矿山地质灾害原因及防治措施通用版

解决方案编号：YTO-FS-PD603

矿山地质灾害原因及防治措施通用版

The Problems, Defects, Requirements, Etc. That Have Been Reflected Or Can Be Expected, And A Solution Proposed T o Solve The Overall Problem Can Ensure The Rapid And Effective Implementation.

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矿山地质灾害原因及防治措施通用

版

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[摘要] 矿山是人类工程活动对地质环境影响最为强烈的场所之一。但因大规模采矿活动而使矿区自然地质环境发生变化，产生影响人类正常生活和生产的灾害性地质作用或现象，本文以采空区塌陷、岩爆、滑坡、煤与瓦斯突出、泥石流、水土流失、崩塌、瓦斯爆炸、煤层自燃等矿山地质灾害为例分析了其形成原因并针对性的提出了其防治措施。

[关键词]：矿山；地质；灾害

中图分类号：F812.8文献标识码：A

0 引言

地质环境是人类赖以生存的物质基础，其一旦遭到破坏将会给人民生命财产安全带来巨大损失，随着煤炭资源的不合理开采乃至掠夺性开采而带来的地质环境的破坏尤其是其产生的矿山地质灾害是地质灾害的重要组成部分，目前国内采矿技术设备相对落后，在矿山开采过程中引发了系列的矿区地质灾害和地质环境问题，主要有塌陷、滑

坡、崩塌、泥石流以及水土流失等，导致国内许多地域在地质环境方面面临严峻挑战，也使矿区的居民的生活环境遭到破坏和给他们的生活安全带来威胁。因此，对矿山地质灾害进行分析并采取必要的有效的防治措施显得尤为重要。

1 采空区塌陷

1.1 采空区塌陷及其成因

采矿过程中采用空场法、留矿法以及崩落法往往在井下形成巨大的采空区和崩落空区，当其达到一定规模则会产生大面积塌陷，造成灾害。塌陷坑一般呈椭圆或近圆形，面积略大于采空范围，深度自内向外逐渐变小，尤其是在矿藏埋深较浅，其松散覆盖厚度比例大，矿层覆岩强度低，厚度比例小，延性组合复杂的地质情况下，当底层矿藏被开采后，采空区顶板岩层在自身重力和覆盖岩层及建筑物等的压力作用下会产生向下的弯曲和移动，而当顶板岩层内部产生的拉长应力超过其极限强度时则顶板会发生断裂，其上层覆盖岩层相继会向下弯曲、移动，直至发生断裂以及离层等现象，最终波及到地表而形成盆地类型的塌陷坑【1】。

1.2 采空区塌陷防治措施

1. 充填复垦法:该方法是治理矿区采空区塌陷的常用的防治措施。利用矿区附近的煤矸石粉煤灰以及露天矿剥离

物等可以利用的充填材料对塌陷部位进行充填，采用该冲方法应具备足够的充填材料并且其填充材料应无污染，才能实现既能解决塌陷部位的复垦问题又能解决矿山固体废物处理的问题，其经济效益非常好。

2. 崩落法：利用深孔爆破的方法将采空区围岩崩落，填充采空区。

3. 支撑法：以矿柱或支架等支撑采空区，防止其发生危险变形。

4. 封闭法：封闭不影响主矿体开采、主矿道的小采空区。

2 岩爆

2.1岩爆及其成因

岩爆又称冲击地压，是指承受强大地压的脆性煤、矿体或岩体，在其极限平衡状态下受到破坏时向自由空间突然释放能量的动力现象，是一种采矿或隧道开挖活动诱发的地震。在煤矿、金属矿和各种人工隧道中均有发生【2】。

2.2岩爆的预测及其防治

⑴岩爆的监测预报：在实验室内测量煤岩或岩块的力学参数，依据弹性变形能量指数判断岩爆的发生几率和危险程度;现场观测:通过观测声响、震动，在掘进面上钻进时观察测量钻屑数量等进行预测预报。

⑵预测预报方法：钻屑法或岩心饼化法、地球物理法、位移测试法、水分法、温度变化法、统计法、地震波预测法、声发射（A-E）法。

设计阶段的防治对策：洞轴线的选择、洞室断面形状选择

⑶施工阶段策：超前应力解除法、喷水或钻孔注水促进围岩软化、选择合适的开挖方式、减少岩体暴露的时间和面积、岩爆发生的处理措施。

合理选择围岩的支护加固措施：喷混凝土或钢纤维喷混凝土加固、钢筋网喷混凝土加固、周边锚杆加固、格栅钢架加固、必要时可采取超前支护。

3滑坡

3.1 滑坡及其成因

滑坡是岩土体自重、构造力、渗透力等综合结果，指位于斜坡的岩土体在重力以及水等外力作用下沿某一结构软弱面发生位移的一种不良地质现象。在边坡开挖前岩土体内部处于相对平衡状态，当开挖进行过程中岩体面临采场的一侧出现临空状态，导致该方向失去支撑力，岩体内部应力场会不断进行调整与变化，最终会导致在坡脚和坡顶附近出现应力集中区域，当该处应力超过其强度时则会导致岩体破坏形成滑坡。

3.2 滑坡防治措施

减轻或消除水的危害。可以将工作面做成2%的反坡以防止雨水汇集冲刷，在其顶部设置截洪沟和排水沟以及时将地表水通过排水沟等排出，并应保证排洪沟畅通；改变滑坡体外形，采取降低边坡滑坡区域分层高度和增加分层个数等措施，并适当设置安全平台，放缓坡脚，使其坡脚小于渣土自然堆积角以及降低堆积高度等措施；支挡、锚固。通过对滑坡进行支挡、锚固等措施以对边坡加固来改变滑体外形以及疏排地表、地下水等措施，对危险性较高的坡体应尽量采用降低边坡高度和放缓坡脚、消坡减载等措施来实现永久性改变边坡岩土体内应力状态。

4 煤与瓦斯突出

4.1煤与瓦斯突出及形成原因

在煤矿地下开采过程中，从煤（岩石）壁向采掘工作面瞬间突然喷出大量煤（岩）粉和瓦斯（CH?, CO?）的现象，称为煤与瓦斯突出。【3】大量承压状态下的瓦斯从煤或围岩裂缝中高速喷出的现象称为瓦斯突出。煤与瓦斯突出是地应力和瓦斯气体体积膨胀力联合作用的结果，通常以地应力为主，瓦斯气体为辅。煤与瓦斯突出的基本特征是固体煤块（煤）在瓦斯气流作用下发生远距离快速运移，煤、碎块和粉尘呈现分选性堆积，颗粒越小被抛得越远。特点：瓦斯扩散速度大、湿度小，煤的力学强度低且变化大、透气性差。