礦山地質(zhì)災(zāi)害及防護

礦山地質(zhì)災(zāi)害主要種類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)資源的年耗資量很大。據(jù)統(tǒng)計，目前，我國各種大中型礦山已達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(shù)與設(shè)備落后、安全環(huán)保意識的淡化、政策不規(guī)范等原因，以致礦山地質(zhì)災(zāi)害隱患日益增加，環(huán)境漸漸惡化。相關(guān)統(tǒng)計顯示，我國每年因地質(zhì)災(zāi)害造成的直接損失達億元，嚴重限制著礦山企業(yè)的可連續(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)濟的可連續(xù)發(fā)展，成為業(yè)內(nèi)人士日益關(guān)注的問題。礦山地質(zhì)災(zāi)害種類礦山地質(zhì)災(zāi)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)損失或人類賴以生計的資源、環(huán)境嚴重破壞的災(zāi)害事件。有人認為礦山地質(zhì)災(zāi)害是由于人類開采礦山而直接引起的人為地質(zhì)災(zāi)害。國土資源部按致災(zāi)地質(zhì)作用的性質(zhì)和發(fā)生地方進行劃分，將地質(zhì)災(zāi)害分為12類、種，礦山地質(zhì)災(zāi)害為地質(zhì)災(zāi)害的一個分支。目前我國礦山存在種類多，分布廣，影響大，潛藏災(zāi)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(zāi)害種類包括：冒頂片幫、深部巖爆、采空區(qū)垮塌和地表塌陷、井下突水、坍毀滑坡、地下水破壞、礦震等。冒頂片幫冒頂災(zāi)害事故最為寬泛，包括巖層零散、塊體冒落、不良地層塌落，以及由于采礦和地質(zhì)構(gòu)造引起的各種垮塌。特別是礦巖牢固性差的難采礦體及柔弱夾層，易發(fā)生較大規(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預(yù)兆特點，具突發(fā)性，發(fā)生頻度高，難以防范，是礦山生產(chǎn)安全的主要危害。采空區(qū)垮塌和地表塌陷采空區(qū)垮塌和地表塌陷主若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km2，建筑物搬遷7km2。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。深部巖爆巖爆是一種與地應(yīng)力相關(guān)的地質(zhì)災(zāi)害，據(jù)悉，礦山進入1000m以下進行深部開采時，由于高地應(yīng)力，硬巖層常常發(fā)生巖爆。巖爆就其破碎體系而言，是一種開挖卸荷條件下巖石自己彈性應(yīng)變能突然釋放所造成的脆性破碎或爆裂；爆裂造成的巖塊(片)，則能夠爆裂松脫、爆裂剝離、爆裂彈射或扔擲等不同樣方式走開母體，其走開方式、初速度和規(guī)模大小等與爆破時的破碎體系及釋放彈性應(yīng)變能的多少和波及深度等諸多因素相關(guān)。紅透山銅礦開采達1337m，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，井巷工程遇到嚴重破壞，給生產(chǎn)帶來危害。井下突水井下突水主要由含水層引起，在違規(guī)操作也許非正常開采條件下，遇到積水巷道或采空區(qū)、溶洞、地下暗河等含水體，簡單引起隔斷巖層失穩(wěn)，從而引起災(zāi)害。特別是在水體下采礦，應(yīng)經(jīng)過特地論證以及采用特地的防治措施。另外，礦坑突水常常水文地質(zhì)條件復雜，存在柔弱破碎帶及斷裂構(gòu)造，造成頂、底板的牢固性差。礦坑突水常常擁有突發(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儲量不能夠開發(fā)利用。坍毀、滑坡坍毀、滑坡是露天礦山最常有的工程地質(zhì)災(zāi)害。它也是發(fā)生頻度最高、對露天礦山安全影響最大的災(zāi)害。坍毀、滑坡主要分為幾個方面：①為采空區(qū)山體滑坡，主若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)，也許尾礦壩垮塌。坍毀、滑坡的產(chǎn)生與特定的自然環(huán)境、工程地質(zhì)條件等親近相關(guān)，對于礦山而言，主若是由于采礦活動的影響。1996年5月31日和6月3日，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，直接經(jīng)濟損失億元。2009年5月在重慶地質(zhì)災(zāi)害大排查活動中，重慶永川煤礦矸石山被列為地質(zhì)災(zāi)害隱患點，必定限時予以消除，該矸石山高約430m，經(jīng)過降低矸石山高度，削坡減荷，同時在矸石山周圍建立3個大型磚廠，對矸石山予以耗資，最后隱患得以消除。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(zāi)，沖垮房屋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l300萬元。地下水位下降無論是露天開采礦山或是地下開采礦山，都需不同樣程度地疏干排水。疏干排水簡單引起地下水位下降，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)田枯竭，水井枯竭。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簡單引起巖溶塌陷，給周邊居民生產(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30～50m，深度可達10m；規(guī)模較小者直徑多在2～3m，深度多在2～3m。以致周邊房屋建筑等被毀，周邊農(nóng)田破壞，水井枯竭，最后造成整個泗頂鎮(zhèn)不得不整體遷居。其他地質(zhì)災(zāi)害其他地質(zhì)災(zāi)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800以下。泥石流的形成主要與積聚物的物質(zhì)組成、足夠的水體以及切割強烈的山地地形相關(guān)。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)境污染是目前礦山寬泛的災(zāi)害，主要經(jīng)過物理法、化學法、生物法進行治理。防治對策及措施礦山的開采、挖掘是直接在巖土圈進行的，陪同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(zāi)害主要貫徹“以防為主，防治結(jié)合，重在預(yù)防”的目標。目前主要從非技術(shù)方面和技術(shù)方面對地質(zhì)災(zāi)害進行防治。在非技術(shù)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(zāi)害評估報告、安全議論報告等，嚴禁超量開采、亂采濫挖，并按上述報告供應(yīng)的建議措施進行地質(zhì)災(zāi)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)境恢復供應(yīng)了資本保障和技術(shù)支持，大大減少了礦山地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生