礦山地質(zhì)災(zāi)害防治問題研究

礦山地質(zhì)災(zāi)害防治問題研究礦山地質(zhì)災(zāi)害防治問題研究

0.概述

隨著社會的進(jìn)步，環(huán)境被逐漸破壞，地質(zhì)災(zāi)害時(shí)常發(fā)生。地質(zhì)災(zāi)害其實(shí)就是在自然或者人為因素的作用下形成的，對人類生命財(cái)產(chǎn)、環(huán)境造成破壞和損失的地質(zhì)作用〔現(xiàn)象〕。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生有兩方面的原因：首先是由于不可抗力的自然因素造成的，其次是人為建設(shè)活動引發(fā)的，如興建水利項(xiàng)目、架橋、修路引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害〔滑坡、塌陷等〕。

1.常見的礦山地質(zhì)災(zāi)害

1.1礦坑突水

也稱坑道突水，是在項(xiàng)目開挖和礦床采掘等過程中，大量水流忽然涌入地下洞室和礦山井巷的現(xiàn)象?？拥劳凰且环N與項(xiàng)目和采礦活動有關(guān)的誘發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害，是項(xiàng)目地質(zhì)問題。發(fā)生坑道突水的直接原因是掘進(jìn)和采礦過程揭穿或溝通了富水和導(dǎo)水結(jié)構(gòu)，以及暴雨、山洪等爆發(fā)水源，使地下水或地表水大量而忽然地涌入坑道。影響坑道突水的因素很多，波及補(bǔ)給水源、富水、含水和導(dǎo)水結(jié)構(gòu)、突水途徑和通道，以及影響突水性質(zhì)和特征等地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，并與現(xiàn)代地應(yīng)力作用和項(xiàng)目作用密切相關(guān)。某一坑道是否會發(fā)生突水，由該坑道在地下〔地表〕水補(bǔ)給、徑流和排泄的統(tǒng)一流場中所處部位，以及項(xiàng)目和采礦對圍巖的影響來決定。特別是處于巖溶水處于積極交替狀態(tài)，富水性極強(qiáng)時(shí)，更導(dǎo)致礦區(qū)突水次數(shù)和強(qiáng)度增大。究其原因，絕大局部是由于礦層底板隔水層太薄或斷層破碎帶削弱了底板隔水層強(qiáng)度，因而承受不了底板水頭壓力及礦山壓力的結(jié)果，有時(shí)由于中奧陶統(tǒng)發(fā)育巖溶隱落柱，使上覆巖層陷溶，塌陷裂隙把巖溶水引入礦坑造成突水。此地質(zhì)災(zāi)害在我國礦山地質(zhì)災(zāi)害中最常見之一。

1.2瓦斯爆炸

是由瓦斯和空氣混合后，在一定條件下，遇高溫?zé)嵩窗l(fā)生的熱鏈?zhǔn)窖趸答?，并伴有高溫及壓力〔壓?qiáng)〕回升的現(xiàn)象。是在一定條件下是一定濃度的甲烷和空氣中的氧氣在一定溫度作用下產(chǎn)生的劇烈氧化反饋。瓦斯爆炸產(chǎn)生的高溫高壓，促使爆源附近的氣體以極大的速度向外沖擊，造成人員傷亡，破壞巷道和器材設(shè)施，揚(yáng)起大量煤塵并使之參與爆炸，產(chǎn)生更大的破壞力。另外，爆炸后生成大量的有害氣體，造成人員中毒死亡。在我國煤礦中，其發(fā)生的幾率較大，必須嚴(yán)格控制瓦斯?jié)舛群突鹪床拍芙档推浒l(fā)生的幾率。

1.3采空區(qū)的地面變形

采空區(qū)是由人為挖掘或者天然地質(zhì)運(yùn)動在地表下面產(chǎn)生的“空洞〞，采空區(qū)的存在使得礦山的平安生產(chǎn)面臨很大的平安問題，人員與機(jī)械設(shè)備都可能掉入采空區(qū)內(nèi)部受到傷害。由于地下采空區(qū)具有隱伏性強(qiáng)、空間分布特征規(guī)律性差、采空區(qū)頂板冒落塌陷情況難以預(yù)測等特點(diǎn)。如假設(shè)出現(xiàn)采空區(qū)的地面變形，在礦山中容易出現(xiàn)將井下作業(yè)人員因礦區(qū)塌陷導(dǎo)致的在井底被困。

1.4巖爆

也稱沖擊地壓，它是一種巖體中聚積的彈性變形勢能在一定條件下的忽然猛烈釋放，導(dǎo)致巖石爆裂并彈射出來的現(xiàn)象。發(fā)生條件：在硬脆巖體高地應(yīng)力地區(qū)，硐室開挖過程中發(fā)生巖爆。其發(fā)生的主要原因是因?yàn)閲鷰r強(qiáng)度適應(yīng)不了集中的過高應(yīng)力而突發(fā)的失穩(wěn)破壞。

1.5滑坡

邊坡滑坡是露天礦山最常見的礦山地質(zhì)災(zāi)害，它也是發(fā)生頻度較高、對露天礦山平安影響特別重大的災(zāi)害，但凡露天開采的礦山都存在不同程度的滑坡地質(zhì)災(zāi)害。歌樂山礦從過去和已有的資料來看，開采邊坡和高陡邊坡滑坡規(guī)模較小，最后都是以崩塌的形式完成能量釋放尋求邊坡穩(wěn)定，滑坡地質(zhì)災(zāi)害主要表現(xiàn)為排土場大規(guī)模的滑坡變形。

1.6泥石流

露天礦山由于開采范圍大，開采高度深，無植破覆蓋，排土場渣上堆積高，在雨季因邊坡滑坡、崩塌都極易形成泥石流災(zāi)害，造成對采區(qū)內(nèi)設(shè)備沖毀和破壞采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)，也是露天礦山一種常見的地質(zhì)災(zāi)害。受雨水沖刷，水土流失現(xiàn)象較為嚴(yán)重，下雨時(shí)地表積水就裹帶大量泥沙經(jīng)排水系統(tǒng)流向下大天池池塘，淤堵排水溝渠；同時(shí)排土場在持續(xù)降雨和大暴雨時(shí)，山水聚集對排土場渣仁沖刷形成泥漿混合體，侵蝕排土場附近土地。

2.礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治

防治瓦斯的措施主要有：加強(qiáng)通風(fēng)。使瓦斯?jié)舛冉档偷?煤礦平安規(guī)程》規(guī)定的濃度下列，即采掘工作面的進(jìn)風(fēng)風(fēng)流中不超過其百分之0.5，回風(fēng)風(fēng)流不超過百分之一，礦井總回風(fēng)流中不超過百分之0.75。加強(qiáng)檢查工作。及時(shí)檢查各用風(fēng)地點(diǎn)的通風(fēng)狀況和瓦斯?jié)舛龋槊麟[患進(jìn)行處理，是日常進(jìn)行瓦斯管理的重要內(nèi)容。對瓦斯含量大的煤層，進(jìn)行瓦斯抽放，降低煤層及采空區(qū)的瓦斯涌出量。

坑道突水防治措施很多，其原理都是盡可能地保持固有地質(zhì)體及其水文地質(zhì)的平衡狀態(tài)，強(qiáng)化抗突能力，削弱突水條件。常用的根本上分為地面和地下兩類針對性設(shè)施和伎倆，包括排水疏干、項(xiàng)目與水源之間保存防水礦柱、修建水閘墻、門、灌注水泥漿、梗塞可能的滲透途徑和通道等。

對于采空區(qū)主要是：①建立可行化的系統(tǒng)，對不合乎平安或設(shè)施不健全的不允許其私自采礦。在我國，小的礦井眾多，有許多并不具有開采煤礦的資質(zhì)，沒有政府的允許就私自采礦，并對礦區(qū)的平安設(shè)施較低，內(nèi)有建立健全的平安系統(tǒng)，并私自采井，對地質(zhì)災(zāi)害影響較大。②對開采人員的培訓(xùn)較低，沒有合理的進(jìn)行開采。只有合理設(shè)計(jì)邊坡參數(shù)，加強(qiáng)邊坡監(jiān)測，做好擋墻鞏固邊坡，開挖后如果出現(xiàn)開裂變形，應(yīng)有專門的項(xiàng)目地質(zhì)勘察。來進(jìn)行合理的開采，應(yīng)嚴(yán)禁越界開采，減少人為擾動，做好植被愛護(hù)和水土保持。這樣才能愛護(hù)我們的環(huán)境。③建立系統(tǒng)化的防護(hù)措施，有方案的進(jìn)行開采。為避免水土流失和恢復(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。

滑坡治理主要是指排土場的滑坡治理。通過改變排土場邊坡形狀，降低排土場分層高度和增加分層個(gè)數(shù)，清挖和形成平安平臺，放緩排土場最終邊坡角，使其小于渣土自然堆積角，永久性地改變排土場受力的應(yīng)力狀態(tài)。排土場排土工作面形成2%的反坡，防治雨水聚集沖刷排土場邊坡；排土場頂部適當(dāng)設(shè)置截洪溝和排水溝，及時(shí)將地表積水通過排水溝排出排土場外；加強(qiáng)對截洪溝、排水溝檢查疏導(dǎo)，確保排水暢通；暴雨過后，及時(shí)對排土場進(jìn)行檢查和積水疏通，避免積水倒灌排土場。降低排土場邊坡滑坡區(qū)域分層高度和增加分層個(gè)數(shù)，放緩排土場最終邊坡角，使其小于渣土自然堆積角，降低排土場的重心高度，基本性的改變排土場受力狀態(tài)。

礦區(qū)泥石流的治理辦法：減少粘土層渣土堆排量，實(shí)施采區(qū)內(nèi)部排土場堆排，自果樹