礦山地質(zhì)災(zāi)害的成因與防治

1、四川科技職工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目： 礦山地質(zhì)災(zāi)害的成因與防治 姓 名： 姜 澤 友 專 業(yè)： 礦 山 測 量 班 級(jí)： 2012級(jí)鹽邊教學(xué)班 指導(dǎo)教師： 韋 明 明 完成日期 2013年6月21日摘 要根據(jù)災(zāi)害的空間分布和成因關(guān)系，礦山地質(zhì)災(zāi)害主要有巖土體變形災(zāi)害、地下水位改變引起的災(zāi)害和礦體內(nèi)因引起的災(zāi)害等三大類型，對這些類型及其亞類型進(jìn)行了論述。并闡述了對于礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治措施的建議。 關(guān)鍵詞：礦山 地質(zhì) 災(zāi)害 成因目 錄緒 論11地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生因素21.1 疏于排水21.2 其他因素22 礦山地質(zhì)災(zāi)害的主要類型32.1 巖土體變形災(zāi)害32.1.1 礦山地面和采空區(qū)塌陷32.1.2

2、采礦場邊坡失穩(wěn)、滑坡與巖崩32.1.3 坑內(nèi)巖爆32.1.4 采礦誘發(fā)地震32.1.5 場庫失穩(wěn)42.2 地下水位改變引起的災(zāi)害42.2.1 礦坑突水涌水42.2.2 坑內(nèi)潰沙涌泥42.2.3 環(huán)境污染42.3 礦體內(nèi)因引起的災(zāi)害42.3.1 瓦斯爆炸和礦坑火災(zāi)42.3.2 地?zé)?3 礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的原因63.1 客觀原因63.2 主觀原因64.礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治措施與對策74.1 礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治措施74.2 重點(diǎn)防治區(qū)防治措施74.4 一般防治區(qū)防治措施84.5 地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)方案及措施84.6 礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治對策85 結(jié)束語10感謝詞11參考文獻(xiàn)12緒 論我國是地質(zhì)災(zāi)害的多發(fā)國家之

3、一，地質(zhì)災(zāi)害種類多、分布廣、影響大、造成損失嚴(yán)重。礦山地質(zhì)災(zāi)害是地質(zhì)災(zāi)害的一個(gè)分支，是人類開采礦山而直接誘發(fā)的人為地質(zhì)災(zāi)害。我國是采礦大國，開采技術(shù)和設(shè)備相對落后，導(dǎo)致礦山開采環(huán)境不斷惡化。近年來，重大地質(zhì)災(zāi)害明顯上升。經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展加快了對礦物的需求與消耗，這也為礦產(chǎn)開采企業(yè)帶來更大的發(fā)展機(jī)會(huì)。然而由于迅猛發(fā)展的中小型礦山疏于管理，加之小型礦山的開采方法和選礦工藝落后，大多無環(huán)保措施，加劇破壞礦區(qū)環(huán)境。開采環(huán)境明顯惡化，礦山地質(zhì)災(zāi)害問題日趨嚴(yán)重，潛在的致災(zāi)隱患不斷增多，且隨時(shí)可能發(fā)展成災(zāi)，造成人員傷亡、設(shè)備報(bào)廢、設(shè)施損毀甚至礦井關(guān)閉、資源浪費(fèi)等嚴(yán)重后果。嚴(yán)重制約了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。1地質(zhì)

4、災(zāi)害產(chǎn)生因素1.1 疏于排水采礦時(shí)對地下水必須進(jìn)行疏干排水，甚至要深降強(qiáng)排.由此而出現(xiàn)了一系列的地質(zhì)災(zāi)害問題。首先是礦井突水事故不斷發(fā)生。許多煤礦的上覆和下伏地層為含水豐富的石灰?guī)r，特別是石炭二疊紀(jì)煤系地層，不僅煤系內(nèi)部有含水性強(qiáng)的地層，其下伏為巨厚的奧陶紀(jì)灰?guī)r。這些礦床隨著開采的延伸，地下水經(jīng)深降強(qiáng)排，產(chǎn)生了巨大的水頭差，在一些構(gòu)造破碎帶和隔水薄層的地段，煤層承受到來自下部灰?guī)r地下水的高水壓，威脅著礦井和職工生命的安全。其次是由于疏干排水，使許多巖溶充水礦區(qū)引起地面塌陷，嚴(yán)重影響地面建筑、交通運(yùn)輸以及農(nóng)田耕作與灌溉。各礦區(qū)附近均有地面塌陷現(xiàn)象，水位下降很多，使廠礦、工業(yè)和生活供水原有系統(tǒng)發(fā)生

5、吊泵，形成無法供水的局面。再次是某些礦山由于排水，疏干了附近的地表水，淺層地下水長期得不到補(bǔ)充恢復(fù)，影響植物生長；有的礦區(qū)甚至形成土地石化和沙化、水土流失、荒漠化嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境遭到破壞。1.2 其他因素礦山地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)因素很多，有些是開采過程中難以避免的，如開采深度的增加，使得地應(yīng)力相應(yīng)增大引起冒頂、片幫、脫盤甚至巖爆的嚴(yán)重地壓災(zāi)害；有的是開采中忽視預(yù)防或開采不規(guī)范、管理不科學(xué)導(dǎo)致的，如采空區(qū)不及時(shí)充填、廢渣廢水隨意排放、水文地質(zhì)及構(gòu)造不了解、巷道偏離、盲目指揮、違章作業(yè)、私挖亂采等，非穩(wěn)定因素積聚到一定限度引發(fā)各種災(zāi)害；有的礦山片面追求經(jīng)濟(jì)利益或?yàn)閿[脫一時(shí)的經(jīng)營危機(jī)，摒棄常規(guī)如采富棄貧、求近

6、避遠(yuǎn)，結(jié)果為后期發(fā)展埋下災(zāi)害隱患；曾一度泛濫的民采風(fēng)潮掠奪式的開采活動(dòng)也對部分國有大中型礦山造成嚴(yán)重干擾和資源、環(huán)境破壞。2 礦山地質(zhì)災(zāi)害的主要類型礦山地質(zhì)災(zāi)害種類繁多，按成災(zāi)與時(shí)間的關(guān)系，可分為突發(fā)性礦山地質(zhì)災(zāi)害(如礦坑突水、瓦斯爆炸、巖爆等)和緩發(fā)性礦山地質(zhì)災(zāi)害(如采空區(qū)的地面變形、環(huán)境污染等)。但最常見的是以災(zāi)害的空間分布和成因關(guān)系分類。 2.1 巖土體變形災(zāi)害 2.1.1 礦山地面和采空區(qū)塌陷 地面塌陷主要發(fā)生在地下以井巷開采的礦山。在礦山采空區(qū)，若保留礦柱不足，或因礦柱受損而失去支撐能力，就會(huì)造成地面塌陷。特別是那些礦體埋藏較淺，產(chǎn)狀較平緩的礦區(qū)(如煤礦)，地面塌陷的現(xiàn)象更為常見。礦

7、體埋藏相對較深的地下開采礦山，如果不能及時(shí)回填和崩落采空區(qū)，當(dāng)其達(dá)到一定規(guī)模就會(huì)產(chǎn)生大面積塌陷。此外，在巖溶分布區(qū)，還會(huì)因礦山排水疏干而導(dǎo)致溶洞上方地面塌陷。地面塌陷不僅破壞可耕地資源、建筑物，毀壞道路、水庫，還可直接導(dǎo)致礦山某些地下巷道的塌毀，或使大氣降水和地表水沿塌陷裂縫灌入坑內(nèi)，造成淹井事故，直至停工停產(chǎn)。 2.1.2 采礦場邊坡失穩(wěn)、滑坡與巖崩 主要原因是不合理開采如采剝失調(diào)、邊坡角度過陡等造成，這種災(zāi)害多發(fā)生在露天開采的非金屬礦山和建材礦山。 2.1.3 坑內(nèi)巖爆 坑內(nèi)巖爆又稱礦山?jīng)_擊，這是因礦坑周邊和頂?shù)装鍑鷰r，在受到強(qiáng)大的地殼應(yīng)力作用而被強(qiáng)烈壓縮，一旦因采掘挖空出現(xiàn)自由面，即有可

8、能產(chǎn)生巖石地應(yīng)力的驟然釋放，導(dǎo)致巖石大量破裂成碎塊，并向坑內(nèi)大量噴射、爆散，給礦山帶來危害和災(zāi)難。 2.1.4 采礦誘發(fā)地震 因采礦活動(dòng)而誘發(fā)的地震，震源淺、危害大，小震級(jí)的地震即可導(dǎo)致井下和地表的嚴(yán)重破環(huán)。 2.1.5 場庫失穩(wěn) 場庫失穩(wěn)主要是由于尾礦壩潰決崩塌繼而形成泥石流造成的危害。尾礦壩崩壩事故常給礦區(qū)居民生命財(cái)產(chǎn)帶來巨大危害，同時(shí)也給環(huán)境造成巨大破壞和污染。 2.2 地下水位改變引起的災(zāi)害 2.2.1 礦坑突水涌水 這是最常見的礦山災(zāi)害，突發(fā)性強(qiáng)、規(guī)模大，后果嚴(yán)重。生產(chǎn)過程中常因?qū)ΦV坑涌水量估計(jì)不足，采掘過程中打穿老窿，貫穿透水?dāng)鄬樱E遇蓄水溶洞或暗河，導(dǎo)致地下水或地面水大量涌入，造

9、成井巷被淹、人員傷亡災(zāi)難。 2.2.2 坑內(nèi)潰沙涌泥 這是常與礦坑突水相伴而生的災(zāi)害。當(dāng)采掘過程中驟遇蓄水溶洞，常見溶洞中充填的泥沙和巖屑伴隨地下水一起涌入，另外一些透水?dāng)鄬雍偷亓芽p也常會(huì)使淺部第四紀(jì)沉積物隨下漏的地表徑流涌入坑內(nèi)。其結(jié)果是使坑道被泥沙阻塞，機(jī)器、人員被泥沙所埋，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)沟V山遭受毀滅性的打擊。2.2.3 環(huán)境污染 環(huán)境污染是礦山災(zāi)害的另一種重要形式。因采礦、選礦產(chǎn)生的“三廢”物質(zhì)，由于未經(jīng)有效處理就被排放到江河湖海中，造成環(huán)境污染公害事件。采礦還會(huì)造成水土流失、土地砂化、鹽漬化、地下水?dāng)嗔鞯取?.3 礦體內(nèi)因引起的災(zāi)害 2.3.1 瓦斯爆炸和礦坑火災(zāi) 這種災(zāi)害最常見于煤礦

10、。由于通風(fēng)不良，使瓦斯積聚發(fā)生爆炸，造成井下作業(yè)人員傷亡，礦井被毀;礦坑火災(zāi)除見于煤礦外，也見于一些硫化礦床。因硫化物氧化生熱，在熱量聚積到一定程度時(shí)則發(fā)生自燃，引發(fā)礦山火災(zāi)。礦山火災(zāi)的危害極大，而且還嚴(yán)重?fù)p耗地下礦產(chǎn)資源，如有的煤礦在地下已燃燒上百年，其資源損耗量十分巨大，使當(dāng)?shù)貧夂虬l(fā)生改變，農(nóng)作物和樹木大量死亡，田地荒蕪，環(huán)境嚴(yán)重惡化。 2.3.2 地?zé)?隨著開采深度加大，地?zé)嵛：Σ粩嗉觿?。我國已有許多礦山開采深度達(dá)到800m以下，礦山因含硫量高，開采深度又大，地溫非常高。礦山地?zé)釣?zāi)害導(dǎo)致礦工勞動(dòng)環(huán)境惡劣，嚴(yán)重影響了有關(guān)礦山的正常生產(chǎn)。3 礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的原因 礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的原因,可

11、歸納為兩種:一種是客觀上的原因;一種是主觀上的原因。 3.1 客觀原因目前由于科學(xué)技術(shù)發(fā)展程度,采礦活動(dòng)僅是在地球表面和巖石圈范圍內(nèi)進(jìn)行的。以后科技發(fā)展了到月球和其它星球采礦就另當(dāng)別論了。采礦前的地球表面和巖石圈是平衡的。采礦過程,從地殼內(nèi)部挖出了極為巨大量的礦石和巖石。誠然,不論采礦的手段是鉆采、坑采、還是露天開采、還是液采,實(shí)際上都是肢解地殼的機(jī)體,都是從地殼“機(jī)體”中挖“肉”,“肉”挖出后留下千瘡百孔的空洞。這就使本來呈自然平衡的地殼,出現(xiàn)了新的不平衡和不諧調(diào), 導(dǎo)致了地殼物質(zhì)的不穩(wěn)固性。這是誘發(fā)礦山地質(zhì)災(zāi)害的本質(zhì)原因。 采礦特別是地下采礦必須要排凈礦坑下積水和處理地層漏水,這又造成地下

12、水的不平衡,進(jìn)而導(dǎo)致地層的不平衡性和不穩(wěn)定性。在采礦過程中,如果不按科學(xué)手段進(jìn)行,濫采亂挖,必然會(huì)導(dǎo)致礦坑突水,冒頂,偏幫,瓦斯爆炸等災(zāi)害的發(fā)生. 礦業(yè)活動(dòng)不僅是采礦過程,而且也包括選礦和冶煉加工。采礦,尤其是選礦和冶煉不可避免的要用水和火來處理。因此,礦業(yè)過程必然產(chǎn)生三廢,即廢氣、廢水和廢渣。三廢的排放和堆積,對周圍環(huán)境,對周圍農(nóng)田、森林、草地、濕地,對地表水和地下水,對人類的健康都造成極大的危害,從而也加劇了地殼的不穩(wěn)定性。 3.2 主觀原因 相當(dāng)長時(shí)期以來,地方和民營小煤礦等如雨后春筍般發(fā)展,它們與國營大礦山爭奪資源或單獨(dú)或寄生于國營大礦山之上,每個(gè)小礦山在大礦山上挖一個(gè)洞,宛如一個(gè)個(gè)瘡

13、疤,極易發(fā)生瓦斯泄露和透水等事故。 近年來,礦山腐敗現(xiàn)象滋生,有的國營礦山也變相地轉(zhuǎn)為私人承包,不注意安全生產(chǎn)。他們只求增產(chǎn),不顧礦工死活,欺上瞞下,謀取暴利,中飽私囊。這是礦山地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生的一個(gè)不可忽視的原因.4.礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治措施與對策 礦產(chǎn)資源的開發(fā)與開采總伴隨著地質(zhì)環(huán)境的破壞與改造而礦山不合理的開采必將造成水土流失、土地占?jí)汉蜌p、次生地質(zhì)災(zāi)害、礦山廢水和重金屬污染從而對當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展和人類、自身造成危害。而無論是發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)治理已作為生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容。礦區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱承載能力低。遭受嚴(yán)重干擾和破壞后很難在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)建議對礦山地質(zhì)環(huán)境的治理

14、采取如下措施和對策 ：4.1 礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治措施根據(jù)不同礦山的地質(zhì)條件和地形特點(diǎn)及礦山的開發(fā)利用方案，以及災(zāi)點(diǎn)的分布特點(diǎn)劃分不同層次的防治區(qū)，以便采取相應(yīng)的防治措施。一般分為重點(diǎn)防治區(qū)、次重點(diǎn)防治區(qū)和一般防治區(qū)。 4.2 重點(diǎn)防治區(qū)防治措施 合理設(shè)計(jì)邊坡參數(shù)，加強(qiáng)邊坡監(jiān)測，建議作擋墻穩(wěn)固邊坡，開挖后如果出現(xiàn)開裂變形，建議做專門的工程地質(zhì)勘察。 對于原有的災(zāi)害點(diǎn)，做好邊坡加固和預(yù)防工作，盡量消除因礦山開采而誘發(fā)災(zāi)害復(fù)發(fā)的隱患。 渣場棄渣嚴(yán)格作好方量及邊坡坡度的設(shè)計(jì)，作好擋墻設(shè)計(jì)，設(shè)置攔渣壩，防止泥石流的產(chǎn)生。并充分、合理利用渣場，嚴(yán)禁隨意棄渣(特別在公路沿線) 。 對于坑道開采，在坑道內(nèi)一定

15、要作好支護(hù)，做到邊開采邊支護(hù)，防止因礦頂坍塌、冒頂?shù)榷a(chǎn)生的危害，尤其上方有住戶處要預(yù)防引起上部地面開裂。 作好坑道的排水設(shè)計(jì)，以防因礦坑涌水造成危害。 設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，作好監(jiān)測記錄與分析工作，確保在易于發(fā)生災(zāi)害地段防患于未然。 開采結(jié)束后，對礦區(qū)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，計(jì)劃進(jìn)行礦山復(fù)墾工作，恢復(fù)礦山生態(tài)功能。 4.3 次重點(diǎn)防治區(qū)防治措施 在進(jìn)場公路、礦山生活區(qū)建設(shè)中，會(huì)形成大量的邊坡和一定數(shù)量的棄渣，可能形成邊坡失穩(wěn)，造成滑坡和塌方；沿途不合理的棄渣可能造成水土流失,可能形成坡面泥石流,可能有滾石和飛石危害。 科學(xué)合理設(shè)計(jì)邊坡參數(shù)，并進(jìn)行合理支護(hù)和加固，邊坡上方應(yīng)設(shè)置排水溝，做好地表擋排水措施。 加強(qiáng)工

16、地管理，合理堆放棄渣，嚴(yán)禁隨意棄渣；在險(xiǎn)要地段建設(shè)攔擋滾石和飛石的設(shè)施： 開采結(jié)束后，將棄渣場扒平覆土，植樹還林，恢復(fù)植被。 4.4 一般防治區(qū)防治措施 區(qū)內(nèi)無主要建筑物和工程項(xiàng)目建設(shè)，主要可能因地表巖體的破碎而造成水土流失。應(yīng)嚴(yán)禁越界開采，減少人為擾動(dòng)，做好植被保護(hù)和水土保持。 4.5 地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)方案及措施 為防止水土流失和恢復(fù)植被和景觀，礦山須規(guī)劃進(jìn)行礦山復(fù)墾工作，以恢復(fù)礦山生態(tài)功能。開采棄渣切勿胡亂堆放，必須統(tǒng)一堆放到開采境界線以外的礦山棄渣場內(nèi)，在開采過程中，有計(jì)劃地將棄渣回填到采空區(qū)。棄渣場經(jīng)處理后再敷表土、植草種樹。4.6 礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治對策系統(tǒng)開展地質(zhì)環(huán)境調(diào)查與研究,加強(qiáng)區(qū)

17、內(nèi)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測地質(zhì)環(huán)境調(diào)查是發(fā)展地質(zhì)環(huán)境因素必不可少的重要手段,以調(diào)查礦區(qū)的內(nèi)、外力地質(zhì)作用為主,掌握礦區(qū)乃至附近區(qū)域地震、泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生規(guī)律。加強(qiáng)區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測,建立礦山環(huán)境監(jiān)測網(wǎng),并將其作為國家監(jiān)測網(wǎng)的一部分,對區(qū)內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害活動(dòng)規(guī)律進(jìn)行全面了解,為治理提供依據(jù)。 建立政府引導(dǎo)的市場運(yùn)作機(jī)制,治理區(qū)內(nèi)環(huán)境,老礦山大部分在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期建立,礦山建設(shè)初期對環(huán)保投入嚴(yán)重不足,沒有及時(shí)對礦山生態(tài)環(huán)境進(jìn)行恢復(fù)治理。而現(xiàn)在,大部分礦山企業(yè)負(fù)擔(dān)重,經(jīng)濟(jì)效益較差,難以承擔(dān)多年積累造成的礦山生態(tài)環(huán)境破壞的經(jīng)濟(jì)責(zé)任。因此,應(yīng)積極爭取國家和地方政府的投資,多方面籌集資金,加大恢復(fù)治理環(huán)境的力度。

18、堅(jiān)持資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)相結(jié)合,區(qū)多自然環(huán)境較環(huán)境破壞后難以恢復(fù),對于礦山堆放的尾礦、棄土、奇石等可能會(huì)導(dǎo)致滑坡、坍塌、泥石流等災(zāi)害的地方,應(yīng)盡快進(jìn)行治理。必須堅(jiān)持開發(fā)與保護(hù)并行,決不以犧牲環(huán)保為代價(jià),要避免先污染后治理,走以預(yù)防為主的礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)之路。 通過上述地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)工作，減少水土流失，恢復(fù)礦山的生態(tài)功能，達(dá)到生態(tài)恢復(fù)與維護(hù)人類與環(huán)境和諧的目的。5 結(jié)束語經(jīng)分析引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的原因，大都是由于采用不科學(xué)的采礦方法造成的，當(dāng)人們注意到了環(huán)境對人類生存的重要性，懂得如何正確解決資源需求與保護(hù)人類生存環(huán)境的矛盾時(shí)，科學(xué)的采礦方法將被越來越廣泛地采用，因?yàn)楝F(xiàn)有的技術(shù)手段完全可以避免礦山開采引發(fā)的不良地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生。在礦山開采問題上我們必須堅(jiān)持“誰開發(fā)誰保護(hù)，誰閉坑誰復(fù)墾，誰破壞誰治理”的原則，加強(qiáng)對礦山環(huán)境的管理。合理有效地利用資源、保護(hù)礦山環(huán)境、加強(qiáng)監(jiān)測與信息化管理、防止礦山地質(zhì)災(zāi)害、實(shí)現(xiàn)礦業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，是一個(gè)長期而重要的工作。只有解決好礦山開采與環(huán)境保護(hù)之間的矛盾，才能促進(jìn)中國采礦業(yè)的持續(xù)發(fā)展。 感謝詞在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從