礦山地質(zhì)災(zāi)害及防護(hù)

礦山地質(zhì)災(zāi)害主要類型及防治對(duì)策研究郭維君隨著我國(guó)新一輪的經(jīng)濟(jì)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(duì)環(huán)境的壓力。我國(guó)是個(gè)礦業(yè)大國(guó)，又是最大的發(fā)展中國(guó)家，礦產(chǎn)資源的年消耗量很大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前，我國(guó)各類大中型礦山已達(dá)9000余座，資源開(kāi)采規(guī)模居世界第3位。礦業(yè)的發(fā)展為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。由于礦產(chǎn)資源開(kāi)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(dòng)，加上市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的沖擊、粗放式的經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)、采礦技術(shù)與設(shè)備落后、安全環(huán)保意識(shí)的淡化、政策不規(guī)范等原因，導(dǎo)致礦山地質(zhì)災(zāi)害隱患日益增多，環(huán)境逐步惡化。有關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，我國(guó)每年因地質(zhì)災(zāi)害造成的直接損失達(dá)300億元，嚴(yán)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(kāi)采和利用資源，促進(jìn)礦山企業(yè)和地方經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，成為業(yè)內(nèi)人士日益關(guān)注的問(wèn)題。1礦山地質(zhì)災(zāi)害類型礦山地質(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(cái)產(chǎn)損失或人類賴以生存的資源、環(huán)境嚴(yán)重破壞的災(zāi)害事件。有人認(rèn)為礦山地質(zhì)災(zāi)害是由于人類開(kāi)采礦山而直接誘發(fā)的人為地質(zhì)災(zāi)害。國(guó)土資源部按致災(zāi)地質(zhì)作用的性質(zhì)和發(fā)生處所進(jìn)行劃分，將地質(zhì)災(zāi)害分為12類、48種，礦山地質(zhì)災(zāi)害為地質(zhì)災(zāi)害的一個(gè)分支。目前我國(guó)礦山存在種類多，分布廣，影響大，潛在災(zāi)害隱患突出等特點(diǎn)，并且存在上升的趨勢(shì)，給人民生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)很大的威脅。礦山開(kāi)采引起的主要地質(zhì)災(zāi)害類型包括:冒頂片幫、深部巖爆、采空區(qū)垮塌威脅。礦山開(kāi)采引起的主要地質(zhì)災(zāi)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(zāi)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(chǎng)和巷道冒頂事故。冒頂片幫常常無(wú)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(duì)地表的破壞。凡口鉛鋅礦因疏干產(chǎn)生地表塌陷1982個(gè)，影響范圍達(dá)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(duì)采空區(qū)上的建筑物，道路、管線及農(nóng)田帶來(lái)影響，嚴(yán)重時(shí)可引起山體滑移。1.3深部巖爆巖爆是一種與地應(yīng)力有關(guān)的地質(zhì)災(zāi)害，據(jù)悉，礦山進(jìn)入1000m以下進(jìn)行深部開(kāi)采時(shí)，由于高地應(yīng)力，硬巖層往往發(fā)生巖爆。巖爆就其破裂機(jī)制而言，是一種開(kāi)挖卸荷條件下巖石自身彈性應(yīng)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(shí)的破裂機(jī)制及釋放彈性應(yīng)變能的多少和波及深度等諸多因素有關(guān)。紅透山銅礦開(kāi)采達(dá)1337m5在采深1100m左右，大片采區(qū)花崗巖柱及上下盤(pán)發(fā)生多次大的巖爆，地表響聲如雷，井巷工程遭到嚴(yán)重破壞，給生產(chǎn)帶來(lái)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(kāi)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(zāi)害。尤其是在水體下采礦，應(yīng)經(jīng)過(guò)專門(mén)論證以及采取專門(mén)的防治措施。另外，礦坑突水往往水文地質(zhì)條件復(fù)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(qiáng)、規(guī)模大'造成的破壞大、恢復(fù)生產(chǎn)難度大等特點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近30年來(lái)，我國(guó)煤礦突水，淹沒(méi)全礦井58次，部分淹井64次，造成經(jīng)濟(jì)損失達(dá)27億元。由于突水的威脅，我國(guó)煤炭礦床約有150億t儲(chǔ)量不能開(kāi)發(fā)利用。1?5崩塌、滑坡崩塌、滑坡是露天礦山最常見(jiàn)的工程地質(zhì)災(zāi)害。它也是發(fā)生頻度最高、對(duì)露天礦山安全影響最大的災(zāi)害。崩塌、滑坡主要分為幾個(gè)方面：①為采空區(qū)山體滑坡，主要是由于超量開(kāi)采而引起；②為露天采礦場(chǎng)邊坡失穩(wěn)；③為排土場(chǎng)\堆渣場(chǎng)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(guān)，對(duì)于礦山而言，主要是由于采礦活動(dòng)的影響。1996年5月31日和6月3 云南省元陽(yáng)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(jì)損失1.4億元。2009年5月在重慶地質(zhì)災(zāi)害大排查活動(dòng)中，重慶永川煤礦殲石山被列為地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)，必須限期予以排除，該殲石山高約430m,通過(guò)降低殲石山高度，削坡減荷，同時(shí)在肝石山周圍建立3個(gè)大型磚廠，對(duì)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(kù)倒塌，形成礦渣碎石流，使沿途3鄉(xiāng)2鎮(zhèn)的94個(gè)村民小組受災(zāi)，沖毀房屋39棟，計(jì)17810m2；淹沒(méi)房屋27棟，計(jì)8100m2；沖垮3座橋梁。礦區(qū)內(nèi)49人死亡，礦區(qū)直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)I300萬(wàn)兀O6地下水位下降無(wú)論是露天開(kāi)采礦山或是地下開(kāi)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(lái)的危害將很難恢復(fù)，對(duì)于巖溶充水礦床，高強(qiáng)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(lái)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(gè)礦區(qū)塌陷1000多處，20世紀(jì)90年代就達(dá)600多處，規(guī)模大者直徑可達(dá)30?陷1000多處，深度可達(dá)10m；規(guī)模較小者直徑多在2~3m5深度多在2?3m。導(dǎo)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(gè)泗頂鎮(zhèn)不得不整體搬遷。7其他地質(zhì)災(zāi)害其他地質(zhì)災(zāi)害主要有礦震、地?zé)?、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(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境帶來(lái)比較大的威脅。地?zé)嵋话愠霈F(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(qiáng)烈的山地地形有關(guān)。一般認(rèn)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(zāi)害，主要通過(guò)物理法、化學(xué)法'生物法進(jìn)行治理。2防治對(duì)策及措施礦山的開(kāi)采、挖掘是直接在巖土圈進(jìn)行的，伴隨著我國(guó)礦山開(kāi)采強(qiáng)度的增大，其所造成的環(huán)境破壞也越來(lái)越嚴(yán)重。目前對(duì)地質(zhì)災(zāi)害主要貫徹“以防為主，防治結(jié)合，重在預(yù)防”的方針。目前主要從非技術(shù)方面和技術(shù)方面對(duì)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行防治。在非技術(shù)方面主要有加強(qiáng)立法、加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)和污染治理。在礦山開(kāi)采規(guī)劃和報(bào)批的同時(shí),需提交環(huán)境影響報(bào)告、地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估報(bào)告、安全評(píng)價(jià)報(bào)告等，嚴(yán)禁超量開(kāi)采'亂采濫挖，并按上述報(bào)告提供的建議措施進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害防治。目前很多省份實(shí)行了礦山環(huán)境恢復(fù)治理措施的編制以及礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)保證金制度，為礦山的地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)提供了資金保障和技術(shù)支持，大大減少了礦山地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生