的各种伤害,通过有效的治理与防护,预防滑坡、泥石流、坍塌等灾害的发生。通过对矿山环境进行治理和恢复,把矿山开采区逐步变成生态环境良好、有益于人民生存的地方。

参考文献

[1]刘淑英,张丰雄,郭生秀.青海地区砂金矿山地质环境的治理与恢复[J].青海科技,2010(6).