煤礦災害防治措施范文
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篇1
中國煤礦大多是通過井工開采的,在開采時煤礦地質災害時有發生。隨著淺部煤炭資源的枯竭,深部開采已經成為了必然趨勢。與淺部開采相比,深部開采時巖體的力學性質和應力狀態更加復雜,開采時發生地質災害的可能性大大提高,特別是瓦斯突出和沖擊地壓[1-3]。在深部開采時,一旦煤礦發生地質災害事故,救援將會十分困難。因此,必須要采取有效的措施來防治煤礦地質災害。鑒于煤礦地質災害有多種且每種發生的原因不同,需要根據相應的情況采取針對性措施。本文圍繞煤礦常見地質災害的特征展開論述,重點分析了煤礦地質災害的防治措施。
1煤礦地質災害的特征分析
在進入深部開采后,煤礦開采對地表的破壞影響會大大減弱,引發井上地質災害的可能性也會大大降低,而井下地質災害發生的可能性大大提升。煤礦井下常見的地質災害主要有沖擊地壓、瓦斯突出以及突水。下面將分別對這幾種災害的特征進行分析。
1.1沖擊地壓災害特征分析
隨著中國礦井開采深度的增加,其基本上已經超過了1000m,巖層的應力和開采擾動也會增加,沖擊地壓發生的可能性也增大。沖擊地壓表現為巷道突然間破壞,且伴隨著巨大的巖體能量釋放。在巨大的沖擊波作用下,甚至可能會誘發礦震,對地表的建筑物產生一定的破壞。沖擊地壓發生的時間比較短,一般只有幾秒,且發生時很少有征兆[4]。通過大量的微震監測可以發現,在沖擊地壓發生前,巖體震動的能量出現異常增加。目前,沖擊地壓發生的機理尚不明確,這給防治沖擊地壓帶來了巨大的困難。大量經驗表明,沖擊地壓的發生與巖層的高應力、開采方式以及地質構造存在很大的關系。綜上所述,沖擊地壓災害特征主要為發生時間短、破壞力大、難以預測且機理尚不明確。為了保證工人的生命安全,煤礦科技工作者應該致力于沖擊地壓災害防治的研究。
1.2瓦斯突出災害特征分析
煤在形成過程中會產生瓦斯,雖然大部分瓦斯已經釋放了,但是還會殘留一部分。在煤層開采時,煤層中的瓦斯會大量釋放,進入到巷道中。瓦斯的成分比較復雜,突然間釋放會引發嚴重的災害,常見的有瓦斯突出。在瓦斯突出時,若突出的是CO2,則會導致空氣中的O2濃度降低,容易引起人的窒息;若突出的是煤和CH4,也就是煤與瓦斯突出,則很可能引發嚴重的瓦斯爆炸災害。在發生煤與瓦斯突出時,巷道內粉塵的濃度和瓦斯的濃度都會急劇增加,一旦遇到明火,就很容易誘發煤礦瓦斯爆炸。由于中國煤層的瓦斯多以吸附態存在,在開采造成煤炭破碎時會突然釋放,容易引發巷道內的瓦斯超限。
1.3突水災害特征分析
煤礦開采會造成巖層運動,有時會破壞巖層的隔水層,這使得在進行煤礦開采時有可能發生水災。水災的發生主要有兩種形式,一種是含水層滲水,另一種是突水或透水。相比較而言,突水或透水造成的危害更大,一般只需要幾個小時就能造成整個礦井淹井[5]。突水或透水多發生在地質構造區域、采空區附近以及帶壓開采時,對煤礦生產威脅極大。例如:2010年3月28日發生的王家嶺煤礦透水事故就是由老采空區積水造成的,該事故共造成38人死亡,震驚了全中國。
2煤礦地質災害的防治措施分析
以上分析了煤礦地質災害發生的特征,為此,需要根據這些特征采取一些有針對性的防治措施。下面將對這些措施進行詳細的分析。
2.1做好地質勘探工作
大量經驗表明,煤礦地質災害的發生多與地質構造和地質條件的不確定性有關,例如斷層突水、斷層沖擊地壓以及煤與瓦斯突出等。因此,要做好煤礦地質勘探工作,獲得詳盡的地質資料。在煤礦開采和設計時,地質資料是基礎。若地質資料不全面或不準確,則開采引發煤礦地質災害的可能性大大增加。在進行地質勘探時,考慮到傳統的鉆探方法獲得的數據量有限,在條件允許的情況下要使用物探的方法。對于地質構造區域,一定要將鉆探方法和物探方法相結合,獲得詳盡的地質資料。此外,還要注重勘探的時效性,即在不同時間段內勘探的結果可能會存在一定的差異。由于水和瓦斯是一種流體,其分布可能會受到周圍環境的影響而變化,這導致對水和瓦斯的勘探存在一定的時效性。
2.2嚴格執行相關規章制度
在很多情況下,煤礦地質災害的發生是人為原因造成的,例如工人不按照《煤礦安全規程》中的內容作業,導致發生嚴重的透水事故。為此,需要嚴格執行相關的規章制度,杜絕違規操作。一些礦區存在著嚴重的盜采問題,這很容易導致安全事故的發生。一些工人在施工時,為了圖簡便不按照施工圖施工瓦斯抽采孔,這很容易造成瓦斯抽采時達不到預期的效果。由于很多煤礦工人的受教育程度低,對煤礦地災害缺乏一定的認識,不能理解或很好地遵守相關規定。對于這種情況,應該加強對工人的培訓,使其掌握相應的安全生產知識。
2.3建立地質災害預報系統
雖然很多地質災害的發生機理很難確定,但是可以使用相應的設備對其發生的條件進行監測。針對煤礦沖擊地壓災害,可以安裝微震監測設備(見圖1),監測巖層運動的能量。一旦能量超過預定值,就會發出預警通知,使工人處于安全區域并采取相應的安全措施。針對煤礦瓦斯突出災害,可以在巷道各個位置處安裝瓦斯探測儀來監測巷道中的瓦斯濃度。一旦巷道內瓦斯濃度超過了預定值,就主動切斷相應電力設備的電源,從而降低瓦斯爆炸發生的可能性。對于煤礦突水災害,可以在含水層處施工探水鉆孔并裝上壓力表。通過壓力表實時監測水壓變化情況,一旦水壓超過了設定的安全值,應該立即采用相應的防治水預案。實際上,各煤礦發生地質災害的情況不同。為此,煤礦需要根據自身的實際情況,選擇所需的地質災害預報系統,從而有效地保證煤礦安全開采。
3結語
煤礦企業必須認識到煤礦地質災害的特征,并根據自身情況采取相應的防治措施。雖然煤礦地質災害有多種,但這些地質災害并不同時發生。進入到深部開采時代,重點關注的是沖擊地壓、煤與瓦斯突出以及突水等災害。鑒于很多地質災害發生的機理尚不明確,只能從最大程度上減輕地質災害發生時造成的后果。因此,煤礦企業應該做好地質勘探工作、嚴格執行相關規章制度以及建立地質災害預報系統。希望所論述內容可以為煤礦地質災害的防治提供一些理論和技術上的指導。
參考文獻:
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[4]賈盼雷.煤礦地質災害特征及其防治措施探究[J].石化技術,2019,26(3):195.
篇2
關鍵詞:煤礦地質災害;防治措施
中圖分類號:F407.1 文獻標識碼:A 文章編號:
引言:煤礦是不可再生資源。人們為了發展。不斷的開采煤礦。而煤礦地質不同于其他礦物的地質.導致了在開采過程中出現了很多的煤礦地質災害.導致了人的生命和財產受到了很大的威脅,如何能有效地反映煤礦地質災害特征、災害的誘發因素及如何防治煤礦地質災害,是很重要的研究課題。
1 我國煤礦地質災害的現狀
我國地域遼闊, 地質條件和地理環境十分復雜, 由于山地、高原、丘陵占 70%左右, 地質構造活動頻繁, 氣象條件在時間、空間上的差異很大, 這樣的自然條件決定了我國是地質災害多發國家, 而且地質災害種類多、分布廣、危害大。
我國能源 70%以上取自煤炭, 煤炭行業在國民經濟建設中占有重要地位; 而煤礦災害的發生已嚴重制約煤炭工業的健康發展和社會的全面進步。煤炭開采不僅受到地面地質自然災害的威脅, 更嚴重的是還遭受井下各種災害的威脅;無論從災害的經濟損失, 還是從死亡的人數看, 煤炭行業均占全國災害損失的 1/10 以上。
長期的研究實踐表明, 無論是地質災害本身還是對其監測和防治,都涉及經濟活動或經濟現象, 都需要開展合理的經濟評價;但在國內, 對地質災害, 尤其是煤礦的地質災害, 尚缺乏可供借鑒的經濟評價方面的系統理論、方法和經驗, 開展的研究十分有限;以往開展的少許研究也多是經濟管理方面的人員進行的, 對地質災害本身缺乏應有的專業了解。
據有關資料統計, 近20年內, 造成百人以上傷亡的重大地質災害事故在我國幾乎年年發生。最為嚴重的是1998年, 全國共發生滑坡、崩塌、泥石流及突發性地質災害 18 萬處, 規模較大的有447處, 造成1157人遇難, 1萬多人受傷, 50 多萬間房屋被毀, 經濟損失達270億元。據專家分析, 95%的地質災害是因為人類活動而誘發的。
今后一段時間內, 隨著更多的基礎建設、能源交通項目的啟動, 區域內的經濟發展與地質災害的矛盾將會更加突出。過去幾十年的經濟建設中, 由于忽視地質災害防治與環境保護的專題研究, 其教訓慘痛。因此, 地質災害防治勢在必行。
2 煤礦地質災害的主要類型
我國地質條件復雜, 因此煤礦遭受的自然災害種類也很多, 主要有滑坡、地面塌陷、煤與瓦斯突出、礦井突水淹井、井筒破裂及采礦廢棄物污染災害、水土流失等, 嚴重地危及著礦山正常生產和人民生活。
2.1 山體滑坡
煤礦的開采、矸石的堆放破壞了坡體的原始應力平衡, 是誘導滑坡、崩塌災害的重要因素。據不完全統計, 每年此類災害造成的經濟損失以數億元計。例如,2004年6月5日下午, 某地區一山體由于暴雨形成的山洪沖刷, 致使山體和煤礦煤矸石渣場攔堤被沖垮, 山體及礦渣約20萬m 3 沿坡地向前推移約500 m, 覆蓋山腳14戶村民住房, 房屋被土石方壓塌, 夷為平地, 造成人員傷亡。據現場調查, 該14戶住房內共居住56人, 24人被埋, 其中3人生還, 3人死亡, 其余18人失蹤。
2.2 地面塌陷
這是煤礦開采后經常出現的一種地質災害。塌陷會造成礦區土地大面積水, 會誘發山體滑坡, 還會破壞耕地等等。根據不完全統計, 2000 年以前, 平均每年計劃采煤 12×10 8 t, 塌陷土地面積 2.4×10 4 h m 2 , 2000 年以后, 每年塌陷土地面積將以 4%~5%的速度增長。例如,2006年5月, 某地區煤礦在開采時發生透水, 導致村莊多處地面發生塌陷, 全村所有房屋都不同程度地出現裂縫。該煤礦位于村西北側, 由于開采歷史悠久, 采空區面積大, 放炮時引起原來堵水的地下封墻出現松動和垮塌, 村子地下老窿積水迅猛涌入礦坑內, 造成村子地下水位迅速下降, 地下溶洞土層發生崩落, 使地面出現裂縫和產生塌陷。
又如,由于過量采煤導致地表塌陷, 某采煤塌陷區昔日大片良田,如今變為一片。因地面塌陷, 附近已有4個村莊被迫搬遷。地面塌陷面積達4萬h m 2 , 治理 1 h m 2 塌陷地要花費近 90 億元。
從這些資料看, 煤礦的開采嚴重威脅著礦區土地資源和人民的生活, 這一問題的研究應引起足夠的重視。
2.3 煤與瓦斯突出
據統計, 我國在 1984—1995年的11年間, 煤礦中發生煤與瓦斯突出近 10 萬余次, 造成的經濟損失約100億元。例如,1991年4月21日, 某省煤礦瓦斯煤塵爆炸, 死亡147人。2006年8月4日16時左右, 煤礦發生有害氣體涌出事故, 至今已造成 18 人遇難。同時該煤礦范圍內發生地面塌陷,造成井下一個永久密閉區被打開, 同時產生明火, 導致有害氣體涌出。無論是從經濟效益上看, 還是從人民的人身安全來看, 災害的防治都是刻不容緩的。
2.4 礦井突水及淹井災害
煤礦突水事件在煤礦生產中也是常見的, 并且直接影響煤礦的生產、效益和安全。如1993年1月5日某煤礦突水量 3.96×10 4 m 3 /h, 直接經濟損失 1.35 億元。又如,1996 年8月4日, 某地區連降暴雨, 山體邊坡產生大量崩塌、滑坡, 受洪水夾帶形成泥石流, 堵塞泄洪溝谷, 抬高洪峰, 使均勻泄洪變成集中泄洪, 下游洪峰高達 6 m~7 m, 洪水灌入礦井, 導致煤礦大面積沖淤, 546 名當班工人被困井下, 沖毀橋梁和公共建筑設施, 致使該地區周圍的街道、商店遭到洪水、泥石流的襲擊, 淤泥深達數十厘米, 造成礦工和居民死亡共 60人, 經濟損失達 2 億多元。
3 災害防治措施
為了保持經濟持續穩定發展和維持社會的安定, 必須切實重視對煤礦地質災害的防御, 制定防御自然災害的對策和措施。
3.1 加強科學管理并建立科學預報工作
各種地質災害均有其自然屬性, 其發生發展既有偶然性, 又有一定規律可循。煤礦生產要規范化, 杜絕私挖亂采現象, 合理規劃開采范圍。在煤礦采掘資料的基礎上結合礦區實際情況, 建立地質災害預報制度,并提出相應的防治措施。這是一項長期的、艱苦的工作, 只有做好這項工作, 才能夠做到未雨綢繆, 防患于未然, 才能徹底減輕災害帶來的損失。
3.2 加強政府部門對地質災害防治工作的領導
首先, 摸清地質災害底數, 基本掌握地質災害發育分布規律, 圈定出地質災害易發區和危險區, 在此基礎上擬定防治規劃、計劃。其次, 堅持每年組織有關專家進行汛前、汛期和災后的檢查研究, 以防為主, 綜合治理。第三, 加強行政管理執法力度, 健全完善 5 個體系:建立地質災害防治的法律法規體系; 完善政府部門執行法律法規的機構和體系;建立完善的地質災害監測機構體系;建立一套完善的信息體系, 及時掌握地質災害動態;建立政府預測預報體系, 分定期、不定期、長期、中期、近期及臨災警報等, 對問題嚴重的要進行通報、曝光。
3.3 加強地質災害宣傳教育以形成全民防災意識
宣傳各種地質災害知識, 培養全民災害意識, 可以做到災前有防, 災中不慌, 災后自救, 提高生存能力, 減少災害損失。在廣大人民群眾中, 通過各種途徑做好防災抗災的宣傳教育工作, 引起人們對災害的足夠重視, 增強人們的防災意識, 達到心中有數、居安思危的效果。
4 結束語
我國煤礦分布廣、戶數多、規模大小多樣化 由于技術、管理及效益等原因的影響, 資源開發中引起的地質災害相當嚴重, 給礦區的人民生命財產安全帶來了嚴重影響。各個煤礦的地質環境條件是復雜的, 單獨的強調任何一種誘發因素和只采取某項防治措施都是片面的。因此, 合理有效的利用資源、保護煤礦環境, 采取合理的措施防止煤礦地質災害, 實現煤礦的可持續發展, 是一個非常重要的問題。
參考文獻:
篇3
關鍵詞:煤礦,地質災害,防治
近年來隨著國家經濟建設的發展,對礦產資源的需求與日俱增,不同規模的礦山都在進行開發,其中小型礦山占很大比例。礦山開采為國家帶來了很大的經濟效益的同時,也引發了很多地質災害,主要表現在崩塌、滑坡、地面沉陷(礦山采空區沉陷)及泥石流等方面。因此,對礦區進行地質災害的有效預測并根據礦山開采的實際情況提出相應防治措施,在盡最大努力避免和減輕地質災害造成的損失的同時,更能維護礦區的正常作業、人身和財產安全。
1礦區開采現狀及地質背景
1.1礦區開采現狀
從解放前至二十世紀九十年代間一直進行生產,采空區大面積存在,標高+30米以上已采空,后因某種原因而停止開采,。
該礦山設計開采方式為斜井片盤開拓方式,設計采區回采率80%,主要利用現有兩條井筒,一條為主井、一條為副井,主豎井井口標高為+65.69m,井底標高-60m,主要用于提升煤炭、提矸、升降材料和人員、進新鮮風燈;副豎井井口標高為+65.4m,井底標高為-40.0m,為回風井。
該井田為斜井片盤開拓方式,主井設提升絞車設備,主要擔負提升煤炭、升降材料設備、進新鮮風流。副井井筒為總回風井。礦井通風方式為中央并列抽出式通風。該礦正在做生產準備,對批準可采的3個煤層賦存情況和地質儲量,依據以前和現已掌握的地質資料情況,對井田地質儲量和煤層情況基本清楚,本次礦井設計生產能力為1.0萬噸/年。采煤方法設計為走向長壁和短壁后退式開采,采用打眼放炮、人工攉煤、木支架,全部跨落管理頂板,井下人力推車,絞車提升,機械通風。
1.2地質背景
該礦區內主要的出露地層有石炭系本溪組、太原組和第四系。
礦區范圍的北部邊緣有一條逆斷層,走向近東西向,傾向北,傾角60°~70°斷裂性質為壓扭性,破碎寬度在10m以上。
礦區內巖漿巖不發育,沒有發現較大巖漿巖侵入體,局部可見煌斑巖穿插地層間,而規模小,對煤層開采影響較小。
評估區域內斷裂構造較發育,地質構造條件較復雜。
1.3地震
根據國家地震局出版的第四代1/400萬《中國地震動峰值加速度、地震動反應譜特征周期區劃圖》,該礦區地震動峰值加速度為0.05g,地震動反應譜特征周期為0.35s,地震基本烈度為Ⅵ度。
2地質災害及其特征
該礦區開采時間較早,且企業性質由國企到私營的變換,歷經多次開采,地下開采情況復雜,采空區大面積存在,標高+30米以上已采空,現場調查未發現明顯的塌陷、沉陷反映,但隨時間的推移,依然是安全的隱患。
根據現場調查,該礦自建礦以來未發生過井巷坍塌冒頂和礦坑突水等災害,但該礦區為煙臺煤田的老礦區,開采活動強烈,老窯的存在不容忽視,在開采過程中應給與高度重視。
3地質災害發展趨勢預測
3.1 礦井突水:
由于該礦區開采時間較長,歷經多次復采、殘采,井下情況復雜,其內部可能積水蓄水,本礦在生產過程中,井下涌水量較大,最大涌水量可達12.0m3/h,斷裂構造比較發育,若疏于防范、局部遇到斷裂帶,可能會引發、加劇礦井突水的可能性大,易發程度高,直接威脅礦工安全。
該礦區礦體間距為3-6米,,在開采下部礦體時,若不小心打穿頂板,使上部煤層開采留下的老窯積水涌出,可能引發礦井突水事故,威脅礦工生命安全和生產設備的安全,在開采時應給與高度重視,其危險性中等。
該煤礦采空區頂板為第四系松散巖類透水性良好,在雨季,大氣降水易通過地表進入采空區內,造成采空區積水,通過滲透作用進入礦井小,從而加大礦井的涌水量,若排水不及時或受其他因素影響,也有可能引發礦井突水災害,其危險性中等。
3.2 井巷坍塌、冒頂:
井巷坍塌、冒頂一般是由地質條件、生產技術條件、組織管理等多方面的主觀和客觀因素綜合作用的結果。
地質條件:礦山開采煤層屬于緩傾斜煤層,層數較多,開采厚度較小,煤層頂、底板泥巖、泥質細砂巖,巖層完整性一般,強度較低,穩定性較差,受地壓影響,易發生局部坍塌、冒頂。
采礦條件:主要采用走向長壁法,頂板管理為自然冒落,勢必導致井巷坍塌、冒頂,特別是復采和殘采,加劇地面變形,容易導致地面塌(沉)陷。
生產管理方面:如果支護不及時、支護間距不合理,支護材料強度低,礦工安全意識淡薄,則更容易造成井巷坍塌、冒頂事故。
綜上所述,預測礦山開采可能引發、加劇井巷坍塌、冒頂事故,主要是危害井巷內人員、設備等安全,危險性中等。
3.3 地面塌(沉)陷、地裂縫:
根據本礦條件,開采垂深約120m,開采厚度一般在1.2~2.5m,地表風化巖石移動角 為45°,基巖段巖石移動角為75°,根據公式W0=m·η·cosα,經計算其最大沉降值可達0.85米。采空區順巖層傾向傾斜向下,開采和殘采結果將全部形成采空區,其距離地表垂高范圍為80~130m,結合礦床開拓,地下采空區累計開采高度最大約3.2m。煤層頂板隨開采工作面的推進而自然冒落,進而形成采空區的垂直“三帶”和上覆巖層的移動變形。采空結果隨著時間的推移,煤層頂板將出現冒落帶、裂隙發育帶,其煤層頂板穩定性較差,在巖層自重壓力和復采情況下,可能引發、加劇地面塌(沉)陷地質災害,并伴隨有地裂縫的產生。
地面移動和變形與采深采厚比有關:本礦山地面標高50~90m,開采深度-60m標高,這樣,本礦山已經形成采空區的覆巖厚度為110~150m,開采高度按3.2米估計,a、在覆巖厚度小于96米的條件下,即H/m
該礦區開采時間久,地下開采情況復雜,根據記錄,該礦區附近有過亂采亂掘,也不排除有老的采空區,進而可能引發、加劇地面塌(沉)陷、地裂縫地質災害,威脅礦工的生命安全、設備的安全和地面建筑物的安全,其危險性中等。
4、地質災害防治措施
4.1 對地面塌(沉)陷、地裂縫地質災害的防治措施
(1)礦山開采時應及時做好支護,確保人員在巷道的安全。
(2)對采空區定期回填,減少地面下沉,留設保安礦柱以防地面塌(沉)陷。
(3)對地面陷坑、地裂縫進行回填,防治地表水流入井下,軟化巖土體,降低巖土體的穩定性。
(4)礦山建設過程中和結束后應建立地面塌(沉)陷、地面沉陷等災害觀測點,了解地面沉陷速率,閉坑后應在地表設置危險標志,以確保人身、財產安全。
4.2 對井巷坍塌、冒頂地質災害的防治措施
(1)加強掘進工作面的頂板管理,重視井巷的支護與維修工作。
(2)做好頂板鑒定與分級管理工作。
(3)加強對頂板松石的檢查和處理。
(4)堅持必要的制度,如“敲幫問頂”制度,支架驗收制度、崗位責任制度,防止麻痹大意。
(5)向井下工作人員普及井巷坍塌、冒頂前兆知識,發現問題及時處理。
(6)工作面頂板松軟或破碎、過斷層、過老窿或冒頂區以及托頂開采時必須制定安全措施,實行短壁式開采和后退開采,是復采礦山的一項安全措施。
(7)嚴格執行作業規程,操規程,嚴禁違章作業。
4.3 對礦井突水地質災害的防治措施
(1)開采掘進過程中要做到探采結合,特別是對老采空區的監測,若遇到斷裂構造和老窯積水,應先放后采,加強防護。
(2)開采掘進時,時刻注意頂底板的穩定性和完整性,下部煤層開采時,避免上部煤層采空區的滯留水進入,威脅礦工和設備的安全。
(3)增加排水設備,以備應急,對井下工人進行避險培訓。
(4)礦井正常涌水量為8m3/h,最大涌水量為12.0m3/h,必須做好礦井水的監測及排水工作,防止水患發生,確保礦井安全生產。
參考文獻
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一、煤礦地質災害特征
(一)開采時的災害特征
1、瓦斯突出。瓦斯的主要作用就是將氣體存至于一個封閉的系統之內,它會以游離或者是吸附的狀態,存在于每一層的縫隙之中,但是如果破壞了其中的平衡,那么封閉的空間就會產生裂縫,這時氣體將會向外溢出。如果在一定的自然以及人為條件之下,就極有可能發生瓦斯爆炸的情況,甚至會出現人員中毒或者是火災等嚴重的問題。
2、地面沉降塌陷。大量煤礦開采會引起地面沉降塌陷,這是一種極其常見的地質災害,因為大量煤礦的開采會引起地下結構的空陷,周圍的巖石組織遭到破壞,因此一部分的巖石就會粉碎,掉落或者是移位。這樣的情況很容易導致地面沉降塌陷[1]。并且,如果人們大量的抽取地下水并且逐步擴大地下結構的空陷區,那么地下水分布也會受到一定的影響,甚至會形成巨大面積的降落漏斗,這樣的情況也會使地面出現沉陷。
3、礦井突水。礦井突水指的是,在采礦以及挖掘的過程中,一旦巷道遭遇了積水問題時,那么可能大量的地下水就會涌入到礦山巷道之中。在煤礦開采的時候,礦井突水的問題也經常會發生,會給煤礦生產帶來極大的阻礙。
(二)閉坑后災害特征
至今為止,煤礦地質災害防治僅僅是在短期之內有用,并且在看的時候還會受到一些不可抗拒的因素所影響,因此在礦山閉坑后,可能還是會有很大的災害隱患。例如一部分露天的采礦礦井閉坑之后,也是極其容易出現滑坡與崩塌的安全問題的。這是因為在進行露天開采之后,高邊坡也就順勢被留下了,盡管一些人員已經做了相應的廢石回填操作,但是還是難以實現原始的平衡。特別是當露天開采達到很深的深度的時候,因為之后的一些原因還是會出現滑坡已經崩塌的危險[2]。地下閉坑后的災害是很多的,甚至會引起山體開裂的問題。但是這些問題在閉坑之后是不會馬上出現的,而是要經過一段時間之后才會發生,也就是說在閉坑之后,還是會因為多方因素的影響而再次發生。以上的地質災害如果發生了,就算土地已經進行了復墾,也會遭受到嚴重破壞,甚至會造成土地的廢棄問題。
二、煤礦地質災害防治措施
(一)進行采空區地質調研
在地下的煤礦開采特別容易形成煤炭采空地區,如果不能對這些地區進行一定的修復,那么就會形成地面塌陷。傳統解決這些問題的方法就是建立圍體,不過這種處理方法太過簡單,沒有對地域特點進行研究,所以處理方式所獲得的效果是不夠顯著的。那么在開采之前,首先要做的就是進行采空區的詳細的地質調研,主要分析一下地質層的組成以及結構,也同時要想好解決可能遇到問題的措施。
(二)進行防治
我國的煤炭資源的分布范圍十分廣泛,不過在每個地區,地質情況是完全不同的,這是在以前,防護措施卻是幾乎完全一樣的,所以可能會出現在某一個地方防治措施十分有效,但在另一個地方這個防護措施確實沒有用的。所以必須要在進行詳細的分析研究之后根據所在地的具體的地址情況來制定相應的防治措施,結合現今的科學技術來因地制宜開展防治工作。
(三)生態地貌修復
煤炭開采的過程會引起很多礦山廢棄物,這些廢棄物會對環境造成嚴重的污染。不過,修復生態地貌一般是在煤炭開采工作之后才進行的,大多數所應用的措施沒有符合實際的環境需要,并且相關的處理人員也只是敷衍了事,所以往往修復工作所獲得的效果不太理想。因此,在開采的過程中進行修復工作就能避免這些問題,在開采的過程之中,嚴格規劃并且科學處理廢棄物,一旦發現存在塌方現象就要及時進行修復,而對于那些山體滑坡區域則是需要種植更多的植物,將修復工作以及開采工作統一起來。
篇5
[關鍵詞]煤礦 地質災害 類型 特征 防治
[中圖分類號] P694 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2015)-7-372-2
隨著21世紀的到來,我國迎來了工業發展的新時代,各類先進技術的引入使得我國工業的發展速度越來越快,而工業的快速發展必然伴隨著對資源的快速消耗,煤炭就是其中之一。在我國,煤炭開采行業的發展已經有了百年以上的歷史,現代化煤炭開采也已經進行了幾十年,在這個過程中,部分企業為了謀求自身更大的利益,對煤礦進行了無節制的開采,導致了對周圍環境的嚴重破壞,地質災害發生率明顯提高,嚴重威脅了附近地區人民的生命安全。
1煤礦地質災害的主要類型
煤礦采集是屬于地下或山體開采作業,其在日常工作中即使按照相關規定對煤礦進行開采,也會造成周圍環境的破壞,況且目前國內有部分企業對于煤礦的開采是在無節制的情況下進行的,對于環境的破壞性進一步提升,造成了多種地質自然災害。
1.1山體滑坡或塌方
對于煤炭的開采作業來說,其一般是在山體中進行的,在山體中將被應充滿其中的煤炭開采出來,同時對于矸石的不標準對方都會使得山體本身的受力情況發生轉變,因而很容易引發山體發生滑坡或塌方的情況。尤其是在雨季時期,暴雨對于山體的沖刷力大大增加,并且帶走了部分土壤,造成了山體間的土質疏松,就會產生滑坡或塌方的情況?;滤a生的泥石流會迅速向山下蔓延,別對山下的人群聚居地造成較大的危害,引發人員和經濟的雙重損失。
1.2地面沉降和坍塌
由于部分煤炭的開采工作是在地下進行,其會對開采區的巖層受力情況造成極大的影響,使得巖層以下的空間處于真空狀態,減小了巖層所受到的支持力。在這種情況下,一旦巖層受到比較大的外力沖擊或持續作用,就可能會導致部分巖層出現沉降或坍塌的情況,特殊情況下還可能會出現地表巖層的平行位移。這也就使得一定區域內形成了面積較大的“漏斗形”深坑,給開采工作帶來較大的阻礙,同時也對開采人員造成一定的損傷。
1.3瓦斯爆炸
一般情況下,擁有煤礦的地質地貌都比較特殊,其內部構造相對復雜,并且絕大多數情況都會含有瓦斯氣體,并且各地區或各個礦脈中瓦斯的含量也并不一致,這也就為預防工作造成了一定的困難。在通常情況下,張性斷層的密閉性較差,其主要是由地表逐漸形成的,這樣有助于瓦斯的自然排放;但是如果遇到壓性斷層,其密閉性十分好,是極長時間內地質沉降所形成的,不利于瓦斯的排放,這種地質地貌下能夠蘊含較多的瓦斯氣體,可能是以吸附狀態,也可能是以游離狀態分布在煤炭礦脈的縫隙中。當煤炭礦脈的結構被破壞,瓦斯氣體就可能從破口處大量涌出,遇到電流或者明火就會引發瓦斯爆炸的情況,對人員造成極大的損傷,即使不發生爆炸也可能引發開采人員的氣體中毒情況。
1.4泥石流
泥石流是煤礦地質災害過程中對周圍人員危害最大的一種,其主要是在山體滑坡或塌方的基礎上產生的。尤其是在南方多雨地區,一旦遇到暴雨季節,煤礦地區的山體就可能會發生泥石流的現象。泥石流的主要危害是由于泥石流中夾雜著巨大的石塊或木材所引起的,從高處滑落所產生的沖擊力較大,能夠對山下的建筑和人員造成加大的破壞。這種情況在已經停產的煤礦山體上也時有發生,給人民財產和生命安全帶來了嚴重的危害。
1.5地下水反涌
由于煤礦的礦脈中有大部分是出于較為深層的位置,因此在對煤礦開采的過程中,很容易造成對地下水脈的破壞,導致礦井內地下水反涌的情況。而這種事故誘發的主要原因就是在對煤炭的開采過程中未嚴格按照規定對礦脈的走向進行勘探,對于地下水脈的分布情況了解不足,一味的濫采亂挖,導致了礦井開采方向的錯誤,與地下水脈向交。而這種地下水反涌情況會對地下作業的煤炭開采人員造成極大的損傷,嚴重時則可能導致人員出現大范圍死亡情況。
2煤礦地質災害發生的特征
2.1群發性
地質開發本身就是對開采點周圍的環境進行改變,尤其是在煤礦開采的過程中,其給周圍環境和地表巖層多帶來的影響更大,因此一般情況下煤礦地質災害的發生并不具有獨立性,其是屬于一個地區在一定條件下的長期做所所導致的。一旦該地區發生自燃災害,那么必然會會產生群發效應,造成大面積的毀壞。例如在發生山體塌方的時候,一定不會出現單獨一處大方,而是大面積、多發性的坍塌,并且會引發各類連鎖反應,造成的損失較大。
2.2衍生性
煤礦地質災害在發生過程中還具有明顯的衍生特性,主要指的是在一種地質災害產生后可能會引發多種“次生”災害,二者之間的關系就類似于鏈條,環環相扣。舉例說明,當礦井內發生地下水反涌的情況時,其必然會導致低下水的大范圍流失,導致地下水位發生下降的情況,引發地表坍塌,對周圍地區造成較大的危害,并且可能造成低下河道流向的改變,影響周圍的生態環境,對農耕和畜牧造成極大的影響。
2.3持續時間多樣性
在煤礦的地質災害中擁有著較多的災害類型,其每一種類型災害的持續時間均有所不同,具有著明顯的多樣性。例如,泥石流和山體滑坡的持續時間較長,其破壞面積較大,在災害發生的過程中,這類災害可能會持續數分鐘,甚至幾十分鐘,給附近的居民帶來極大的破壞;又例如瓦斯泄露,這種災害的持續時間有長有短,如果只是單純的瓦斯泄露,未遇到明火,那么這種災害會持續較長的時間,并且可能導致人員中毒,但如果其遇到明火則可能轉化為瓦斯爆炸,這種災害的持續時間較短,往往是幾分鐘甚至幾秒鐘,但造成的人員死亡幾率極大。由此可見,煤礦災害在發生的持續時間上存在著多樣化的特征,在工作中需要根據不同的災害情況制定相應的防治措施。
3針對于煤礦地質災害的防治方法
3.1強化防災意識
在制定煤礦地質災害的防治方法時,首先需要做的就是強化相關工作和管理人員的防災意識。政府作為各行各業的監管部門,其應該加大對于煤礦開采企業的監督力度,并在煤礦所在地區進行全方位的煤礦地質災害預防方法的宣傳教育,將相關內容盡量多的呈現在人們眼前,提高普通民眾對于煤礦地質災害的認識。同時,各級監督部門還應該派出專人到各個煤礦采集點進行調查,了解當地地質災害的發生情況,另外還需要帶領附近居民進行防災演戲,降低地質災害對人民造成的損失。
3.2合理化開采煤礦
根據相關研究顯示,絕大多數煤礦地質災害均是由于不合理煤礦開采造成的,部分企業為了自身的利益,不按照有關規定,超范圍對煤礦進行開采,并且在開采時對于周圍地質地貌的研究不夠深入,造成了對周圍地質結構的嚴重破壞。因此,政府應該加強對這方面的法律約束力,嚴格要求煤礦開采企業按照安全開采標準進行作業,對于不合理開采行為予以嚴重的罰款,從根本上杜絕這種情況的發生。
3.3改進開采技術
先進的開采技術是保證煤礦開采工作順利進行的重要前提,因此,在煤礦開采的過程中應該引入目前世界上較為先進的煤礦開采技術。尤其是煤礦開采工作過程中,其所受到的自然條件約束性極大,同時也需要面臨極多的不可確定因素,在很多情況下,對于部分地質災害的發生是不可避免的。但是在引入先進的開采技術后,可以有效地將這種不可確定因素進行延遲或規避,盡最大可能將災害的發生率降到最低。
3.4徹底了解地質構造
在對煤礦進行開采前,相關企業應該對該處的地質地貌進行詳細的勘探,這是煤礦開采的基礎工作,也是防止煤礦地質災害的基礎工作。對于在煤礦開采過后,地下巖層受力情況的變化要進行合理化、科學化的預估,并制定相應的解決對策。這樣在開采煤礦的過程中,就可以充分按照煤礦的走向進行開采,并且對巖層進行有效固定,減少滑坡和塌方的發生。而對于含有瓦斯的區域,則需要事先噴灑阻燃劑,防止瓦斯泄露和爆炸的產生。
4結語
我國的煤礦企業分布較為廣泛,雖然近幾年相關技術已經有了較好的發展,但是在管理方法上仍然有較大的缺失。因此,應該加強對于地質災害的預防管理工作,減少人員和經濟的損失。
參考文獻
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篇6
關鍵詞 贛韶鐵路;地質災害;防治措施
中圖分類號P694 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2010)33-0194-02
1 工程概況
新建贛韶鐵路線路始自京九鐵路江西省的贛州東站沿既有線至南康站引出,沿章江而上經大余縣、穿梅嶺后到達廣東省南雄市,再經始興、仁化縣周田鎮,到達終點韶關站。本段線路運營里程約211km,新建長度約180km。贛韶鐵路是連接京廣、京九兩條南北大通道,它的建設對完善路網布局,促進贛南、粵北老區經濟發展具有重要意義。
2 工程可能遭受的主要地質災害預測
2.1 煤礦采空區潛在地面塌陷
擬建鐵路涉及的礦區主要為田螺沖礦、臘石壩礦及鷓鴣石小煤窯采空區。兩煤礦范圍內目前無大的塌陷發生,但局部地表可見裂縫,地表水有滲漏現象,由于兩煤礦均屬于中小型煤礦,變形周期相對較長,加上現在采空區被部分塌落的巖體及地下水充填,礦區的變形還將持續。鷓鴣石小窯采空區由于采空范圍較大,無詳細開采資料,采空情況無規律。若線路經過煤礦采空區存在采空區地面塌陷的威脅。
2.2 崩塌預測與評價
根據調查全線共發育有崩塌災害36處,其中微型崩塌24個,小型崩塌12個。根據其變形發展趨勢、穩定性和與工程遭遇的可能性以及對工程建設的危害性預測其對工程建設的危險性。有8處處于較不穩定狀態,崩塌規模較小,對線路工程危害一般較小?,F狀及后期變形發展趨勢均對線路無影響。
2.3 滑坡預測與評價
根據調查全線共發育有滑坡災害21處,其中小型滑坡16個,中型滑坡1個,大型滑坡1個,巨型滑坡3個。滑坡中不穩定的10個,較不穩定的8個,穩定3個。沿線分布有三處巨型滑坡分別為黃竹頭隧道進口滑坡、惜母頂隧道出口滑坡和營足下滑坡。
2.4 巖溶地面塌陷的預測與評價
擬建鐵路沿線隱伏巖溶區,屬局部不穩定或較不穩定地基復雜段,有巖溶塌陷發育條件和潛在危險,目前尚未產生巖溶地面塌陷災害。在隱伏可溶巖段,特別是地下水動態變化幅度較大的區段,受地下水升降變化的水動力作用,易淘蝕帶走砂層并形成土洞,進而發展為局部的地面塌陷,塌陷范圍(直徑)一般相當于第四系覆蓋層厚度。塌陷的易發地段以近河邊的巖溶強發育區為主。進行該類地質災害預測評估,主要是借鑒其它工程地質災害評估方法并結合本線路工程的工程地質條件,將巖溶塌陷的危險性等級劃分為大、中、小三級進行分段評價。線路CK67+240~CK67+380段巖溶發育程度強烈,巖溶塌陷危險性大,危害性大;其他部位危險性小-中等。
3 地質災害防治措施
3.1 避讓
對于場地條件許可的地段,宜首選避讓,盡可能的避開地質災害危險性大的區域。
通過計算,田螺沖采空區的影響范圍約為煤田范圍以外300m~400m,臘石壩采空區的影響范圍約為煤田范圍以外180m~200m。經過多方案比較,推薦了北繞采空區方案,目前線路距最近的臘石壩采空區影響范圍邊界450m,距田螺沖采空區和鷓鴣石小窯采空區數公里,已避免了采空的影響。
黃竹頭隧道進口滑坡屬于不穩定滑坡,初步設計階段將線位左移150m通過,已避開滑坡的范圍。
惜母頂隧道出口滑坡滑坡體近期還出現變形,屬于不穩定滑坡。線位在定測期間右移200m,避開了滑坡對線路的影響。
營足下滑坡雖屬于基本穩定滑坡,初步設計時線路向左側山內移動,以隧道形式通過,隧道距滑坡底160m,消除了滑坡對線路的影響。
3.2 治理
CK5+480右60m滑坡規模較小,危險性小,發展趨勢不穩定,可先清除滑坡體表層滑坡堆積體,可采用削坡+擋土墻的方案進行治理,保障坡下村民的安全。
CK5+720右20m滑坡規模較小,危險性中等,發展趨勢不穩定,可先清除滑坡體表層滑坡堆積體,可采用削坡+擋土墻+排水的方案進行治理。
CK171+760滑坡規模較小,位于牛欄崗隧道的出口,屬于小型淺層順層滑坡,可先清除滑坡體表層滑坡堆積體,可采用削坡+錨桿+排水的方案進行治理。
3.3 防護
3.3.1 邊坡失穩防治措施
擬建鐵路所經丘陵地段設計有多處路塹和路堤邊坡,邊坡物質組成有巖質及巖土混合型。路塹開挖及路堤填筑均應根據其危險性采取相應的防治措施,嚴格按規范要求設計、施工。
土質邊坡:坡高宜采取每隔5m~10m設置一級平臺,坡面防護可采用擋土墻、鋼筋混凝土格構錨護坡或植被護坡等支擋、防護方案;巖質邊坡:須清除坡面松動巖塊,控制坡率,對軟弱或破碎巖體建議采用鋼筋混凝土格構錨及掛網錨噴(混凝土),對高邊坡宜分級設置防護等。
路堤邊坡坡度宜根據路堤高度及地形條件選用,須對填土分層夯實,控制坡面坡度,采取擋土墻等措施,路堤基底分布有軟弱土的路段必須對軟弱土層進行換填、碾壓或復合地基等方式處理。支擋或護坡工程必須輔以排水工程,擋墻、噴錨等工程應設置足量的排水孔,防止因動靜水壓力過大產生變形破壞。
路塹宜采取自上而下分段逐級開挖,采用逆作法施工,開挖后立即支護,并盡量避開雨季施工。邊坡施工及運行過程中必須加強監測,如有變形加劇或產生新的變形,應立即采取應急處理措施。
3.3.2 橋基失穩的防治措施
基巖面起伏明顯,且巖石風化強烈,橋樁基礎宜選取弱~微風化巖層作樁端持力層,樁端嵌巖深度應滿足規范要求。加強施工勘察,查清每根樁位的巖溶發育情況。樁端應置于非巖溶發育段,持力層進入完整巖層厚度應大于5m。在巖溶較發育段,溶洞對樁基施工有較大影響,必須采取有效措施,如護筒隔離溶洞等,嚴格按樁基施工規程施工,確保成樁質量。
3.3.3 巖溶塌陷防治措施
線路穿越覆蓋型巖溶區,巖溶發育程度弱-中等,局部路段上覆土層厚度
3.3.4 軟土地基沉降的防治措施
對于埋藏較淺、厚度不大的可采取換墊、基礎加深、機械碾壓、夯實等方法處理。對于層厚較大的軟土可采用粉噴樁、堆載預壓法或真空預壓法等進行處理。當軟土埋藏較深或處于路基受壓層的下部時,可采用天然路基,但應加強路基的整體剛度。
4 結論
擬建贛韶鐵路所處的地形地貌條件復雜,斷裂構造較發育,上覆土體結構松散、巖石風化強烈。根據各地質災害隱患特點和危害性,結合鐵路的工程地質條件,宜分別采用避讓、治理和防護等應對措施,確保工程在建設過程中順利進行和建成后正常使用。
參考文獻
篇7
一、構建防治水責任落實體
1、落實安全目標責任考核體系。年初省煤炭局與各礦業集團公司、各市煤炭管理部門簽訂了安全生產目標責任書,重點加強安全目標責任考核,細化、分解和落實防治水工作的領導責任、技術責任、監督責任和現場管理責任;安全考核實行“一票否決”制。
2、落實煤礦防治水工作兩個主體責任。逐礦落實了我省境內各類煤礦的政府、部門安全監管責任人,強化對煤礦防治水工作監管責任落實;明確了煤礦企業是防治水工作責任主體,礦長是防治水工作的第一責任人,總工程師是第一技術責任人,分管礦長是監督落實責任人,同時明確了防治水副總、科室、區隊、班組和井下各個崗位的責任。
3、突出加強對雨季“三防”工作的組織領導。各部門各單位均成立了專門的雨季“三防”工作領導小組,嚴格落實雨季期間安全生產責任制,定期研究解決工作中的具體問題,保證各項工作措施落實到位。
二、構建防治水技術管理體系
1、明確防治水技術管理體系。編制了《山東省煤礦防治水管理規定》(試行)等制度規范,明確煤礦企業必須建立健全礦井防治水管理機構,配備足夠數量的地質及水文地質專業技術人員。水文地質條件復雜及以上的煤礦企業必須設置防治水專門機構,配備專職防治水副總工程師,配備滿足正常生產安全的防治水隊伍及設備。專業技術人員的配置:水文地質類型簡單的礦井不少于1人,中等的不少于2人,復雜及以上的不少于3人。
2、嚴格落實防治水技術措施。嚴格落實“防、堵、疏、排、截”五項綜合治理措施,重點抓好地表水害、老空水害和底板承壓水害的防治,嚴防潰水、透水、突水事故的發生。嚴格執行探放水制度,切實做到有疑必探、不探不掘、不治不采;對未采取全方位、全過程探放水措施的,堅決停產整頓。
3、用事故教訓推動工作。多次召開全省煤礦事故案例剖析會、重大災害預防技術研討會等會議,制定出臺《山東省關于預防煤礦生產安全事故的特別規定》,剖析近幾年來我省發生的重大(僥幸)水害事故案例,邀請知名院校專家教授作水害防治技術講座,舉一反三,深刻吸取事故教訓,切實加強煤礦水害防治技術工作。
三、構建防治水隱患排查體系
1、堅持專家查隱患制度。定期組織專家逐礦進行防治水分析論證活動,逐礦制定有針對性的防治措施,形成了重大問題專家把關、疑難問題專家集中會診制度。突出抓了地表與老空水害、大礦周邊小煤礦、資源枯竭礦井、采深超過800米礦井安全隱患的排查整治。督查中發現的重大隱患,直接下達整改指令,對落實不力的,當作事故查處。
2、抓好重大水害隱患的排查整改。汛期前后,重點圍繞地表水、老空水、承壓水及上覆巖層水、相鄰礦井及已關閉礦井水害,尤其是2009年上半年審查確認的39項a級水害隱患,組織進行全面、細致、深入的水情水害排查分析,明確防治水工作的重點、難點和薄弱點。對排查確認的各類水害隱患,制定整改計劃,切實做到治理責任、措施、資金、期限和應急預案“五落實”。
3、落實雨季“三防”工程計劃。超前部署煤礦雨季“三防”工作,組織編制和實施雨季“三防”工程計劃,嚴格各項工程的檢查驗收,確保礦井排水、供電設施和各項防治水安全設施完好、可靠。2009年全省計劃雨季“三防”工程2578項,其中重點工程156項,計劃資金11326萬元,于6月20日前全部完工。
四、構建防治水科技保障體系
1、加大防治水工作安全投入。根據《煤炭生產安全費用提取和使用管理辦法》,結合企業實際,建立了煤礦防治水工作強制性安全投入制度,足額提取,科學使用,確保煤礦防治水工作需要。其中水文地質類型復雜及以上的噸煤提取不少于2.0元,水文地質類型中等的不少于1.0元,水文地質類型簡單的不少于0.6元。2008年全省煤礦防治水工作累計投入安全資金29788萬元,落實技措項目1878項。
2、提高礦井防治水技術裝備水平。加大礦井機電、排水等主要設備的技術升級和更新改造力度,大力推廣安全先進適應技術,實現井下涌水量、水壓、井下突(出)水點、擋水墻、水閘門等監測的自動化管理和無人值守,強制推廣應用安全監測監控、無線通訊、人員定位、大水礦井井下泵房建立遠程監控集控系統等。目前,全省煤礦聯網礦井達85%,年內力爭實現全省煤礦安全監測監控聯網。
3、加強煤礦防治水重大課題和關鍵性技術難題技術攻關。加大科技研發力度,重點抓好高承壓巖溶水突水機理研究、奧灰水突水機理和防治措施研究項目等重大課題的技術攻關,對90處受地表水、老空水、底板承壓水威脅的礦井逐一組織了技術會診,落實防治措施。
五、構建防治水應急處置體系
1、健全完善災害天氣預報預警預防處置機制。加強與氣象、防汛等部門的溝通聯系,建立了省、市、縣三級災害性天氣預報預警預防工作機制,采取發手機短信、電話聯系和傳真通知等方式,嚴格落實災害性天氣停產撤人的規定。凡該停產撤人而沒有停產撤人的,當作事故來對待,形成“逢大暴雨必須停產撤人”的規矩和習慣。2008年全省煤礦累計停產撤人158礦次,撤人18404人次。
篇8
關鍵詞:礦山 地質災害 滑坡 防治措施
我國是地質災害的多發國家之一,地質災害種類多、分布廣、影響大、造成損失嚴重。礦山地質災害是地質災害的一個分支,是人類開采礦山而直接誘發的人為地質災害。我國是采礦大國,開采技術和設備相對落后,導致礦山開采環境不斷惡化。
1、礦山地質災害的主要類型
礦山地質災害種類繁多,按成災與時間的關系,可分為突發性礦山地質災害(如礦坑突水、瓦斯爆炸、巖爆等)和緩發性礦山地質災害(如采空區的地面變形、環境污染等)。但最常見的是以災害的空間分布和成因關系分類。
1.1 巖土體變形災害
(1)礦山地面和采空區塌陷。地面塌陷主要發生在地下以井巷開采的礦山。在礦山采空區,若保留礦柱不足,或因礦柱受損而失去支撐能力,就會造成地面塌陷。
(2)采礦場邊坡失穩、滑坡與巖崩,主要原因是不合理開采如采剝失調、邊坡角度過陡等造成,這種災害多發生在露天開采的非金屬礦山和建材礦山。
(3)坑內巖爆。坑內巖爆又稱礦山沖擊,這是因礦坑周邊和頂底板圍巖,在受到強大的地殼應力作用而被強烈壓縮,一旦因采掘挖空出現自由面,即有可能產生巖石地應力的驟然釋放,導致巖石大量破裂成碎塊,并向坑內大量噴射、爆散,給礦山帶來危害和災難。
(4)采礦誘發地震。因采礦活動而誘發的地震,震源淺、危害大,小震級的地震即可導致井下和地表的嚴重破環。
(5)場庫失穩。場庫失穩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居民生命財產帶來巨大危害,同時也給環境造成巨大破壞和污染。
1.2 地下水位改變引起的災害
(1)礦坑突水涌水。這是最常見的礦山災害,突發性強、規模大,后果嚴重。生產過程中常因對礦坑涌水量估計不足,采掘過程中打穿老窿,貫穿透水斷層,驟遇蓄水溶洞或暗河,導致地下水或地面水大量涌入,造成井巷被淹、人員傷亡災難。
(2)坑內潰沙涌泥。這是常與礦坑突水相伴而生的災害。當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,另外一些透水斷層和地裂縫也常會使淺部第四紀沉積物隨下漏的地表徑流涌入坑內。其結果是使坑道被泥沙阻塞,機器、人員被泥沙所埋,嚴重時甚至會使礦山遭受毀滅性的打擊。
(3)環境污染。環境污染是礦山災害的另一種重要形式。因采礦、選礦產生的“三廢”物質,由于未經有效處理就被排放到江河湖海中,造成環境污染公害事件。采礦還會造成水土流失、土地砂化、鹽漬化、地下水斷流等。
1.3 礦體內因引起的災害
(1)瓦斯爆炸和礦坑火災。這種災害最常見于煤礦。由于通風不良,使瓦斯積聚發生爆炸,造成井下作業人員傷亡,礦井被毀;礦坑火災除見于煤礦外,也見于一些硫化礦床。
(2)地熱隨著開采深度加大,地熱危害不斷加劇。我國已有許多礦山開采深度達到800m以下,礦山因含硫量高,開采深度又大,地溫非常高。礦山地熱災害導致礦工勞動環境惡劣,嚴重影響了有關礦山的正常生產。
2、礦山地質災害的防治措施
根據不同礦山的地質條件和地形特點及礦山的開發利用方案,以及災點的分布特點劃分不同層次的防治區,以便采取相應的防治措施。一般分為重點防治區、次重點防治區和一般防治區。
2.1 重點防治區防治措施
(1)合理設計邊坡參數,加強邊坡監測,建議作擋墻穩固邊坡,開挖后如果出現開裂變形,建議做專門的工程地質勘察。(2)對于原有的災害點,做好邊坡加固和預防工作,盡量消除因礦山開采而誘發災害復發的隱患。(3)渣場棄渣嚴格作好方量及邊坡坡度的設計,作好擋墻設計,設置攔渣壩,防止泥石流的產生。并充分、合理利用渣場,嚴禁隨意棄渣(特別在公路沿線)。(4)對于坑道開采,在坑道內一定要作好支護,做到邊開采邊支護,防止因礦頂坍塌、冒頂等而產生的危害,尤其上方有住戶處要預防引起上部地面開裂。(5)作好坑道的排水設計,以防因礦坑涌水造成危害。(6)設置監測點,作好監測記錄與分析工作,確保在易于發生災害地段防患于未然。(7)開采結束后,對礦區進行統一規劃,計劃進行礦山復墾工作,恢復礦山生態功能。
2.2 次重點防治區防治措施
在進場公路、礦山生活區建設中,會形成大量的邊坡和一定數量的棄渣,可能形成邊坡失穩,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。
2.3 一般防治區防治措施
區內無主要建筑物和工程項目建設,主要可能因地表巖體的破碎而造成水土流失。應嚴禁越界開采,減少人為擾動,做好植被保護和水土保持。
2.4 地質環境恢復方案及措施
為防止水土流失和恢復植被和景觀,礦山須規劃進行礦山復墾工作,以恢復礦山生態功能。開采棄渣切勿胡亂堆放,必須統一堆放到開采境界線以外的礦山棄渣場內,在開采過程中,有計劃地將棄渣回填到采空區。棄渣場經處理后再敷表土、植草種樹。
通過上述地質環境恢復工作,減少水土流失,恢復礦山的生態功能,達到生態恢復與維護人類與環境和諧的目的。
3、結語
合理有效地利用資源、保護礦山環境、加強監測與信息化管理、防止礦山地質災害、實現礦業的可持續發展,是一個長期而重要的工作。
參考文獻
篇9
【關鍵詞】大面積采動礦區;水環境災害;特征;防治措施;分析
某煤礦礦區區內地形起伏較大,地貌特征表現為低緩性丘陵,屬于中生代煤盆地沉積區的東部邊緣。該區巖性結構多為白色砂巖,呈現出淺灰色、灰白色、以及灰色狀態。礦區全境內共劃分為7個可采煤區以及25個可采煤層。含水層主要受到大氣降水因素的影響,以礦坑抽水方式進行排泄。結合該工程項目的實際情況,在充分考慮大面積采動因素的影響下,就相關問題做詳細分析與說明。
1.大面積采動礦區水環境災害特征分析
1.1水資源流失方面的問題
該煤礦工程礦床所采取的開采方式主要涉及到兩種類型,其一為地下開采,其二為露天開采。其中,長期性的露天開采使得礦床邊幫出現明顯的變形、以及松動問題,同時在一定程度上加重了此區域內的水資源流失問題。與此同時,長期性的地下開采作業也使得礦場井下地層冒落、以及裂縫現象層出不窮。可以說,上述兩種采礦方式的共同作用下,使得此區域內的地下蓄水構造體系遭到了極為嚴重的破壞,地下水原有的調蓄能力也被極大的削弱。特別是在地下開采作業不斷向著更深地層發展的過程當中,降落漏斗的形成最終導致此區域的地下水水位整體性降低,出現嚴重的水資源流失問題。
1.2廢舊地下采場以及露天礦坑積水方面的問題
在該煤礦工程生產實踐的過程當中,基于對整個施工現場安全性、可靠性因素的考量,每年都需要消耗大量的資金,專項應用于對煤礦開采區域地表水的攔截以及疏導工作。同時,聚集于地下采場以及露天礦坑當中的水分,則主要是通過排水系統的方式進行疏導。然而,在羅天礦坑閉坑之后,大氣降水、地表水滲透、河流滲透、工民用廢水排放、以及地下水共同作為礦坑坑內水源的補給方式,由此甚至可能導致此區域出現人工湖波,同時并發包括邊坡巖石軟化、礦區地震、以及地下水水質污染在內的相關問題。上述問題的產生均對整個煤礦開采作業區域的安全生產產生了極為不良的影響。更加關鍵的一點是:受到大面積采動因素的影響,導致此開采區域內的地層結構、巖層結構受到破壞,并呈現出了大量橫縱向可連通的裂紋、以及裂隙,由此串通了大量的含水層。在所開采的礦山結束開采作業之后,底層結構長時間的不穩定特質不會消除,甚至會引發更大規模的地層結構煙花,導致此區域內的地下水動力場關系復雜,地表徑流、地下蓄水、礦坑、以及上覆含水層之間的水力聯系尤為密切,最終使得大量補給水源通過滲透的方式在已廢舊的采空區當中匯集。自然,積水當中所含有的酸性成分、堿性成分、毒性成分、重金屬礦物成分均會受到大面積采動的影響,借助于裂縫擴展的方式,導致極為嚴重的穿層污染問題。
1.3地表以及地下水水質污染方面的問題
在該煤礦生產環境下,礦區內所對應的礦井水污染物主要是受到水體水巖作用以及煤巖體相互作用的溶出污染影響。井下工作面當中所含有的煤砂污染、以及煤矸石污染問題表現突出。據相關統計資料數據顯示:整個煤礦礦區內所形成煤矸石堆積量達到了2.5×108(單位/m3),受到大面積采動影響而形成的矸石遍布整個區域。這部分煤矸石受到淋濾作用因素的影響,深入地下區域,當中所含有的大量劇毒物質成分也會隨之滲透進地下水水體當中,引發嚴重性的污染問題。更加關鍵的一點是:由于部分煤礦開采區域已處于廢棄狀態,但地層結構長期性處于不穩定的狀態,此過程當中產生的大面積性的變形以及破壞問題最終會導致地下水資源以及循環系統受到極為不利的影響,引發嚴重的水質污染問題。
2.大面積采動礦區水環境災害防治措施分析
結合本礦區在大面積采動因素影響下出現的水環境災害問題,為了確保在后續開采作業中的安全與可靠,就應當對上述相關的水環境災害問題進行有效的防治。具體而言,需要重點關注以下幾個方面的問題:(1)加大對國家礦山地質環境治理專項資金的申請力度。在專項資金的支持下,積極展開對本礦區地質環境,特別是水環境災害的治理工作。此過程當中所涉及到的主要治理內容包括:對礦區煤矸石、生活垃圾等進行回填處理,對礦區塌陷坑進行回填處理,對生態環境進行重建,恢復礦區周邊植被覆蓋。以此種方式,確保礦區水環境在內的整個生態環境能夠得到顯著的額改善;(2)重視企業間的合作,實現優勢互補。例如,某煤化工生產企業在生產過程中所產生的大量廢灰渣無處對方。煤礦企業就可以與該企業進行積極協商,利用這部分廢灰渣對開采區域內的廢棄礦坑進行回填處理。但,在此環節的工作過程當中,還需要特別重視做好對灰渣場地層的防滲設計與施工工作,避免此區域出現更加嚴重的水體污染問題;(3)針對煤礦礦井外排下所造成的水資源浪費問題以及水環境污染問題,需要通過新建排水設施的方式,對其進行處理,為煤礦礦區的復墾綠化、植被恢復、乃至生態重建提供充足且具有保障性的水源;(4)通過對現代化技術的應用,發揮地質監測站在檢測煤礦礦區生產生態環境中的重要意義。結合煤礦礦區的實際情況,采集包括地下水動態、地下水環境、以及地質災變等多個方面的指標進行合理監測,結合煤礦礦區大面積采動的實際情況,構建健全的GIS地理信息系統,發揮數據保障功能。
3.結束語
我國是煤炭資源的生產與使用大國。煤礦生產在整個國民經濟建設發展體系中所占據的地位是極為關鍵的。為了確保煤礦生產的安全與可靠,就需要結合煤礦礦區的實際情況,詳細分析各類水環境災害的特征,制定相對應的防治措施。在本文上述分析過程當中,首先針對該煤礦礦區工程的在大面積采動因素影響下,出現的水環境災害特征進行了簡要分析,當中主要涉及到以下幾個方面的問題:(1)水資源流失方面的問題;(2)廢舊地下采場以及露天礦坑積水方面的問題;(3)地表以及地下水水質污染方面的問題。結合上述情況,提出了針對性的災害防治措施,希望能夠通過各方通力合作,保障礦區生產作業的安全與可靠。
【參考文獻】
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[關鍵詞]地質災害 易發分區 防治對策
中圖分類號:F416.1 文獻標識碼:F 文章編號:1009914X(2013)34025201
1 概述
樺甸市位于吉林省中東部,是我國著名的黃金產地,礦業經濟發達。近年來,人類活動加劇,地質環境遭到嚴重破壞,地質災害頻繁發生。
2 地質災害現狀
3 地質災害發育特征及形成條件
3.1 泥石流
泥石流是樺甸市地質災害的主要災種。長期風化剝蝕作用形成相對較厚的松散固體物質,地形地貌有利于降水匯集,泥石流易于發生。加上近年來開荒種植較為普遍,植被覆蓋率降低,當遇有強的降雨時,極易產生泥石流。
3.2 滑坡
多分布于低山丘陵區,集中發育在坡積裙(帶),多為斜坡相層狀土滑坡,規模較小。一般坡體上部植被稀少,多為耕地,便于降水滲入,其下為較堅硬巖石,相對隔水,且界面較陡,降水入滲極易觸發滑坡的發生。
3.3 崩塌
分布在鐵路及公路沿線陡坡地段。巖石經風化剝蝕和構造影響,節理裂隙發育,經差異風化形成陡坡或懸崖;降水的入滲及凍融,直接破壞了巖體的完整性和穩定性;人類工程活動是崩塌形成的外在因素。
3.4 地面塌陷
由采礦引起,分布在煤礦及金礦采礦區。受科技條件的限制以及業主短期行為影響,礦山開采造成較為嚴重的地面塌陷隱患。
4 地質災害防治對策
4.1 避讓搬遷工程
地質災害穩定性差、危害嚴重、危險性大,不適合居住、生產和生活,治理工程難度大、費用高,而搬遷費用遠小于治理費用的,宜選擇搬遷避讓工程。
4.2 工程防治措施
4.2.1 泥石流防治措施
在泥石流形成區增加地表植被;在溝谷中修建攔擋工程以削弱泥石流的下泄總量和能量;對流通區和堆積區修建防護建筑物,抵御或消除泥石流對建筑物的沖刷、沖擊、側蝕、淤埋等危害。
4.2.2 滑坡災害防治措施
消除或減輕地表水、地下水對滑坡的誘發作用;改善斜坡、增加滑坡平衡穩定條件;加強監測預報;搬遷避讓。
4.2.3 崩塌、不穩定斜坡防治措施
清除危巖;削坡減載;排水防滲;加固斜坡;修建落石平臺、落石槽、擋石墻等對落石進行攔截;加強監測預報。
4.2.4 地面塌陷防治措施
進行采空區回填;加強監測工作;加強開采管理,對重要建筑物以下禁止開采,一般建筑物合理預留保護礦柱;嚴重沉陷區應進行搬遷。
4.3 生物工程防治措施
通過增加植被覆蓋率來穩固斜坡,減少泥石流的固體物源,消減泥石流的下泄流量,起到降低泥石流規模和發生頻率的作用。
5 地質災害防治管理建議
地方政府應重視地質災害的防治,組織專業技術人員對各級監測人員進行必要的地質災害知識培訓,制定重要地質災害隱患點巡回檢查計劃;加強礦山開采管理,對地面塌陷區進行監測與防護;加強地質災害知識宣傳,做好防災避災工作。
參考文獻
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