龙之谷塌陷的矿山(矿山塌陷论文,关于矿山地质灾害的主要类型其防治相关参考文献资料)

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(东华理工大学水资源与环境工程学院 江西抚州 344000)

摘 要:矿山是人类工程活动对地质环境影响最为强烈的场所之一.矿山地质灾害是由于人为的采矿活动所直接引起或诱发的灾害,可对生态环境和自然资源造成严重危害和破坏.本文概述了矿山地质灾害的几种主要类型,并总结了其防治措施.

关键词:矿山 地质灾害 防治

中图分类号:P694文献标识码:A文章编号:1672-3791(2012)01(a)-0241-01

矿山地质灾害是地质灾害学科的一个分支,是由于自然地质作用和人为因素导致矿山生态地质环境恶化,并造成人类生命财产损失或人类赖以生存的资源、环境严重破坏的灾害事件[1].随着我国新一轮的经济快速发展,矿山资源需求量的增加将加速矿产业的发展,显著加大对环境的压力.目前我国矿山存在种类多,分布广,影响大,潜在灾害隐患突出等特点,并且存在上升的趋势,给人民生命财产安全带来很大的威胁.因此,加深了解矿山地质灾害的主要类型,对合理有效地利用资源和防止矿山地质灾害具有重要意义.

1. 矿山地质灾害的主要类型

矿山地质灾害种类繁多,矿山目前涉及较广危害较大的地质灾害主要有地表崩塌、井下突水、深井岩爆等.

1..1 地表塌陷

地表塌陷主要发生在地下以井巷开采的矿山.矿山开采到一定的程度,形成大面积的采空区.在采空区,若保留的矿柱不足,或因矿柱受损而失去支撑能力,就会造成地面塌陷[2].特别是那些矿体埋藏较浅,产状较平缓的矿区(如煤矿),地面塌陷的现象更为常见.若采空区不回填,当矿层开采的范围扩大到某一时刻,在地表就会形成一个比采空区大得多的塌陷盆地.此外,在岩溶分布区,还会因矿山排水疏干而导致溶洞上方地面塌陷.但是,由于采矿过程是十分复杂的,并且涉及岩层的结构、构造、岩性、成分等许多因素,因而至今尚未形成公认的通用的采矿塌陷机理[3].

1..2 井下突水

我国有许多矿山地质和水文地质条件很复杂,采矿时对地下水必须进行疏干排水,甚至要深降强排,由此而出现了一系列的地质环境问题,给矿山生产带来许多灾害.井下突水是最常见的矿山灾害,突发性强、规模大,后果严重.井下突水主要由含水层引起,在违规操作或者非正常开采条件下,遇到积水巷道或采空区、溶洞、地下暗河等含水体,容易引起隔离岩层失稳,从而引起灾害.尤其是在水体下采矿,应经过专门论证以及采取专门的防治措施.另外,矿坑突水往往水文地质条件复杂,存在软弱破碎带及断裂构造,造成顶、底板的稳定性差[4].

1..3 深井岩爆

在我国,当硬岩矿山开采深度超过600m即公认为深部开采[5].近年,部分金属矿山进入1000m以下深部开采,高应力条件下的硬岩层往往会发生地下岩爆.岩爆问题已是困扰采矿正常生产的主要问题之一.岩爆是高地应力条件下地下工程开挖过程中,硬脆性围岩因开挖卸荷导致洞壁应力分异,储存于岩体中的弹性应变能突然释放,因而产生爆裂松脱、剥落、弹射甚至抛掷现象的一种动力失稳地质灾害.它可能造成施工人员伤亡、施工设备毁坏、施工进度延缓龙之谷塌陷的矿山,导致施工综合成本增加,已成为世界性的地下工程难题之一.如红透山铜矿目前开采已进入+900～+1100m深度,在1999年发生的一次中等程度的岩爆,导致近100m长的斜坡道一次性崩塌报废和部分采场停产[6].

2. 矿山地质灾害的防治

矿山的开采、挖掘是直接在岩土圈进行的,伴随着我国矿山开采强度的增大,其所造成的环境破坏也越来越严重.下面主要从技术方面提出地质灾害防治措施.

2..1 地表塌陷的防治

金属矿山采矿引起的地表沉降塌陷主要是由于采空区塌陷(空场采矿法矿柱支撑系统崩溃造成采空区顶板垮冒,崩落采矿法崩落顶板岩石形成覆盖岩层)造成的.金属矿山矿体开采多属于非充分开采,地质条件复杂多变,地表沉降、塌陷多具有局部性、突然性、随机性,规律性较差[7].因此,对采矿引起的地表沉降、塌陷,国内外开展的研究工作都较少.对于煤矿山采空区塌陷的治理方法很多,但较常用的方法是充填复垦法.这种方法是利用矿区附近的煤矸石、粉煤灰、露天矿剥离物等可供利用的充填材料充填采空塌陷地复田.这种方法多用于有足够的充填材料且充填材料无污染,可经济有效防护治理的地区,因其既解决了塌陷地复垦问题,又解决了矿山固体废弃物的处理问题,所以经济效益最佳.

2..2 井下突水的防治

预防断裂出水是矿井防治水工作的主要内容之一.首先应当查明工作面断裂分布情况,为预防断裂出水提供依据,对于断裂处要加强支护,重点监测,防止滞后出水.水压是造成隔离岩层出水的重要因素,通过降低水压来减少水压对于隔离岩层的“顶劈”作用,预防出水.此外,应当加强对矿井开采工作的管理,严禁违规操作和非正常开采.

2..3 深井岩爆的防治

近年来,国外一些经常发生岩爆的采矿大国在岩爆形成机理、预测预报等方面取得了很大的成就.如波兰在煤的冲向倾向性实验研究、冲击倾向性的井下测定等都取得了很好的成就.我国在岩爆方面的研究起步比较晚,但是发展较快,取得的成就也比较显著.例如,冬瓜山的微震监测系统已调试成功.国内外在岩爆的现场控制上,利用合理接排采掘顺序,压力预注水防止岩爆,卸压爆破,改进施工方法以及合理的支护方式等措施[8].然而,对采矿引起的岩爆发生机理,或者说采矿引起的能量集聚或消散过程、规律,人们还远未掌握.因此,在岩爆发生机理、条件、预测和控制等方面仍有许多问题,还须在理论和实践上对岩爆做更深入地研究探索.

3. 结语

我国是一个资源大国,随着国家建设对于矿产资源需求的增长,矿山的数量也不断增长,生产规模也日趋扩大.然而由于技术、管理、效益等原因,使得在矿石开发中,时有地质灾害发生.矿山地质灾害种类繁多,不同的矿山地质灾害有着不同的形成机制和诱发因素,针对不同的地质灾必需采取不同的防治措施,保护人民生命财产安全,做到人与自然的和谐统一.

参考文献

[1]刘传正.地质灾害勘查指南[M].北京:地质出版社,2000.

[2]李艺,李顺明,庞春勇,等.矿山地质灾害类型及勘查方法[J].矿业安全与环保,2007(10).

[3]赵永久.矿山环境地质灾害问题及其勘查方法[J].地质灾害与环境保护,2008,19(2):104～107.

[4]郭维君,等.矿山地质主要类型及防治对策研究[J].金属矿山,2010(8).

[5]郭立.深部硬岩岩爆倾向性动态预测模型及其应用[D].长沙:中南大学,2004,1龙之谷塌陷的矿山,2.

[6]王永炜.矿山常见地质灾害与防治[J].煤,2008,17(1):63～64.

[7]刁心宏,远洋,张传信,等.金属矿上地质灾害及其研究发展趋势[J].金属矿山,2006(6).

[8]姚高辉.金属矿山深部开采岩爆预测及工程应用研究[J].武汉科技大学.

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