礦山地質(zhì)災害及防護

礦山地質(zhì)災害主要類型及防治對策研究郭維君隨著我國新一輪的經(jīng)濟快速發(fā)展，礦山資源需求量的增加將加速礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，顯著加大對環(huán)境的壓力。我國是個礦業(yè)大國，又是最大的發(fā)展中國家，礦產(chǎn)資源的年消耗量很大。據(jù)統(tǒng)計，目前，我國各類大中型礦山已達9000余座，資源開采規(guī)模居世界第3位。礦業(yè)的發(fā)展為我國的經(jīng)濟發(fā)展做出了巨大的貢獻。由于礦產(chǎn)資源開采是迄今最大規(guī)模改變地球表面景觀和破壞地表生態(tài)系統(tǒng)的有組織的人類活動，加上市場經(jīng)濟的沖擊、粗放式的經(jīng)營生產(chǎn)、采礦技術與設備落后、安全環(huán)保意識的淡化、政策不規(guī)范等原因，導致礦山地質(zhì)災害隱患日益增多，環(huán)境逐步惡化。有關統(tǒng)計顯示，我國每年因地質(zhì)災害造成的直接損失達300億元，嚴重制約著礦山企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，如何規(guī)范、合理、有效、安全、環(huán)保的開采和利用資源，促進礦山企業(yè)和地方經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，成為業(yè)內(nèi)人士日益關注的問題。1礦山地質(zhì)災害類型礦山地質(zhì)災害是指由于自然地質(zhì)作用和人為地質(zhì)作用使礦山生態(tài)地質(zhì)環(huán)境惡化，并造成人類生命財產(chǎn)損失或人類賴以生存的資源、環(huán)境嚴重破壞的災害事件。有人認為礦山地質(zhì)災害是由于人類開采礦山而直接誘發(fā)的人為地質(zhì)災害。國土資源部按致災地質(zhì)作用的性質(zhì)和發(fā)生處所進行劃分，將地質(zhì)災害分為12類、48種，礦山地質(zhì)災害為地質(zhì)災害的一個分支。目前我國礦山存在種類多，分布廣，影響大，潛在災害隱患突出等特點，并且存在上升的趨勢，給人民生命財產(chǎn)安全帶來很大的威脅。礦山開采引起的主要地質(zhì)災害類型包括:冒頂片幫、深部巖爆、采空區(qū)垮塌威脅。礦山開采引起的主要地質(zhì)災害類型包括:冒頂片幫、深部巖爆、采空區(qū)垮塌和地表塌陷、井下突水、崩塌滑坡、地下水破壞、礦震等。冒頂片幫冒頂災害事故最為普遍，包括巖層脫落、塊體冒落、不良地層塌落，以及由于采礦和地質(zhì)結(jié)構(gòu)引起的各種垮塌。特別是礦巖穩(wěn)定性差的難采礦體及軟弱夾層，易發(fā)生具突發(fā)較大規(guī)模的垮落，引起采場和巷道冒頂事故。冒頂片幫常常無明顯前兆特征，性，發(fā)生頻度高，難以防范，是礦山生產(chǎn)安全的主要危害。具突發(fā)1.2采空區(qū)垮塌和地表塌陷采空區(qū)垮塌和地表塌陷主要是由于地下采礦對地表的破壞。凡口鉛鋅礦因疏干產(chǎn)生地表塌陷1982個，影響范圍達675km2,受損農(nóng)田約66.7km2,建筑物搬遷7km2o采空區(qū)塌陷可引起地表積水，對采空區(qū)上的建筑物，道路、管線及農(nóng)田帶來影響，嚴重時可引起山體滑移。1.3深部巖爆巖爆是一種與地應力有關的地質(zhì)災害，據(jù)悉，礦山進入1000m以下進行深部開采時，由于高地應力，硬巖層往往發(fā)生巖爆。巖爆就其破裂機制而言，是一種開挖卸荷條件下巖石自身彈性應變能突然釋放所造成的脆性破裂或爆裂；爆裂造成的巖塊（片）,則可以爆裂松脫、爆裂剝離、爆裂彈射或拋擲等不同方式脫離母體，其脫離方式、初速度和規(guī)模大小等與爆破時的破裂機制及釋放彈性應變能的多少和波及深度等諸多因素有關。紅透山銅礦開采達1337m5在采深1100m左右，大片采區(qū)花崗巖柱及上下盤發(fā)生多次大的巖爆，地表響聲如雷，井巷工程遭到嚴重破壞，給生產(chǎn)帶來危害。4井下突水井下突水主要由含水層引起，在違規(guī)操作或者非正常開采條件下，遇到積水巷道或采空區(qū)'溶洞'地下暗河等含水體，容易引起隔離巖層失穩(wěn)，從而引起災害。尤其是在水體下采礦，應經(jīng)過專門論證以及采取專門的防治措施。另外，礦坑突水往往水文地質(zhì)條件復雜，存在軟弱破碎帶及斷裂構(gòu)造，造成頂、底板的穩(wěn)定性差。礦坑突水往往具有突發(fā)性強、規(guī)模大'造成的破壞大、恢復生產(chǎn)難度大等特點。據(jù)統(tǒng)計，近30年來，我國煤礦突水，淹沒全礦井58次，部分淹井64次，造成經(jīng)濟損失達27億元。由于突水的威脅，我國煤炭礦床約有150億t儲量不能開發(fā)利用。1?5崩塌、滑坡崩塌、滑坡是露天礦山最常見的工程地質(zhì)災害。它也是發(fā)生頻度最高、對露天礦山安全影響最大的災害。崩塌、滑坡主要分為幾個方面：①為采空區(qū)山體滑坡，主要是由于超量開采而引起；②為露天采礦場邊坡失穩(wěn)；③為排土場\堆渣場邊坡失穩(wěn)，或者尾礦壩垮塌。崩塌、滑坡的產(chǎn)生與特定的自然環(huán)境、工程地質(zhì)條件等密切相關，對于礦山而言，主要是由于采礦活動的影響。1996年5月31日和6月3 云南省元陽老金山金礦群采區(qū)接連發(fā)生兩次滑坡，造成近400人死亡，直接濟損失1.4億元。2009年5月在重慶地質(zhì)災害大排查活動中，重慶永川煤礦殲石山被列為地質(zhì)災害隱患點，必須限期予以排除，該殲石山高約430m,通過降低殲石山高度，削坡減荷，同時在肝石山周圍建立3個大型磚廠，對殲石山予以消耗，最終隱患得以排除。湖南柿竹園多金屬礦的尾礦庫倒塌，形成礦渣碎石流，使沿途3鄉(xiāng)2鎮(zhèn)的94個村民小組受災，沖毀房屋39棟，計17810m2；淹沒房屋27棟，計8100m2；沖垮3座橋梁。礦區(qū)內(nèi)49人死亡，礦區(qū)直接經(jīng)濟損失達I300萬兀O6地下水位下降無論是露天開采礦山或是地下開采礦山，都需不同程度地疏干排水。疏干排水容易引起地下水位下降，形成大的疏排漏斗，引起地下、地表水系破壞，地表蓄水能力下降，農(nóng)田干枯，水井干涸。地下水位下降帶來的危害將很難恢復，對于巖溶充水礦床，高強度的礦山疏干排水容易引起巖溶塌陷，給附近居民生產(chǎn)生活帶來很大的影響。以廣西泗頂?shù)V區(qū)為例，由于歷史上大范圍的疏干排水，造成整個礦區(qū)塌陷1000多處，20世紀90年代就達600多處，規(guī)模大者直徑可達30?陷1000多處，深度可達10m；規(guī)模較小者直徑多在2~3m5深度多在2?3m。導致附近房屋建筑等被毀，鄰近農(nóng)田毀壞，水井干涸，最后造成整個泗頂鎮(zhèn)不得不整體搬遷。7其他地質(zhì)災害其他地質(zhì)災害主要有礦震、地熱、地質(zhì)環(huán)境污染、瓦斯突出、礦山泥石流、水土流失等，同樣對礦山地質(zhì)環(huán)境帶來比較大的威脅。地熱一般出現(xiàn)深度在800m以下。泥石流的形成主要與堆積物的物質(zhì)組成'足夠的水體以及切割強烈的山地地形有關。一般認為泥石流的形成取決于地質(zhì)因素、水文地貌因素以及氣象因素等。地質(zhì)環(huán)境污染是目前礦山普遍的災害，主要通過物理法、化學法'生物法進行治理。2防治對策及措施礦山的開采、挖掘是直接在巖土圈進行的，伴隨著我國礦山開采強度的增大，其所造成的環(huán)境破壞也越來越嚴重。目前對地質(zhì)災害主要貫徹“以防為主，防治結(jié)合，重在預防”的方針。目前主要從非技術方面和技術方面對地質(zhì)災害進行防治。在非技術方面主要有加強立法、加強環(huán)境保護和污染治理。在礦山開采規(guī)劃和報批的同時,需提交環(huán)境影響報告、地質(zhì)災害評估報告、安全評價報告等，嚴禁超量開采'亂采濫挖，并按上述報告提供的建議措施進行地質(zhì)災害防治。目前很多省份實行了礦山環(huán)境恢復治理措施的編制以及礦山地質(zhì)環(huán)境恢復保證金制度，為礦山的地質(zhì)環(huán)境恢復提供了資金保障和技術支持，大大減少了礦山地質(zhì)災害的發(fā)生