災(zāi)害地質(zhì)學(xué)讀書報告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害分析摘要：中國是世界上礦山地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)的國家之一。礦山地質(zhì)災(zāi)害關(guān)系到國計民生,關(guān)系到社會的可持續(xù)發(fā)展,常見的礦山地質(zhì)災(zāi)害包括礦井突水、瓦斯爆炸、采空區(qū)塌陷、崩塌、滑坡、泥石流、水土流失等。對礦山地質(zhì)災(zāi)害必須予以高度關(guān)注,礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治是項(xiàng)綜合的系統(tǒng)工程。本文對礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生原因，表現(xiàn)形式與防治等對簡要分析。關(guān)鍵字：地質(zhì)災(zāi)害，原因，表現(xiàn)形式，防治一、 前言能源、冶金、 有色金屬等礦產(chǎn)資源的開采和利用，對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有巨大促進(jìn)作用。但地下礦產(chǎn)資源的開發(fā)會引起開采沉陷， 從而引發(fā)一系列地質(zhì)災(zāi)害，必須采取措施對災(zāi)害進(jìn)行防治。開采沉陷是指地下有用礦物采出后

2、，開采區(qū)域周圍巖體的原始應(yīng)力狀態(tài)受到破壞，應(yīng)力重新分布以達(dá)到新的平衡，在此過程中，巖層和地表產(chǎn)生連續(xù)的移動變形和非連續(xù)的開裂、冒落等破壞現(xiàn)象1。二、 采礦引起地質(zhì)災(zāi)害的原因當(dāng)開采面積達(dá)到一定范圍之后，起始于采場附近巖體的移動和破壞將擴(kuò)展到地表，引起地表變形，導(dǎo)致位于移動巖體內(nèi)的井巷、峒室等以及位于開采影響范圍內(nèi)地表的房屋、建筑物、水體、鐵路和管線等改變其原有狀態(tài)，甚至破壞，稱之為采動損害2。礦區(qū)開采沉陷引起的損害是一種突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害，其實(shí)質(zhì)是地下開采空間擴(kuò)大而引起的巖體內(nèi)應(yīng)力變化且向其周圍介質(zhì)傳播擴(kuò)散的結(jié)果。巖體本身是一種非常復(fù)雜的介質(zhì)，它不僅是由各種不同性質(zhì)的巖層組成，而且還由于褶皺、斷層等

3、各種地質(zhì)作用而產(chǎn)生了大量的不連續(xù)面。在一定的地質(zhì)采礦條件下，開采引起的巖體應(yīng)力變化，并向采空區(qū)上方巖層至地表傳播擴(kuò)散，按形變程度不同，可分為冒落帶、斷裂帶、離層帶和彎曲帶。這4種變形帶的出現(xiàn)完全取決于由開采強(qiáng)度所導(dǎo)致的應(yīng)力變化程度。 從空間上來說，若地下開采的范圍較小，開采煤層的埋藏深度較深，則開采沉陷波及的范圍往往只局限于開采區(qū)域周圍的巖體；若開采范圍較大，開采煤層的埋藏深度較淺，則開采沉陷波及的范圍就會從巖體迅速發(fā)展到地表，引起地表移動。所謂地表移動，是指采空區(qū)面積擴(kuò)大到一定范圍后，巖層移動發(fā)展到地表，使地表產(chǎn)生移動和變形的過程。在開采影響波及到地表以后，結(jié)果是受采動影響的地表從原有標(biāo)高向

4、下沉降， 從而在采空區(qū)上方地表形成一個比采空區(qū)面積大得多的沉陷區(qū)域， 這種地表沉陷區(qū)域稱為地表移動盆地（下沉盆地）俗稱采煤塌陷地。同時，在地表移動盆地的外邊緣區(qū)，地表可能產(chǎn)生裂縫；而在急傾斜煤層開采條件下，地表則可能出現(xiàn)漏斗狀塌陷坑。這樣，在地表移動盆地、裂縫及塌陷坑等災(zāi)害現(xiàn)象形成的過程中，改變了地表原有的形態(tài)，引起了地表高低坡度及水平位置的變化，從而對位于影響范圍內(nèi)的道路，管路，河渠，建筑物，生態(tài)環(huán)境等等，都帶來不同程度的影響和破壞。三、 采礦引起地質(zhì)災(zāi)害的表現(xiàn)形式3.1采礦活動直接影響礦區(qū)內(nèi)的水源地下開采造成上覆巖層原始應(yīng)力的破壞,上覆巖層出現(xiàn)冒落、斷裂、離層、彎曲等現(xiàn)象,當(dāng)破壞發(fā)育至地表

5、時地表出現(xiàn)下沉、裂縫、塌陷坑等破壞形式3。這種破壞一方面在一定程度上改變了地面降水的徑流與匯水條件,使地表水通過裂縫滲入地下,引起河流水系的流量減小,嚴(yán)重時地表河流水系甚至出現(xiàn)斷流現(xiàn)象;另一方面,由于采空區(qū)上覆巖層受到破壞,巖層裂隙更加發(fā)育,上覆巖層的含水層在水位和流向上受到干擾,地下水沿著發(fā)育的裂隙加速向采空區(qū)或深部巖體滲漏,使水位降低,嚴(yán)重時導(dǎo)致地下水疏干,井泉干涸。3.2采礦活動對地表建(構(gòu))筑物造成影響開采引起地表沉陷,使地表出現(xiàn)下沉、傾斜、曲率、水平移動和水平變形等移動和變形,不同程度的引起地表建(構(gòu))筑物的破壞。對于礦井井田范圍內(nèi)大量的建(構(gòu))筑物來講(諸如自然村莊、永久性紀(jì)念物、

6、鐵路、公路、工業(yè)廣場等),由于地下開采活動,位于開采影響范圍內(nèi)的建(構(gòu))筑物將受到破壞,嚴(yán)重時將失去原有使用價值4。如陽泉礦務(wù)局四礦前家掌中央風(fēng)井,由于受采礦影響,造成中央風(fēng)井錯位而報廢;潞安礦務(wù)局屯留礦井鐵路專用線大部分位于塌陷區(qū),最大塌陷深度在4 m左右,地表傾斜達(dá)30 mm/m以上,致使該鐵路營運(yùn)受到嚴(yán)重威脅。至于對居民住宅的破壞更是屢見不鮮。3.3地表塌陷與裂縫等不斷發(fā)生采礦活動引起大面積的地表塌陷,據(jù)不完全統(tǒng)計,至1996年全國煤礦范圍內(nèi)約有30萬公頃塌陷面積,平均每采萬噸煤塌陷面積0.2 公頃,在塌陷同時,地表出現(xiàn)高度、深度不等的裂縫5。如位于陽泉礦務(wù)局井田范圍內(nèi)的獅腦山,由于塌陷

7、造成地表形態(tài)損壞,形成長300 m,寬1.21.3 m,深0.61.5 m的大裂縫,使地面產(chǎn)生高低不平。1995年,山西省孟縣青城村北側(cè),煤礦采空區(qū)突發(fā)塌陷,范圍達(dá)4萬余平方米,使村莊80%的民房產(chǎn)生裂縫。1994大同黃土坡煤礦采空區(qū)塌陷,致使樓房倒塌,21人死亡,40多人受傷。3.4煤層瓦斯突出透水事故不斷發(fā)生一方面,由于高強(qiáng)度的開采,使地下采場應(yīng)力失去平衡,這時賦存在礦體中較為穩(wěn)定的瓦斯在突然失去平衡狀態(tài)下突出,再加上未有防范措施,而釀成重大惡性事故;另一方面,由于中小礦區(qū)亂采亂掘,科學(xué)技術(shù)及裝備落后,加之不講究科學(xué)管理,盲目追求產(chǎn)量,在超采情況下,瓦斯?jié)舛燃眲∩仙鸨?。山西省臨汾市

8、河底煤礦1998年12月份發(fā)生的特大瓦斯爆炸,造成47人死亡的惡性事故,造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。由于個體業(yè)主在經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動下,挑肥揀瘦,越界開采,隨意在大礦井田內(nèi)亂采亂挖,使國營大礦的安全受到嚴(yán)重威脅,惡性事故不斷發(fā)生。如西山礦區(qū)由于個體煤礦的非法開采,于1996年8月4日發(fā)生洪水淹沒官地和杜兒坪兩個特大型礦井的惡性事故,死亡60多人,一次經(jīng)濟(jì)損失就達(dá)2.4億元之多,損失之慘重,國內(nèi)罕見。3.5采礦塌陷造成地表土壤退化水土流失加劇研究表明,地表坡度的變化是引起土壤侵蝕與退化的主要因素,地下開采引起地表塌陷形成塌陷盆地,從而使地表坡度發(fā)生改變。當(dāng)?shù)乇硐鲁吝_(dá)到穩(wěn)定后,地表產(chǎn)生的附加坡度大小取決于地表

9、傾斜的程度,而影響地表傾斜的因素非常復(fù)雜,不同地區(qū)、不同采煤方法所引起地表的傾斜程度差別很大。因此,一般情況下,地表達(dá)到充分采動后其最大傾斜值在120130 mm/m之間,相當(dāng)于使地表產(chǎn)生的附加坡度值為7°。由此將引起地表發(fā)生中度侵蝕?？梢?地表塌陷引起的水土流失和土壤退化將不容忽視。3.6采礦引起山體滑坡頻繁發(fā)生當(dāng)山體坡度超過25°,地表為砂質(zhì)粘土和坡積物時,由于長時期受風(fēng)化侵蝕或水流沖刷而處于自然平衡的臨界狀態(tài),當(dāng)受到采礦影響時,很容易出現(xiàn)裂隙、滑動,繼而出現(xiàn)大面積的山體滑坡。調(diào)查資料表明,由于受采礦影響而引起的山體滑坡在山西各礦區(qū)已多次發(fā)生如西山礦區(qū)由于采礦而引起的坡

10、體坍塌、崩塌等突發(fā)性的明顯采動滑坡180余處,滑坡影響面積約3 平方千米.陽泉礦區(qū)二礦大南溝口古滑坡因采礦影響而發(fā)生新的滑動,使滑體推動下方二級臺地蠕動,導(dǎo)致附近石太鐵路路基向桃河推移了近20米,使道床鼓起,被迫改線重修,損失近千萬元。3.7采礦對其生態(tài)環(huán)境的影響由以上分析可知,采礦引起的地質(zhì)災(zāi)害其表現(xiàn)形式是多種多樣的,而危害程度及對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響將十分嚴(yán)重。3.7.1對水資源的破壞使礦區(qū)內(nèi)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水和居民生活用水受到影響6由于水源的破壞,直接影響到礦區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水和居民生活用水。根據(jù)對山西統(tǒng)配煤礦的調(diào)查了解,由于工業(yè)用水的嚴(yán)重短缺而使礦區(qū)經(jīng)濟(jì)損失達(dá)10%20%.而礦區(qū)開采影響范圍內(nèi)

11、80%的農(nóng)村缺水,缺水人數(shù)占農(nóng)村總?cè)藬?shù)的60%以上,嚴(yán)重干擾了礦區(qū)內(nèi)農(nóng)村居民的正常生活,由此而引起的矛盾日益尖銳。為解決農(nóng)民日常生活用水,礦方不得不每年化去大量資金,無形中加重了企業(yè)的負(fù)擔(dān)。3.7.2采礦影響造成地面建筑物自然景觀和人工生態(tài)等的破壞研究表明,一般磚木結(jié)構(gòu)建設(shè)物的允許的臨界變形值分別為傾斜i=3 mm/m,曲率K=0.2×10-3/m,水平變形E=2 mm/m5.當(dāng)然不同的建(構(gòu))筑物所承受的變形值也不一樣。底面積小的高大建筑物和大型機(jī)械設(shè)備對地基的傾斜變形非常敏感,長形建筑物對水平拉伸和曲率變形很敏感;鐵路和高速公路,對地基的下沉和水平移動要求很高。但不論何種建(構(gòu))

12、筑物,當(dāng)受到采礦影響而不采取保護(hù)措施時,可能由于地表塌陷而受到不同程度的損害或破壞,嚴(yán)重時將失去其使用價值。另外,當(dāng)水平拉伸變形大約在1.02.0 mm/m時,象砂質(zhì)輕亞粘土質(zhì)黃土覆蓋的地表將出現(xiàn)裂縫,裂縫的大小與深厚比有直接的關(guān)系,嚴(yán)重時將出現(xiàn)階梯狀塌陷、塌陷坑等。據(jù)不完全統(tǒng)計,山西省由于采礦引起的地質(zhì)災(zāi)害危及村民安全而被迫遷村的已多達(dá)145個自然村,另有200多個村莊的民房也遭到程度不同的破壞。3.7.3采礦對土地生態(tài)環(huán)境的影響1)采礦可加劇土壤侵蝕,使土壤退化日益嚴(yán)重。由于地表產(chǎn)生傾斜而改變了原有的地表坡度,使原有的徑流發(fā)生改變,坡度大徑流量大,引起的水土流失和土壤侵蝕也越嚴(yán)重。另外,由

13、于地表裂縫的產(chǎn)生,地表與地下水向深部滲漏,使?jié)撍幌陆?導(dǎo)致土壤濕度減小,使本來干燥的土地更加干燥。由于土壤侵蝕程度的加劇與土壤濕度的減小,土壤退化、沙化現(xiàn)象日愈嚴(yán)重,土地質(zhì)量下降而造成棄耕現(xiàn)象,特別是干旱山區(qū)更加嚴(yán)重。2)采礦對植被的影響,使礦區(qū)生態(tài)環(huán)境日益惡化。土壤和水分是植物生存的必要條件,采礦造成水土流失和土壤侵蝕,地下和地表水體的破壞,必然對地表植被產(chǎn)生影響。對山西省調(diào)查資料表明,在采礦影響范圍內(nèi)的農(nóng)作物,一般輕度破壞造成作物減產(chǎn)為10%,中度破壞為10%20%,重度破壞為20%30%.當(dāng)?shù)乇沓霈F(xiàn)滑坡、坍塌等重度破壞時將造成作物絕產(chǎn)、樹木和草灌死亡。使礦區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重影響。四、

14、 礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治是個系統(tǒng)工程,這不僅是礦山采、選、冶的事,也關(guān)系到礦山建設(shè)之前的地質(zhì)勘探工作的全面性和準(zhǔn)確性7。4.1礦山建設(shè)之前的地質(zhì)勘探工作礦床地質(zhì)勘探工作的成果是礦山設(shè)計的基本依據(jù)。它的質(zhì)量的好壞是決定礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的一個前提條件。地質(zhì)勘探工作不僅要查明確切的礦石儲量,而且還要查明礦床的地質(zhì)構(gòu)造背景,尤其是新構(gòu)造運(yùn)動的條件,還要查明礦床周圍的地理環(huán)境、生態(tài)環(huán)境和水文地質(zhì)條件?？傊?礦床地質(zhì)勘探報告的質(zhì)量極為重要的。該種報告的評定審查,必須要根據(jù)規(guī)范,嚴(yán)格進(jìn)行。4.2礦山采、選、冶要把環(huán)境保護(hù)放在首位(1)在開采過程中,導(dǎo)致事故的原因,多半是不按科學(xué)辦事,不按規(guī)章制度

15、辦事,濫采亂挖,吃富棄貧,過量開采。當(dāng)然,有的是使用采礦機(jī)電設(shè)備陳舊,還有的是使用假冒偽劣機(jī)電產(chǎn)品所造成的。(2)采、選、冶過程中的三廢治理,對廢氣治理,要著重改進(jìn)窯爐的生產(chǎn)工藝,在回收和污染處理上狠下工夫;對廢水處理,要改革工藝,更新設(shè)備,減少廢水和污染物的排放，提高水的重復(fù)利用率。特別值的提出的是,要效仿國外先進(jìn)的廢水處理經(jīng)驗(yàn)。在這方面,美國用人造濕地來處理廢水的經(jīng)驗(yàn)是可取的;對廢渣處理,要著眼于綜合利用,變廢為寶。例如,煤殲石既可用作建筑材料,又可用于筑路,還可用于回填采空區(qū)。(3)采空區(qū)和巖溶塌陷區(qū)要及時回填。4.3增加土地復(fù)墾率礦山大量侵占可耕地,礦業(yè)活動致使水土流失和沙化以及鹽堿化

16、,這是個嚴(yán)重問題。當(dāng)前首要的任務(wù)是將采空區(qū)土地及廢渣堆放場地進(jìn)行復(fù)墾。要切實(shí)做好該項(xiàng)工作,一是要提高認(rèn)識,二是要認(rèn)真組織,三是要增加資金投入,提高復(fù)墾率。4.4應(yīng)用高新科學(xué)技術(shù),加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測礦山地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測是避免人員傷亡和減少經(jīng)濟(jì)損失的重要環(huán)節(jié)。例如,應(yīng)用地震監(jiān)測儀對礦震的監(jiān)測,應(yīng)用地面物探和遙感測定技術(shù)對煤層自燃范圍和邊界的確定,應(yīng)用衛(wèi)星遙感資料對礦山地質(zhì)災(zāi)害的評估,都取得了成功經(jīng)驗(yàn)。五、 結(jié)語礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害已經(jīng)給國家和人民造成了巨大的損失與不可挽回的悲劇，我們必須重視礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的防范與治理工作，在采礦之前做好足夠的分析與安全措施，盡量減少不必要的傷亡與地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。參考文獻(xiàn)1何國清，楊 倫，凌賡娣等。 礦山開采沉陷學(xué)M徐州;中國礦業(yè)大學(xué)出版社1991.1372崔希民,繆協(xié)興 淺議礦山開采沉陷學(xué)研究內(nèi)容之延拓 礦山壓力與頂板管理2000,(4),80823周亞濤，鄧紅林，衛(wèi)宏。山西襄垣