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關鍵詞:瓦斯、地質因素、防范措施
1.瓦斯的形成
瓦斯的形成與煤及煤系地層中的有機質密切相關,主要是在成煤過程中形成的,根據成因,可分為三種形成方式。
1.1.生物化學作用形成
在植物成煤第一階段,有機質分解,當氧氣充足時,形成二氧化碳和氮氣等氣體;當缺氧條件下,由于細菌作用分解析出甲烷、重碳氫化合物、氫及其它氣體。在這個階段形成的瓦斯,由于離地表近,大多逸散到大氣中,在煤層中保存數量較少。
1.2. 煤變質作用形成
泥炭被其它沉積物覆蓋,受地壓和地熱影響,其化學成分發生變化,氧、氫、硫、氮的含量降低,碳含量相對富集,并形成了以甲烷、氫為主的氣體及重碳氫化合物等其它氣體。巖漿侵入煤層發生接觸變質時,同樣可生成重碳氫化合物、氫和甲烷。
這個階段生成的瓦斯,由于在地下深處,不容易逸散。目前煤層中含有的瓦斯絕大部分屬于這種成因。
1.3.油氣型來源
主要是指礦井瓦斯的來源是油氣田的瓦斯侵入。
2.影響礦井瓦斯含量的地質因素
2.1.瓦斯含量
瓦斯含量是指單位重量(或體積)的煤體或巖體在自然條件下所含的瓦斯量數量(包括游離瓦斯和吸附瓦斯),單位m3/t。
2.2.影響礦井瓦斯含量的地質因素
影響礦井瓦斯含量的因素有很多,概括起來可分為兩類:一是影響瓦斯生成量多少的因素;二是瓦斯的保存和逸散因素。在煤礦礦井中,煤中生成的瓦斯含量與儲存的瓦斯含量之間的差別很大,不同的煤田、同一煤田不同礦井、同一礦井不同采區的瓦斯含量也是大不相同。造成這一差異的主要因素來自于地質因素影響,主要表現在以下幾個方面:
2.2.1.煤的變質程度的影響
煤對瓦斯的吸附能力主要取決于煤的孔隙率和煤質,煤的變質程度不同,孔隙大小不同,其所含瓦斯的量就不同。成煤初期,煤的結構疏松,孔隙率大,儲存游離瓦斯的空間大,瓦斯的吸附能力也很強。但此時煤質以褐煤為主,在成煤物化作用下尚未生成大量瓦斯,所以褐煤中瓦斯含量很小。在煤化地質作用下,煤質逐漸致密,孔隙率減少,吸附瓦斯的能力大大降低。隨著煤的繼續變質,煤體內部生產許多細微孔隙,使得煤的表面積不斷擴大,至無煙煤達到最大,所以無煙煤對瓦斯的吸附能力最強。并不是煤的吸附瓦斯能力強就一定含瓦斯量大,最終瓦斯含量除了需要煤的吸附能力外,還需要密閉的空間使其得以保存。
2.2.2.圍巖和煤層的滲透性的影響
煤層中的瓦斯會受到來自地層的壓力,從而使其在煤層中不斷地運動,而運動的速度與煤層和圍巖的滲透性有關。滲透性越大,瓦斯就越容易逸散,反之瓦斯則容易保存在煤層中;如果煤層的圍巖致密完整,煤層中的瓦斯就容易保存下來,反之,瓦斯容易逸散。
2.2.3.地質構造的影響
地質構造是造成同一礦區內瓦斯含量存在差別的主要因素,在地質構造附近瓦斯涌出量往往增加或減少。一般說來,開放性斷層有利于瓦斯排放,瓦斯含量減少;壓性斷層甚至可以封閉儲存瓦斯,稱之為封閉性斷層,其瓦斯含量增大。地質構造是影響瓦斯存儲最重要的條件之一,封閉型地質構造有利于封閉瓦斯,開放性地質構造有利于排放瓦斯。瓦斯噴出大多發生在地質構造破壞帶、溶洞裂縫區、背斜和向斜軸部儲瓦斯區以及其他儲瓦斯構造與原始洞縫相通的區域,是發生瓦斯噴出的良好通道,對礦井的安全生產起著關鍵性的作用。
2.2.4.地下水的影響
瓦斯可溶解于水中,隨著地下水的流動而隨之流動逸散,所以地下水活動強烈的地區煤層含瓦斯量較少,而地下水活動不強烈的地區煤層瓦斯含量則相對較多。此外,水分子對瓦斯含量也有一定的影響,它可以占據煤體的裂隙和吸附表面,減弱煤對瓦斯的吸附能力。因此,煤層含水越大,瓦斯相應就越少。
2.2.5.煤層埋藏深度的影響
瓦斯還與煤層的埋藏深度和煤層傾角有關系,通常,瓦斯含量隨著煤層埋藏深度的增加而增大,而煤層的傾角越小,瓦斯含量則越大。對于埋藏較淺的煤層,特別是有露頭存在時,煤體中的瓦斯就容易通過露頭逸散到大氣中去,瓦斯含量相對較小。對于煤層被較厚且不透氣的厚巖層所覆蓋時,瓦斯難以逸散,煤層所含的瓦斯量就比較大。如果煤層屬于暴露式煤田,含煤地層出露地表,瓦斯就容易排放,瓦斯含量就很低。
2.2.6.煤層厚度變化的影響
煤層厚度對瓦斯含量有一定的影響作用,煤層厚度大的區域瓦斯含量也較大,煤層厚度與瓦斯含量為正相關的特點,但同時還說明有其它因素影響著煤層瓦斯含量。
2.2.7.巖漿侵入的影響
巖漿侵入造成下部煤層在熱力作用下變質程度增高;對促進煤層氣的生成起到主要作用,煤層瓦斯含量增加;破壞了煤層的原生結構、裂隙增多,為瓦斯提供空間,同時對下部煤層的瓦斯運移形成覆蓋層,使煤層頂板整體滲透性差,影響煤層瓦斯的運移和逸散。
3.礦井瓦斯事故防范措施
3.1.建立瓦斯管理安全機制
瓦斯是導致瓦斯災害事故發生的物質源,作為引發事故的主要物質因素,為了防范瓦斯災害事故的發生,實現安全系統工程中的本質安全,做好瓦斯安全管理工作是治理瓦斯災害事故的重要前提。
(1)、消除瓦斯災害事故的物質危險源
最大限度地抽、排、放開采煤層、鄰近煤層和采空區等區域中的瓦斯,減少井下瓦斯涌出量,是提前預防和控制瓦斯的根本措施。對于局部聚集的瓦斯,可采用隔離法、分支通風法、引風法等措施來隔離或者吹散巷道內聚集的瓦斯。
(2)、建立健全礦井通風系統
建立健全安全、可靠、合理的通風系統,保證整個礦井和井下各個工作面上都有足夠的風量,稀釋和排放工作面涌出的瓦斯,這是防止瓦斯聚積和超限、杜絕瓦斯爆炸事故發生最根本和最有效的措施。因此,礦井必須有安全、可靠、合理的通風系統。
(3)、建立礦井瓦斯監測系統
礦井地面必須安裝瓦斯監測監控系統,瓦斯檢測人員必須對礦井井下各個點的瓦斯含量進行檢測,并做到“三對口”(瓦斯記錄本、瓦斯牌板、瓦斯臺帳)。如果有瓦斯積聚超限的異常狀況,應及時匯報并采取措施,進行處理,使之達到安全要求。
3.2.建立火源管理安全機制
引爆火源主要有電氣火花、放炮火源、摩擦撞擊、明火等,通過對引爆火源的安全管理,可從根本上控制瓦斯爆炸的引火源,從而杜絕瓦斯爆炸事故。
(1)、加強礦井用電安全管理
井下的電氣設備必須進行防爆檢測,合格后才能使用;井下電纜接頭不準留有明接頭,對電纜經常檢查,防止漏電,設置漏電保護器;礦燈必須經檢驗合格后方可使用,如在井下發生損壞,嚴禁在井下打開電池盒或自行修理。
(2)、加強礦井用火安全管理。嚴禁攜帶煙草及點火物品入井。瓦斯泵房及附近20M 以內不許存在明火。在井下不準進行電焊和氣焊等焊接作業,如確實需要則必須嚴格執行報批手續。
(3)、加強井下放炮的安全管理。嚴禁簡化放炮程序、放明炮及明電放炮、多母線放炮、違規填充炮泥、反向爆破、一次裝藥多次爆破、使用巖石炸藥爆破等。
(4)、加強摩擦撞擊的安全管理。采煤機械截割部件上需加灑水噴霧降溫設備,嚴禁在井下通風不良區域使用可產生火花的金屬工具和機械設備。如果發生瓦斯事故,搶險救災時須使用專用工具。
3.3.礦工的安全教育培訓
根據安全學原理,引發事故的原因不外乎人(人的不安全行為)、物(物的不安全狀態)、環(不安全的環境)三大因素,而人為因素往往是引發事故最直接、最常見的原因。安全教育是杜絕礦工不安全行為和人為失誤的重要途徑。安全教育可從以下三個方面進行:
(1)、安全知識教育。使礦工掌握有關事故預防的基本知識,提高礦工的安全素質,從而提高煤礦企業的整體事故預防水平。教育內容包括安全生產法律、法規知識、安全技術知識和安全管理知識。各種知識教育的深度可結合礦工所在崗位進行安排。
(2)、安全技能教育。通過對教育者進行培訓和反復的實際操作訓練,使其逐漸掌握安全技能。在將知識轉化為技術的過程中,使作業人員掌握完成本崗位安全作業技能,具備相應的安全操作能力和緊急應變能力。安全操作技能教育應結合工種崗位,按照有關規程、標準有計劃地進行。
(3)、安全態度教育。通過安全態度教育使操作者盡可能自覺地掌握安全技能,克服不利于安全生產的思想和觀念,樹立科學的安全觀念和法制觀念,提高安全意識,端正安全態度,自覺遵章守紀,搞好安全生產。教育內容應該包括學習安全生產法律、法規、方針政策和企業規章制度,安全形勢教育和結合典型安全事故開展的安全教育等。
關鍵詞:地方煤礦 防治水
中圖分類號:TD745 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)07(a)-0158-01
我國礦井水害主要分布在華北和華南兩大區,其礦井水文地質條件極為復雜,水害十分嚴重,它已成為影響煤礦安全生產的重大關鍵問題之一。建國以來,在我國煤礦一次死亡3人以上的重大事故,水害居第三;平均每次事故死亡7.06人,僅次于瓦斯和火災事故。按水源特征,礦井水害一般分為地表水、老窯水、孔隙水、裂隙水和巖溶水五大類型。其中巖溶水害又按含水層的厚度分為薄層灰巖水害和厚層灰巖水害兩類。煤礦井水害可能造成礦井人員傷亡的惡性事故,對礦井的安全生產有著較大危害。針對我國煤礦水害事故頻發的情況,國家煤礦安全監察局在認真總結各方面教訓,提出了煤礦水害防治“防、堵、疏、排、截”五項綜合治理措施。
1 地方煤礦防治水面臨的新問題
1.1 安全生產主體責任未能落到實處,防治水管理不到位
安全生產思想不牢,麻痹大意、存在僥幸心理是導致透水事故的首要原因。一些煤礦企業對水害防治工作認識不足,防范意識差,未將水害防治列入重要議事日程。一些煤礦企業對職工安全教育不夠,作業人員缺乏防透水基本知識,一旦發生透水事故,不能及時逃生。另一方面,一些煤礦企業防治水工作機制弱化,水害防治措施責任不明確,存在著在井下透水征兆明顯的情況下仍違規組織生產的現象。一些地方小煤礦只顧眼前利益,不顧安全,亂挖亂采,這是發生采空區積水透水事故的重要原因。一些礦井根本沒有水害應急預案,從未進行過應急演練,發生透水后,束手無策。還有一些私人礦井由于追逐經濟利益的最大化,其防治水害的經費投入不到位,實施抗災能力較弱。
1.2 水文地質資料不清
隨著煤礦開采深度的增加,礦井水文地質條件變的更加復雜。一些礦井缺乏必要的基礎圖紙資料,井下采掘工程平面圖與實際誤差較大,對井田內或井田邊界老空區積水不清楚,沒有對井田水害情況開展預測預報工作。采掘工作面有害氣體增加,積水區向外散發出瓦斯、二氧化碳和硫化氫等有害氣體。一些地方煤礦在開采第一水平時,煤巖柱留設不夠,往往是冒裂帶直接進入松散層,對開采前水文地質條件不清,沒有按含水層下回采條件留設煤柱,回采后水、砂或泥潰入井。
1.3 探放水措施不落實
一些礦井對探放水的組織不夠正規,用煤電鉆代替探水鉆,起不到探放水作用,在發現透水征兆時沒有及時采取有效措施。還有一些礦井根本沒有探放水措施,盲目掘進,導致水害事故。
1.4 防范暴雨洪水工作存在薄弱環節
一些礦井對防范暴雨洪水引發事故災難重視不夠,雨季“三防”措施不落實,廢棄老窯充填不實,發生暴雨洪水時井下撤人不及時。當通道堵塞時,積水量增大,水壓增大到一定程度就可能發生潰水。一些地方小窯開采方法不正規,滲入采空區的積水從上往下逕流的通道容易堵塞,造成大氣降水補給在排泄的通道不固定。
2 當前煤礦井水災防治措施
2.1 加強責任意識,切實做好防治水基礎工作
安全責任體系相對完善后,責任落實是關鍵,而管理人員的責任落實是關鍵中的關鍵。抓牢管理人員這個關鍵點,就抓住了安全管理的重點。加強煤礦水害的防治工作,是關系到各地方煤礦安全生產的頭等大事,煤礦企業各級管理人員要盡職盡責,才能保證安全生產這一長久目標實現。煤礦企業要結合典型水害案例,加強對職工水害防治知識的培訓和教育。各地方煤礦企業要進一步提升各級管理人員責任意識和履職能力,編制規范的防治水規劃,進行規范的水害治理工作。相關人員根據每年的采掘接續計劃,結合礦井水文地質資料,全面分析水害隱患,提出水害分析預測表及水害預測圖。煤礦企業還要組織開展戒浮躁、守規矩、重落實、促發展活動,采用適合本礦井的物探、鉆探、化探等先進適用技術,查明礦井水文地質情況。
2.2 認真做好井下探放水工作
據《煤礦安全規程》的相關規定:礦井必須做好水害分析預報。礦區水文地質條件相對復雜,煤礦生產是地下作業,因此做好井下探放水工作,掌握礦井地下含水條件具有十分重要的意義。我們有效采取相關技術手段,探出地下水源位置、水量、水壓以及施工作業的距離,以便采取相應措施,減少事故的發生。目前的煤礦防水物探方法還不能完全解決煤礦防治水所遇到的實際問題。一些地區煤礦使用的煤礦井下探放水防噴裝置對鉆具易發生較大幅度的擺動使鉆孔空跡偏斜,巖石或煤屑雜物易堵塞鉆孔,下泄水量控制不是很好易淹沒施工地點。理解煤礦防水物探的整體作用是目前防水物探的發展方向。不斷完善現有的技術手段,使物探由定性化研究向定量化發展,使煤礦防水治理又向前邁向一大步。我們可以采用井下探放水鉆孔防噴裝置,該防噴裝置很好地解決了固定難題,從而保證在鉆進過程中鉆具不發生大幅擺動,解決了鉆進過程中的巖石或煤屑雜物堵塞鉆孔難題,泄水管加接控制閘閥,控制下泄水量的大小,以防止下泄水量大于大泵的排水量而造成淹沒施工地點事故。
2.3 制定應急預案,防患于未然
煤礦企業只有提前制定應急處理預案,才能在發生事故時第一時間啟動預案,才能防止事故擴大,保證井下作業人員的安全。各地方煤礦企業要從實際出發,握好實事求是這個原則,有計劃地開展應急演練工作,每年至少組織一次綜合演練或專項演練;各礦井每年組織兩次應急演練,其中一次為現場處置方案演練。演練結束后,應對演練效果進行評估,并撰寫評估報告。煤礦企業在發生水害后,要立即啟動礦井水害應急預案,并積極開展救援工作。
2.4 加強雨季“三防”工作
煤礦企業在雨季要加大與應急救援隊伍工作銜接,加強與氣象、防汛等部門的聯系溝通,充分利用現代信息手段及時掌握汛情水情及預警預報信息,建立健全災害性天氣預警處置機制。煤礦企業還要加強巡視和排查工作,在接到暴雨災害預警后,要實施24小時不間斷巡視,煤礦井口標要高于歷史最高洪水水位。煤礦企業必須就防范暴雨洪水進行隱患排查,雨季要安排專人負責對本井田范圍的地表水體(河流、容水庫塘、溝壑);礦井老窯、采空區、溶洞、地下河流的影響;礦井受承壓水、裂隙水、斷層水影響情況;相鄰礦井和關閉礦井對本礦的水害威脅等重點監控點進行巡視檢查。
3 結語
煤礦防治水問題不僅關系到礦井本身利益,而且與礦工的生命安全息息相關,在提倡以人為本的當今生活,我們要通過各種途徑探尋礦井水害發生的規律,發揮防治水新技術的優勢,做好煤礦防治水工作,從根本上解決煤礦水害問題,以促進社會經濟的可持續發展。
參考文獻
關鍵字:礦山 地質災害
中圖分類號:P2文獻標識碼: A
礦產資源的開采為國家經濟發展、社會進步和當地人民生活水平的提高做出了巨大的貢獻。但隨著礦山的開采的深入,新的問題接踵而來。由于礦山的開采使得當地的地質環境、自然環境遭到了嚴重的破壞而引起了一系列的災害,給國家帶來了嚴重的經濟損失。礦山地質災害是由于人類采礦生產活動而引發的一種破壞地質環境、危及生命財產安全,并帶來重大經濟損失的礦區災害。它是地質災害的一個分支,也是自然災害的重要組成部分。礦山開采開山棄石,加速水土流失,引發地表塌陷、山體滑坡;礦山抽排水造成地下水位下降、礦區周圍地下水資源枯竭;地下開采誘發地震、巖爆、冒頂片幫突水、瓦斯爆炸、地面開裂及沉陷等;礦山剝離堆土、尾礦廢渣堆積引起地表環境污染,露天尾礦庫漏塌、排土揚失穩滑移造成嚴重的泥石流災害等,凡此種種,均是礦山地質災害的具體表現。我國是個礦業大國,又是最大的發展中國家,礦產資源的年消耗量很大。多年的粗放式的礦業開發,導致大部分礦山地質環境形勢嚴峻,部分礦區呈現加速惡化勢態。改革開放以來,社會經濟的快速增長對資源的需求更是與日俱增。市場經濟對國有礦山企業帶來很大沖擊,部分礦山注重追求經濟效益,安全和環保意識淡化,加之開采技術及生產設備的相對落后及礦區周邊大量無序的民采等多重因素的干擾,導致礦山多年開采積聚的災害隱患爆發,開采環境明顯惡化,礦山地質災害問題日趨嚴重,潛在的致災隱患不斷增多,且隨時可能發展成災,造成人員傷亡、設備報廢、設施損毀甚至礦井關閉、資源浪費等嚴重后果。近幾年,非煤礦山的災害事故不斷,嚴重威脅著人民群眾的生命財產安全,頻發的冒頂、突水、地表塌陷、滑坡、泥石流及地裂縫等礦山地質災害不僅給礦山企業造成巨大的經濟損失,而且制約著礦山企業的可持續發展。
我國是一個資源大國,尤其是礦產資源,據統計其總量居世界第二位,開采量也居世界前列,如何利用好我國的礦產資源不僅對于我國自身的發展有著重要的意義,對于整個世界的礦產資源的開發和利用也有著非常重要的作用。所以,我們要合理的利用我國的這些礦產資源為經濟社會的發展更好的服務,在開采的過程中除了做好相關的技術上的革新,提高開采的效率外,也要注重對于礦山的地質災害的防治,因為礦山的特殊性,一旦發生地質災害不僅會干預正常的開采工作,還會給周圍的居民的生活造成很大的不利影響,采礦的最初目的是造福人民,但是一旦發生地質災害卻會遠離初衷,危害人民的生命和財產安全。隨著國家建設對于礦產資源需求的增長,礦山的數量也不斷增長,生產規模也日趨擴大。然而由于技術、管理、效益等原因,使得在礦石開發中,時有地質災害發生。
礦山地質災害誘發因素各不相同。有些是開采過程中難以避免的,如開采深度的增加,使得地應力相應增大引起冒頂、片幫、脫盤甚至巖爆的嚴重地壓災害;有的是開采中忽視預防或開采不規范、管理不科學導致的,如采空區不及時充填、廢渣廢水隨意排放、水文地質及構造不了解、巷道偏離、盲目指揮、違章作業、私挖亂采等,非穩定因素積聚到一定限度引發各種災害;有的礦山片面追求經濟利益或為擺脫一時的經營危機,擯棄常規,如采富棄貧、求近避遠,結果為后期發展埋下災害隱患;曾一度泛濫的民采風潮掠奪式的開采活動也對部分國有大中型礦山造成嚴重干擾和資源、環境破壞。鄉鎮及個體小礦點“只開發、不治理”,“只破壞、不恢復”,不僅阻礙其后續發展,還留下巨大的災害隱患。地方政府應處理好發展經濟與環境保護的關系,克服地方保護,給予正確引導,強制監管,對不達標的堅決予以取締。
災害類型與礦山規模、開采方式、礦產類型及所處地域相關。一般來說,露天礦山災害類型多為水土流失、排土場(山體)滑坡、泥石流、邊坡坍塌等。地下開采受采空區影響,災害類型多為地面塌陷、地裂縫、冒頂、巖爆、突水、瓦斯、地表水土污染、尾礦泥石流以及礦井抽排水導致的近地表水源枯竭等。
礦山地質災害種類繁多,不同的礦山地質災害有著不同的形成機制和誘發因素,針對不同的地質災必需采取不同的防治措施,我們要在礦山的開采過程中,協調好各方關系,努力的保持在正常的采礦工作的開展的前提下,盡量減少對于周邊環境的不利影響,并做好相關的措施,對于一些常見的地質災害有備用的應急預案,以免一旦發生事故造成嚴重的人員傷亡和經濟損失,只有將保護人民生命財產安全同保護自然生態環境同礦山的開采工作結合起來,才能實現礦山開采的更大的意義和價值,做到開采過程中的人與自然的和諧統一。
1、前言
我國是礦業開發大國,由于我國地質環境管理工作起步較晚,缺乏完整的法律法規,個體非法、違規采礦現象依然存在,造成的礦山地質災害問題十分嚴重,在某種程度上,嚴重威脅了我國礦產資源開發的可持續發展。近些年來,重大地質災害呈明顯上升的趨勢。地質災害在我國是多發的,其種類多、分布廣、影響大,造成的損失嚴重。礦山地質災害是地質災害的一個分支,是人類開采礦山而直接誘發的人為地質災害。。因此,有針對性的采取相應的地質災害勘查技術,準確地預測地質災害的類型、分布、危害性及其嚴重程度,就成為目前我國礦山地質災害治理工作中一項刻不容緩的任務。
2、礦山地質災害的主要類型及成因
礦山地質災害種類繁多,按成災與時間的關系,可分為突發性礦山地質災害(如礦坑突水.瓦斯爆炸.巖爆等)和緩發性礦山地質災害(如采空區的地面變形.環境污染等)。但最常見的是以災害的空間分布和成因關系分類:
2.1巖土體變形災害
⑴礦山地面和采空區塌陷
地面塌陷主要發生在地下以井巷開采的礦山。在礦山采空區,若保留礦柱不足,或因礦柱受損而失去支撐能力,就會造成地面塌陷。特別是那些礦體埋藏較淺,產狀較平緩的礦區(如煤礦),地面塌陷的現象更為常見。礦體埋藏相對較深的地下開采礦山,如果不能及時回填和崩落采空區,當其達到一定規模就會產生大面積塌陷。此外,在巖溶分布區,還會因礦山排水疏干而導致溶洞上方地面塌陷。地面塌陷不僅破壞可耕地資源、建筑物,毀壞道路、水庫,還可直接導致礦山某些地下巷道的塌毀,或使大氣降水和地表水沿塌陷裂縫灌入坑內,造成淹井事故,直至停工停產。
⑵采礦場邊坡失穩、滑坡與巖崩
主要原因是不合理開采如采剝失調、邊坡角度過陡等造成,這種災害多發生在露天開采的非金屬礦山和建材礦山。
⑶坑內巖爆
坑內巖爆又稱礦山沖擊,這是因礦坑周邊和頂底板圍巖,在受到強大的地殼應力作用而被強烈壓縮,一旦因采掘挖空出現自由面,即有可能產生巖石地應力的驟然釋放,導致巖石大量破裂成碎塊,并向坑內大量噴射、爆散,給礦山帶來危害和災難。
⑷采礦誘發地震
因采礦活動而誘發的地震,震源淺、危害大,小震級的地震即可導致井下和地表的嚴重破壞。
2.2地下水位改變引起的災害
⑴礦坑突水涌水
這是最常見的礦山災害,本文由收集整理突發性強,規模大,后果嚴重。生產過程中常因對礦坑涌水量估計不足,采掘過程中打穿老窿,貫穿透水斷層,驟遇蓄水溶洞或暗河,導致地下水或地面水大量涌入,造成井巷被淹.人員傷亡災難。
⑵坑內潰沙涌泥
這是常與礦坑突水相伴而生的災害。當采掘過程中驟遇蓄水溶洞,常見溶洞中充填的泥沙和巖屑伴隨地下水一起涌入,另外一些透水斷層和地裂縫也常會使淺部第四紀沉積物隨下漏的地表徑流涌入坑內。其結果是使坑道被泥沙阻塞,機器.人員被泥沙所埋,嚴重時甚至會使礦山遭受毀滅性的打擊。
2.3礦體內因引起的災害
⑴瓦斯爆炸和礦坑火災
這種災害最常見于煤礦。由于通風不良,使瓦斯積聚發生爆炸,造成井下作業人員傷亡,礦井被毀;礦坑火災除見于煤礦外,也見于一些硫化礦床。因硫化物氧化生熱,在熱量聚積到一定程度時則發生自燃,引發礦山火災。礦山火災的危害極大,而且還嚴重損耗地下礦產資源,如有的煤礦在地下已燃燒上百年,其資源損耗量十分巨大,使當地氣候發生改變,農作物和樹木大量死亡,田地荒蕪,環境嚴重惡化。
⑵地熱
隨著開采深度加大,地熱危害不斷加劇。我國已有許多礦山開采深度達到800m以下,礦山因含硫量高,開采深度又大,地溫非常高。礦山地熱災害導致礦工勞動環境惡劣,嚴重影響了有關礦山的正常生產。
3、礦山地質災害的防治措施
綜上所述,礦山地質災害由于時空特點與產生條件不同,隨著礦山地質勘查的手段逐步應用,我們應針對上述分類和勘查手段,采取有力的防治措施,才能防止礦山地質災害的發生,有效地減少人員傷亡和財產損失。根據礦山地質災害發生的特點,有些礦山地質災害我們能從主觀上加以預防,有些地質災害由自然誘因引起,我們不可能有效預防,因此我們制定具體的防治手段應包括以下措施:
⑴建立和完善礦山開采前的風險評估與環境評估,并制定環境保護與恢復治理的政策法規和規劃體系。做到開采前嚴格評估,開采中積極防范,開采后積極恢復,把礦山地質環境恢復與土地復墾納入法規,強制推行。
⑵加強宣傳,普及礦山地質災害防治知識,提高礦山開采人員素質,增強其對地質災害的危機感與警覺性。提高礦山生產過程中全員防災、減災技能與手段,強化礦山地質災害的防險、避險、搶險培訓。
⑶地質災害預測預報。井下地質災害主要包括冒頂片幫、深部巖爆、井下突涌水等。井下地質災害預測預報主要是運用一些探測儀器將礦坑前方和側壁的地質情況反映出來,為地質災害的防治提供參考。這些預報方法目前在隧道開挖地質災害預警預報中運用廣泛。
⑷控制爆破。礦山開采往往要借助火藥對礦體進行破碎,目前礦山控制爆破方法主要為光面爆破。控制爆破主要包括以下內容:破碎程度,破壞范圍,坍塌方向,控制爆破的危害。光面爆破可以減少對圍巖擾動,減少爆震裂隙,危石較少,能基本保持圍巖的穩定性,避免坍塌、冒頂、掉塊等地質災害現象,同時有利于坑道的有效支護。
⑸環境巖土工程治理技術。主要是運用巖土工程的概念進行環境保護的技術,主要側重于一些具體的地質災害的防治措施。目前巖爆主要針對巖爆的發生機理方面進行防治,對巖爆可能發生部位的地應力進行判定,分析巖爆發生的可能性及巖爆的發生等級,在治理方面主要防止應力集中,目前很多礦山企業引入有限元方法分析采場的應力分布,從而對應力集中的部位采取釋放措施。對于采空區塌陷目前主要是減少沉降的高度,對地表沉陷區內的建筑物、設施、人員等進行搬遷,減少對人類生命財產安全的威脅。目前主要有充填法:邊采邊充填、集中充填,對于井下突水災害,除了上述運用物理探測方法外,主要有注漿封堵、外圍帷幕注漿截流等措施,目前預測方法主要有統計學方法、突變論方法和現場試驗等。
⑹在礦山開采區應嚴格禁止私采亂挖和越界開采,減少人為擾動,做好植被保護和水土保持工作,積極推行地質環境恢復方案及措施為防止水土流失、恢復植被和景觀。監督與制止不加處理就將開采棄渣胡亂堆棄的現象,強制其必須統一堆放到開采境界線以外的礦山棄渣場內。
關鍵詞:地質災害;分布特征;影響因素
1 引言
蕉嶺縣位于廣東省東北部,韓江上游。蕉嶺縣隸屬于梅州市,面積957.1km2,人口224637人,是一個以低山和丘陵地貌為主的山區縣。受區域地形地貌、地質環境條件和人為等因素影響,區內崩塌、滑坡、地面塌陷、水土流失等地質災害發育,具有災害數量多、發生頻率高、危害大等特征,是廣東省地質災害易發縣之一。
據不完全統計,近十多年來,縣內發生地質災害共370處,其中滑坡110處,崩塌223處,地面塌陷37處,水土流失面積20.32km2。地質災害共造成2人死亡,3人受傷,損毀房屋510間,面積7653m2,直接經濟損失總額1053.64萬元。目前,區內大部份災害點處于不穩定狀態,在強降雨或人為因素誘發下隨時都可能復活成災,嚴重威脅災害體周邊居住的2391人的生命安全,潛在經濟損失達1982.50萬元。對該縣地質災害分布特征及影響因素進行分析和研究,對指導當地政府防災減災工作有著積極的指導意義。
2 蕉嶺縣地質環境條件
蕉嶺縣屬低山丘陵地貌。山地、丘陵占全縣總面積的81%,盆地占19%。全縣千米以上山峰6座,其中東北部的金山筆海拔1170m,位居第一,皇佑筆海拔1150m,排在第三,西部的鐵山嶂海拔1164m,排行第二。地勢總體上北高南低。山地主要分布在縣境的中部、東南部、西北部,海拔在500m以上;丘陵主要分布在測區的東西兩翼,海拔100-500m;盆地分布在測區中部長潭至三圳、新埔以南一帶,海拔100m以下。
地貌形態與構造、地層巖性關系密切,是內外地質營力長期作用的結果。按成因類型可分為構造侵蝕、構造剝蝕、溶蝕堆積、侵蝕堆積四種成因類型。
3 蕉嶺縣地質災害特點
3.1 類型相對單一。有滑坡、崩塌、地面塌陷、水土流失4種災害類型。且以滑坡、崩塌為主,共有333處,占災害點總數的90%;地面塌陷次之,共37處,占災害點總數的10%。
3.2 規模小。在370處地質災害點中,小型規模350處,占總數的94.59%。
3.3 分布相對集中。從工程地質巖組看,滑坡、崩塌地質災害主要分布在測區東西兩翼的層狀較軟變質巖組 中;地面塌陷主要分布在環蕉嶺盆地四周的層狀強巖溶化較硬碳酸鹽類巖組 中。從地形地貌看,地質災害主要分布在低丘陵~高丘陵地段,低山及臺地區少量分布。從行政區分布看,地質災害主要集中在南 (105處)、藍坊(66處)、新鋪(63處)、長潭(49處)四個鎮。從發生時間看,地質災害多發生在每年的3~9月,這一時段為測區地質災害多發期。
3 蕉嶺縣地質災害分布特征
3.1 地質災害的時間分布特征
調查結果顯示,蕉嶺縣地質災害發生的時間季節性明顯。在133處建卡點中,已知發生時間的災害點125處,其中有114處是發生在3~9月的雨季,占91.20%,其余11處(主要是地面塌陷)發生在旱季,占8.80%。滑坡、崩塌不管是自然還是人為因素誘發的,往往發生在大氣強降雨期間或延后幾天,說明大氣降雨是滑坡、崩塌發生的最主要的外在誘因;而地面塌陷以上特點并不明顯(圖1)。
3.2 地質災害的空間分布特征
從空間分布看,蕉嶺縣地質災害主要分布在測區東西兩翼。東翼即藍坊鎮程坑村至南 鎮多寶村一帶,共有災害點174處,占測區災害點總數的47.03%,災害點密度0.68處/km2;西翼即新鋪鎮徐溪村至長潭鎮長潭水電站一帶,共有災害點101處,占測區災害點總數的27.30%,密度達0.61處/km2;中部蕉嶺盆地兩側至廣福一帶災害點共84處,占測區災害點總數的22.70%,分布密度為0.30處/km2;其余區域災害點很少。
調查區地質災害空間分布與工程地質巖組、地形地貌、人類工程活動、降雨量等關系密切。
就工程地質巖組而言,測區東西兩翼以震旦系層狀較軟變質巖組為主,巖石破碎,土質疏松,吸濕性強,經雨水長時間滲透、浸泡,重力增加,極易誘發崩塌、滑坡地質災害。測區共有崩塌、滑坡災害點333處,其中267處分布在此類巖組中,占80.18%;而分布著層狀強巖溶化較硬碳酸鹽類巖組 的區域――如蕉嶺盆地周邊區域,巖溶發育,遇天旱或人為因素造成水位下降,易誘發地面塌陷,測區共有37處地面塌陷,全部分布在這類巖組中。
就地形地貌而言,測區絕大多數災害點分布在標高100~500m、自然坡度較陡的丘陵區,而標高>500m的低山區和標高
就人類工程活動而言,地質災害多發生在人類工程活動頻密的農村、公路沿線、礦山。據統計,測區人類工程活動誘發的災害點共345處,占總數的93.24%。
就降雨量的分布而言,蕉嶺盆地兩翼及蕉城鎮以北區域多年平均降雨量相對較大(>1650mm),地質災害主要分布在這一區域,兩者分布的區域基本一致。
3.3 地質災害體的規模特征
根據實施細則災害體規模分級標準,本次調查確定的370處地質災害點的分級結果是:大型6處,占災害點總數的1.62%;中型14處,占3.78%;小型350處,占總數的94.60%。調查區地質災害體規模以小型為主。
3.4 地質災害點的危害程度
根據實施細則地質災害危害程度分級判別標準,測區370處地質災害點除1處已無潛在危害外,其余369處的危害程度分級結果是:重大級2處,較大級59處,一般級308處。測區地質災害的危害程度以一般級(輕級)為主。
4 地質災害影響因素
4.1 大氣降雨的影響
大氣降雨是誘發測區滑坡、崩塌、水土流失地質災害的主要自然因素。特別是久旱之后的連場大暴雨,在較短的時間內迅速增加致災體自重,并減小致災體與災源體之間的摩擦力,打破原有平衡,導致滑坡、崩塌地質災害的發生。如2003年5月17日,在短短的18個小時內,蕉嶺縣下了132mm雨量,山上、路旁,崩、滑地質現象隨處可見,在已查明災害發生時間的125處災害點中,有25處發生在2003年5月16日這一天。調查結果顯示,測區約有91%的地質災害發生在3-9月的雨季;從空間分布上看,地質災害主要分布在降雨量1650~1800mm的區間,大氣降雨對地質災害形成的影響可見一斑。
4.2 人工邊坡的影響
人工削坡是誘發滑坡、崩塌地質災害重要的人為因素之一。在測區345處人為地質災害點中,人工邊坡災害點331處,占95.94%。其中鄉村削坡建房邊坡災害點292處,占人工邊坡災害點的88.22%;公路邊坡災害點37處,占11.18%;水利工程邊坡2處,占0.60%。調查區內,鄉村建房和公路建設留下的人工邊坡坡度絕大多數在65°以上,坡高5~25m不等,幾乎不做任何防護,為滑坡、崩塌地質災害的發生提供有利條件。
4.3 礦產資源開發的影響
測區礦產資源開發是人為誘發地質災害的另一個重要原因。測區開采的礦種主要有水泥用灰巖、建筑用砂石粘土、煤炭三種。其誘發的地質災害主要有地面塌陷和水土流失兩種類型。地下采礦(主要為水泥用灰巖礦山)留下的采空區誘發采空區塌陷;地下采礦抽排礦井水或打穿溶洞引起的地下水位變化誘發巖溶塌陷。在測區345處人為地質災害點中,地下開采石灰石誘發的地面塌陷共14處(其中采空區塌陷1處,巖溶塌陷13處),占人為災害點總數的4.06%。比例不算高,但已造成的直接經濟損失卻占人為災害損失的79.34%。露天采石取土礦山造成地表水土流失。據縣國土資源主管部門2003年初資料和本次實地調查資料,全縣94家露天礦山(其中12家為已關閉礦山)共造成水土流失面積0.39km2。水泥生產是蕉嶺縣的支柱產業,其產值占全縣工業產值的49.7%(2002年),隨著水泥生產規模的擴大和城鄉一體化進程的加快,石灰石和建筑用砂石粘土的需求量將越來越大,采礦業對地質災害形成的影響不容忽視。
4.4 群眾防災意識的影響
測區廣大群眾防災減災意識淡薄也是影響地質災害形成的重要原因。主要表現在三個方面:一是建房選址時極少考慮周圍地質環境因素,削坡過陡,也沒有采取任何護坡措施;二是發現地質災害征兆時,沒有及時采取“避讓”措施,1994年5月藍坊鎮石湖村石碧潭自然村發生2死2傷的崩塌災害就是沒有及時避讓造成的;三是防治時機和措施不合理,沒等崩、滑體完全穩定下來,就實施清土作業,而且多是由下而上進行清理。這些都是群眾防災減災意識淡薄,缺乏地質災害防治知識的反映。
綜上所述,測區地質災害的發生是多種致災因素交互作用的結果。工程地質巖組是地質災害形成的內在要素,它在一定程度上決定著地質災害的發育程度和類型;地形地貌是地質災害形成的外在條件,它制約著崩、滑、塌等致災地質作用的形成;大氣降雨是地質災害形成的激發因素,決定著地質災害發生的速度和時間。影響地質災害形成的最主要和最直接的因素是人類工程活動本身,人們在改造環境創造美好生活的同時,也為毀滅這種美好生活創造條件。
5 地質災害防治對策
5.1 根據災害點的輕重緩急,合理安排治理順序
據統計,測區內危險性大、嚴重威脅群眾生命財產和交通安全的近期治理災害點共有28處(含2處重要地質災害點、21處較重要地質災害點、5處危害程度小但有可能隨時發生災變的災害點);中期治理災害點92處;遠期治理災害點164處。
5.2 根據災害點實際情況選擇相應防治措施
防治措施包括兩種:一是避讓;二是工程治理。避讓包括暫時避讓和永久避讓(移民);工程治理包括地表截排水、地下排水、削方減載、壓腳、擋土墻、坡面防護、錨固、灌漿、種植被等。測區內絕大多數災害點的規模較小,可選用工程治理的辦法;對那些無法采用工程治理或工程治理費用過大的災害點,如藍坊鎮大光村蛟湖自然村滑坡,宜選擇永久避讓。區內水土流失可發動村民種樹、植草,提高地表植被水平進行治理。
5.3 加大宣傳力度,提高廣大群眾減災防災意識
據統計,測區削坡建房造成的災害隱患點共240處,占區內災害點總數的84.51%。群眾很少意識到削坡建房可能誘發地質災害的問題。因此,要減輕地質災害造成的損失,根本辦法是要增強廣大群眾"居安思危"意識,幫助他們認清地質災害的危害性,提高它們抗避災害的能力。建議蕉嶺縣各級政府和部門多做這方面工作,面向社會廣大群眾,加大宣傳力度,全面提高群眾減災防災的意識和水平。
5.4 建立地質災害群測群防網絡
對災害隱患點進行經常的、長期的系統的監測,及時掌握災害點的變化情況、發現災害征兆,是防災減災工作的重要內容,是避免人員傷亡、減少財產損失的有效途徑。
參考文獻