近幾年礦山地質災害事件
1. 近年來,湖南發生了哪些地質災害
我國湖南省東西南三面環山,中北部地勢較低,且錯落分布著湘江、資江、沅江、澧水四大主要河流,北部為洞庭湖平原。這一地形特點在很大程度上給湖南帶來了地質災害隱患,主要災害有泥石流、滑坡、崩塌、塌陷等。下面對湖南省近年來發生的地質災害事件進行一個大致的盤點,幫助人們對湖南省地質災害有一個更為清晰的了解,能夠做出准確的分析並做好以後的預防工作。
泥石流
2016年7月4日,湖南懷化駐地漵浦縣大江口鎮土橋鄉白水溪村因山洪引發泥石流,數十名群眾被困,其中一戶人家共5口人全被掩埋在泥石流中,後經過武警懷化支隊的緊張救援,成功轉移受困群眾15人,成功解救被泥石流掩埋人員4名,但仍有1人不幸遇難。
2016年6月20日,湖南湘西龍山縣,在經歷強降雨之後,引發山洪泥石流,整個縣城被圍困在洪水泥淖之中,逾4萬多人受災。
2016年5月9日,湖南安化縣仙溪鎮一載有3名小學生的校車在途徑大橋村和山漳村交界處時突遇山體滑坡,校車被泥石流推入河床,3名學生和1名司機順利救出,僅1名學生受輕微傷。照管員殷勝群因保護學生不幸去世。
2015年11月16日,雲南錫業郴州礦冶有限公司屋場坪錫礦尾礦庫因連日來持續強降雨導致山洪暴發,並引發泥石流,山洪直泄尾礦庫,致使尾礦庫排水豎井上部坍塌,庫內積水及部分尾礦經排洪涵洞下泄,致使排洪出口楊家河兩岸居住人員4人失聯。
2015年7月7日,湖南特大暴雨導致懷化、湘西州、邵陽、婁底、衡陽、株洲、郴州7市州50縣區約109萬人因暴雨洪澇受災,死亡2人(瀘溪縣1人,南嶽區1人,均為滑坡泥石流掩埋),緊急轉移安置人口2.6萬餘人,需緊急生活救助1萬餘人,農作物受災面積57千公頃,絕收8.2千公頃,倒塌房屋596戶1670間,嚴重損房1028戶2211間,一般損房2261戶5306間,直接經濟損失12.5億元。
滑坡
2016年7月8日,邵陽市隆回縣金石橋鎮樹仁村3組出現重大滑坡險情,威脅29戶105人。隆回縣政府、國土資源局和地勘局技術人員趕赴現場進行應急處置。經認定,險情有繼續發展擴大的趨勢。
2016年7月3日,湖南安化縣由於連降暴雨致使原BOT常安公司管理建設的仙溪洢水1號特大橋部分橋體被巨大山體滑坡沖垮,臨近的207國道也被水流沖毀。所幸此次山體滑坡未造成人員傷亡和設備受損。
2016年3月21日,新邵縣大新鄉磁溪村集市附近一處山體突然滑坡,土石迅速掩埋了正停在山腳下的四台車輛。所幸的是,當時車內並無人員,此次山體滑坡沒有造成人員傷亡。
崩塌
2016年7月4日,長沙寧鄉縣雙江口鎮槎梓橋村澗溪、槎子片區1500畝農田瞬間被漫過路面的洪水淹沒,且造成河堤崩塌,原本就洶涌的「翻堤水」更加肆意的翻越堤岸經堤外的低窪田注入下游的團頭湖,造成湖水迅速上漲,危及望城區格塘鎮的柏葉、青山、和平等村數千畝稻田和數十棟民房。次日,在經過奮戰搶險之後,河堤已經成功合攏。
2016年5月31日,湖南省新寧縣安山中學發生水塔坍塌事故,造成2死4傷,死傷人員均為在校學生。
2016年3月28日,湖南省邵陽市湘西南物流中心一建築物發生坍塌事故。該建築目前尚在施工階段,事故導致13名施工人員受傷送醫。
塌陷
2016年7月7日,湖南長沙書香路與黑石鋪路的十字路口發生塌陷,路面出現一個直徑近5米的大洞,一輛吉普車正好經過此處,輪胎報廢,司機成功逃生。經過市住建委專業人員通過現場勘測,初步分析造成塌陷原因主要是深埋於道路交叉口以下的東西向農排老管道塌陷所致,並指導天心區市政部門制定維修施工方案,確保現場安全。
2015年12月21日,湖南邵東縣黃陂橋鄉出現「天坑」,並伴隨有房屋開裂傾斜、橋體塌陷、池塘水井乾涸等一系列地質異常現象,其中坍塌點共50多處,總面積超90畝,原因疑石膏礦開采所致。
2. 年上半年全國地質災害災情及下半年地質災害趨勢預測
國土資源部通報 2011 年第 40 期
2011 年上半年全國地質災害發生數量大,人員傷亡相對較少,經濟損失較嚴重。6月份地質災害加重,原因是1 ~5月全國大部分地區偏旱,而6月出現旱澇急轉,致使東南、西南、華東地區受災嚴重。2011 年下半年防災形勢嚴峻,7 ~ 9月份是地質災害的高發期,特別是極端天氣事件誘發突發性地質災害的可能性很大;10 ~ 12月雖然是地質災害的低發期,仍然會有突發地質災害。預測下半年地質災害重災地區可能主要在東南、中南、西南等地區。汶川地震影響區、三峽庫區地質災害的危險性較高,需要重視。同時應高度重視台風 (熱帶風暴)帶來的強降雨對東南沿海地區的影響。
一、地質災害災情
(一)2011 年 1 ~6月總體災情
2011 年 1 ~ 6月全國共發生地質災害 10710 起,其中滑坡 8495 起、崩塌 1355起、泥石流608 起、地面塌陷183 起、地裂縫60 起、地面沉降9 起; 造成人員傷亡的地質災害 50 起,97 人死亡、13 人失蹤,49 人受傷; 直接經濟損失 9.39 億元。與去年同期相比,發生數量、造成的死亡失蹤人數和直接經濟損失均減少 (表 1)。
表 1 2011 年 1 ~6月與去年同期地質災害基本情況對比表
1 ~ 6月全國共成功預報地質災害 156 起,避免人員傷亡 4674 人,避免直接經濟損失 2.69 億元。
1 ~ 6月地質災害分布在 26 個省 (區、市)。按發生數量由多到少依次是湖南、江西和浙江等 (表2); 按造成的人員死亡失蹤人數依次由多到少是廣西、湖北和山西等 (表3); 按造成的直接經濟損失由大到小依次是甘肅、湖南和湖北等 (表 4)。
表 2 2011 年 1 ~6月各省地質災害發生數量統計表 單位: 起
表 3 2011 年 1 ~6月地質災害造成死亡失蹤人數統計表 單位: 人
表 4 2011 年 1 ~6月地質災害造成直接經濟損失統計表 單位: 萬元
(二)6月災情
6月全國共發生地質災害 10268 起,其中滑坡 8327 起、崩塌 1208 起、泥石流588 起、地面塌陷 86 起、地裂縫 53 起、地面沉降 6 起; 造成人員傷亡的地質災害32 起,49 人死亡、10 人失蹤、24 人受傷; 直接經濟損失 4.22 億元。與去年同期相比,發生數量、造成的死亡失蹤人數和直接經濟損失均減少 (表 5)。受災較重的省份是湖南、湖北、福建、江西、安徽、浙江等。
6月全國共成功預報地質災害 140 起,避免人員傷亡 3007 人,避免直接經濟損失 6369 萬元。
表 5 2011 年 6月與去年同期地質災害基本情況對比表
二、1 ~6月地質災害特點
(一)多年同期相比人員傷亡最少、經濟損失較嚴重
與 2005 年以來多年同期相比,2011 年 1 ~6月地質災害發生數量排第二位,低於 2010 年 (19563 起); 因災造成死亡失蹤人數為歷年最少 (108 人); 因災造成直接經濟損失排第四位,低於 2010 年 (18.7 億元)、2006 年 (16.7 億元)、2005年 (15.7 億元)。2011 年 1 ~6月,全國地質災害發生數量大,人員傷亡相對較少,這得力於地方黨委、政府高度的重視,採取了各種有效措施落實地質災害防治責任和加強監測預警等工作,其中地質災害應急演練起到了重要的作用。
(二)年內相比,1 ~5月災情偏輕,6月加重
1 ~ 5月全國發 生 地質災害 442 起、死 亡 失 蹤 人數 51 人、直接 經 濟 損失51719.8 萬元。而 6月發 生 地質災害 10268 起、死 亡 失 蹤 59 人、直接 經 濟 損失42229.8 萬元,分別占上半年發生數量的 96% 、死亡失蹤人數的 54% 和直接經濟損失的 45%。原因是 1 ~5月全國大部分地區偏旱,造成地表土體開裂,一旦遇水極易引發地質災害; 而 6月出現旱澇急轉,南方遭遇幾次強降雨,致使湖南、湖北、福建、江西、安徽、浙江受災嚴重。尤其是湖南,發生地質災害 8727 起,占當月全國總數的 85%。
三、重大地質災害實例
(一)2011 年 3月2日,甘肅省臨夏州東鄉縣縣城撒爾塔廣場發生一起滑坡,滑坡體規模 18 萬立方米,造成直接經濟損失達 44300 萬元。
(二)2011 年 5月9日,桂林市全州縣鹹水鄉洛家村委廣坑漕採石場降雨引發大型滑坡,規模 20 萬立方米,造成 22 人死亡、1 人受傷、直接經濟損失 350 萬元。
(三)2011 年 6月10日,湖南省桃江縣馬跡堂鎮月形灣村張公塘組發生滑坡,造成 8 人死亡。
(四)2011 年 6月26日,山西省代縣新高鄉白峪里村小東溝發生滑坡,規模52200 立方米,造成 9 人死亡,4 人受傷。
四、下半年地質災害趨勢預測
根據地質災害多年發生規律,7 ~ 9月份是地質災害的高發期,防災減災形勢將更加嚴峻,特別是極端天氣事件誘發滑坡、泥石流等突發性地質災害的可能性很大,需要嚴加防範群死群傷災害事件; 10 ~ 12月雖然是地質災害的低發期,仍要重視做好地質災害防治工作,不可掉以輕心。遭遇數十年一遇旱災的南方地區,持續乾旱造成岩土體鬆散開裂,一旦遭遇強降雨,發生崩塌、滑坡和泥石流地質災害的概率將會明顯增加。另外,要十分注意防範水利水電、鐵路公路等在建工程以及采礦、削坡建房等人類工程活動引發的地質災害。
預測下半年地質災害重災地區可能主要在四川、雲南、貴州、重慶、湖南等省(市)部分山地丘陵區,尤其要注意汶川地震強烈影響區,其次是福建、浙江、江西、安徽、廣東、廣西、陝西、甘肅和山西等山區。要進一步加強三峽庫區由於水位消漲、降雨等因素所引發地質災害的防範,高度重視台風 (熱帶風暴)帶來的強降雨對東南沿海地區的影響。
國土資源部
二〇一一年七月六日
3. 最近發生的地質災害
2011年冬季的真沒有,冬季降雨少,滑坡,泥石流降雨使主要因素,所以比較少,給你搜羅了一下2011年3起比較重大的地質災害,希望能幫到你
2011年5月9日發生的廣西壯族自治區桂林市全州縣滑坡事件,事件造成22人死亡、1人受傷,直接經濟損失350萬元。國土資源部認為,根據調查,滑坡災害產生的原因與所處的地層岩性、地形地貌、降雨、採石場開采等因素有密切關系。
2011年7月5日發生在陝西省漢中市略陽縣岩質崩塌事件,事件造成18人死亡、4人受傷,直接經濟損失1000萬元。國土資源部說,災害發生的主要原因是,當地岩質結構特點以及連續強降雨是造成本次災害的主要原因。
2011年9月17日發生在陝西省西安市灞橋區的特大黃土滑坡,此次地質災害造成32人死亡、5人受傷,直接經濟損失5200萬元。國土資源部門調查認為,當地土質情況以及連續強降雨是造成此次災害的主要原因。
4. 礦山開采過程中引起哪些地質災害
地面礦山地質災害
主要有地面塌陷、地面沉降、地裂縫、滑坡、崩塌、泥石流、煤自燃等專,
井下礦山地質災害屬
主要有冒頂、片幫、突水、突泥、井下熱害、礦震、岩爆、井下煤自燃、油氣井管套損壞、礦坑水污染等。狹義的礦山地質災害是指發生在井下的地質災害。
在各種礦井中,以煤礦最嚴重,其礦井地質災害種類多,發生頻率高,分布廣,破壞損失最大。除煤礦外,鐵礦、銅礦、鉛鋅礦等金屬礦和一些非金屬礦也有不同程度的礦山地質災害。開采放射性礦產,還有放射性災害。
望採納
5. 地質災害狀況
地質災害嚴重危害人民生命、財產和生存環境,嚴重威脅國家重大工程的建設與安全運營。據統計,1995~2008年全國崩塌、滑坡、泥石流等突發性地質災害共造成13900人死亡或失蹤,平均每年死亡和失蹤993人(圖2.3)。
圖2.3 1995~2008年中國地質災害造成死亡(失蹤)人數對比(2008年「5.12」汶川地震引發的崩塌、滑坡造成的死亡數除外)
圖2.3顯示的總趨勢是明顯的。從2001年全國普遍推行群測群防工作體制和2003年開始實行全國地質災害區域預警預報以來,雖然人類活動的范圍和強度仍在發展,但全國突發性地質災害造成人員死亡或失蹤的總數量逐年呈下降趨勢。
1998年,中國南北方(長江流域和松花江流域)比較普遍的大雨和洪災以後,發生滑坡、泥石流災害的地質物質儲備相對減少,可能是1999年死亡人數出現低谷的一個原因。2006年多次超強台風暴雨登陸在中國廣大地域引發群發型滑坡、泥石流災害,具有點多分散,單點災害傷亡人數少,合計傷亡人數多的特點。
據分析對比,中國因地質災害年均致死人數與全國人口總數之比約在1∶106量級,美國和加拿大的比率約為1∶107,日本近於1∶106。中國人口基數大,又處於基礎工程建設的高速發展時期,因地質災害造成的年平均致死人數約為美國的25倍。若按等量人口計算,兩者的比例數仍高達5倍,說明中國地質環境的科學利用仍處於比較低的水平,防災減災工作的努力空間還是很大的。
據國土資源部門統計,2001~2008年因突發性地質災害造成的經濟損失在35億~51億元之間,這個數據主要反映了農村和城鎮地區的經濟損失量,對於公路、鐵路、礦山和水利、水電等工程類的反映嚴重不足。因此,由於部門管理的分割,單純地質災害造成的直接經濟損失統計尚缺乏可信的數據,估計年平均直接經濟損失在80億元以上,年最高經濟損失應在150億元以上,並有逐年增加的趨勢。
中國地質環境的復雜性造就了中國是世界上地質災害最嚴重的國家之一。中國廣大的山地丘陵區是崩塌、滑坡和泥石流災害多發區,嚴重危害山地居民的生命安全,嚴重製約中國經濟、社會、環境和人文等方面的可持續發展。
據不完全統計,全國有1588個縣(市)長期受到突發性地質災害的困擾,約200個城市受到突發性滑坡、泥石流災害的威脅,數千萬人生活在地質災害嚴重的地域,缺乏生存的安全感。全國共有各類礦山20多萬個,每年產生固體廢物140×108t、尾礦30×108t,這些廢棄物任意堆放成為比較嚴重的滑坡、泥石流災害隱患。另外,全國有20餘條鐵路干線、數千座水電工程和多數山區公路不同程度地受到滑坡、崩塌、泥石流的危害和威脅。
降雨是誘發地質災害的重要因素之一,統計數據表明,約2/3的突發性地質災害是由於大氣降雨直接誘發或與大氣因素相關。地質災害的發生頻率逐月統計結果顯示,地質災害主要集中發生在汛期(5~9月)(圖2.4)。
圖2.4 全國重大崩塌、滑坡、泥石流災害逐月分布
在空間分布上,地質災害主要分布在我國東南和西南廣大山地、丘陵地區。2004~2006年,浙江、福建、廣東、廣西、雲南、貴州、湖南、四川、重慶、陝西等省(區、市)為主要的地質災害分布地區。
2.3.1 滑坡
我國滑坡主要集中分布在西南的四川、雲南、貴州、西藏地區和西北的陝西、甘肅、山西地區,以及中南、東南的福建、湖南、湖北等地區。在上述省(區)內滑坡多成群、成片、成帶狀分布,而其餘地區則較少發生滑坡,即使有滑坡也多屬零星散布。我國滑坡分布的基本特點是:西部地區多於東部地區,南部地區多於北部地區,其中我國西南地區是滑坡分布最集中、發生頻率最高的地區。
滑坡分布的東、西兩大區存在明顯差異:在太行山—貴州高原一線,以西滑坡分布密集,以東滑坡分布明顯減少,特別在以東的北部地區幾乎很少發生滑坡,更沒有滑坡的集中發生區。大興安嶺—太行山東麓—貴州高原東緣一線是我國的第一級地貌界線,它把我國劃分為地貌景觀截然不同的兩部分,即高聳深切割的以大高原、高山、極高山和大盆地為主的西部地區和低矮而淺切割的以平原、低山、丘陵為主的東部地區,東、西兩大區滑坡分布存在明顯差異。
滑坡分布的南、北差異明顯。以秦嶺-淮河一線為界,北部滑坡稀疏,南部滑坡密集。秦嶺-淮河一線是我國氣候分區的第一級界線,年降雨量800mm等值線與此線吻合,其他的氣候要素也多以此為界。此線以北是蒸發量超過降水量的少水地區,小河流大多數是間歇性的,河流密度較小;此線以南是降水量超過蒸發量的多水地區,小河流常年有水,河流密度較大。南、北兩大區滑坡分布存在明顯差異。
2.3.1.1 滑坡分布規律
1)滑坡直接受易滑地層的控制。中國95%以上的滑坡發生在易滑地層分布區。例如,四川省的滑坡集中發生在上更新統成都粘土、下更新統昔格達組、中生代紅色砂頁岩地層和下侏羅統、二疊系煤系地層中;貴州省的滑坡集中發生在二疊系煤系地層和三疊系紅色泥岩、砂頁岩地層中;雲南省的滑坡主要分布在砂頁岩地層和凝灰岩地層中;而陝西、甘肅兩省的滑坡主要發生在第四系新、老黃土層中;山西省的滑坡主要分布在第四系黃土、上更新統—更新統的雜色粘土岩、上更新統紅色粘土和三疊系砂頁岩地層中;湖北、湖南兩省的滑坡多集中發生在第四系紅色粘土、裂隙粘土和砂板岩地層中;福建省的滑坡主要集中在富含泥質(或風化後形成泥質)的岩漿岩中。
2)滑坡集中發生在地質構造復雜地區。在強烈構造運動中形成的各種軟弱結構面是滑坡發生與分布的一個重要指標,這些軟弱結構面與有利的地貌條件相配合,為滑坡的發生提供了十分有利的條件。新構造運動對滑坡發育的影響中,一類是直接作用,地震是新構造運動的典型表現,強烈地震時會觸發大量的滑坡災害;另一類是間接作用,由於新構造運動的影響,地貌形態發生著深刻變化,地面隆升導致河谷下切和沖刷,間接地影響著滑坡的發生和分布。
3)地形切割程度影響著滑坡分布。中國絕大多數滑坡都分布在河流、溝谷的兩岸。因此,在較小區域的滑坡分析預測時,地形切割度是非常重要的指標;但是,大區域的分析預測時,大的地貌單元界線更為重要。4)強降雨集中和劇烈的人類活動也是滑坡災害頻繁發生的重要因素。
根據滑坡、崩塌災害歷史分布情況、地質背景環境特徵、災害與環境條件相關關系分析,全國滑坡、崩塌災害易發程度分區見圖2.5。
圖2.5 全國滑坡、崩塌災害易發程度分區圖(據孟暉,2006)(台灣省專題資料暫缺)
2.3.1.2 滑坡災害特點
1)群發性:單個滑坡的成災面積一般都很有限,但是滑坡災點數量多,分布面廣,因此群發性滑坡往往會造成嚴重的損失。特別是區域強降雨往往會誘發大規模的群發性滑坡災害。
2)突發性:滑坡的突發性強,一方面表現在高速遠程滑坡方面;另一方面表現在暴雨期間和地震期間,滑坡劇滑之前宏觀前兆未被察覺或已發現但未引起警覺,往往損失慘重。
3)旋迴性:其實質是在地貌侵蝕旋迴背景中的某個階段滑坡災害發育活躍期(集中期)的一種表現。從幼年期-壯年期-老年期的地貌發育過程中,滑坡活躍發生在地貌從幼年期到壯年期的過渡階段。
4)周期性:滑坡災害的周期性是指更短時間尺度的活躍期和寧靜期交替的規律,即不同時間段內,活潑災害可能處於其活躍期,或者是寧靜期。
5)人類活動的直接誘發作用:人類工程開挖活動、爆破作業、生產生活用水入滲坡體、坡上載入、采礦、沖刷坡腳、水庫蓄水等活動對滑坡具有積極的誘發作用,能直接誘發滑坡或導致老滑坡復活。
2.3.2 泥石流
我國泥石流的分布,遍及23個省(區、市)。大體上以大興安嶺-燕山山脈-太行山山脈-巫山山脈-雪峰山山脈一線為界。該線以東,即我國地貌最低一級階梯的低山、丘陵和平原,泥石流分布零星(僅遼東南山地較密集)。該線以西,即我國地貌第一、二級階梯,包括遼闊的高原、深切割的極高山、高山和中山區,是泥石流最發育、最集中的地區,泥石流溝群常呈帶狀或片狀分布。其中成片的集中在青藏高原東南緣山地、四川盆地周邊,以及隴東-陝南、晉西、冀北等以及黃土高原東緣為主的地區。從泥石流的成因類型來看,冰川泥石流主要分布於中國西部山地,並大部分集中於西藏東南部地區;暴雨泥石流主要分布於西南地區,其次西北、華北和東北也有呈帶狀或零星分布。從泥石流物質組成看,泥石流分布遍及西南、西北和東北的基岩山區;水石流分布於華北地區,而泥流則分布於鬆散易蝕的黃土分布區。
2.3.2.1 泥石流分布規律
1)在斷裂構造帶分布密集。在多期地質構造運動影響下,構造斷裂和褶皺十分發育,一些深大斷裂活動強烈,尤其是第四紀以來差異性升降運動,致使岩層擠壓破碎,降低了岩體的穩定性。易於發生崩塌和滑坡,常成為泥石流發生的源地。因此,斷裂帶多是泥石流分布密集帶,其數量多,規模大,活動強烈,危害嚴重,諸如雲南小江、四川安寧河、甘肅白龍江等斷裂構造帶。
2)在地震活動帶成群分布。中國是一個多地震的國家,地震活動帶多分布於深大斷裂帶,尤其是新的活動斷裂和地震多發區,也是泥石流發育和分布帶。
3)在深切割的中山高山地區普遍分布。
在高程方面,主要分布在我國西部地區。我國地勢自西向東傾斜,呈現三級台階的顯著特點,在各級台階的過渡地帶的山區為泥石流普遍分布區。
在地形上,分布於具有一定坡度的山坡和一定溝床比降的溝谷內。坡面泥石流分布於25°~33°以上的坡地最為常見;溝谷泥石流多分布於溝床比降為100‰~400‰的溝谷。
在流域特徵上,泥石流多發生在小流域。因為小流域溝谷處於發育期,具有豐富的固體物質補給,降水匯流和陡峻的地形等條件有密切的關系。
在氣候方面,季風氣候區分布普遍和集中。由於地形條件復雜,地勢差異大,季風分布不均。就降水量來看,東南多於西北,山地多於河谷,迎風坡多於背風坡,使我國泥石流分布具有片狀和帶狀分布的特點,季風氣候影響和控制泥石流宏觀分布的格局。
根據泥石流災害歷史分布情況、地質背景環境特徵、災害與環境條件相關關系分析,全國泥石流災害易發程度分區見圖2.6。
圖 2.6 全國泥石流災害易發程度分區圖( 據孟暉,2006)( 台灣省專題資料暫缺)
2.3.2.2 泥石流災害特點
1) 常發性: 這類泥石流多半是高頻泥石流溝引起的,例如雲南東川蔣家溝、四川的黑沙河、雲南大盈江的渾水溝等。
2) 突發性: 主要與大規模的山區建設有關。這類泥石流溝大多是新生的,過去沒有發生過泥石流的歷史,突然發生,若不堅持治理,仍有泥石流發生的可能性,可稱為低頻泥石流。
3) 群發性: 因為局部大暴雨覆蓋范圍一般在幾百至一千多平方千米,正好是我國山區一個小流域的范圍。在某些具備泥石流條件的流域內,當遭受暴雨襲擊時,常引發流域內各條大溝同時發生泥石流。
4) 同發性: 泥石流與崩塌、滑坡、洪水在一個地區往往同時遭遇,形成災害,因為它們要求共同的最主要的發生條件,即降雨條件是一致的。
5) 轉發性: 滑坡為塊體運動,泥石流為固液混合流,它們為兩種不同方式的運動,但有時滑坡、泥石流相伴而生,滑坡可迅速轉化為泥石流災害。
6. 礦山與地下工程地質災害
地下采礦和地下工程開挖,最基本的生產過程就是破碎和挖掘岩石與礦石,同時維護頂板和圍岩穩定。如果對地下洞室不加以支撐維護,則洞室圍岩在地應力的作用下發生變形或破壞,這種現象在采礦界稱為地壓顯現。由地壓造成的災害,對礦井來說,主要表現為頂板下沉和垮落、底板隆起、岩壁垮幫、支架變形破壞、采場冒落、岩層錯動、煤與瓦斯突出及岩爆等。因采空區處理不當而引起的大規模地壓災害在地面表現為地表開裂、地面下沉、建築物倒塌、水源枯竭等。對於煤礦,尤其是露天煤礦,常常表現為滑坡、崩塌、傾倒等邊坡失穩及其引起的地面變形破壞。而煤與瓦斯突出是高瓦斯煤礦開采過程中最常見、危害性最大的地壓災害。這里主要討論危害大、發生頻率高、分布范圍廣的冒頂垮幫、岩爆、煤與瓦斯突出。
(一)冒頂垮幫
1.冒頂垮幫的特徵及其影響因素
地下洞室開挖後,由於卸荷回彈,應力和水分的重新分布常使圍岩的性狀發生很大變化。如果圍岩岩體承受不了回彈應力或重新分布應力的作用,就會發生變形或破壞。圍岩岩體變形及破壞的形式和特點,除與岩體內的初始應力狀態和洞形有關外,主要取決於圍岩的岩性和結構(表92)。
冒頂事故是對礦山工人人身安全威脅大且發生頻率最高的礦山地質災害之一。據不完全統計,我國各種礦山每年工傷死亡人數中有40%死於礦坑冒頂,死亡頻率占各種礦山地質災害之首。
表9-2 圍岩的變形破壞形式及其與圍岩岩體和結構的關系
續表
(據張倬元等,1994)
湖南錫礦山南礦的開采實踐表明,當失去支撐能力的礦柱達到全采場礦柱60%左右時,采空區頂板就可能冒落。而一個采空區的冒落會在相鄰采空區引起連鎖反應,導致采場地壓急劇增大,采場和巷道嚴重破壞,人員傷亡。美國、英國、日本等國金屬礦山冒頂事故死亡人數均占井下事故死亡總人數的1/3~1/2,日本為40.7%,美國為30.2%,英國、俄羅斯、波蘭和比利時等國約佔30%~50%。
我國冶金礦山頂板冒落及其他地壓災害死亡人數佔全部傷亡人數的25%~27%;大中型統配煤礦近年發生的重大死亡事故中,頂板冒落災害佔30%左右。
頂板冒落或側壁垮幫的徵兆有:頂板掉渣由小而大,由稀變密,裂隙數量增多、寬度加大,煤幫煤質在高壓下變軟,支架壓壞、折斷,瓦斯湧出量突然增多,淋水量增大等。
2.采空區處理方法
防止采空區大冒落的處理方法可歸納為「充填」、「崩落」、「支撐」、「封閉」8個字(隋鵬程,1998)。
1)充填法:采空場采礦開采完畢後,要及時用碎石、尾礦砂、水沙、混凝土等物質充填采空區,從而起到支撐頂板、減小其承受上覆岩土體壓力的作用。如湖南錫礦山南礦在3次大冒落後,新采區地壓劇增,地表不斷沉陷,為保證安全,對采空區進行了全面充填處理,充填率達90.6%,使地壓活動得以緩和。
2)崩落法:指利用深孔爆破的方法將采空區圍岩崩落,充填采空區。
3)支撐法:以礦柱或支架等支撐采空區,防止其發生危險變形。
4)封閉法:常用來處理與主要礦體相距較遠、圍岩崩落後不會影響主礦體坑道和其他礦體開採的孤立小采空區。封閉這些小采空區的目的主要是防止圍岩突然冒落時空氣沖擊波對人員和設備的危害。
為有效預防冒頂垮幫,還必須採取合理的開采方案,避免片面追求產量而采富棄貧,堅決杜絕開采保護礦柱的亂採行為;採用合理的設計方案,進行科學的頂板管理;根據圍岩應力集中大小與分布形式,採用聲發射監測技術及其他測定地應力方法,預測預報頂板來壓的強度和時間,掌握地壓規律,及時採取有效措施;制定科學合理的工作面作業規程、支護規程、采空區處理規程等。
(二)岩爆
岩爆又稱沖擊地壓,是指承受強大地壓的脆性煤、礦體或岩體,在其極限平衡狀態受到破壞時向自由空間突然釋放能量的動力現象,是一種采礦或隧道開挖活動誘發的地震。在煤礦、金屬礦和各種人工隧道中均有發生。
岩爆發生時,岩石碎塊或煤塊等突然從圍岩中彈出,拋出的岩塊大小不等,大者直徑可達幾米甚至幾十米,小者僅幾厘米或更小。大型岩爆通常伴有強烈的氣浪巨響,甚至使周圍的岩體發生振動。岩爆可使洞室內的采礦設備和支護設施遭受毀壞,有時還造成人員傷亡。
1.岩爆的類型和特點
由於發生部位和釋放能量的差異,岩爆表現為多種不同的類型,它們的特點也各不相同(張倬元等,1994)。
1)圍岩表部岩石破裂引起的岩爆:在深埋隧道或其他類型地下洞室中發生的中小型岩爆多屬這種類型。岩爆發生時常發出如機槍射擊的噼噼啪啪響聲,故被稱為岩石射擊。一般發生在新開挖的工作面附近,掘進爆破後2~3h,圍岩表部岩石發生爆破聲,同時有中間厚、邊部薄的不規則片狀岩塊自洞壁圍岩中彈出或剝落。這類岩爆多發生於表面平整、有硬質結核或軟弱面的地方,且多平行於岩壁發生,事前無明顯的預兆。
2)礦柱圍岩破壞引起的岩爆:在埋深較大的礦坑中,由於圍岩應力大,常常使礦柱或圍岩發生破壞而引發岩爆。這類岩爆發生時通常伴有劇烈的氣浪和巨響,甚至還伴有周圍岩體的強烈振動,破壞力極大,對地下採掘工作常造成嚴重的危害,被稱為礦山打擊或沖擊地壓。在煤礦中,這類岩爆多發生於距坑道壁有一定距離的區域內。四川綿竹天池煤礦就曾多次發生此類岩爆,最大的一次將約20t的煤拋出20m以外。
3)斷層錯動引起的岩爆:當開挖的洞室或坑道與潛在的活動斷層以較小的角度相交時,由於開挖使作用於斷層面上的正應力較小,降低了斷層面上的摩擦阻力,常引起斷層突然活動而形成岩爆。這類岩爆一般發生在活動構造區的深礦井中,破壞性大,影響范圍廣。
2.岩爆的產生條件與發生機制
岩爆是洞室圍岩突然釋放大量潛能的劇烈的脆性破壞。從產生條件來看,高儲能體的存在及其應力接近於岩體極限強度是產生岩爆的內在條件,而某些因素的觸發則是岩爆產生的外因(張倬元等,1994)。
圍岩內高儲能體的形成必須具備兩個條件:①岩體能夠儲聚較大的彈性應變能;②在岩體內部應力高度集中。彈性岩體具有最大的儲能能力,受力變形時所能儲聚的彈性應變能非常大,而塑性岩體則無儲聚彈性應變能的能力。
從應力條件看,圍岩內高應力集中區的形成首先需要有較高的原岩應力。但在構造應力高度集中的地區,岩爆也可以發生在淺部隧洞中,甚至有可能發生在地表的基坑或採石場中。
洞室圍岩表部岩爆經常發生在如下一些高壓力集中部位:因洞室開挖而形成的最大壓應力集中區,圍岩表部高變異應力及殘余應力分布區以及由岩性條件決定的局部應力集中區,斷層、軟弱破碎岩牆或岩脈等軟弱結構面附近形成的應力集中區。
對地下洞室造成破壞的岩爆主要有三種形式:岩體擴容、岩石突出和振動誘發冒落。岩體擴容是指由於岩石的破碎或結構失穩而使岩體體積增大的現象,如果擴容的幅度很大且過程較為猛烈,就會給洞室造成危害。當遠處傳來的擾動地震波能量較高時,可直接將洞室圍岩碎塊以非常快的速度(可達2~3m/s)彈射到洞室中而形成災害,這就是以岩石突出形式發生的岩爆。振動誘發岩石冒落是當洞室頂部有松動岩塊或存在軟弱面時,在擾動地震波和巨大重力勢能作用下發生垮落的現象。
3.岩爆的預測及防治
(1)岩爆的監測預報
對岩爆災害的預測包括對岩爆發生強度、時間和地點的預測。由於地下工程開挖和岩爆現象本身的復雜性,岩爆的預測工作需要考慮地質條件、開挖情況以及擾動等許多因素。以往的岩爆記錄是預測未來岩爆的重要參考資料。
岩爆的預測預報可以分為兩個方面:①在試驗室內測量煤岩或岩塊的力學參數,依據彈性變形能量指數判斷岩爆的發生幾率和危險程度;②現場觀測,即通過觀測聲響、震動,在掘進面上鑽進時觀察測量鑽屑數量等進行預測預報。目前國內外常用的岩爆預測預報方法有鑽屑法、地球物理法、位移測試法、水分法、溫度變化法和統計方法等(張斌等,1999)。
1)鑽屑法或岩心餅化率法:對於強度很高的岩石,若鑽孔岩心取出後在地表發生餅化現象則表明地下存在較高的地應力,可根據一定厚度岩心中岩餅數量的相對大小來進行判斷。在鑽進過程中,還可藉助鑽孔中的爆裂聲、摩擦聲和卡鑽現象等動力響應進行輔助判斷。
2)地震波預測法:利用已發生岩爆(誘發地震)的信息來預測未來開挖過程中的岩爆,並建立岩爆次數、大小、分布及其與地應力場變化的關系,從而預報大中型岩爆的時空位置及數量和大小。此外,還可以利用單道地震儀對掌子面及前方岩體進行監測,如沿水平線每隔1 m逐點測試岩石彈性波速度,採用強度概念推測發生岩爆的可能性等。
3)聲發射(A-E)法:聲波發射A-E法即Acoustic-Emission方法。此方法的建立基於岩石臨近破壞前有聲發射這一實驗檢測結果,它是對岩爆孕育過程最直接的監測預報方法。其基本參數是能率和大事件數頻度,二者在一定程度上可以反映岩體內部的破裂程度和應力增長速度。岩爆發生前通常有一個能量的積蓄期,這一時期是聲發射平靜期,可以視為發生岩爆的前兆。這種方法可望在現場對岩爆進行直接的定量定位監測,是一種具有很大發展前景的監測和預報方法。
岩爆預測是地下建築工程地質勘查的重要任務之一,在總結已有的實踐經驗和研究成果的基礎上,國內外學者目前已建立了一些可行的准則。挪威曾採用巴頓的方法,將岩石單軸抗壓強度(Re)與地應力(σ1)的比值(α=Re/σ1)作為岩爆的判別准則:
1)當α=5~2.5時,有中等岩爆發生;
2)當α<2.5時,有嚴重岩爆發生。
我國在一些工程實踐中常採用巴頓法進行預測。例如貴州天生橋電站,根據巴頓法判斷隧洞施工中可能有中等岩爆發生,工程開挖的實際情況證明預測基本成功(張倬元等,1994)。
此外,由於岩爆屬於一種誘發地震,地震震級和發震時間的預報方法可用來預測岩爆的震級和發生概率。
(2)岩爆的防治
岩爆的防治問題雖然目前尚難徹底解決,但在實踐中已摸索出一些較為有效的方法,根據開挖工程的實際情況,可採取不同的防治方法。
1)設計階段的防治對策:
·洞軸線的選擇:人們通常認為洞軸線方向應與最大主應力方向平行,以改善洞室結構的受力條件。然而,使洞室相對穩定的受力條件是圍岩不產生拉應力、壓應力均勻分布和切向壓應力最小。在選擇軸線方向時應多方面比較選擇,以減少高地應力引發的不利因素。
·洞室斷面形狀選擇:洞室斷面形狀一般有圓形、橢圓形、矩形和倒U形等。當斷面的寬度高比等於側壓系數時,可綜合考慮各種因素確定洞室斷面形狀。
2)施工階段的防治對策:
·超前應力解除法:在高地應力區,洞室開挖後易產生超高應力集中。為了有效地消除應力集中現象,可採取預切槽法、表面爆破誘發法和超前鑽孔應力解除法等提前釋放地應力。在岩爆危險地帶鑽淺孔進行爆破,造成圍岩表部松動帶,可有效防止破壞性岩爆的發生。開採煤層時,首先開采無沖擊地壓或一般沖擊地壓的煤層,作為解放壓力層。回採時,要用全面陷落法管理頂板,不要留煤柱;對不易冒落的頂板要採用深孔爆破法或強力高壓注水法強制放頂。
·噴水或鑽孔注水促進圍岩軟化:在洞室的易發生岩爆地段,爆破後立即向工作面新出露圍岩噴水,既可降塵又可緩釋圍岩應力。因為注水使裂紋尖端能量降低,裂紋擴張傳播的可能性減小,裂紋周圍的熱能轉為地震能的效率隨之降低。從而減少劇烈爆裂的危險性。
·選擇合適的開挖方式:岩爆是高壓力集中的結果,因此,開挖時可採取分步開挖的方式,人為地給圍岩岩體提供一定的變形空間,使其內部的高應力得以緩慢降低,從而達到預防岩爆的目的。
·減少岩體暴露的時間和面積:在短進尺、多循環的施工作業過程中,應及時支護,以盡量減少岩體暴露的時間和面積,防止或減少岩爆發生。
·岩爆發生的處理措施:一旦發生岩爆,應徹底停機、躲避,對岩爆的發生情況進行詳細觀察並如實記錄,仔細檢查工作面、邊牆或拱頂,及時處理、加固岩爆發生的地段。
3)合理選擇圍岩的支護加固措施:使開挖的洞室周邊或前方掌子面的圍岩岩體從單向應力狀態變為三向應力狀態,同時,圍岩加固措施還具防止岩體彈射和塌落的作用。主要的支護加固措施有:①噴混凝土或鋼纖維噴混凝土加固;②鋼筋網噴混凝土加固;③周邊錨桿加固;④格柵鋼架加固;⑤必要時可採取超前支護。
(三)煤與瓦斯突出
在煤礦地下開采過程中,從煤(岩石)壁向採掘工作面瞬間突然噴出大量煤(岩)粉和瓦斯(CH4,CO2)的現象,稱為煤與瓦斯突出。大量承壓狀態下的瓦斯從煤或圍岩裂縫中高速噴出的現象稱為瓦斯噴出。突出與噴出均是在地應力、瓦斯壓力綜合作用下產生的伴有聲響和猛烈應力釋放效應的現象。煤與瓦斯突出可摧毀井巷設施和通風系統,使井巷充滿瓦斯與煤粉,造成井下礦工窒息或被掩埋,甚至可引起井下火災或瓦斯爆炸。因此,煤與瓦斯突出是煤炭行業中的嚴重礦山地質災害。
1.煤與瓦斯突出的特徵及其影響因素
煤與瓦斯突出是地應力和瓦斯氣體體積膨脹力聯合作用的結果,通常以地應力為主,瓦斯膨脹力為輔。煤與瓦斯突出的基本特徵是固體煤塊(粉)在瓦斯氣流作用下發生遠距離快速運移,煤、碎塊和粉塵呈現分選性堆積,顆粒越小被拋得越遠。突出時有大量瓦斯(CH4或CO2)噴出,由於瓦斯壓力遠大於巷道內通風壓力,噴出的瓦斯通常逆風前進;煤與瓦斯突出具有明顯的動力效應,可搬運巨石、推翻礦車、毀壞設備、破壞井巷支護設施等。
發生突出的煤層具有瓦斯擴散速度快、濕度小,煤的力學強度低且變化大、透氣性差等特點,大多屬於遭構造作用嚴重破壞的「構造煤」。突出的次數和強度隨煤層厚度的增加而增多,突出最嚴重的煤層一般都是最厚的主採煤層。突出的時間多發生在爆破落煤的工序。
煤與瓦斯突出災害隨採掘深度的增加而增加,其主要影響因素有礦區的地質構造條件、地應力分布狀況、煤質軟硬程度、煤層產狀以及厚度和埋深等。一般說來,煤層埋深大,突出的次數多,強度也大。
此外,水力沖孔和震動放炮可使地應力作用下的高壓瓦斯煤體在人為控制下發生突出。
2.煤與瓦斯突出的預防措施
預防煤與瓦斯突出的技術措施主要有以下4種:
1)首先開采沒有突出危險或突出危險性較小的煤層。由於受采動影響,地應力以彈性潛能得以緩慢釋放,煤層因卸壓而膨脹變形,透氣性增大,或者因層間岩石移動形成裂隙與孔道,有突出危險的煤層中瓦斯緩慢排放而使瓦斯壓力和瓦斯含量明顯下降,從而避免或降低煤與瓦斯突出的危險。
2)在有突出危險的煤層內均勻布置鑽孔並預先抽放一定時間的瓦斯,以降低瓦斯壓力與瓦斯含量,並使地應力下降、煤層強度增加。
3)在工作面前方一定距離的煤體內,超前鑽探一定數量的大口徑鑽孔,使煤層內的瓦斯得以提前釋放。
4)利用封堵、引排、抽放等綜合方法處理洞穴內積存的瓦斯。
為防止煤與瓦斯突出造成嚴重危害,必須加強煤層頂板管理和地應力監測,加強職工安全教育。
7. 中國出現過哪些地質災害
全國地質災害通抄報如下:
http://www.cigem.gov.cn/BigClass.asp?TypeId=22&BigClassid=81
例如:2009年襲1-3月全國重大地質災害
3月4日廣西桂林市疊彩區大河鄉大村白面山發生崩塌,傷亡情況4死2傷,直接經濟損失12萬元,引發因素:重力作用
8. 中國地質災害概況
中國地質災害種類繁多,除地震外,還有崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、地面塌陷、地裂縫、海水入侵、特殊岩土等多種類型。這些災害分布廣泛,活動頻繁,危害嚴重。
據初步調查估計,自新中國成立以後到1994年底,全國共發生明顯破壞作用的突發性地質災害事件(地震除外)達4萬多次;其中,一次死亡數十人以上或經濟損失千萬元以上的比較嚴重的災害事件有幾千次。各種地質災害共造成幾萬人死亡,毀壞房屋達幾千萬間。此外,地質災害還破壞鐵路、公路和內河航運,破壞土地資源和農作物,每年造成的經濟損失為幾億元到幾十億元。現對我國主要地質災害分述如下。
一、崩塌、滑坡、泥石流災害
崩塌、滑坡、泥石流是廣泛發生在山地高原地區的地質災害。它們形成條件和活動規律相近,區域分布密切共生,所以常稱為崩滑流災害。
中國是崩滑流災害十分嚴重的國家。據初步調查,全國大約有中型以上災害點3萬余處,小型災害點多達數十萬甚至100多萬處。1949~1994年的45年間,共發生破壞較大的災害4200多次,造成重大損失的嚴重災害事件至少有900次。
崩滑流災害分布十分廣泛。在全國32個省(市、自治區)中,除上海等個別省(市、自治區)外,均受到不同程度的危害。斜貫中國中部的遼、京、冀、晉、陝、甘、鄂、川、滇、黔地區,是災害活動最強烈的地區;其中,川滇山地、鄂西山地、秦嶺、黃土高原、燕山山地、遼東山地最嚴重。該帶西部和西北部地區災害活動較弱,主要分布在阿爾泰山、天山、祁連山和青藏高原的部分地區。東部和東南部地區,災害活動主要分布在東南丘陵和台灣山地,除局部地區災害嚴重外,災害一般不強。
崩滑流災害是危害最嚴重的地質災害之一,其主要破壞作用有下列5個方面。
1.造成人員傷亡
1949~1990年,我國崩滑流災害至少造成9595人死亡。在城鎮、礦區等人口聚集地區暴發的崩滑流活動常造成一次死亡數百人的災害事件。如:1980年6月3日凌晨,湖北遠安縣鹽池磷礦崩塌,284人喪生;1983年3月7日,甘肅省東鄉自治縣灑勒山發生大型滑坡,三個村莊被摧毀,死亡237人,重傷27人;1989年7月10日,四川華鎣市溪口鎮青龍嘴山發生滑坡後,因暴雨進一步形成泥石流,沿途村莊、工廠被掩埋,221人遇難。
2.破壞城鎮、礦山、企業
全國受崩滑流嚴重侵擾的城市有59座,縣城以下的城鎮數百個。如重慶市共有體積大於500m3的滑坡129處,崩塌58處,解放以來多次發生活動,造成了嚴重損失;目前有66處滑坡處於活動或潛在不穩定狀態,還有82處可能崩塌的危岩體,時刻威脅著城市的安全。一些城鎮,如四川省松潘縣、南坪縣,雲南省蘭坪縣及新疆庫車縣等因崩滑流災害嚴重,不得不搬遷重建。許多建設在山區的工廠,特別是「三線」工廠,常遭到崩滑流災害破壞,因此使一些工廠停產或搬遷。如第二汽車製造廠廠區內,共有崩塌、滑坡270處,總體積達750×104m3,十幾年來,災害頻繁發生,造成嚴重損失。我國多數礦山不同程度地遭受崩滑流災害的破壞或威脅,其中以撫順西露天礦、四川攀鋼藍尖鐵礦、華鎣山煤礦、甘肅白銀露天礦等數十個礦山尤其嚴重。
3.破壞鐵路、公路、航道,威脅交通安全
全國鐵路沿線分布有大型泥石流溝1386條,危險性較大的大中型滑坡有1000多處,崩塌有近萬處。22條鐵路干線上,有9980km長的線路受到比較嚴重的危害或威脅。1949~1990年,因崩滑流災害造成的較大行車事故180起,33個火車站被淤埋41次,毀壞大型橋梁27座,隧道6個,平均每年中斷行車1100h,用於修復整治的工程費約1.5億元。受害最嚴重的線路主要有寶成線、隴海線寶天段、成昆線、川黔線、湘黔線、東川線及鷹廈線等。
幾乎所有的山區公路都不同程度地受到崩滑流災害的破壞。如川藏公路沿線分布有泥石流溝1036條,滑坡419處,崩塌1525處,受害路段總長3176km。川滇、川陝、甘川、昆洛、成蘭、滇黔等公路崩滑流災害也十分嚴重。
大江大河兩岸是崩滑流災害的多發區,對內河航運造成嚴重威脅。如在長江中上游的重慶至宜賓之間的690km河段,發育有滑坡、崩塌和危岩體283處,總體積約15×108m3。金沙江下游的攀枝花至宜賓段,分布有崩塌、滑坡、泥石流935處,平均密度1.2處/km,總體積在35×108m3以上。幾十年來,長江中上游兩岸多次發生特大規模的崩塌、滑坡活動,給長江航運造成嚴重危害。如1985年6月12日發生的新灘滑坡,造成堵江停航12d。
4.破壞水利、水電工程
解放以來,我國有數百座水庫和水電站遭受崩滑流災害破壞。僅雲南一省遭破壞的水庫就有50餘座,水電站有360餘座。劉家峽水庫自1968年蓄水後庫岸不斷崩塌,到1984年總崩塌量達1250×104m3以上,影響了庫容。擬建中的長江三峽工程,庫岸穩定性差,庫區范圍內發育有崩塌、滑坡214處,泥石流溝271條。在三斗坪至江津縣的未來庫岸地帶,發育有5000m3以上的崩塌(危岩)、滑坡體392處,總體積28×108m3;其中,100×104m3以上的災害體189處。全庫岸崩塌(危岩)、滑坡體數量的平均線密度為0.14處/km,平均體積模數為91×104m3/km。如何防治這些災害對水庫工程建設和正常運行是水庫建設和管理的重要問題之一。
5.影響資源開發,阻礙山區經濟發展
為了使山區擺脫貧困面貌,需大力開發土地資源、礦產資源、水利資源等。然而在崩滑流活動區,這些經濟活動受到嚴重阻礙。如四川省攀西地區(我國規劃中的重要礦產基地),在大約6.6×104km2范圍內,發育有體積50×104m3以上的滑坡或滑坡群200餘個,為礦產資源開發造成了嚴重困難。
二、岩溶塌陷
我國岩溶塌陷災害也十分嚴重。據初步調查,全國有岩溶塌陷2840處,塌陷坑約33200個,塌陷總面積為330km2。
中國岩溶塌陷廣泛發育在24個省(市、自治區),以桂、湘、黔、粵、冀、贛、滇等省(自治區)最嚴重。從地理分布看,主要分布在長白山—燕山—呂梁山—四川盆地—哀牢山以東區域。該區域內可劃分為兩大岩溶塌陷分布區:秦嶺和淮河以北的北方岩溶塌陷分布區和以南的南方岩溶塌陷分布區。北方區岩溶塌陷主要分布在遼東半島、伏牛山山麓及一些山間盆地。南方區岩溶塌陷主要分布在川東山地、雲貴高原和幕阜山、九嶺山、羅霄山、南嶺及粵北山地。
岩溶塌陷的危害主要是破壞房屋、鐵路、水壩、電站等工程設施和城市、礦山、企業環境。全國發生岩溶塌陷災害的城市近70個,造成嚴重破壞的44個,主要有唐山、武漢、昆明、黃石、九江、水城、杭州、柳州等。受岩溶塌陷嚴重危害的大中型礦山有60多個,主要有湖南恩口煤礦、湖南水口山鉛鋅礦、湖北銅錄山銅礦、廣西泗頂山鉛鋅礦、廣東凡口鉛鋅礦、山東萊蕪鐵礦等。近年全國鐵路沿線發生岩溶塌陷375處,其中危害嚴重的有55處,受害線路60多段,主要分布在貴昆線、湘桂線以及京廣線、沈大線、膠濟線的部分線段。有30多個車站受到危害,主要有黃石、大冶、水城、昆明、泰安、瓦房店、柳州、玉林等。近40年來,因岩溶塌陷顛覆列車3次,中斷行車達2000多小時。
三、地面沉降
(一)我國地面沉降區的分布
據專門勘查和區域地形變測量結果分析,目前我國發生地面沉降的城市大約有70個。其中,累計沉降量達2m以上的有上海、天津、台北、宜蘭、嘉義等5個城市;1~2m的有西安、太原、滄州、蘇州、無錫等5個城市;0.5~1.0m的有北京、保定、嘉興、常州、衡水、阜陽等6個城市。
從區域分布看,地面沉降活動主要發生在我國東部地區,尤其以沿海城市和華北平原等地區最嚴重。在該區域內,發生地面沉降的城市或地區有的孤立存在,有的則密集成群或斷續相連,形成廣闊的地面沉降區(帶)。主要有下列6個區(帶)。
1.下遼河平原的沈陽—營口沉降區。
2.北部黃淮海平原的天津—滄州—衡水—德州—濱州—東營—濰坊沉降區。這是我國沉降范圍最廣,沉降幅度最大的地區。地面沉降與區域地下水位下降在空間和時間上同步發展。中心區主要在渤海海灣西岸的天津市區及其外圍的寧河、安次、南堡、塘沽、靜海、大港、黃驊、滄州一帶;其次是冀中平原的衡水、冀縣、棗強及其外圍地區;再次是魯北平原的德州—濱州—東營—濰坊地區。
3.南部黃淮海平原的徐州—商丘—開封—鄭州地面沉降區。
4.長江三角洲的上海—蘇州—無錫—常州—鎮江—南通地面沉降區。
5.汾渭河谷平原的太原—侯馬—運城—西安地面沉降帶。
6.台灣山地邊緣的宜蘭—台北—台中—雲林—嘉義—屏東地面沉降帶。
(二)地面沉降的主要危害
1.破壞城市設施,妨礙城市建設
主要表現是:造成房屋和橋梁開裂、傾斜或倒塌;道路凹凸不平或開裂;地下管道錯裂失效;碼頭及其它港口設施下沉或被水淹沒;抽水井管上升,設備須不斷更新等。例如:上海市外輪停靠的碼頭,原標高5.2m,1964年下沉到3.0m,高潮時被水淹沒而無法裝卸,耗資900多萬元進行加高後方可使用;西安市排水管道屢遭破壞,每年花費100多萬元進行維修、改建;上海蘇州河原來每天運輸吞吐量(100~120)×104t,60年代以後減少了一半;天津塘沽海門大橋,兩端沉降差達135mm,引橋發生錯裂,使這座跨度為64m的開啟式提升橋不能按原設計提升,影響了海河航運。
表2-1我國部分城市地面沉降災害情況簡表
①抽水指抽取地下水,下同。
地面沉降還導致觀測和測量標志失效,使河流水位、海洋潮位、地形高程失真,給城市規劃和建設造成困難。
2.積水滯洪,水患和潮災加劇
嚴重的地面沉降活動,把一些城市置於洪水和海潮威脅之下,具體表現如下。
(1)滯汛積水地面沉降城市普遍存在比較嚴重的滯汛積水問題,不僅影響城市交通和環境,而且常使地下室和低層建築物在汛期被水侵沒,造成比較嚴重的經濟損失。例如:天津市1977年7月下旬因暴雨積水造成的直接經濟損失達2億元以上;蘇州、無錫、常州三市在1986年和1988年因積水造成的物資損失達100多萬元。
(2)洪水威脅發生地面沉降的城市一般地勢低平,且大多沿河發展。地面沉降活動不僅使城市高程進一步降低,而且攔河堤壩等防洪設施因沉降而發生破壞。因此,一些城市御洪能力不斷下降,出現嚴重的水患威脅。例如天津市海河幹流兩岸防洪堤,自1959年來普遍下沉1~2m,而且一些堤段因不均勻沉降出現許多裂縫,加上河道淤積影響,使海河泄洪能力由原來的1200m3/s降到400m3/s以下。遇到一般較大汛情,全市即處於高度戒備狀態。如1990年汛期,海河泄洪130m3/s已顯困難,如再遇1963年規模的特大洪水,將導致極其嚴重的損失。上海市區在20年代地面一般高程為4~5m,60年代後普遍降到3.5m以下,部分地區只有2m左右。伴隨地面沉降活動,黃浦江、蘇州河水位不斷上升超過警戒水位的現象頻繁發生,並多次出現黃浦江水倒灌,淹沒市區的現象。為了確保城市安全,1956年開始沿江修建防汛牆,此後伴隨地面沉降的發展,先後5次進行改建和加固,投資達4億多元。目前,上海市區共建防汛牆224km,郊區建34km,外灘一帶牆高已達2.3m,預計到2030年,還須再加高到2.7m左右才能防禦黃浦江水。類似情況在其它一些地面沉降城市也普遍存在。
(3)潮災加劇在濱海地區,地面沉降活動使陸地地面高程下降,海平面相對上升,導致海水侵襲和風暴潮災害加劇。如天津塘沽地區,近幾十年來相對海面上升50cm,而地面高程普遍下降到2m以下,局部降到平均海平面以下,最低處(塘沽河濱公園)為-3.3m。與此同時,濱岸防潮堤不但大幅度沉降,且發生局部開裂;許多防潮閘——耳閘、二道閘、海河閘、金鍾閘等下沉0.4~2.6m。在這種情況下,天津沿海災害性風暴潮日趨嚴重,其頻度、強度和造成的損失均達到歷史最高水平。如1985年8月2日和19日發生的風暴潮,使海水越過防潮堤閘湧入陸地,塘沽一些地區水深達1.3~2.0m,大量企業單位被淹,受災居民1萬多戶,直接損失1.3億元。近年來,寧波市沿甬江上溯的潮水也多次越過防潮堤閘,淹沒沿岸碼頭、倉庫、工廠和居民區,造成嚴重損失。上海以及長江三角洲地區風暴潮災害也日益嚴重,不但潮位越來越高,而且高潮頻次也不斷增加,風暴潮造成的損失愈來愈大。1962年8月,7號台風襲擊上海,吳淞口潮位高5.38m,蘇州河口水位4.76m。在猛烈的潮水沖擊下,防汛牆出現46處決口,半個市區進水,南京東路水深0.5m,直接損失達5億元。
四、地裂縫災害
我國地裂縫類型復雜,除伴隨地震、滑坡、凍融以及特殊土的脹縮或濕陷活動產生的地裂縫外,主要是伴隨構造蠕變活動而產生的構造地裂縫。
構造蠕變地裂縫的分布十分廣泛,在華北和長江中下游地區尤其發育。在該區域中,地裂縫主要集中在汾渭盆地、太行山東麓平原、大別山東北麓平原地區,形成了三個規模巨大的地裂縫密集帶。此外,在豫東、蘇北以及魯中南等地區,還有一些規模較小的地裂縫發育帶(區)。
(一)汾渭盆地地裂縫帶
自六盤山南麓的寶雞,沿渭河向東經西安到風陵渡轉向NE方向,沿汾河經臨汾、太原到大同,發育有一個寬近100km、長近1000km的地裂縫帶。該帶沿汾渭盆地邊緣斷裂帶內側的第四紀沉積區延伸。各地區地裂縫的成因、活動方式等具有基本一致的特徵。自60年代後期開始出現災害性地裂縫,70年代中期以來活動加劇,使西安、大同、寶雞以及周至、臨潼、渭南、華縣、蒲城、韓城、萬榮、運城、絳縣、臨汾、洪洞、祁縣、太谷、榆次等近50個市、縣出現較嚴重的地裂縫災害。
該地裂縫帶自南向北可大致分為四個段落。
1.渭河盆地地裂縫
該區地裂縫分布在渭河兩岸地區,以西安市地裂縫規模最大,危害最嚴重。此外,千陽、寶雞、周至、武功、興平、禮泉、三原、臨潼、長安、渭南、蒲城、華縣、華陰、大荔等20個縣、市也發生不同規模的地裂縫。這些地裂縫給當地人民生活和工程建築以及土地資源造成了不同程度的危害。如地處華山北麓的藍田、華縣、華陰,自1971年以來出現多處地裂縫,至今仍在發展。在華山半導體廠內,有兩個以近EW向為主體,兼有SN向和NE向的地裂縫帶。其長度分別為200m和250m;寬度分別為70m和100m,使剛剛建成投產和一些正在施工的車間、倉庫等主要建築物開裂,局部發生下沉達14.6cm,雖經多次加固處理,但始終不能擺脫地裂縫危害。在華山汽修廠亦有兩條近EW走向的地裂縫帶。其總寬200~300m,長約500m。在其影響范圍內的5幢家屬樓和其它建築設施,相繼發生大面積裂縫和變形,鐵路路基也下陷變形;雖然每年耗費大量資金加固,但裂縫持續發展,防治效果不佳。陝西化肥廠於1972年建成,尚未投產,廠房即發生裂陷,下沉量達20~50cm,多次加固修理,仍未取得安全效果。
2.運城盆地和臨汾盆地地裂縫
地裂縫分布在涑水河和汾河兩岸的運城、夏縣、合陽、韓城、萬榮、聞喜、絳縣、侯馬、翼城、襄汾、臨汾、洪洞等約20個縣、市。這些地裂縫主要延伸方向為NEE、SN、NE、NW四組,單條長度為幾十米到100m以上,寬度一般為0.4~0.2m,可見深度為0.2~0.3m。多條地裂縫常常組合成帶,有時沿一個主導方向呈線狀或串珠狀延伸,構成長達幾公里,甚至幾十公里的地裂縫密集帶;有時不同方向的地裂縫相互交叉,構成密集的地裂縫集中區。分布在工廠、村落、田野中的地裂縫,對房屋建築和土地資源造成危害。例如1983年7月28日傍晚和29日早晨萬榮縣兩次暴雨後,該縣薛店村在29日9時30分地面開裂。地裂縫長1.5km;一般寬為1~2m,最寬達5.2m;一般深1.5~3.0m,最深達12m。大量積水順縫一泄而光。裂縫所經之處,房屋開裂或倒塌,受損房屋300間(受害居民67戶)。村內一口深223m、造價6萬余元的機井也因而塌毀。1984年6月,絳縣電廠地裂。地裂縫長50m,寬40cm。家屬宿舍也隨之開裂。運城東北的半坡鄉,一條NE向延伸的地裂縫(長約9km,寬0.3~1.0m),造成數十間民房開裂,田地成為破碎的溝地。
3.太原盆地地裂縫
地裂縫主要發生在太原市南部的榆次縣、太谷縣、祁縣等地。榆次縣北部王湖至聶村一帶,1982年出現4條近SN向的地裂縫,組成長約500m,寬約15m的地裂縫帶,裂縫深2.5~3.0m,最深12m。處於地裂縫發育帶內的省儲備局倉庫、地區變電所和部隊等單位的辦公樓、食堂、家屬宿舍等建築物出現大量裂縫,成為危房或者廢棄。
4.大同盆地地裂縫
地裂縫主要發生在大同市,以市區西南邊緣的大同機床廠一帶最嚴重。地裂縫始見於1977年,發生在劇場街9號樓附近,長200m,使9號樓出現裂縫。80年代以後,地裂縫迅速發展,1986年延伸到1000m,1988年和1989年進一步發展到5000m,至今仍在活動。地裂縫走向NE57°,寬1~6cm。其南盤相對下滑,垂直相對位移2~5cm,最大18cm。地裂縫破壞帶寬5~20m,所經之處,房屋牆體和過梁開裂,門窗變形,管道錯動。機車廠8幢居民樓和食堂、學校等公用設施嚴重受損,受災建築面積29141m2,危害居民290戶。除市區外,在北部天鎮縣的滹沱店、孫家店、顧家灣、宣家塔和陽高縣的羅文皂以及大同市東南官道村等地,在1982~1984年前後亦發生不同規模的地裂縫,民房和田地受到破壞。
(二)太行山東麓傾斜平原地裂縫帶
該地裂縫帶始於1966年。該年3月在邯鄲市電台和國棉一廠首先發生地裂縫活動。此後,不但在該市迅速發展,而且河北平原和豫北平原的許多地區相繼發生日益嚴重的地裂縫活動,很快形成一個沿太行山東側和東南側傾斜平原延伸的地裂縫分布帶。其北起保定,向南經石家莊、邢台、邯鄲進入豫北的安陽、新鄉、鄭州一帶以後,向西延伸,經洛陽達三門峽一帶,與渭河盆地和運城盆地的地裂縫帶相連,全長約800km。共有50多個縣市發現400多處地裂縫。其中,河北省有39個縣市、200多處,主要有易縣、容城、淶水、保定、定縣、博野、正定、藁城、束鹿、寧晉、新河、柏鄉、臨城、無極、南宮、邢台、南和、永年、邯鄲、肥鄉、廣平、雞澤、大名等;河南省約15個市縣、100多處,主要有南樂、清豐、湯陰、浚縣、輝縣、獲嘉、新安、澠池、三門峽、陝縣、靈寶等。
分布在城鎮和企業、礦山的地裂縫,對房屋和其它工程造成了嚴重危害。河北省邯鄲市1963年發生地裂縫活動。1966年以後地裂縫迅速發展,在國棉一廠、電台、汽車修配廠及前郝村等地形成三條地裂縫。裂縫單條長度為185~700m,組合長度3~8km。地裂縫損壞樓房7處,平房數十間,錯斷管道2處,破壞圍牆10堵,直接經濟損失數百萬元。發生在農村的大量地裂縫,除破壞民房、道路外,還對耕地和水利設施造成了不同程度的破壞。
(三)大別山北麓地裂縫帶
1974年在大別山北麓的山前傾斜平原地區出現了大量地裂縫,主要分布在豫東南的固始、商城、淮濱、潢川、息縣和皖西南的霍丘、穎上、壽縣、六安、金寨、阜南等11個縣市,其范圍南北寬近100km,東西長約150km,可大致分為三個近EW向延伸的地裂縫密集帶:北帶從息縣夏庄經淮濱縣城、固始三河、霍丘周集至壽縣;中帶從潢川隆古、城關、桃林,經固始分水,至霍丘河口、列李集;南帶從潢川仁和,經商城、金寨北部和固始、霍丘、往東延至六發縣境內。每帶寬15~20km,帶內地裂縫密集,帶間地裂縫比較稀少。單個地裂縫規模不等,長度一般在10~300m以上,寬10~50cm,個別達1m左右,深一般3~5m。
1976年唐山地震前後,大別山北麓地裂縫活動加劇,其范圍幾乎擴展到整個淮河流域和長江、黃河中下游地區。據不完全統計,在豫、皖、蘇、魯四個省中有152個縣市出現了地裂縫,形成三個規模較大的地裂縫分布帶:一是從大別山北麓的信陽、六安向東到南通、如東的EW向地裂縫分布帶,其地裂縫除在潢川至壽縣一帶進一步發展外,在東部的馬鞍山至如東一帶也出現不少地裂縫;二是周口—阜陽—壽縣和商丘—永城—蚌埠兩個相近平行延伸的NW向地裂縫分布帶;三是沂水—郯成—宿遷NNE向地裂縫分布帶。
(四)其它地區的構造蠕變地裂縫
除上述三個大規模地裂縫帶外,在其它地區還有一些零星的地裂縫或小規模地裂縫帶。它們亦主要分布在華北的晉、冀、魯、豫地區。如1988年在豫東平原上蔡縣黃埠鄉和太康縣朱口鄉發生的地裂縫活動,造成黃埠鄉尚庄、杜庄等5個自然村,朱口鄉的窪陳、二甲張等12個自然村的許多民房的牆體、門窗開裂0.5~6cm,當地群眾驚恐不安。山東省淄博市南定玻璃廠和傅家、大徐家等地,自1985年以來,地裂縫活動持續發展,在玻璃廠廠區內形成一條近南北向延伸達300m以上的地裂縫,使主車間和其它一些工廠建築、地面和牆體出現無數條2~30cm寬裂縫,工廠被迫搬遷;在傅家和大徐家,除上百戶民房嚴重開裂外,田野、耕地之中亦出現多條延伸數百米的地裂縫。1989年,淄博市旦村水庫的偏壩和附近地面亦發生開裂,使水庫安全受到威脅。
五、海水入侵
海水入侵是由於濱海地區地下水動力條件發生嚴重變化,造成海水或高礦化鹹水向大陸淡水含水層發生的入侵現象。海水入侵主要發生在城鎮、礦山地區,通常是由於強烈開采或疏乾地下水,使地下水水位持續大幅度下降形成的。其主要危害是破壞地下水水源,進而影響人民生活和工農業生產。
我國濱海地區發生明顯海水入侵的地區主要有遼寧大連、河北秦皇島、萊州灣和膠州灣沿岸、廣西北海市等地。全國累計海水入侵面積在1000km2左右,最大入侵距離超過10km,最大入侵速率超過400m/a。
大連市海水入侵發生在1976年以後;到80年代末,海水入侵地區有12處,以大連泡、金縣、南關鎮、甘井子、營城子最嚴重,其次為革鎮堡、大魏家、金紡、後鹽村、周水子、牧城驛、龍眼井。入侵的累計面積為230km2,氯離子含量300~1000mg/L,最高超過7000mg/L。這些地區的地下水水源地遭到嚴重破壞,加劇了大連市水資源供需矛盾。
秦皇島海水入侵發生在北戴河海濱區的棗園水源地,入侵面積24km2,氯離子含量500mg/L以上,水源地瀕臨報廢。
山東省萊州灣、膠州灣沿海地區,是近年海水入侵災害最嚴重的地區。截至1991年4月,累計海水入侵面積為431.2km2,地下鹹水擴侵面積為299.5km2,累計730.7km2。主要發生在萊州市、龍口市、煙台市,其次為青島市、膠州市、招遠縣,再次為蓬萊縣、長島縣、牟平縣、海陽縣、膠南市等地。海水入侵活動使地下水資源遭受嚴重破壞,造成災害區44.5萬人無淡水使用。災害區人民由於飲用劣質鹹水,使身體受到嚴重危害,甲狀腺腫、氟骨症、氟斑牙等地方病患者劇增,達40餘萬人。海水入侵還造成了土地資源嚴重退化,鹽漬化發展,農業生產不斷下降,糧食累計減產(30~45)×108kg。
其它地區還有一些小規模的海水入侵活動,雖然目前危害尚不嚴重,但存在不同程度的進一步發展的趨勢。
六、膨脹土的脹縮災害
膨脹土是一種脹縮能力極大的粘性土,對工程建築具有很大的破壞性。它使房屋等建築地基發生變形,進一步引起房屋沉陷開裂;對鐵路、公路以及水利工程的危害也十分嚴重,導致路基變形,鐵軌移動,大壩開裂等,破壞了運輸安全和水利工程的正常運行。
我國膨脹土分布廣泛,主要發育在雲南、貴州、四川、廣西、湖南、湖北、江蘇、安徽、山東、河南、河北、山西、陝西等21個省(自治區)的205個縣(市),其中以雲南、廣西、河北等地區尤為發育。如湖北省鄖縣縣城,因丹江口水庫蓄水而遷建,新城址膨脹土十分發育,嚴重受害房屋25.9×104m2,佔全部房屋建築的70%;其中,倒塌和被迫折毀房屋近10000m2。因破壞嚴重,縣城被迫再次易地重建,造成直接經濟損失2000多萬元。類似災害在湖北宜昌、貴陽、枝江、應城、孝感、雲夢、新洲和廣東省的廣花盆地、東莞盆地、雷洲半島,河南的平頂山市、南陽市,山西省泌水盆地,廣西南寧,安徽合肥、泗縣、蚌埠,雲南蒙自、雞街,四川成都,山東臨沂、泗水,河北邯鄲等地也有發生。
9. 礦山地質災害治理現狀
西南地區礦山地質災害發育,破壞性強。為此,國家和礦山企業籌集經費約4.8億元,對礦山地質災害進行了恢復治理。治理成效較顯著的礦山有雲南省小龍潭煤礦、楚雄燎原煤業有限公司、華寧向陽煤礦,重慶市天府煤礦,西藏自治區羅布莎鉻鐵礦區,貴州省盤江火燒鋪煤礦、萬山汞礦、開陽磷礦,四川省有拉拉銅礦、瀘沽鐵礦、會東鉛鋅礦、攀枝花釩鈦磁鐵礦等礦山。地質災害治理根據不同的地質災害類型和經濟條件採取了不同的工程防治措施。對於危害、影響較嚴重、治理難度較大、治理的經濟意義不很大的地質災害點,一般均採取了搬遷、避讓的措施。對於崩塌、滑坡,一般除加強監測外,採取了地表排水、地下排水、削方減載,支擋及植樹種草等措施。對於泥石流,除加強監測外,採取了固坡、攔渣、排導、生物工程等措施。對於地面塌陷、地裂縫,除加強監測、加強采空區管理外,一般採取了回填塌陷坑,加固地裂縫地區地基,防止塌陷對建築物的破壞等措施。
雲南省小龍潭煤礦是礦山地質災害恢復治理較好的礦山。該礦屬於雲南省勞改系統,始建於1953年,目前年產煤630×104t,是雲南省最主要的能源基地,全省50%多的火力用煤由該礦務局提供。小龍潭礦務局從建礦到2001年10月底,共實現工業總產值34.26億元,實現利稅10.69億元。該礦採用凹露天開采方法,自20世紀90年代初以來2個采場(小龍潭采場、布沼壩采場)邊幫發生多次滑動。小龍潭礦務局在上級有關部門的支持下,先後已投入地質災害治理資金1.89億元,通過多期治理取得了一定成效(表6-4,表6-5),使礦山生產得到了保障。
表6-4 小龍潭礦務局露天采場滑坡治理情況
表6-5 布沼壩露天礦西北幫邊坡錨索加固工程治理效果
四川會東鉛鋅礦山亦屬恢復治理較好的礦山。該礦位於涼山州會東小街鄉,是集采、選、冶為一體的國有中型礦山。該礦山於1972年建成投產,1973年7月露天采場西邊坡即產生第1次滑坡,滑體規模達21×104m3,處理擴大後的采場於1987年7月又在西邊坡發生滑坡。第2代露采場1988年6月建成投產,西邊坡上下高差達300m以上,坡度較陡,在其南段又形成了以垂直位移為主的滑移變形體,為穩定邊坡,礦山投入大量資金對其進行了綜合治理,主要措施是:
1)修建排水溝、泄洪道,部分改善西邊坡不利的水文地質條件;
2)控制采礦爆破強度,減少對西邊坡的震動破壞;
3)用錨索、抗滑樁及水泥擋牆對西邊坡滑移變形體地段進行聯合加固處理(圖6-1)。
經以上加固處理後的西邊坡基本是穩定的,多年未發生滑動,保證了礦山的安全生產。
10. 什麼是礦山地質災害
因礦山建設及生產活動而引發的崩塌、滑坡、泥(渣)石流、地面塌陷(采空塌陷、岩溶塌陷)、地裂縫和地面沉降等災害。