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矿山地质灾害及预防措施

发布时间: 2021-01-21 06:08:18

1. 地质灾害施工中的防护措施

地质灾害定义:地质作用造成的灾害. 工程地质灾害:在工程建设阶段,由于工程本身直版接或间接的权作用而发生的地质灾害.有:滑坡斜坡上的岩土体沿某一界面发生剪切破坏向坡下运动的现象. 滑体沿滑动面作整体滑动的岩土体. 滑带滑体与滑床间的软弱岩土夹层. 滑床滑带下的不动岩土体. 危岩陡坡或悬崖上被裂隙分割可能失稳的岩体. 崩塌危岩体离开母岩下落的现象. 泥石流挟带大量泥沙、石块的间歇性洪流. 塌岸河流、水库岸坡在水动力作用下后退的现象

2. 地质灾害来临时有哪些防范措施

(1)发现前兆复时,应立即制报告当地政府或有关部门,通知其他受威胁的群众。

3. 地质灾害防治措施的建议

根据“以防为主,统一规划,及时治理,因地制宜”的地质灾害防治原则,针对工程建设和各类地质灾害的特点,提出以下防治措施的建议:

图8-6 湖北—湖南段地质灾害危险性分区图

表8-4 湖北—湖南段地质灾害危险性综合评估—览表

续表

续表

1.崩塌防治

管道穿越丘陵山区半坚硬—坚硬岩类时,需爆破开挖石方,如爆破用药量过大,有可能引起陡峭山体的开裂或者局部岩块的崩落,也不排除甚至发生局部岩体的小型崩塌。因此在实施开挖爆破前,须仔细观察施工场地及其周围是否有可能产生崩落、滚动的松动岩块、浮石等,或提前予以清除,或采取措施拦挡,或控制爆破药量不至于崩落产生等办法,来避免灾害发生。

2.滑坡防治

在有可能产生滑坡的斜向、顺向坡段敷设时,应分段敷设,切忌连续不间断大开挖,以避免造成斜坡大范围变形、滑动。在风化带较厚的地带开挖时,要注意边坡的坍塌伤人,同时也要注意避免长距离大开挖而不埋管回填。在可能产生滑移变形的坡段,应采用抗滑支挡和护坡工程加以防护,以维护坡体稳定,防止边坡失稳下滑。

3.泥石流防治

管道经过丘陵山区将产生74100m3松散的弃渣,暴雨期沿线会发生水土流失或小规模的泥石流。应加强埋管土体的夯实,或将剩余弃渣堆放于开阔的沟底或宽缓的洼地,并视地形情况修筑挡土墙,及时做好沿线地表植草工作。

4.河流崩岸和洪水冲蚀防治

对于河流穿越处,应避开河流侵蚀凹岸,同时需要抛石加强岸坡强度,并铺设土工织物等,以解决地下水对岸坡的潜蚀破坏作用。所有河流的穿越,均应在枯水季节进行,以减少不必要的风险。

5.软土压缩挤出滑移破坏防治措施

基础为淤泥软土的回填区段,在高(厚)填筑区的施工过程中,可能出现软土压缩挤出和滑移破坏,导致建(构)筑物受损毁坏。因此,建设详勘阶段应具体查明淤泥质软土的分布范围、厚度、空间变化情况及其性状特征,建设过程应对强度较低的软弱土体进行清基换层,对回填土采用适当的夯实固结压密等措施,以改良土体结构,提高建(构)筑物地基的强度及稳定性。

6.膨胀土灾害防治措施

评估区大部分粘性土体具不同程度的胀缩性,在土体胀缩性能一定条件下,影响膨胀土胀缩程度的因素主要为土体湿度的变化情况,而土体中湿度的变化主要受控于降水入渗,因此气候是影响膨胀土变形破坏的重要因素。根据《膨胀土地区建筑技术规范》(GB1112—87)推荐的大气影响深度参考值及膨胀湿度系数计算公式,利用有关降雨量、蒸发量资料计算出湿度系数后查表得知,评估区膨胀土气候影响深度为3~4.5m,膨胀土气候急剧影响深度为1.35~2.1m。因此膨胀土灾害的防治应针对其变形特点及主要影响因素,适当加大基础埋深,种植草皮,保持土体的含水量,在施工过程中,防止土体长期暴晒、风干、浸湿、充水,以免引起土体水份急剧变化而导致胀缩变形。

7.岩溶地面塌陷防治

重点是合理规划地下水水源地的位置和控制地下水开采强度,对需要大范围降水的基坑工程应尽可能远离管线。同时应加大岩土工程地质勘察力度,准确查明岩溶分布情况,对经勘察有可能产生塌陷的地段,应提前架设基础梁跨越陷坑。对已有的塌陷坑可采用回填、坑口铺盖等方法,对于塌陷程度轻但危险严重的塌陷,可采用灌浆、地基土加固等工程处理措施。还要做好地面变形监测工作。

8.采空地面塌陷的防治

首先要进行勘探调查,确切查明采空区的空间位置,管线敷设避绕采空区;若避绕地段仍有矿产,则要作好矿产压复评估;还要做好地面变形监测工作。

4. 地质灾害防御措施

空间嘛肯定就是要加强监测嘛(可以航空航天监测),然后通过监测得到的数据等来预防内灾害发生或者做好灾后容恢复措施
工程的话就要看是什么地质灾害:如果是泥石流的话就要加强护坡工程啊植树造林啊等等;要是地震的话就没有什么工程了,因为地震是不可以预防的;
非工程的话肯定就是要加强法律法规等监管措施 然后就是加强地质灾害的防御知识宣传

5.  地质灾害防治措施与防治原则

一、地质灾害防治途径与基本方法

如前所述,地质灾害的形成必须具备灾害体和受灾体。这两方面条件决定了成灾程度。因此,防治地质灾害的基本途径主要有两方面:第一,限制灾害源,消除或消弱灾害体活动能量,解除或缓解灾害活动威胁;第二,对受灾体采取防避保护措施,使其免受灾害破坏,或增强受灾体对灾害的抵御能力。

防治地质灾害的具体方法主要包括:

保护和治理区域地质自然环境,消弱灾害活动的基础条件。其基本措施是根据区域条件,科学地进行资源开发和工程建设活动,特别注意合理利用土地资源、水资源、生物资源,避免过度开发。在广大山区应广泛植树造林,治山治水,宜农则农,宜牧则牧,宜林则林,涵养水土,防治水土流失。在城镇和沿海地区,尤其注意合理开发利用地下水资源,量入为出,保持地下水动态平衡,防止地下水环境恶化,预防地面沉陷和海水入侵等活动。

加强地质灾害勘查。弄清地质灾害的分布情况与形成条件。合理制定城镇规划,选择工程建设场地,尽可能避开地质灾害危害区;对于必须在地质灾害危险区实施的工程建设,制定防灾规划,实施预防措施。

对重要受灾体实施专门性防治工程。为了保护城镇、企业和铁路、公路、桥梁、房屋等工程建设安全,应专门实施不同的防护工程、加固工程等。对不同防灾工程措施不一,将在下面进行专门论述。

加强灾害监测,有效地进行灾害预测预报。应根据需要及时疏散人口、财产、或采取其它措施,最大限度地减少灾害损失。

二、地质灾害防治措施

虽然各种地质灾害的防治途径基本相同,但具体措施不一。所以,无论是哪种地质灾害,都必须首先进行深入细致的勘查工作,以查清灾害体范围、性质、活动条件和受灾体类型、分布情况等。在勘查的基础上选择防治措施,并合理地设计工程规模,取得充分的减灾效果。

(一)崩塌(危岩)灾害防治措施

1.清除危岩

对规模小、危险程度高的危岩体可采用静态爆破或手工方法予以清除,消灭隐患。

2.部分削坡

对于规模较大的危岩体,难以全部清除其隐患。但可以在危岩体上部清除部分岩土体,降低临空面的高度,减小斜坡坡度和上部荷载,提高斜坡稳定性,从而降低危岩的危险程度或减少其它防治工程的工程量。

3.排水防渗

在危岩体及其周围地带,应修建地面排水系统和堵塞裂隙孔洞,以防治过量地表水进入危岩斜坡,从而提高危岩稳定程度,减少崩塌机会。

4.加固斜坡、改善危岩岩土结构,提高斜坡稳定程度

所采取的措施,其具体内容有:①灌浆加固,以增强岩体完整性,提高岩体强度。②采用支撑墩、支撑柱、支撑墙等支撑措施保护斜坡,防止坍落。③采用预应力锚杆或锚索等锚固措施加固危岩体,防止崩落。④软基加固,即在危岩或陡崖底部发育有泥岩等软弱岩层时,采用喷浆护壁等方法保护软基,防止强烈的风化作用和水体浸泡。如在软基发育部位已形成风化凹腔,应根据规模、形态,采用嵌补、支撑、喷浆护壁等方法保护加固;如凹腔内积水,应进行疏干,并采取措施防止继续浸水。

5.拦截

对于在雨季才发生活动的坠石、剥落或小型崩塌活动,可在岩石崩落滚动途中修建落石平台、落石槽、挡石墙等,以拦截落石,防止破坏建筑设施。

6.遮挡

为了防止小型崩塌对铁路等工程设施的破坏,可修建明硐、棚硐等对工程设施进行保护。

7.加强监测预报

(1)危岩体形变监测主要手段包括:通过地面观察、形变测量、地倾斜测量、综合自动监测等方法从外部监测危岩体位移、裂缝变形、地面倾斜等现象;采用钻孔倾斜测量、电测、声发射监测、地应力测量等方法从内部监测危岩体深部变形位移及应力变化情况。

(2)激发崩塌活动要素监测主要包括雨量监测、水文动态监测、地下水动态监测、地温场监测、地震监测等。

(3)综合分析与预测预报基本方法是分析斜坡稳定程度,建立危岩变形数值模型,确定崩塌活动的临界值。在条件允许时,应建立预警系统,进行有效的灾害预报。

8.躲避搬迁对于威胁严重,防治困难的建筑设施,应选址搬迁,避免受害。

(二)滑坡灾害防治措施

1.消除或减轻地表水、地下水对滑坡的诱发作用

(1)修建排水沟,拦截地表水,减少进入滑坡体的地表水量,并及时将滑坡体发育范围内的地表水排走,减轻地表水对斜坡的破坏。

(2)修建截水盲沟和支撑盲沟、开挖渗井或截水盲洞、敷设排水渗管、实施排水钻孔等,以拦截疏导地下水,减轻地下水对斜坡的破坏。

2.改善斜坡状况,增加滑坡平衡稳定条件

(1)在滑坡体上部削坡减重,在坡脚加填,改变斜坡外形,降低斜坡重心,提高滑坡稳定程度。

(2)修建抗滑垛、抗滑柱、抗滑墙、抗滑洞等支挡工程,阻止滑坡体滑动,提高斜坡稳定程度。

(3)实施锚固工程,“加固”滑坡,提高斜坡稳定程度。

(4)采用焙烧法、电渗排水法、灌浆法等物理方法或化学方法,改善滑坡体岩土性质,提高软弱岩土层强度,提高斜坡稳定程度。

3.加强监测预报

(1)滑坡体形变监测通过地面观察、形变测量、地倾斜测量、综合自动监测等方法监测裂缝变形、滑坡体水平位移、垂直形变以及滑坡体上树木、房屋等工程设施形变等情况。采用倾斜仪测量、短基线测量、地应力测量等监测滑坡体内部形变位移情况。

(2)激发滑坡活动的外界要素监测主要包括降水监测、水文动态监测、地下水动态监测、地震监测等。

(3)综合分析与预测预报方法与崩塌预测预报基本相同。

4.躲避搬迁

对于威胁严重,防治困难的工程建筑,应选址搬迁,避免灾害破坏。

(三)泥石流灾害防治措施

1.实施生物措施,保护水土,消弱泥石流活动的基本条件

基本方法是保护森林植被。禁止滥砍乱伐,合理耕牧,并且有计划地植树种草,以提高森林覆盖率和植被覆盖率,抑制水土流失,减缓泥石流活动。

2.实施工程措施,限制泥石流活动,保护耕地与工程设施

(1)拦挡工程修建谷坊、拦砂坝、格栅坝等,蓄水拦砂,减小泥石流流速、容重、规模,抬高局部沟段侵蚀基准,护床固坡,降低泥石流冲刷破坏能力,减轻沟床侵蚀。

(2)排导工程修建导流堤、急流槽、束流堤等,引水输砂,规范泥石流路径,防止漫流,降低泥石流流速,削弱泥石流冲击破坏能力。

(3)停淤工程根据泥石流发育地区地形条件,修建停淤场,将泥石流引入预定场所减速停淤,防止漫流。

(4)沟道整治工程采用固床砂坝、水泥砂浆砌石、石笼等方法保护泥石流沟坡,防止岸坡坍塌、滑移;在沟底进行铺砌或修建肋板稳固沟底,减少沟底冲刷。

(5)防护工程与错避工程对泥石流地区的铁路、公路、桥梁、隧道、房屋等工程设施,进行防护或错避,抵御或避开泥石流的危害。防护工程包括修建护坡、挡墙、顺坝、丁坝等。错避工程主要包括跨越式错避、穿过式错避等。跨越式错避是指修建桥梁,使工程设施凌架于泥石流沟上空,免受泥石流破坏。穿过式错避则是将工程设施置于泥石流沟地下,避开泥石流破坏。

3.监测预报

除利用遥感技术,结合气象资料分析,进行区域泥石流活动中长期预报外,主要是利用降雨预测进行泥石流活动的短期预报和临灾警报。此外,还可利用泥石流遥测地声警报器、泥石流超声波泥位警报器、地震式泥石流警报器等仪器直接监测泥石流活动,并进行短期预报和临灾警报。

4.躲避搬迁

对于威胁严重,难以防护的工程建筑,应选址搬迁,避免灾害破坏。

(四)岩溶塌陷灾害防治措施

1.控水措施

(1)地表水防水措施在塌陷区周围修建排水沟,防止地表水进入塌陷区,减少向地下的渗入量。在地势低洼、洪水严重的防治区围堤筑坝,防止洪水入侵灌入塌陷洞或岩溶孔洞。对塌陷区内严重淤塞的河道进行清理疏通,加速泄流,减少对岩溶水的渗漏补给。对严重漏水的河溪、库塘,铺底防漏或人工改道,减少地表水倒灌。对严重灌水的塌陷洞隙采用粘土或水泥灌注填实,减少地表水入渗倒灌。采用混凝土、氯丁橡胶、玻璃纤维涂料等封闭地面,增强地表土层强度,防止地表水冲刷入渗。

(2)地下水控水措施根据水资源条件规划地下水开采层位、开采强度、开采时间,合理开采地下水。必要时进行人工回灌,控制地下水动态,限制地下水位的频繁升降,并使动水位最低水位不低于基岩面,保持岩溶水承压状态。在地下水主要迳流带修建堵水帷幕,减少区域地下水补给,促使外围地下水位升高,防止塌陷向外围地带扩展。在矿区井下修建防水闸门,建立有效的排水系统,对水量较大的突水点进行注浆封闭,控制矿井突水、突泥,避免矿区地下水大排大放,防止地下水位和岩溶水压力的大起大落,控制地面塌陷活动。

2.加固措施

(1)挖填当孔洞规模和埋藏深度较小时,可清除岩溶上部覆盖层中的软弱土层和洞穴中的软弱充填物,回填碎石或混凝土,改善建筑场地条件,提高地基强度。

(2)强夯在土体厚度较小,地形平坦情况下,采用强夯砸实覆盖层,破坏土洞,提高土层强度。

(3)灌注填充在溶洞埋藏较深时,通过钻孔灌注水泥砂浆,填充岩溶孔洞,提高强度。

(4)钻孔充气钻孔深入到基岩面下溶蚀裂隙或溶洞的适当深度,破坏真空腔的岩溶封闭条件,减少发生塌陷的机会。

(5)采用锚固柱、栅栏柱,支撑建筑物,防止洞穴坍塌。

(6)跨盖采用梁式基础、拱形结构,或以刚性大的平板基础跨越、敷盖溶洞,避免塌陷危害。

3.监测预测

目前对岩溶塌陷还没有建立有效的预报方法,只能根据专门地质调查,查明岩溶分布情况和岩溶塌陷的活动规律,结合浅层地质雷达探测和地下水动态监测、水文动态监测、气象预报等方法,进行一般性预测。

(五)地裂缝灾害防治措施

1.控制人为因素对地裂缝活动的强化作用

主要是合理开采地下水,限制地下水位大幅度下降,从而控制地面沉降活动,防止地面沉降对地裂缝的促进活动。其次是在矿区井下开采时,根据实际情况,控制开采范围,增多、增大预留保安柱,防止矿井坍塌诱发地裂缝。

2.建筑设施避灾、防灾措施

(1)查明地裂缝发育带及潜在危害区,据以作好城镇发展规划和场地工程地质勘查,合理规划工程建筑物布局,使工程设施尽可能避开地裂缝危险带,特别是严格限制永久性建筑设施横跨地裂缝,一般避让宽度不少于4~10m。

(2)对于已建在地裂缝危害带内的工程设施,应根据具体情况采取加固措施进行加固。对于必须建在地裂缝危害带内的新的工程设施,应实施设防措施。如跨越地裂缝的地下管道工程,可采用外廊道隔离、内悬支座或内支座式管道活动软接头连结措施预防地裂缝的破坏。对于已受地裂缝严重破坏的工程设施,进行局部拆除或全部拆除,防止对整体建筑或相邻建筑造成更大规模破坏。

3.监测预测措施

通过地面勘查、地形变测量、断层位移测量以及音频大地电场测量、高分辨纵波反射测量等方法监测地裂缝活动发展情况,预测预报地裂缝发展方向、速率及可能危害范围。

(六)地面沉降灾害防治措施

1.控制人为活动对地面沉降的促进作用

(1)根据水资源条件,限制地下水开采量,防止地下水水位大幅度持续下降,控制地下水降落漏斗规模。

(2)根据地下水资源的分布情况,合理选择开采区,调整开采层和开采时间,避免开采地区、层位、时间过分集中。

(3)人工回灌地下水,补充地下水水量,提高地下水水位。

2.防护措施

地面沉降除有时会引起工程建筑不均匀沉降外,主要是因沉降区地面标高降低,导致积洪滞涝,海水扩侵等次生灾害。次生灾害可造成十分严重的破坏损失。针对这些次生灾害,采取的主要防护措施是修建或加高、加固防洪堤、防潮堤、防洪闸、防潮闸以及疏导河道,兴建排洪排涝工程等。

3.监测预测

基本方法是设置分层标、基岩标、孔隙水压力标、水准点、水动态监测网、水文观测点、海平面观测点等。定期进行水准测量;进行地下水开采量、地下水位、地下水压力、地下水水质监测及回灌监测;进行河流水位、流量监测;进行潮汐及海平面变化监测等。根据地面沉降活动条件和发展趋势,预测地面沉降速度、幅度、范围及可能危害。

(七)海水入侵灾害防治措施

1.控制人为活动对海水入侵活动的促进作用

(1)限制地下水开采量,防止地下水水位持续下降。使地下水位保持在海平面或地下咸水水位以上,并具有一定的水头压力。使其能维持滨海地区地下水与海水动力平衡,扼制海水入侵。

(2)利用回灌井、回灌廊道等实行人工回灌,补充地下水,提高滨海地区地下水水位。

(3)在发生海水入侵或容易诱发海水入侵的滨海地带,禁止挖砂,保护海岸,防治海岸侵蚀,削弱海水沿河上溯活动。规范晒盐、海产养殖,防止人为将大量海水抽引到陆地,减少海水补给源。

2.限制海水入侵的工程措施

(1)修建防潮闸,抑制海水沿河上溯活动。

(2)建造隔水墙或防渗围幕,阻断海水入侵通道,扼止海水扩侵。

3.监测预测

主要监测手段是建立地下水动态监测网,进行水位、水化学监测,必要时辅以海水水文动态监测。根据海水入侵活动机制和历史海水入侵规律,预测海水入侵速率、规模、危害范围。

(八)膨胀土胀缩灾害防治措施

主要包括避灾措施和防灾、治灾措施。

在进行城镇规划和建筑工程选址时,要进行充分的地质勘查,查明工程地质条件,弄清膨胀土的分布范围、发育厚度、埋藏深度以及膨胀土的物理力学性质;在此基础上合理规划建筑布局,使容易受害的建筑工程尽可能避开膨胀土发育区。在膨胀土分布面积比较大,难以选择非膨胀土工程场地时,尽可能选择地形简单、膨胀土胀缩性相对较弱、厚度较小而且地下水水位变化较小、容易排水,而且没有浅层滑坡和地裂缝的地段进行工程建筑,最大限度地减少膨胀土的危害。

在膨胀土发育区进行工程建筑时,应避免大挖大填,加宽建筑物四周散水,设置圈梁,敷设砂垫。铁路、公路施工避免深长路堑,多填少挖,路堤底部垫砂,路堑设置挡土墙,边坡植草铺砂。水利工程要快速施工,合理堆放弃土;必要时设置抗滑桩、挡土墙;渠道要合理选择渠坡坡角;穿过垅岗时使用涵管、隧洞。工程设施附近要修建排水设施,避免降雨、地表水、城镇废水等大量渗入地下。同时要合理开采地下水,保持地下水位相对稳定,避免地下水位大幅度地频繁升降,防止膨胀土反复胀缩。

对于已受膨胀土破坏的工程设施则视具体情况,采用加固、拆除重建等措施进行治理。

综合上述8种地质灾害的防治措施,基本可分为4个方面,即:削弱灾害活动强度措施;受灾体防护措施;监测预报措施;避灾措施。不同灾害的具体方法不同(表8-1)。

三、地质灾害防治基本原则

地质灾害防治的根本目标是取得最充分的减灾效果。然而要实现这个目的,必须遵照下列原则科学地规划、设计、实施防治工程。

(一)预防为主的原则

地质灾害虽然是一种不可避免和无法准确预测的自然现象。随着人类科学技术水平及社会生产力水平的不断发展,人类对地质灾害的认识水平逐渐提高,因此,在灾害面前拥有了越来越大的自主能力。这主要表现在两个方面:第一,在一定程度上可以减少灾害发生机会,削弱灾害活动强度;特别是对于那些主要因人为活动控制的地质灾害,可以通过调整人类活动基本扼制灾害的发展,防止或减少灾害的破坏损失。例如,可以通过人工改变斜坡形态、负荷,减少地表水入渗,加固斜坡等方法增强斜坡稳定程度,减少发生崩塌、滑坡发生的可能;可以通过限制地下水开采量,调整地下水开采层等方法,控制地下水水位,预防和限制地面沉降、海水入侵的发生与发展。第二,有效地进行灾害预测预报,及时避灾。在地面塌陷、地裂缝和膨胀土发育地区,尽可能使工程设施避开高危险区。对于崩塌、滑坡、泥石流等突发性灾害可进行综合监测,根据灾害发生的危险程度,及时疏散人口、财产,减少灾害损失。实践证明,适时采取预防措施是防止灾害破坏,减少灾害损失的最有效途径。

(二)防灾减灾的相对性、持续性原则

尽管人类对地质灾害的防治手段越来越丰富,防治技术越来越高超,但要想制止地质灾害的发生,或者是完全预测预报地质灾害,彻底防治地质灾害是不可能的;无论是现在,还是将来,对地质灾害的防治效果永远也不会达到百分之百。因此,任何时候人类所进行的防治工作都是相对的。基于这种现实,地质灾害的防治是一项长期的、艰巨的任务。为了促进社会经济的健康发展,地质灾害防治要长期持续地进行下去,在不同社会经济发展阶段,力求取得与之相应的减灾效果。

表8-1地质灾害主要防治措施

(三)全面规划与重点防治相结合的原则

地质灾害防治除了具有长期性特点外,还具有广泛性特点。因此,要取得充分的减灾效果,首先要做好防治规划,根据不同地区地质灾害发育情况和不同时期社会经济发展需要,提出地质灾害防治目标、防治对策与措施,从总体上指导地质灾害防治工作。

由于我国是一个发展中国家,目前科学技术水平和社会财力还都不高,因此,不可能对所有地质灾害进行全方位的彻底防治。在这种情况下,只能在全国和地区灾害防治规划指导下,一方面加强区域环境保护与治理,改善地质自然环境,削除或削弱地质灾害活动的背景条件;另一方面选择受地质灾害威胁强烈,破坏损失严重的城镇、交通干线、重要企业等实施重点防治,使有限的资金发挥最大的减灾效果,真正做到“好钢用在刀刃上”。

(四)防治地质灾害与其它社会经济活动相结合的原则

实践证明,地质灾害防治工作常常并不是孤立进行的,它与其它社会经济活动具有不同程度的联系。因此,把防治地质灾害措施与其它环境治理结合起来,并且把地质灾害防治纳入国家和地区社会经济规划,可以取得充分的效果。

首先,从宏观上看,地质灾害防治与土地资源开发、水资源开发、矿产资源开发、植被资源开发以及城镇建设、交通建设等具有直接关系。因此,地质灾害防治应该与这些活动有机地结合起来:一方面在这些活动中积极主动地进行相应地质灾害的防治工作;另一方面地质灾害的有效防治将促进这些活动的正常进行,二者取得相互促进的效果。另外,地质灾害防治不仅是中央政府的责任,而且是一种广泛的社会行为。因此,随着国家改革开放的深入和市场经济的发展,地方政府、企业以及个人在发展经济活动中,为了免受灾害损失,取得效益和利润,就应该将所涉及的地质灾害防治工作纳入经济活动之中,在市场经济利益驱使下开展防治工作。

(五)防治工程最优化原则

地质灾害防治工程一般需要比较巨大的投入。它所防治的对象是复杂的自然现象,所以地质灾害防治工程既是复杂的技术工作,又是复杂的经济工作。无论是哪个部门实施哪种防治工程都需要本着最优化原则审慎对待。最优化原则的核心就是实现科学性、可操作性与最小风险、最大效益的有机结合。

1.科学性

其科学性主要体现在:防治工程类型选择要有充分依据,符合地质灾害的减灾特点或受灾体的防护需要;防治工程设计要有针对性,符合国家有关标准和规范要求。

2.可操作性

其可操作性主要体现在:在目前技术水平条件下能顺利实施;在人力、物力、财力方面有充分保障;现场环境没有严重障碍。

3.最小风险

地质灾害防治工程是在对灾害评价基础上实施的。由于对灾害破坏损失认识的不彻底性,所以防治工程具有一定的风险。其主要表现在:防治工程不完全符合地质灾害成灾特点和受灾体防护需要;设防标准不完全符合灾害活动概率和成灾规模,因而导致防治工程部分失效、完全失效或者超标准运行;防治工程不符合施工标准,达不到预期功能或达不到使用年限。基于这种性质,在设计、实施防治工程时,要力求将风险程度降到最低程度。

4.最大效益

其主要表现是以尽可能少的人力、物力、财力和时间投入,取得最大、最长效的经济效益和社会效益、环境效益。

6. 矿区地质灾害防治与环境保护对策

山东省矿产资源丰富,在开采过程中反映出来的地质灾害也具多样性、复杂性。比如说,即使同类矿产,由于成矿条件和矿区地质、水文地质条件的差异,以及矿山开采阶段的不同,产生的矿区地质灾害类型、危害程度等也各具侧重性。我们进行矿区地质灾害类型、分布发育规律及危害程度调查研究,归根结底还是为了预防和减轻灾害带来的破坏和损失,更好地保护矿区地质环境,这也是进行矿区地质灾害防灾减灾对策研究工作的主要目的。目前,矿区地质灾害防灾减灾对策,在省内、国内乃至国际上尚处于研究、摸索阶段,本次矿区地质灾害防灾减灾对策研究主要依据各主要矿山实践经验和野外实地调查资料,具有一定的科学性和可操作性。

一、矿区地质灾害防治对策

(一)采空塌陷防治对策

采空塌陷是矿区地质灾害中发生规模及危害最大、影响最广的主要地质灾害。因此,前人在其防治对策方面也颇有研究。

1.探索科学的采矿方式

(1)充填法采矿

预防采空塌陷最为有效的方法是充填法采矿。中国矿业大学研制的高水速凝充填材料,具有充填速度快、强度高且较稳定等特征,充填液只需20分钟便连砂带水一起固化成高结晶水充填体,其强度1d可达3MPa,3d可达4~5MPa,最终可达5MPa以上。该充填材料不需脱、排水且有一定膨胀性,充盈系数优于混凝土,在招远金矿进行充填试验效果良好。

充填法采矿防止采空塌陷,在目前开采的铁、金矿山中具有较强的可操作性,因为这类矿山矿体多呈脉状或条带状发育,相应采空区也呈条带状,便于充填,所需充填材料相对较少,经济上不需投入太大而且效果明显。充填法开采铁、金矿目前在全省已进行了全面推广和应用,其中莱芜铁矿区及招远金矿区基本上都采取了此种采矿方式。而煤矿等沉积型矿产开采采空区范围广,如果实行充填,花费巨大且效果不明显,从煤矿开采经济效益上分析也不合算,因此,目前煤矿开采以顶板陷落法为主。

(2)“自下往上”异向开采

煤矿开采一般是从上层煤起自上而下采,这样对煤矿建设来说,具有见效及投资回收快等优势,但对于采空塌陷来说,是愈采愈烈,许多塌陷区是反复塌了再塌,同时浅部采空塌陷也构成对深部采矿的威胁,比如,在汛期,大气降水直接通过塌陷坑进入巷道,增加矿坑排水量乃至造成淹井事故的发生等等。

湘潭矿业学院与煤炭部门立项研究煤矿开采方式,提出具有多层煤的煤田,采用由深部至浅部开采的方式,可有效地减轻采空塌陷危害。目前,这一研究已通过国家正式鉴定,如果这种开采方式可行的话,在鲁西南及黄河北远景煤田区开采应该参考、借鉴。

2.加强科学研究,提高采煤技术水平

目前,世界上有些国家井下采煤矸石不出井,用来充填井下采空区,既可以减轻采空塌陷又可避免排矸对地质环境的影响,如此可谓一举两得。而省内煤矿的采煤方式与我国大多数煤矿一样,使得利用煤矸石充填井下采空区变得复杂化且费用较高,这在新汶矿务局张庄煤矿及国内其他煤矿都已得到证明。这就是,目前技术水平条件下,欲使矸石不排向地表直接充填采空区是不现实的,因此,需加强科学研究,努力改进采煤技术,赶上国际先进水平。目前,煤矿开采为减轻采空塌陷危害,根据各矿实际条件,采用的主要技术措施有:

1)同一煤层多工作面协调开采,减少地表不均匀下沉,减少倾斜和水平变形对民房的影响;

2)分煤层交错布置工作面,可减少不均匀下沉和静态变形值,使部分变形得以抵消。不同煤层开采边界交错布置,错距控制在40~80m;

3)积极推广沿空送巷、沿空留巷等采煤新工艺、新方法,实行无煤柱开采,以使地表均匀下沉;

4)积极开展新技术、新方法的研究。如华丰矿通过注浆减沉,取得较好的效果;汶南矿在采13层、15层煤时,采用矸石充填老空区,既减少了矿井排矸量,又减缓了顶板下沉,减轻了采动对地表的影响。

3.治理对策

坚持以防为主,防治结合的原则,做到预防为先。

(1)防范

1)实行预报制度,对可能出现的地面塌陷地区(重点为地下采空区)进行预测预报工作,从发生时间、发生地点到成灾范围和影响强度进行长、中、短期全方位预测预报。

2)加强地质环境监测,建立群测群防监测系统。

3)禁止年产3万t以下的小型煤矿继续开采。这类小煤矿因无力负担巨额抽水费用,通常开采煤层较浅,极易形成采空塌陷。

4)严密监测地下水动态。在采空区,今后诱发地面塌陷的因素除继续叠加开采外,就是地下水位变动对其产生的影响,因此,一切引起地下水位变化的人类工程活动,都要经过严格的论证和控制方可实施。

5)采空区内进行工程建设必须进行地质灾害危险性评估。

(2)治理

1)界定地质灾害的责任,实行“谁引发,谁治理”的原则,由造成地质灾害的责任人或单位提供治理经费,制定或委托制定地质灾害治理方案,承担或委托承担地质灾害治理工程。

2)采空区回填,推广中国矿业大学研制的高水速凝材料,该充填液只需20分钟便可使砂水凝结成高结晶水充填体,最终强度可达5MPa以上。

4.减灾措施

在山东省各类矿山中,煤矿开采产生的采空塌陷规模大、危害程度高,因此采空塌陷减灾措施主要针对煤矿而言,其他矿种可参照。

山东省煤炭资源多分布于人口多、村庄建筑物稠密的广大农村地区,压煤量大。目前,煤炭部门为减少采空塌陷危害,采矿前实行一次性征地。这些地区,往往在采空后半年至一年内发生采空塌陷,使大量耕地减产或绝产。

为减轻采空塌陷危害,除了进行村庄搬迁、重点交通和水利设施布置禁采区或留设防护煤柱以保护人民生命财产和国家重点建筑物不受损害外,更重要的是对于塌陷地区进行治理和综合利用。根据实际情况,塌陷区内大部分土地可以复垦还田,少部分地区塌陷程度严重,常年积水或地形起伏过大,不能复垦,建议发展水产养殖业,亦可以修建公园,既美化环境又改善人们的精神生活。

山东省治理和综合利用塌陷区做得较好的是肥城市。肥城市狠抓采空塌陷地的开发复垦,目前已累计开发复垦塌陷地2万余亩,其中建成鱼塘6000余亩,复垦土地14000余亩,创经济效益5亿元。肥城市现有采空塌陷地6.5万亩,并仍以每年2000亩的速度递增,开发复垦塌陷势在必行,为此,该市规定:凡复垦塌陷地进行粮食生产的,3年内不交合同定购任务;从事林果业、养殖业生产的,从有收益之年起,3年内免征农林特产税,并适当延长承包期,种植业延长到20年,养殖业延长到30年。对4000多万元塌陷地开发资金的使用,该市实行以奖代补、规模治理的重点扶持办法,对常年较深的积水区,实行挖塘养鱼、淤泥造地、种养结合、立体开发;对塌陷变形地,削高填洼、划方整平,恢复耕种。该市湖屯镇西湖西村在复垦的500亩塌陷地上搞特色种植,亩收达千元以上,石横镇马坊村利用塌陷地养甲鱼,每亩收益超过10万多元。可观的经济效益,进一步激发了广大群众投资的积极性,全市每年都有几十万人投身塌陷地开发之中。

由此看来,采空塌陷区的综合治理工作,应当在当地政府的高度重视和大力支持下,根据塌陷程度、周围环境进行统一规划,力争使之具有新的地面生态环境,形成新的经济增长点。

值得可喜的是,全社会正在逐步重视地面塌陷的治理工作。据悉,经国务院开发办批准国家级采空塌陷地综合治理示范区目前在山东省枣庄市设立。示范区第一期治理工程为期3年,总投资达2400万元。有关部门将对采矿塌陷地有计划地进行综合治理,使其发挥更好的经济效益和社会效益,以促进全市耕地总量的动态平衡。

(二)崩、滑、流(渣石流)重力地质灾害防治对策

1.避让

避让是减灾防灾最有效最可行的方案之一,在渣堆重力危害即将发生或短期来不及治理的渣堆可采取避让措施。

2.削坡

渣堆坡度大多大于40°,未达到平衡状态,可采用削坡减重的方法减小其坡角。

3.挡土墙

挡土墙是对不宜削坡的较大型渣堆进行的一种工程治理方法。采用挡土墙可以有效地防止渣堆坍塌,保护渣堆下建筑物的安全。

4.绿化护坡

对难以治理的渣堆,可进行植树、种草等绿化措施。植被是斜坡稳定的重要因素,植被对渣堆提供一个保护层,缓冲了雨水对渣堆的冲击。

5.综合利用

可利用渣堆进行铺路、制砖、回填采空区等。矸石堆主要用于以下方面:①公路建设及做砖、水泥等建材行业的辅助材料;②进行重选硫精矿及硫铁矿;③作为辅助原料进行低热发电。

(三)地面沉降及散落油污染治理对策

加强地面变形和地面沉降监测和研究,建立预测预报系统,采取减少开采量、回灌注水措施,减少地面沉降量。

对散落油污染防治的重点是防止油气开发区跑、冒、滴、漏现象。

二、矿区生态环境保护与恢复

21世纪是山东省全面推进信息化、工业化、城市化和国际化进程,加速社会主义现代化建设,建设经济文化强省的重要时期。矿产资源是经济社会发展的重要物质基础,矿业是经济与社会发展的基础产业。为贯彻中央人口、资源、环境基本国策和“有序有偿、供需平衡、结构优化、集约高效”的总方针,实施可持续发展战略,加强对全省矿产资源勘查、开发利用宏观调控,促进资源利用方式与管理方式的根本转变,推动矿业开发的经济效益、社会效益、资源效益和环境效益协调发展。依据《山东省矿产资源总体规划》保护和合理开发利用矿产资源,提高可持续发展的保障能力,促进矿产资源开发利用与生态建设和环境保护协调发展。

(一)调整矿山规模结构

保持矿山开采与矿床储量规模相适应,优化资源配置,杜绝资源分割与重复建设,实现规模经营。矿山最低开采规模,按矿种及按大、中、小型矿区(床)分别限定,作为新建矿山准入条件之一。对不符合最低开采规模要求的小型矿山企业,加快改组、改制和资产重组,形成规模经营。对不符合生产条件、生产能力过小、破坏浪费矿产资源、污染破坏矿山生态环境的矿山依法予以关闭。

(二)优化采、选、冶结构

按照山东省抓大扶优和促进结构调整的要求,加大采、选、冶结构调整力度,改变过去盲目建设选矿厂、冶炼厂,采、选、冶失衡,经济效益低下的局面。实现合理采、集中选、定点炼,资源相对集中开发,采、选、冶基本合理配套的开发建设模式。以改造提升传统产业的关键技术为中心,加大科技创新力度,着力研究提高采、选、冶水平的新工艺、新技术、淘汰落后工艺。禁止使用堆浸法提金、土法炼油,关闭选冶能力小于100t/d的金矿选冶厂,关闭生产能力3万t/a以下的小钢厂、10万t/a以下的立窑水泥厂和日熔量400级以下的浮化玻璃厂。在不久的将来,力争全省采、选、冶结构基本合理配套。

1.提高矿山开采回采率

加大监管力度,完善“三率”考核体系,“三率”水平较低的矿种、矿山要重点考核。鼓励矿山企业依靠科技进步,提高采、选、冶技术装备水平,开发利用低品位、难选冶矿产。金矿、铁矿等地下开采的金属矿山,应采用胶结充填采矿法,提高开采回采率,防止地面塌陷。加强铁、铜难采矿体高效采矿方法和贫铁矿开发利用研究;石膏矿开采,要积极推广房柱式-崩落采矿法,试验臂式采矿法,开展同时开采多层石膏、多层盐、多层硫技术研究;煤矿推广无矿柱开采,厚煤层可先采上分层后放顶,极薄煤层无人工作面开采等采矿法,提高开采回采率,继续对“离层注浆”、地下气化、膏体充填等技术进行研究试验,解决“三下”煤的开采问题;铁矿、石膏矿限制使用房柱式采矿法;金矿禁止使用房柱式采矿法。

2.提高矿产资源综合利用水平

通过加强矿产资源综合利用监督管理,加大矿产资源综合利用投入,抓好矿产资源综合利用技术开发应用,努力提高矿产资源综合利用水平面。重点做好铁矿中伴生的铜、钴、金,金矿中伴生的银、铜、铅、硫等元素的综合回收;同时鼓励煤矿企业综合利用与煤共(伴)生的高岭土、耐火粘土矿、硫铁矿等矿产。到2005年综合利用共(伴)生矿产的矿山数达到60%,回收率平均提高2~3个百分点。

(三)新建矿山准入条件

为优化全省矿业结构,有效保护和合理利用矿产资源,设立新建矿山企业除应符合国家有关法律、法规外,还必须具备下列准入条件:

———资质条件。有与所建矿山规模相适应的资金、技术、人才及其有关规定的条件。

———资源条件。必须有经资源储量管理部门认定的相应类型的矿产资源储量。

———规模条件。应符合《山东省矿产资源总体规划》确定的矿区(床)最低开采规模标准,并与可供开采的矿产储量相适应,矿山建设须符合规模生产、集约经营的原则。

———技术经济条件。有符合国家规定的矿山设计或矿产资源开发利用方案、开采方法、选矿工艺及采、选设备必须科学、先进、合理、安全。开采回采率、采矿贫化率、选矿回收率指标能达到规定要求,对具有工业价值的共(伴)生矿产能综合开采、综合利用。

———生态环境保护条件。符合《山东省矿产资源总体规划》确定的生态环境准入条件,并提供经有关部门批准的环评报告;矿山环境影响报告书、土地复垦及地质灾害防治措施应符合国家有关规定,并与矿山建设同时进行。

沿海及海洋矿产资源的开采,还必须符合《海洋环境保护法》、《海域使用管理法》,应当与海洋功能区划相衔接。

———规划分区条件。国家和省矿产资源规划所规定的禁止开采区、禁止开采的矿种和已规划开发利用的矿区以外的区域,是新建矿山准入的矿种地区。

7. 如何预防地质灾害

1、加强宣传,提高全社会的地质灾害防治意识
积极开展地质灾害防治知识宣传,内容可包括国务院《地质灾害防治条例》、《地质灾害防治管理办法》等有关法律法规,地质灾害的种类、防治、预报、报告制度,如何安全选择村民住宅用地防范地质灾害,在雨季如何开展地质灾害应急处理,灾害发生时如何处置及应急救灾等内容。各地可按当地实际情况,适时公开进行专题学习和培训活动,通过报纸、广播、电视、张贴宣传画等效方式,广泛宣传地质灾害防治的重要性、必要性以及防灾减灾的相关知识,努力提高广大干部群众的防灾意识和抢险救灾能力。
2、建立气象预报预警制度。
地质灾害的发生大多与强降雨有关。建立气象预报预警制度,主要起警示作用,提醒被预警区的人员在下雨的时候提高警惕,注意防范降雨引发的滑坡和泥石流灾害,其作用类似于雨天提醒大家带把伞。为此,很有必要进一步加强地质灾害群测群防网络的建设与维护工作,强化地质灾害监测,开展实际降雨量监测,一旦发现实际降雨量将要达到地质灾害发生的临界值,立即通知地质灾害危险区的居民采取措施,及时预防避让,减少损失。
3、建立群测群防体系。
群测群防是具有中国特色的地质灾害监测预警体系,也是实践证明的、现阶段我国最直接、最有效的防灾减灾手段。必须动员民间力量,也就是发动群众搞好群测群防,及时发现灾情,及时上报灾情,及时处理灾情。群测群防如同在地灾危险区增加了成千上万个“灾害预警器”,有利于地灾防治工作的全方位开展,有利于提高防灾减灾效率和效果。要着手建立灾害预防体系,逐级落实责任,明确遇到什么情况要上报、报到哪儿。遇到紧急情况,按照事先约定的方式,比如敲锣打鼓或高声呐喊,尽量减少人员伤亡。
4、建立地质灾害监测网络。
不少地质灾害由降雨诱发,为此由国土资源部门和气象部门联合开展的地质灾害气象预报预警工作,是对地质灾害进行区域性的预测预报。因此,根据降雨气象预报,结合地质灾害发生的地质条件,可以对那些主要由降雨诱发的地质灾害进行预测预报。由于气象部门的监测点多集中在市区和平原,在山区的监测点相对少。而地质灾害多发在山区,建立地质部门自己的降雨监测点迫在眉睫。
5、加强地质灾害工程实践
(1)工程防治措施
工程防治措施是防治地质灾害的重要组成部分,工程防治措施的适用条件及方式:大多数房后切坡造成的小型土质滑坡,选用滑坡后缘地表排水、前缘支挡或削方减载护坡等工程措施较为适应。
(2)生物防治措施
生物防治措施是指植树造林,种草护坡及合理耕牧。它具有应用范围广、投资省,能促进生态平衡,改善自然环境条件,防治作用持续时间长的特点,需较长时间才能发挥其效益。根据调查区地质灾害特点和自然经济条件,泥石流区,地面塌陷区及水土流失区应采取封山育林,退耕还林等防治措施,减少地质灾害的发生和经济损失。
(3)避让措施
①雨天避让措施。对灾害隐患点和变形斜坡,采取雨天临时避措旌,各镇在防灾预案的基础上编制安全转移预案,雨天对受威胁户。一作转移地点安排。应根据就近原则、转移地(接受户)不受地质灾害或其它灾害威胁的原则进行操作。
②搬迁避让措施。对一些危险性大、危害性严重的地质灾害,防治费用超过搬迁费用或再建房仍然受地质灾害威胁的,采用搬迁避让措施。调查区需搬迁避让或已搬迁的灾点。

8. 地质灾害防治措施

崩塌灾害防治的工程措施:

1、拦挡:对中、小型崩塌可修筑遮挡建筑物或拦截建筑物。拦截建筑物有落石平台、落石槽、拦石堤或拦石墙等,遮挡建筑物有明洞、棚洞等。

2、支撑与坡面防护:支撑是指对悬于上方、可能拉断坠落的悬臂状或拱桥状等危岩采用墩、柱、墙或其组合形式支撑加固,以达到治理危岩的目的。对危险块体连片分布,并存在软弱夹层或软弱结构面的危岩区,首先清除部分松动块体,修建条石护壁支撑墙保护斜坡坡面。

3、锚固:板状、柱状和倒锥状危岩体极易发生崩塌错落,利用预应力锚杆(索)可对其进行加固处理,防止崩塌的发生。锚固措施可使临空面附近的岩体裂缝宽度减小,提高岩体的完整性。

4、灌浆加固:固结灌浆可增强岩石完整性和岩体强度。一般先进行锚固,再逐段灌浆加固。

5、疏干岸坡与排水防渗:通过修建地表排水系统,将降雨产生的径流拦截汇集,利用排水沟排出坡外。对于滑坡体中的地下水,可利用排水孔将地下水排出,从而减小孔隙水压力、减低地下水对滑坡岩土体的软化作用。

滑坡灾害防治的工程措施

1、排除地表水和地下水:滑坡滑动多与地表水或地下水活动有关。因此在滑坡防治中往往要设法排除地表水和地下水,避免地表水渗入滑体,减少地表水对滑坡岩土体的冲蚀和地下水对滑体的浮托,提高滑带土的抗剪强度和滑坡的整体稳定性。

2、减重与加载:通过削方减载或填方加载方式来改变滑体的力学平衡条件,也可以达到治理滑坡的目的。但这种措施只有在滑坡的抗滑地段加载,主滑地段或牵引地段减重才有效果。

泥石流灾害防治的工程措施

1、跨越工程:在泥石流沟上方修筑桥梁、涵洞跨越避险工程,使泥石流有排泄通道,又能保证道路的畅通。

2、穿越工程:在泥石流下方修筑隧道、明硐和渡槽的穿越工程,使泥石流从上方排泄,下方交通不受影响。这是通过泥石流地区的又一种主要工程形式,对于隧道、明洞和渡槽设计的选择,总的原则是因地制宜。

3、防护工程:对泥石流地区的桥梁、隧道、路基及重要工程设施修筑护坡、挡墙、顺坝和丁坝等防护工程,从而抵御泥石流的冲刷、冲击、侧蚀和淤埋等危害。

4、排导工程:修筑导流堤、急流槽、束流堤等排导工程,改善泥石流流势、增大桥梁等建筑物的排泄能力。

5、拦挡工程:修筑拦砂坝、固床坝、储淤场、支挡工程、截洪工程等拦挡工程,控制泥石流的固体物质和雨洪径流,削弱泥石流的流量、下泄量和能量,以减缓泥石流的冲刷、撞击和淤埋等危害。

(8)矿山地质灾害及预防措施扩展阅读:

诱发地质灾害的因素主要有:

1、采掘矿产资源不规范,预留矿柱少,造成采空坍塌,山体开裂,继而发生滑坡。

2、开挖边坡:指修建公路、依山建房等建设中,形成人工高陡边坡,造成滑坡。

3、山区水库与渠道渗漏,增加了浸润和软化作用导致滑坡泥石流发生。

4、其它破坏土质环境的活动如采石放炮,堆填加载、乱砍乱伐,也是导致发生地质灾害的致灾作用。

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