矿山地质灾害事故统计分析及对策
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矿山地质灾害事故统计分析及对策
摘要:矿山地质灾害是地质灾害的一个重要分支, 近年来我国金
属矿山地质灾害问题有明显上升的势头。
目前,我国矿山地质灾害具有种类多,分布广,影响大,潜在灾害隐患突出,矿山地质灾害类型与矿山开采方式相关等特点。
提出了针对矿山崩塌、滑坡、泥石流、地表塌陷和地裂缝等的防治措施合理有效地利用资源、保护矿山环境,为实现矿业可持续发展战略的保障。
关键词:矿山,地质灾害,防治,对策
Abstract:Mine geology disaster is an important branch of
geology disaster, in recent years, the problem of metal mine geological disasters have obvious rising momentum. At present, our country has a variety of mine geology hazard, widely distributed, great influence, highlight the potential hazard, the type of mine geology hazard associated with mining way, etc. Proposed in view of the mine collapse, landslide, debris flow, surface subsidence and ground crack prevention measures of reasonable and effective use of resources, protecting mine environment, in order to realize the sustainable development strategy of mining.
Key words: Mining, geological disaster, prevention and control countermeasures
1 概况
我国是地质灾害的多发国家之一,地质灾害种类多、分布广、影响大、造成损失严重。
矿山地质灾害是地质灾害的重要一个分支,是人类开采矿山而直接诱发的人为地质灾害。
我国矿产资源丰富矿种齐全,截至2005年全国共有各类非油气矿山企业126695处,开采矿种193种,其中能源矿山企业23901处,金属矿山企业10116处,非金属矿山企业92678处。
在世界资
源短缺的新形势下,随着经济的不断发展以及矿山的不断开采,有色金属资源将出现逐渐枯竭的局面,矿山开采逐步向边远、深部和浅部三下难采矿体发展,由开采带来的地压和地质灾害问题变得越来越严重,开采技术和设备相对落后,导致矿山开采环境不断恶化。
近年来,频繁的不合理的矿业活动破坏了矿区土地资源、诱发了地质灾害、污染了矿区环境严重威胁着矿山的正常生产和人居生存环境的安全,影响了资源开发、经济发展、环境保护的协调发展和社会的和谐稳定。
2矿山地质灾害事故统计
中国矿山开采方式大部分为井下开采,煤矿山的98%和金属矿山的73%均为井下开采,不同的开采方式诱发的地质灾害数量差别较大。
井下开采诱发的地质灾害数量是露天开采诱发量的6倍,二者分别为9385起和1483起"。
井下开采造成的地质灾害类型主要为地面塌陷、地裂缝、其次是由地面塌陷、地裂缝引起的地面变形进而诱发的山体开裂,继而引发崩塌、滑坡、泥石流灾害,露天开采诱发的灾害类型则以崩塌、滑坡、泥石流为主(表 1)。
因此,井下开采要预防地面塌陷的发生,露天开采需预防崩滑流的发生。
随着矿业开发强度的不断加大,矿山地质灾害仍呈现高发的态势,潜在的致灾隐患依然十分严重$因此矿山地质灾害的监测、防治是一项长期而艰巨的任务。
表1 全国矿山不同开采方式地质灾害发生次数
3 矿山地质灾害的主要类型
矿山地质灾害的主要形式有崩塌、滑坡、泥石流、地表塌陷和地裂缝等。
3.1崩塌灾害
采用空场法、留矿法、崩落法等开采的地下矿山往往在井下形成巨大的采空区和崩落空区,这种空区达到一定的规模就会产生大面积采空区崩塌,若处理不当,则会造成重大灾害。
其次,大面积采空区的存在,是诱发大面积采空区崩塌的隐患。
3.2滑坡灾害
滑坡灾害是地质灾害中最为广泛的一种,是露天矿山最常见的工程地质灾害。
它也是发生频度最高、对露天矿山安全影响最大的灾害。
在山坡特别是陡峻山坡下部进行地下开采,一般会造成山体滑落、滚石、泥石流等地质灾害,此类地质灾害会对山坡下的村庄、河流、道路等造成重大灾害。
3.3泥石流灾害
泥石流灾害在露天矿和地下矿山均会发生。
露天矿山,因雨季的滑坡、山体崩塌都可能形成泥石流,并冲进露天矿坑,造成重大灾害。
在地下矿山,特别是采用崩落法开采的矿山,当崩落范围贯通地表时,地表泥石和水极易从崩落通道涌入地下采场作业面而形成泥石流。
由于地下采场作业面狭小,泥石流一旦形成,其破坏性是可想而知的
3.4地表塌陷灾害
矿山塌陷是在矿山经过大量回采形成较大空区后,由于顶板岩体物理力学性能改变而引发的顶板冒落,直至地表形成塌陷坑,由此而引起的空气冲击,地表塌陷对相应人员、设备、建构筑物等的危害。
在允许地表崩落的大中型矿山,这种自然冒落及塌陷属正常现象,在采的技术措施得当的情况下,不会造成灾害性后果,但如果有空区而不加治理或采取相应措施,则会由于突发冒落或塌陷而造成严重的塌陷灾害。
3.5地裂缝灾害
地裂缝是地表岩、土体在自然或人为因素作用下,产生开裂,并在地面形成一定长度和宽度的裂缝的一种地质现象,当这种现象发生在有人类活动
的地区时,便可成为一种地质灾害。
地裂缝的形成是指强烈地震时因地下断层错动使岩层发生位移或错动,并在地面上形成断裂,其走向和地下断裂带一致,规模大,常呈带状分布。
4、矿山地质灾害事故统计分析及对策
4.1崩塌的治理
(1)覆盖层保护措施。
覆盖层保护措施重点是覆盖层的形成方式,主要为人工放顶、诱导放顶、利用时间与围岩不稳的关系自然形成、留矿石垫层等方式.
(2)顶板监控措施。
顶板监控措施一般有地震埋设测数,用水准仪、经纬仪等仪器定期观测地表移位变化,地下收敛、应力测量,埋设地音仪等多种手段进行监控。
(3)隔绝措施。
隔绝措施主要是确保空区顶板塌冒中,预防空区气流冲击其他生产工程而设置的,主要是将所有与采空区的井、巷工程进行有效封堵,其方式一般有钢筋水泥封堵、巷道崩落废石封堵、浆砌片石封堵、沙袋封堵等。
(4)地表界桩圈定措施。
根据采空区实际状况,圈定地表可能塌陷的范围,并用界桩进行圈定,用以警示过往行人等。
特别是上部有人员居住或有其他建构筑物的部位应限期迁出,以确保地表塌陷时的安全,邢台市连片塌陷时的人员伤亡就有此部分。
(5)矿柱隔离措施。
有条件的矿山也可采用矿柱隔离措施,所留矿柱可在空区安全塌陷后进行回采。
4.2滑坡的治理
已经发生过的滑坡灾害,可采用清理废土石和危岩以恢复场地,或者修筑拦挡工程和排水工程防止形成新的地质灾害隐患;潜在的崩塌、滑坡灾害,可采用削坡减荷、锚固、抗滑、支挡、排水、截水等工程措施进行边坡加固,消除地质灾害隐患。
4.3泥石流的治理
矿山泥石流具有源地集中,松散固体物质充足,破坏和淤埋能力很
强的特点。
对其防治首先应纳入矿山建设总体规划中,主要是合理选择好排土场,并在建设阶段列出泥石流防治工程项目,在基建和采矿过程中根据需要分期分批实施,以防止泥石流灾害;选择恰当的采矿方式并选择好排土场类型。
在治理措施方面,应在整个泥石流流域内,采用蓄水、拦挡、改土、排导和造林等多种措施。
上游采用蓄水和引水隧洞等措施。
将上游清水水流引走,使水流与松散堆积体脱离接触,以避免泥石流的形成,并修建拦挡坝,以拦截形成泥石流体的物质来源。
下游采用排导工程,包括排导沟等措施,将泥石流安全地排入大河,或堆积于堆积扇下部,以保护下游地区的公路、村镇或农田的安全。
4.4地表塌陷的治理
(1)全部充填采空区支撑覆岩,以彻底消除地基沉陷隐患。
充填法可分:干石充填法、尾砂充填法、胶结充填法、注浆充填、水力充填等。
其中,以注浆法应用最广泛、效果最好。
(2)局部支撑覆岩或地面构筑物,减小采空区空间跨度,防止顶板垮落。
常用的方法有注浆柱、井下砌墩柱和大直径钻孔桩柱或直接采用桩基法等。
(3)注浆加固和强化采空区围岩结构,充填采动覆岩断裂带和弯曲带岩土体离层、裂缝,使之形成一个刚度大、整体性好的岩板结构,有效抵抗老采空区塌陷向上发展,使地表只产生相对均衡的沉陷,以保证地表构筑物的安全。
(4)采取措施,释放老采空区的沉降潜力法,在采空区地表未利用前,采取强制措施加速老采空区活化和覆岩沉陷过程,消除对地表安全有较大威胁的地下空洞。
在沉陷基本稳定后再开发利用地表土地。
常用方法有崩落法、堆载预压法、高能强夯法和水诱导沉降法等。
4.5地裂缝的治理
由于地裂缝活动对建筑物破坏的难以抵御性,地裂缝灾害防治主要以避让为主,其关键是合理避让距离的确定。
根据地裂缝两侧短水准剖面监测资
料分析以及其它地裂缝勘测研究成果确定的避让原则,要进行详细的地裂缝场地勘察,确定主、次裂缝准确位置,确定合适的避让距离和选择必要的建筑结构。
5.结语
当前,我国已进入全面建设小康社会新阶段,经济持续健康稳定,发展态势良好,矿业经济也随之增长。
现在我国国民经济将进入一个重要的战略机遇期,对矿产资源的需求量将不断增长,矿山环境压力将不断增大,资源安全开发问题将更加突出。
对矿山实际情况,对新老矿山进行安全评估、整治和技术改造,将有利于安全文明生产。
在国家取消非法民采,矿山开采逐步规范的形势下,地质灾害问题将有望得到全面解决。
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