矿山与地下工程地质灾害
㈠ 地质灾害包括哪些
一、地质灾害按处所进行划分
按致灾地质作用的性质和发生处所进行划分,常见地质灾害共有12类、48种。它们是:
1、地壳活动灾害,如地震、火山喷发、断层错动等;
2、斜坡岩土体运动灾害,如崩塌、滑坡、泥石流等;
3、地面变形灾害,如地面塌陷、地面沉降、地面开裂(地裂缝)等;
4、矿山与地下工程灾害,如煤层自燃、洞井塌方、冒顶、偏帮、鼓底、岩爆、高温、突水、瓦斯爆炸等;
5、城市地质灾害,如建筑地基与基坑变形、垃圾堆积等;
6、河、湖、水库灾害,如塌岸、淤积、渗漏、浸没、溃决等;
7、海岸带灾害,如海平面升降、海水入侵,海崖侵蚀、海港淤积、风暴潮等;
8、海洋地质灾害,如水下滑坡、潮流沙坝、浅层气害等;
9、特殊岩土灾害,如黄土湿陷、膨胀土胀缩、冻土冻融、沙土液化、淤泥触变化、淤泥触变等;
10、土地退化灾害,如水土流失、土地沙漠化、盐碱化、潜育化、沼泽化等;
11、水土污染与地球化学异常灾害,如地下水质污染、农田土地污染、地方病等;
12、水源枯竭灾害,如河水漏失、泉水干涸、地下含水层疏干(地下水位超常下降)等。
地质灾害按动力因素进行划分:
致灾地质作用都是在一定的动力诱发(破坏)下发生的。诱发动力有的是天然的,有的是人为的。
据此,地质灾害也可按动力成因概分为自然地质灾害和人为地质灾害两大类。
自然地质灾害发生的地点、规模和频度,受自然地质条件控制,不以人类历史的发展为转移;人为地质灾害受人类工程开发活动制约,常随社会经济发展而日益增多。所以防止人为地质灾害的发生已成为地质灾害防治的一个侧重方面。
地质灾害的发生、发展进程,有的是逐渐完成的,有的则具有很强的突然性。据此,又可将地质灾害概分为渐变性地质灾害和突发性地质灾害两大类。
前者如地面沉降、水土流失、水土污染等;后者如地震、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地下工程灾害等。渐变性地质灾害常有明显前兆,对其防治有较从容的时间,可有预见地进行,其成灾后果一般只造成经济损失,不会出现人员伤亡。突发性地质灾害突然,可预见性差,其防治工作常是被动式的应急进行。其成灾后果,不光是经济损失,也常造成人员伤亡。故是地质灾害防治的重点对象。
㈡ 矿山与地下工程地质灾害
地下采矿和地下工程开挖,最基本的生产过程就是破碎和挖掘岩石与矿石,同时维护顶板和围岩稳定。如果对地下洞室不加以支撑维护,则洞室围岩在地应力的作用下发生变形或破坏,这种现象在采矿界称为地压显现。由地压造成的灾害,对矿井来说,主要表现为顶板下沉和垮落、底板隆起、岩壁垮帮、支架变形破坏、采场冒落、岩层错动、煤与瓦斯突出及岩爆等。因采空区处理不当而引起的大规模地压灾害在地面表现为地表开裂、地面下沉、建筑物倒塌、水源枯竭等。对于煤矿,尤其是露天煤矿,常常表现为滑坡、崩塌、倾倒等边坡失稳及其引起的地面变形破坏。而煤与瓦斯突出是高瓦斯煤矿开采过程中最常见、危害性最大的地压灾害。这里主要讨论危害大、发生频率高、分布范围广的冒顶垮帮、岩爆、煤与瓦斯突出。
(一)冒顶垮帮
1.冒顶垮帮的特征及其影响因素
地下洞室开挖后,由于卸荷回弹,应力和水分的重新分布常使围岩的性状发生很大变化。如果围岩岩体承受不了回弹应力或重新分布应力的作用,就会发生变形或破坏。围岩岩体变形及破坏的形式和特点,除与岩体内的初始应力状态和洞形有关外,主要取决于围岩的岩性和结构(表92)。
冒顶事故是对矿山工人人身安全威胁大且发生频率最高的矿山地质灾害之一。据不完全统计,我国各种矿山每年工伤死亡人数中有40%死于矿坑冒顶,死亡频率占各种矿山地质灾害之首。
表9-2 围岩的变形破坏形式及其与围岩岩体和结构的关系
续表
(据张倬元等,1994)
湖南锡矿山南矿的开采实践表明,当失去支撑能力的矿柱达到全采场矿柱60%左右时,采空区顶板就可能冒落。而一个采空区的冒落会在相邻采空区引起连锁反应,导致采场地压急剧增大,采场和巷道严重破坏,人员伤亡。美国、英国、日本等国金属矿山冒顶事故死亡人数均占井下事故死亡总人数的1/3~1/2,日本为40.7%,美国为30.2%,英国、俄罗斯、波兰和比利时等国约占30%~50%。
我国冶金矿山顶板冒落及其他地压灾害死亡人数占全部伤亡人数的25%~27%;大中型统配煤矿近年发生的重大死亡事故中,顶板冒落灾害占30%左右。
顶板冒落或侧壁垮帮的征兆有:顶板掉渣由小而大,由稀变密,裂隙数量增多、宽度加大,煤帮煤质在高压下变软,支架压坏、折断,瓦斯涌出量突然增多,淋水量增大等。
2.采空区处理方法
防止采空区大冒落的处理方法可归纳为“充填”、“崩落”、“支撑”、“封闭”8个字(隋鹏程,1998)。
1)充填法:采空场采矿开采完毕后,要及时用碎石、尾矿砂、水沙、混凝土等物质充填采空区,从而起到支撑顶板、减小其承受上覆岩土体压力的作用。如湖南锡矿山南矿在3次大冒落后,新采区地压剧增,地表不断沉陷,为保证安全,对采空区进行了全面充填处理,充填率达90.6%,使地压活动得以缓和。
2)崩落法:指利用深孔爆破的方法将采空区围岩崩落,充填采空区。
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:常用来处理与主要矿体相距较远、围岩崩落后不会影响主矿体坑道和其他矿体开采的孤立小采空区。封闭这些小采空区的目的主要是防止围岩突然冒落时空气冲击波对人员和设备的危害。
为有效预防冒顶垮帮,还必须采取合理的开采方案,避免片面追求产量而采富弃贫,坚决杜绝开采保护矿柱的乱采行为;采用合理的设计方案,进行科学的顶板管理;根据围岩应力集中大小与分布形式,采用声发射监测技术及其他测定地应力方法,预测预报顶板来压的强度和时间,掌握地压规律,及时采取有效措施;制定科学合理的工作面作业规程、支护规程、采空区处理规程等。
(二)岩爆
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。
岩爆发生时,岩石碎块或煤块等突然从围岩中弹出,抛出的岩块大小不等,大者直径可达几米甚至几十米,小者仅几厘米或更小。大型岩爆通常伴有强烈的气浪巨响,甚至使周围的岩体发生振动。岩爆可使洞室内的采矿设备和支护设施遭受毁坏,有时还造成人员伤亡。
1.岩爆的类型和特点
由于发生部位和释放能量的差异,岩爆表现为多种不同的类型,它们的特点也各不相同(张倬元等,1994)。
1)围岩表部岩石破裂引起的岩爆:在深埋隧道或其他类型地下洞室中发生的中小型岩爆多属这种类型。岩爆发生时常发出如机枪射击的噼噼啪啪响声,故被称为岩石射击。一般发生在新开挖的工作面附近,掘进爆破后2~3h,围岩表部岩石发生爆破声,同时有中间厚、边部薄的不规则片状岩块自洞壁围岩中弹出或剥落。这类岩爆多发生于表面平整、有硬质结核或软弱面的地方,且多平行于岩壁发生,事前无明显的预兆。
2)矿柱围岩破坏引起的岩爆:在埋深较大的矿坑中,由于围岩应力大,常常使矿柱或围岩发生破坏而引发岩爆。这类岩爆发生时通常伴有剧烈的气浪和巨响,甚至还伴有周围岩体的强烈振动,破坏力极大,对地下采掘工作常造成严重的危害,被称为矿山打击或冲击地压。在煤矿中,这类岩爆多发生于距坑道壁有一定距离的区域内。四川绵竹天池煤矿就曾多次发生此类岩爆,最大的一次将约20t的煤抛出20m以外。
3)断层错动引起的岩爆:当开挖的洞室或坑道与潜在的活动断层以较小的角度相交时,由于开挖使作用于断层面上的正应力较小,降低了断层面上的摩擦阻力,常引起断层突然活动而形成岩爆。这类岩爆一般发生在活动构造区的深矿井中,破坏性大,影响范围广。
2.岩爆的产生条件与发生机制
岩爆是洞室围岩突然释放大量潜能的剧烈的脆性破坏。从产生条件来看,高储能体的存在及其应力接近于岩体极限强度是产生岩爆的内在条件,而某些因素的触发则是岩爆产生的外因(张倬元等,1994)。
围岩内高储能体的形成必须具备两个条件:①岩体能够储聚较大的弹性应变能;②在岩体内部应力高度集中。弹性岩体具有最大的储能能力,受力变形时所能储聚的弹性应变能非常大,而塑性岩体则无储聚弹性应变能的能力。
从应力条件看,围岩内高应力集中区的形成首先需要有较高的原岩应力。但在构造应力高度集中的地区,岩爆也可以发生在浅部隧洞中,甚至有可能发生在地表的基坑或采石场中。
洞室围岩表部岩爆经常发生在如下一些高压力集中部位:因洞室开挖而形成的最大压应力集中区,围岩表部高变异应力及残余应力分布区以及由岩性条件决定的局部应力集中区,断层、软弱破碎岩墙或岩脉等软弱结构面附近形成的应力集中区。
对地下洞室造成破坏的岩爆主要有三种形式:岩体扩容、岩石突出和振动诱发冒落。岩体扩容是指由于岩石的破碎或结构失稳而使岩体体积增大的现象,如果扩容的幅度很大且过程较为猛烈,就会给洞室造成危害。当远处传来的扰动地震波能量较高时,可直接将洞室围岩碎块以非常快的速度(可达2~3m/s)弹射到洞室中而形成灾害,这就是以岩石突出形式发生的岩爆。振动诱发岩石冒落是当洞室顶部有松动岩块或存在软弱面时,在扰动地震波和巨大重力势能作用下发生垮落的现象。
3.岩爆的预测及防治
(1)岩爆的监测预报
对岩爆灾害的预测包括对岩爆发生强度、时间和地点的预测。由于地下工程开挖和岩爆现象本身的复杂性,岩爆的预测工作需要考虑地质条件、开挖情况以及扰动等许多因素。以往的岩爆记录是预测未来岩爆的重要参考资料。
岩爆的预测预报可以分为两个方面:①在试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;②现场观测,即通过观测声响、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。目前国内外常用的岩爆预测预报方法有钻屑法、地球物理法、位移测试法、水分法、温度变化法和统计方法等(张斌等,1999)。
1)钻屑法或岩心饼化率法:对于强度很高的岩石,若钻孔岩心取出后在地表发生饼化现象则表明地下存在较高的地应力,可根据一定厚度岩心中岩饼数量的相对大小来进行判断。在钻进过程中,还可借助钻孔中的爆裂声、摩擦声和卡钻现象等动力响应进行辅助判断。
2)地震波预测法:利用已发生岩爆(诱发地震)的信息来预测未来开挖过程中的岩爆,并建立岩爆次数、大小、分布及其与地应力场变化的关系,从而预报大中型岩爆的时空位置及数量和大小。此外,还可以利用单道地震仪对掌子面及前方岩体进行监测,如沿水平线每隔1 m逐点测试岩石弹性波速度,采用强度概念推测发生岩爆的可能性等。
3)声发射(A-E)法:声波发射A-E法即Acoustic-Emission方法。此方法的建立基于岩石临近破坏前有声发射这一实验检测结果,它是对岩爆孕育过程最直接的监测预报方法。其基本参数是能率和大事件数频度,二者在一定程度上可以反映岩体内部的破裂程度和应力增长速度。岩爆发生前通常有一个能量的积蓄期,这一时期是声发射平静期,可以视为发生岩爆的前兆。这种方法可望在现场对岩爆进行直接的定量定位监测,是一种具有很大发展前景的监测和预报方法。
岩爆预测是地下建筑工程地质勘查的重要任务之一,在总结已有的实践经验和研究成果的基础上,国内外学者目前已建立了一些可行的准则。挪威曾采用巴顿的方法,将岩石单轴抗压强度(Re)与地应力(σ1)的比值(α=Re/σ1)作为岩爆的判别准则:
1)当α=5~2.5时,有中等岩爆发生;
2)当α<2.5时,有严重岩爆发生。
我国在一些工程实践中常采用巴顿法进行预测。例如贵州天生桥电站,根据巴顿法判断隧洞施工中可能有中等岩爆发生,工程开挖的实际情况证明预测基本成功(张倬元等,1994)。
此外,由于岩爆属于一种诱发地震,地震震级和发震时间的预报方法可用来预测岩爆的震级和发生概率。
(2)岩爆的防治
岩爆的防治问题虽然目前尚难彻底解决,但在实践中已摸索出一些较为有效的方法,根据开挖工程的实际情况,可采取不同的防治方法。
1)设计阶段的防治对策:
·洞轴线的选择:人们通常认为洞轴线方向应与最大主应力方向平行,以改善洞室结构的受力条件。然而,使洞室相对稳定的受力条件是围岩不产生拉应力、压应力均匀分布和切向压应力最小。在选择轴线方向时应多方面比较选择,以减少高地应力引发的不利因素。
·洞室断面形状选择:洞室断面形状一般有圆形、椭圆形、矩形和倒U形等。当断面的宽度高比等于侧压系数时,可综合考虑各种因素确定洞室断面形状。
2)施工阶段的防治对策:
·超前应力解除法:在高地应力区,洞室开挖后易产生超高应力集中。为了有效地消除应力集中现象,可采取预切槽法、表面爆破诱发法和超前钻孔应力解除法等提前释放地应力。在岩爆危险地带钻浅孔进行爆破,造成围岩表部松动带,可有效防止破坏性岩爆的发生。开采煤层时,首先开采无冲击地压或一般冲击地压的煤层,作为解放压力层。回采时,要用全面陷落法管理顶板,不要留煤柱;对不易冒落的顶板要采用深孔爆破法或强力高压注水法强制放顶。
·喷水或钻孔注水促进围岩软化:在洞室的易发生岩爆地段,爆破后立即向工作面新出露围岩喷水,既可降尘又可缓释围岩应力。因为注水使裂纹尖端能量降低,裂纹扩张传播的可能性减小,裂纹周围的热能转为地震能的效率随之降低。从而减少剧烈爆裂的危险性。
·选择合适的开挖方式:岩爆是高压力集中的结果,因此,开挖时可采取分步开挖的方式,人为地给围岩岩体提供一定的变形空间,使其内部的高应力得以缓慢降低,从而达到预防岩爆的目的。
·减少岩体暴露的时间和面积:在短进尺、多循环的施工作业过程中,应及时支护,以尽量减少岩体暴露的时间和面积,防止或减少岩爆发生。
·岩爆发生的处理措施:一旦发生岩爆,应彻底停机、躲避,对岩爆的发生情况进行详细观察并如实记录,仔细检查工作面、边墙或拱顶,及时处理、加固岩爆发生的地段。
3)合理选择围岩的支护加固措施:使开挖的洞室周边或前方掌子面的围岩岩体从单向应力状态变为三向应力状态,同时,围岩加固措施还具防止岩体弹射和塌落的作用。主要的支护加固措施有:①喷混凝土或钢纤维喷混凝土加固;②钢筋网喷混凝土加固;③周边锚杆加固;④格栅钢架加固;⑤必要时可采取超前支护。
(三)煤与瓦斯突出
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(CH4,CO2)的现象,称为煤与瓦斯突出。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喷出。突出与喷出均是在地应力、瓦斯压力综合作用下产生的伴有声响和猛烈应力释放效应的现象。煤与瓦斯突出可摧毁井巷设施和通风系统,使井巷充满瓦斯与煤粉,造成井下矿工窒息或被掩埋,甚至可引起井下火灾或瓦斯爆炸。因此,煤与瓦斯突出是煤炭行业中的严重矿山地质灾害。
1.煤与瓦斯突出的特征及其影响因素
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,瓦斯膨胀力为辅。煤与瓦斯突出的基本特征是固体煤块(粉)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。突出时有大量瓦斯(CH4或CO2)喷出,由于瓦斯压力远大于巷道内通风压力,喷出的瓦斯通常逆风前进;煤与瓦斯突出具有明显的动力效应,可搬运巨石、推翻矿车、毁坏设备、破坏井巷支护设施等。
发生突出的煤层具有瓦斯扩散速度快、湿度小,煤的力学强度低且变化大、透气性差等特点,大多属于遭构造作用严重破坏的“构造煤”。突出的次数和强度随煤层厚度的增加而增多,突出最严重的煤层一般都是最厚的主采煤层。突出的时间多发生在爆破落煤的工序。
煤与瓦斯突出灾害随采掘深度的增加而增加,其主要影响因素有矿区的地质构造条件、地应力分布状况、煤质软硬程度、煤层产状以及厚度和埋深等。一般说来,煤层埋深大,突出的次数多,强度也大。
此外,水力冲孔和震动放炮可使地应力作用下的高压瓦斯煤体在人为控制下发生突出。
2.煤与瓦斯突出的预防措施
预防煤与瓦斯突出的技术措施主要有以下4种:
1)首先开采没有突出危险或突出危险性较小的煤层。由于受采动影响,地应力以弹性潜能得以缓慢释放,煤层因卸压而膨胀变形,透气性增大,或者因层间岩石移动形成裂隙与孔道,有突出危险的煤层中瓦斯缓慢排放而使瓦斯压力和瓦斯含量明显下降,从而避免或降低煤与瓦斯突出的危险。
2)在有突出危险的煤层内均匀布置钻孔并预先抽放一定时间的瓦斯,以降低瓦斯压力与瓦斯含量,并使地应力下降、煤层强度增加。
3)在工作面前方一定距离的煤体内,超前钻探一定数量的大口径钻孔,使煤层内的瓦斯得以提前释放。
4)利用封堵、引排、抽放等综合方法处理洞穴内积存的瓦斯。
为防止煤与瓦斯突出造成严重危害,必须加强煤层顶板管理和地应力监测,加强职工安全教育。
㈢ 矿山开采地下工程开挖中的环境地质问题
矿山开采是人类干预岩石圈和地下水圈天然环境的一项重大活动。在既专无预见性又无能为力的属近一个世纪中,人类的矿山开采活动及地下工程施工,已带来了许多难以挽回的环境灾害。这些灾难性的环境地质问题主要是:
(1)矿井开采的疏干排水,加剧了矿区城镇供、排水矛盾;
(2)近海矿山疏干导致了海水的入侵;
(3)矿井疏干导致了地表水环境的恶化;
(4)矿井疏干排水导致了地下水、地表水水质的恶化;
(5)采矿导致的岩、土体稳定性的破坏,致使地面塌陷、地裂缝和地面沉降等地质灾害频频发生;
(6)采矿诱发了地震活动。
对于以上采矿所导致的种种环境地质问题,目前已引起了各国专家学者们和政府部门的高度重视,但如何防治这些灾害的产生,目前还缺乏有力的措施。只能从原则上说,在从矿山勘查到矿山建设和采矿生产的整个过程中,都必须把矿区环境保护与治理摆在和采矿同等重要的地位;在灾害治理上应贯彻以预防为主的方针,在矿山建设前就应对开矿可能诱发的环境负效应作出正确的预测和评价,在矿山建设的同时,必须把环保措施并行进行。尽量把可能出现的环境灾害隐患,在矿山投产前加以先期治理。
㈣ 地质灾害有哪些类型
它们是:1
地壳活动灾害,如地震、火山喷发、断层错动等;2
斜坡岩土体运动灾害,如崩塌、滑坡、泥石流等;3
地面变形灾害,如地面塌陷、地面沉降、地面开裂(地裂缝)等;4
矿山与地下工程灾害,如煤层自燃、洞井塌方、冒顶、偏帮、鼓底、岩爆、高温、突水、瓦斯爆炸等;5
城市地质灾害,如建筑地基与基坑变形、垃圾堆积等;6
河、湖、水库灾害,如塌岸、淤积、渗漏、浸没、溃决等;7
海岸带灾害,如海平面升降、海水入侵,海崖侵蚀、海港淤积、风暴潮等;8
海洋地质灾害,如水下滑坡、潮流沙坝、浅层气害等;9
特殊岩土灾害,如黄土湿陷、膨胀土胀缩、冻土冻融、沙土液化、淤泥触变化、淤泥触变等;10
土地退化灾害,如水土流失、土地沙漠化、盐碱化、潜育化、沼泽化等;11
水土污染与地球化学异常灾害,如地下水质污染、农田土地污染、地方病等;12
水源枯竭灾害,如河水漏失、泉水干涸、地下含水层疏干(地下水位超常下降)等。
致灾地质作用都是在一定的动力诱发(破坏)下发生的。诱发动力有的是天然的,有的是人为的。据此,地质灾害也可按动力成因概分为自然地质灾害和人为地质灾害两大类。自然地质灾害发生的地点、规模和频度,受自然地质条件控制,不以人类历史的发展为转移;人为地质灾害受人类工程开发活动制约,常随社会经济发展而日益增多。所以防止人为地质灾害的发生已成为地质灾害防治的一个侧重方面。
地质灾害的发生、发展进程,有的是逐渐完成的,有的则具有很强的突然性。据此,又可将地质灾害概分为渐变性地质灾害和突发性地质灾害两大类。前者如地面沉降、水土流失、水土污染等;后者如地震、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地下工程灾害等。渐变性地质灾害常有明显前兆,对其防治有较从容的时间,可有预见地进行,其成灾后果一般只造成经济损失,不会出现人员伤亡。突发性地质灾害突然,可预见性差,其防治工作常是被动式的应急进行。其成灾后果,不光是经济损失,也常造成人员伤亡。故是地质灾害防治的重点对象。
㈤ 矿山开采过程中引起哪些地质灾害
地面矿山地质灾害
主要有地面塌陷、地面沉降、地裂缝、滑坡、崩塌、泥石流、煤自燃等专,
井下矿山地质灾害属
主要有冒顶、片帮、突水、突泥、井下热害、矿震、岩爆、井下煤自燃、油气井管套损坏、矿坑水污染等。狭义的矿山地质灾害是指发生在井下的地质灾害。
在各种矿井中,以煤矿最严重,其矿井地质灾害种类多,发生频率高,分布广,破坏损失最大。除煤矿外,铁矿、铜矿、铅锌矿等金属矿和一些非金属矿也有不同程度的矿山地质灾害。开采放射性矿产,还有放射性灾害。
望采纳
㈥ 矿山地质环境与矿山地质灾害的区别
据了解,这次由国土资源部和中部、中国地质调查局部署组织、中国地质环境检测院承担实施、历时五年的调查研究,是我国首次全面系统开展的矿山地质环境调查预评估。摸清了全国矿山地质环境现状,查明了主要地质环境问题及危害,为合理开发矿产资源、保护矿山地质环境和开展矿山环境整治、矿山生态恢复与重建、实施矿山地质环境监督管理提供了决策依据和建议。
这项调查涉及各类非油气矿山113149个、开采矿种193种,估算年开采矿石总量82.05亿吨。由于长时间、高强度的矿山开采,造成大量土地荒废,生态环境恶化,甚至有的地方发生大范围的地面塌陷等地质灾害。调查统计,到2005年底,全国矿山开采引发地质灾害12379起,造成4251人死亡,直接经济损失161.6亿元。因采矿活动形成的采空区面积80.96万公顷,引发地面塌陷面积35.22万公顷,占用和破坏土地面积143.9万公顷。
采矿留下后遗症
通过对所调查的矿山进行综合研究与分析评估发现,所有矿山活动都对采矿区地质环境造成影响。其中,严重影响的矿山达8457个,影响区域面积约5.3万平方千米,在建矿、采矿过程中强制性抽排地下水以及采空区上部塌陷,使地下水、地表水渗漏,严重破坏了水资源的均衡和经排条件,导致矿区及周围地下水的水位下降,引起植被枯死等一系列生态环境问题。
采矿形成的矿坑水、选矿废水以及采矿废石、煤矸石、尾矿渣等堆放不当,也构成了矿区水位和土壤的污染源。调查数据显示,全国采矿活动平均每年产生废水、废液约60.89亿吨,排放量47.9亿吨;产生尾矿或固体废弃物约16.73亿吨,排放量14.54亿吨。到2005年底,全国尾矿或固体废弃物累计积存量219.62亿吨。
另据了解,矿山开采已经造成一些城市资源枯竭。今年四月,国家发改委、国土资源部等联合公布了12个首批资源枯竭城市名单,涉及煤炭、石油、有色和黑色冶金等行业,分别是焦作、萍乡、大冶、阜新、伊春、辽源、白山、盘绵、石嘴山、白银、个旧以及大兴安岭。
正待再造绿色矿山
针对我国矿山地质环境面临的严峻形势,最近国家启动了矿山环境治理工程,根据矿山地质环境评估结果划分出矿山地质环境重点治理区73个,面积28.61万平方千米;一般治理区92个,面积81.34万平方千米。全国共规划矿山地质环境治理工程212个,治理矿山总数15678个,其中近期治理矿山7080个。
去年底,国务院发布了《关于促进资源型城市可持续发展的若干意见》,提出到2010年前,基本解决资源枯竭城市存在的突出矛盾和问题,大多数资源型城市基本建立资源开发补偿和衰退产业转型扶持机制,2015年前这项机制覆盖到全国范围。对确定的首批资源枯竭城市,国家给予各项优惠政策和资金支持,包括连续四年拨付一定数额的财力性转移支付资金;通过补偿和扶持解决资源开发后的矿区治理、矿工安置及经济转型等突出问题;安排专项资金用于环境治理和生态保护等。
记者了解到,近年来全国各地纷纷开展了矿山地质环境恢复治理行动,再造绿色矿山。
大量的调查研究证明,许多地区的贫穷、经济落后、发展缓慢、生态环境恶化等均与矿山地质环境相关。因此,为了保障社会可持续发展,必须防治矿山地质环境的恶化;增大防治力度,则更有利于社会的可持续发展。由此说明,矿山地质环境防治是社会可持续发展事业的一个重要组成部分。
水土流失、土地荒漠化、土地盐渍化、地面沉降、地下水水位下降等,是生态环境恶化的重要原因。从某种意义上讲,生态环境保护与矿山地质环境是密不可分的,因此,防治矿山地质环境的恶化不仅是一个复杂的自然科学问题,也是一个极其严肃的社会科学问题。所以要动员世界各国政府和民众的共同参与,充分发挥科学技术和公共管理的作用,共同防治矿山环境恶化,保护社会可持续发展。而社会的可持续发展,必然使社会财富增多。而且在社会发展过程中,由于矿山生产与开采过程中减弱对环境防治的意识导致环境恶化、灾害丛生,进而成为人为的灾害源,从而又危害了人类与社会。因此,在社会经济可持续发展战略中,防治矿山地质环境恶化,具有重要的地位和作用。
㈦ 地质灾害包括哪些灾害地质灾害中包括那些灾害
比较常见地质灾害共有12类、48种。它们是:1地壳活动灾害,如地震、火山喷发、断层错动等;2斜坡岩土体运动灾害,如崩塌、滑坡、泥石流等;3地面变形灾害,如地面塌陷、地面沉降、地面开裂(地裂缝)等;4矿山与地下工程灾害,如煤层自燃、洞井塌方、冒顶、偏帮、鼓底、岩爆、高温、突水、瓦斯爆炸等;5城市地质灾害,如建筑地基与基坑变形、垃圾堆积等;6河、湖、水库灾害,如塌岸、淤积、渗漏、浸没、溃决等;7海岸带灾害,如海平面升降、海水入侵,海崖侵蚀、海港淤积、风暴潮等;8海洋地质灾害,如水下滑坡、潮流沙坝、浅层气害等;9特殊岩土灾害,如黄土湿陷、膨胀土胀缩、冻土冻融、沙土液化、淤泥触变化、淤泥触变等;10土地退化灾害,如水土流失、土地沙漠化、盐碱化、潜育化、沼泽化等;11水土污染与地球化学异常灾害,如地下水质污染、农田土地污染、地方病等;12水源枯竭灾害,如河水漏失、泉水干涸、地下含水层疏干(地下水位超常下降)等。
㈧ 矿山工程地质灾害是矿山安全事故的主要内因。对吗
矿山工程地质灾害是导致矿山安全事故的主要内因。
矿山工程地质灾害主要是指因开采引起矿山地应力重新分布,导致岩移和岩体破坏等灾变状况。这些灾害隐患可以通过矿山岩石力学工程设计和矿山安全监控与防治技术来消除。但金属矿山的地质条件恶劣,地压灾害隐患大,影响因素复杂。矿床地质构造、地应力环境条件、岩层软弱带、岩体裂隙、地下水、地热,以及开挖影响等各方面,均相互制约着采矿工程和围岩的稳定性。
矿山工程地质灾害类型
金属、非金属矿山除地表边坡和尾矿坝可能的滑坡等工程灾害外,由于地压引起的地质灾害类型还包括:
(1)地表塌陷。由于浅部空区或较大范围采动的影响,在近地表的岩石移活动中,有可能对地表建筑和道路等构成一定危害,有些甚至引起山体滑移。地表塌陷在金属矿中较为普遍,造成危害较大。当爆破诱发或岩层移动到一定程度时,将爆发采空区大范围塌落。由于空区的突发性崩塌,还会产生巨大的地震波、 空气冲击波等灾害。
(2)采场冒顶。冒顶事故是地下矿山最为普遍,也是事故率最高的灾害之一,冒顶包括岩层脱落、块体冒落、不良地层塌落,以及由于采矿和地质结构引起的各种垮塌。特别是矿岩稳定性差的难采矿体及软弱夹层,易发生较大规模的垮落,引起采场和巷道冒顶事故。
(3)深部岩爆。近年,部分金属矿山进入了1000 m以下深部开采,高压力条件下的硬岩层往往会发生岩爆。冬瓜山铜矿开拓达1100m,深部有岩爆声和岩石弹射现象;红透山铜矿开拓达1337m,在采深达1100m
左右,大片采区花岗岩柱及上下盘发生多次大的岩爆,地表听到响声如雷,井巷工程严重破坏,给生产造成危害;大厂105#矿体埋深1000m,民采开挖形成高大的采空区,2001年3、4
月发生多次巨大的岩爆和微震,震动地表,深部民采区段发生大垮塌。
(4)地下水穿透和突发涌水。突发性大量涌水虽然不是直接由地压引起,但与采矿作业密切关联,一旦接近积水的巷道和采空区,或遇到溶洞和地下暗河等,在隔离岩层突然失稳的情况,易造成灾害。
(5)非正常生产引起的灾害事故。许多民采违反规程,不遵循客观条件,乱采乱挖,不处理空区,打乱开采顺序,破坏隔离和保安矿柱等,引发灾害事故。如1998年铜坑矿细脉带火区水平隔离矿柱被民采破坏后,引起民采作业面大塌方事故,并冒通地表,火区复燃,造成资源损失并构成极大危害
㈨ 什么是矿山地质灾害
因矿山建设及生产活动而引发的崩塌、滑坡、泥(渣)石流、地面塌陷(采空塌陷、岩溶塌陷)、地裂缝和地面沉降等灾害。
㈩ 工程地质灾害
(1)工程地质灾害的类型
国家建设中特别是西部地区,经常遇到滑坡、溶洞、地面下沉、水库坝基漏水、软土变形、水土突涌、水下砂体运移、浅层天然气、岸带冲淤、砂土液化等工程地质问题,查清引起这些灾害的工程地质条件,制订防治、整治措施,需要工程地球物理探测技术。如南昆铁路沿线、长江三峡库区有很多滑坡需要治理,广西岩溶地区水库地下漏水问题等,都是工程地质灾害。
越来越突出的工程地质灾害问题不仅威胁到人民生命安全,而且严重地制约了国民经济的发展。崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害正随着矿产资源的开发而加剧,中国每年因此而损失约300亿元人民币。近10年来,中国由于崩塌、滑坡和泥石流造成了近万人死亡,全国400多个市、县、区、镇受到严重侵害。在全国铁路沿线分布的大中型滑坡达1000余处,平均每年中断交通运输44次,铁路沿线有泥石流沟1386条,受危害铁路达3000km以上;全国有近千座水电站及数百座水库受到崩塌、滑坡和泥石流灾害的严重威胁,仅云南省已毁坏水电站360座、水库50座。由于矿山采掘造成的压占、采空塌陷所损毁的土地面积超过3000hm2;全国共有16个省(区、市)的46个城市(地段)、县城出现地面沉降问题,总沉降面积达到48700km2;地裂缝出现在17个省(区、市),总长超过346km。据统计,中国的地质灾害共有30种,除火山外,崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降等15种为主要灾害。专家认为,中国经济建设的高度发展和人口的急剧增加,对地质环境的破坏日趋严重,中国50%以上的地质灾害都与人为因素有关。中国地质灾害的成灾具有明显的方向性,地质灾害的损失与人口密度、经济发达的程度呈现出正比。我国目前有400个地质灾害重灾县(市),占全国县(市)的20%。每年地质灾害(不包括地震)造成的直接经济损失占各种自然灾害造成损失的20%~25%,年平均死亡近千人,受伤近万人,经济损失难以估量。
(2)工程地质灾害的特点
我国工程地质灾害的基本特点是:种类繁多,破坏损失严重;分布零散而又十分广泛;防治周期特别长。1998年我国共发生不同规模的崩塌、滑坡和泥石流等突发事件约18万宗,造成1150人死亡,1万多人受伤,毁坏房屋50多万间,直接经济损失约15.9亿元。我国政府对地质灾害的危害问题处于极大关注,因此灾害评估得到越来越广泛的重视,研究内容也越来越广泛,研究的手段也越来越丰富。但是我国毕竟是一个发展中国家,由于财力和技术水平的限制,不可能对所有工程地质灾害进行全面治理,因而研究发展很不平衡,理论研究也非常薄弱,灾害评估没有得到充分的实践应用。
(3)工程地质灾害的危害
由矿石开采后形成的采空区的突然冒落与塌陷属于不连续下沉方式曾发生多起事故,造成人员和财产的重大损失。最早在世界上有报道,在1938年英国的一个锡矿山,由于采区冒顶产生冲击地压。1958年,德国维尔钾盐公司的台尔曼矿也曾发生采空区冒落。1960年1月20日在南非的科尔布鲁克诺斯(Coalbrook North)煤矿曾发生一起灾难性破坏,当时面积大约3km2左右的房柱法采空区突然陷落,造成了437人的死亡。1962年12月在南非远西兰德(FarWestRand)金矿区发生塌陷,当时一个三层的井下破碎硐室突然塌落掉进了一个下部渗坑,造成29人死亡。1970年9月25日,在穆福利拉矿区发生较严重的空区突然陷落,造成89人死亡,同时伴随约45000m3尾矿泥浆淹没了部分矿井。
我国工程地质灾害分布十分广泛,曾发生过多起地质灾害事故。崩塌灾害最典型的例子是湖北安远县盐池河磷矿山崩。盐池河磷矿区位于黄陵背斜东北翼,自1969年以来,在三面(东、西、北)临空的陡崖下开采磷矿石约60×104t,采空面积达6.6×104m2。由于采空了山脚地区,改变了山体的应力状态,引起山体开裂。终于在1980年6月3日凌晨发生大规模山崩。高100m的半壁山头顷刻崩塌,激起巨大气浪将矿务局建筑物席卷而起,直撞到对岸陡壁,撞得粉碎,近100×103m3的碎石堆积在500m×478m左右的范围内,将盐池河河谷填埋,形成一座高20~42m的堆石坝,掩埋(死亡)了284人及矿务局的所有建筑、机械设备。
据初步调查,全国有灾害性泥石流沟1.2万条,滑坡数万条,崩塌数千处。1949~1996年共发生“崩、滑、流”灾害4600次,其中造成严重损失达1001次。1983年3月在甘肃东乡族发生过一次特大的滑坡,下滑物体总体积达3000×104m3,埋没了苦顺和新庄两村和德勒村一部分,毁坏农田3000hm2,填埋水库一座,造成巨大损失。1985年6月,长江西陵峡新滩镇发生大岩崩,顷刻之间有300多年历史的新滩古城整个被覆没,滑坡体冲入长江中土石量约200×104m3,埋没房屋1000多间,击毁机帆船13艘,木船64只,直接损失1000多万元。由于湖北岩崩调查处预报及时,使1300多居民安全撤离无伤亡。
2010年8月,陕西省安康市普降大到暴雨,受强降雨影响,白河县四新、卡子、茅坪、构扒4个乡镇受灾严重,导致350户800余间房屋被淹,冲毁农田3000余亩,特别是公路、电力、水利、通信等基础设施严重受损。其中四新乡和茅坪镇南贫沟流域通信、电力全部中断,直接经济损失1200余万元。该区地质条件复杂,千枚岩等易滑地层分布较广,同时,随着近年来经济的迅速发展,导致了人类工程活动的加剧,如开山采石、开荒种田、劈山修路等,严重地扰乱了自然地质环境,加剧了该区地质灾害突发和群发。