发布时间:2023-09-21 17:36:24
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇矿区地质灾害的治理,期待它们能激发您的灵感。
[关键词]煤炭开
采 地质灾害 治理
[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-8-350-1
1采煤引发地质灾害问题
三街煤矿处于构造剥蚀中高山地貌区,山势陡峻,地形切割强烈,冲沟发育,沟谷多呈“V”字型,地形破碎,土地较贫瘠,受采煤的影响,使原本脆弱的生态环境日趋恶化。土地退化、荒芜、房屋裂缝、水源干枯等环境地质问题日益突出,居民的基本生存条件受到严重威胁。煤炭的开采造成了矿山地质环境不同程度的破坏,采空区面积扩展,煤矸石堆积量增大;采空区塌陷引发大量地面裂缝、公路及便道路基陷落变形,诱发滑坡、泥石流等地质灾害;特别是矿山多年井下开采,致使矿区内地下水位下降,泉水、沟水断流、干涸,致使矿区内人畜饮用水及农灌水困难等一系列地质灾害和地质环境问题相继发生和出现。
1.1采空区塌陷
1.2滑坡
影响矿区地质环境的滑坡主要有7个,以小型为主,个别中型。主要危害是直接危及4户村民、农田200多亩、县乡公路、矿区公路自然生态环境。
1.3潜在不稳定边坡
矿区发育两个潜在不稳定边坡,两边坡后部紧邻滑坡,坡面较陡,土体松软,岩体质量较差,边坡变形破坏或滑动后,易诱使后部坡体随之变形破坏,严重影响后部滑坡的稳定,最终导致整个坡体的滑动破坏。边坡本身的变形或滑动主要危害对象是下方县乡公路,同时影响矿山生产、对地质环境造成破坏、对周边村民生产生活造成影响。
1.4煤矸石堆放的潜在危害
2治理与恢复方案
2.1人畜饮水工程
2.2采空区治理
对三街煤矿采空区治理,目的是抑制和缓解采空区地表的开裂、塌陷及影响范围扩大,并不能从完全削除采空区塌陷对地质环境和生态环境的影响破坏。采取的治理措施有:采用井下废石和矸石及矸石场堆采取干式充填系统充填采空区,矸石量基本满足工程的需求,不足时从地表采掘碎块石进行充填;充填材料采用机械运输,运输系统充分利用矿山生产运输系统,不足时由矿山配备;地表裂缝采用筑填粘土进行封堵;塌陷影响比较严重的塌陷区进行土地复垦。
2.3煤矸石堆放场的治理
2.4地质灾害
对矿区的滑坡及潜在不稳定边坡进行专项治理工程勘察、设计、施工。
2.5污水处理及利用
矿山井下抽排水及矸石淋滤水易对周边土地及生态环境造成污染。各矿区硐外原有污水处理池处理能力不足,需在每个矿区增设日处理污水100―400m3的污水处理场五座,将矿井污水、矸石场污水集中处理后作综合利用,主要用于农田灌溉,以弥补矿山疏干引起的农灌水源不足。
通过上述治理工程,有效抑制地质灾害的发展,基本消除其危害性,对已破坏的地质环境进行恢复保护,对已破坏的工程设施进行加固;通过采取工程措施,基本解决因地下水位下降引起的学校师生及部分村寨人畜饮用水困难问题;通过采取工程措施,基本恢复治理区地质环境,有效抑制治理区地质环境的恶化,有效保护治理区及其周边生态环境。
3地质灾害的预防
煤炭开采所引发的地质灾害直接危害了矿区居民的生命和财产的安全,地质灾害的产生和延续,使人们无法安居乐业,治理灾害的工程量巨大,耗资不菲,工期较长。在煤炭开采之前对可能引发的地质灾害进行预测是十分重要的环节,对于有可能产生的灾害应遵循“以防为主,避让和治理相结合”的方针。在煤炭开采过程中,对于可能产生地面蹋陷及地裂缝等地质灾害的煤矿,可采取特殊的开采方法和顶板管理措施,以防止或减少地面塌陷地地裂缝等地质灾害的产生,对塌陷的地表随时进行综合治理,以恢复和进一步改善矿区环境质量。
4 结束语
综上所述,煤炭开采会引发很多的地质灾害,严重影响了矿区所在地的环境和生活,我们应该积极采取措施,做好预防和治理。近年来,我国矿山环境保护法不断完善,煤炭开采技术日益进步,由于煤炭开采而引发的地质灾害将会逐渐减少,随着科技的进步,煤矸石亦可完全利用为充填开采或可再生资源,减少污染,促进我国煤矿事业的可持续发展。促进资源与环境的可持续发展。
参考文献
关键词:矿山;地质灾害;评估;治理
中图分类号: TD3 文献标识码: A
1、矿山地质灾害
1.1、露天开采
露天采场中主要存在崩塌、山体滑坡和泥石流等地质灾害。地下开采主要存在地面塌陷、地面沉降、地裂缝和矿井灾害(瓦斯爆炸、突水、煤层自燃、塌方、冒顶)等。由于经济条件的影响,在矿山采矿设计中,只要能保证矿山开采过程中的安全进行即可,对矿山设计的边坡坡度较大,其规模随着开采深度的增加而变大,这不仅会影响地应力的自然平衡,还会导致人工边坡出现变形、破坏和位移。同时,边坡在开采的过程中由于爆破的作用,会出现裂缝,并随着采矿工作的不断深入,裂缝缝隙不断加大,在暴雨、地震等诱发因素的影响下,极易造成山体滑坡、塌陷等。开采过程中形成的废渣滚石,如遇到暴雨、地震等诱发因素的作用,则极有可能形成泥石流。
1.2、地下采矿
在地下采场中,主要存在地面变形灾害和矿井这两种灾害,其中地面变形灾害主要包含塌陷、差异沉降和裂缝;矿井灾害主要包含瓦斯爆炸、突水、塌方等灾害。对于这两种灾害,应坚持尽量避免,提前预防,制定治理方案的治理原则。而我国的矿山开采企业多为私企,由于规模和资金的限制,这些企业不可能在地质灾害防治工作中投入大量的资金,通常为了眼前利益,只进行短效的治理,且灾害治理技术尚不完善。工程措施在某种程度上能起到一定的治理效果,但是人们通常不会考虑闭坑后的采场情况,这遗留了许多安全隐患。
1.3、闭坑后采场地质灾害
由于矿山地质灾害治理具有短效性且存在不可预见因素,因此,矿山闭坑后会遗留一定的安全隐患。露天开采闭坑后遗留的潜在灾害类型与采场地质灾害类型近似相同,这主要是由露天开采后形成的高边坡引发的,虽然在坑底用废石回填了一部分空间,但是仍然遗留了高边坡,特别是对于露采较深的情况,高边坡在后续工作中诱发因素的作用下存在着再次发生灾害的可能性。
2、矿山地质环境恢复治理存在问题分析
2.1、地质环境破坏严重
由于多数煤矿开采的煤层大多在浅部,特别是厚煤层和中厚煤层的重复开采和放顶煤开采,开采后对地面地质环境的影响最为显著,表现为地面建筑物斑裂、耕地大面积下沉、地表水沿裂隙向下渗漏等。这样就造成对地面表土及地下水源的严重破坏。还有矸石的排放,洗煤废渣的堆积、矿井水的外排等等。老的煤矿矿区有着相对密集的人口,采煤后矿山地质环境问题经常引发一系列工农关系问题即社会问题,例如煤矿采空塌陷所造成地表耕地的破坏,桥涵、道路的破坏,村民建筑物的斑裂、倒塌,可以看出,煤矿矿区开采后地质环境破坏问题已不再仅是一个生态环境问题,而且是一个关系人类生存的事情。搞好和加强采矿后地质境恢复治理工作,努力改善矿区生态环境,以提高矿区居民的和附近村民生产和生活质量,这样才能打造和谐矿区、平安矿区,实现稳定发展及.安全优先、以人为本/的宏伟发展目标。
2.2、社会影响巨大
老的煤矿矿区有着相对密集的人口,采煤后矿山地质环境问题经常引发一系列工农关系问题即社会问题,例如煤矿采空塌陷所造成地表耕地的破坏,桥涵、道路的破坏,村民建筑物的斑裂、倒塌,可以看出,煤矿矿区开采后地质环境破坏问题已不再仅是一个生态环境问题,而且是一个关系人类生存的事情。搞好和加强采矿后地质境恢复治理工作,努力改善矿区生态环境,以提高矿区居民的和附近村民生产和生活质量,这样才能打造和谐矿区、平安矿区,实现稳定发展及“安全优先、以人为本”的宏伟发展目标。
2.3、恢复治理资金不足
采矿后的地面塌陷等矿山地质灾害恢复治理需要投入大量的资金。但就目前来看,多数煤矿追求经济效益,而忽视环境保护,把采矿后矿山地质灾害恢复治理的投人看作是企业负担,不愿意或不情愿拿出大量资金投人到采矿矿山地质灾害境治理中,目前我国国土资源部门下拨的地质灾害恢复治理资金主要用在国有大中型矿地质灾害治理项目上。一些地方存在着矿山地质环境恢复治理的盲区,矿山地质环境恶化的趋势得不到有效遏制。
3、矿山地质灾害评估内容
3.1、现状评估
现状评估是依照矿山开采项目特点、地质环境复杂程度等因素确定评估范围后对已有地质灾害危险性进行评估,主要查明评估区已发生的地质灾害的分布,分析地质灾害形成的地质环境条件、分布类型、规模、变形活动特征,主要诱发因素与形成机制,对其稳定性进行初步判定,在此基础上对其危险性和对矿山工程危害的范围与程度做出评估。
3.2、预测评估
预测评估是对矿山建设场地及可能危及矿山建设安全的邻近地区可能加剧或诱发地质灾害的危险性做出评估;对矿山建设自身可能遭受已存在的地质灾害隐患做出预测评估;对矿山建设中、建成后可能引发或加剧地质灾害的可能性、危险性和危害程度做出预测评估。
3.3、综合评估
综合评估是在地质灾害危险性现状评估和预测评估的基础上,充分考虑评估区的地质环境条件的差异和潜在的地质灾害隐患点的分布、危险程度,综合评估地质灾害危险程度。依据地质灾害危险性、防治难度和防治效益,对矿山开采的适宜性做出评估,并提出防治矿山地质灾害和矿山地质环境保护与恢复治理的措施及建议。综合评估的侧重点是在前两项评估的基础上,根据现有和潜在的地质灾害成灾的可能性和成灾的严重性,对评估区(或分地段、分矿山工程部位)地质灾害危险性进行综合评定。
4、矿山地质灾害评估及治理关键技术
4.1、矿山地质灾害主要评估方法
专家评判法,由在当地工作多年,对当地地质灾害发育。发展机理比较了解的专家根据经验,直接对灾害体的稳定性进行评价;参数合成法,根据经验,对地质灾害的影响因素进行分类,对每类因素的影响给予一个权值,最后进行加权平均;模糊综合评判,利用模糊关系的特性,从多个指标对被评价灾害体隶属等级状况进行综合评判;数理统计,通过对现有地质灾害及其影响因素,进行调查和统计分析,总结地质灾害的发育规律建立评价模型,并利用所建模型进行预测评估。
4.2、矿山地质灾害治理方法
依据矿山地质灾害类型及评估结果,采取相应的防治及治理措施。对于不同的灾种,灾害体所处地区的重要性,危害对象范围,结合当地的实际情况采取切实可行的治理措施。表1为典型地质灾害治理方法。
表1矿山地质灾害治理方法
4.3、监测方法
矿山地质灾害的监测方法有人工巡视法、遥感解译法、工程测量法。人工巡视法主要针对矿山地质灾害点多、点散,发育规模较小的致灾地质体。遥感解译法,适用于区域性的矿山地质灾害监测,可以实现大面积的观测。工程测量法,主要采用测量仪器进行致灾体相对位移的测量,适用于滑坡有蠕滑变形的阶段以及防治工程效果的监测。主要监测技术有:人工巡视,可以监测不同类型的矿山地质灾害,如崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面塌陷等。可以根据季节的变化,增加监测频率,雨季监测频率要加密;遥感解译,区域性的地质灾害监测,能够发现大规模的滑坡、泥石流灾害,监测效率高,但同时需辅助现场调查核实验证手段;工程测量,地质灾害致灾体已发生蠕滑变形,滑坡周界清晰的滑坡、不稳定斜坡。地质灾害防治工程的防治效果监测,如布设在抗滑桩、挡土墙等防治工程部位。矿区地表变形、地面沉降、地面塌陷等的监测。
总言之,随着国民经济的进一步发展和需要,各矿区应建立起生态环境破坏恢复及防治地质灾害制度,不但优化技术措施,以此切实将矿山生态环境和地质灾害防治工作做好。
参考文献
[1]李磊.邢台地区矿山地质环境综合评价与治理恢复研究[D].石家庄经济学院,2013.
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[3]滕冲.金属矿山地质灾害评估系统及综合预测模型研究[D].中南大学,2008.
[关键词]矿山开采;地质灾害;恢复治理
0引言
矿山的建设生产有力地促进了当地经济的发展和社会进步,但同时也对当地地质环境与土地资源造成了一定程度的影响[1-2],为了更好地实现矿产资源开发与生态环境保护的协调发展,促进矿山社会经济可持续发展,应及时防治地质灾害隐患、修复被破坏的水土环境、复垦被破坏的土地[3-5]。
1矿山地质环境问题
根据多年的调查分析,矿山开采主要会产生5个方面的问题:①矿山开采塌陷导致的地面塌陷、地裂缝地质灾害,并伴生崩塌、滑坡地质灾害;②矿渣堆放产生的地面压占及污染问题;③矿山开采导致含水层破坏,影响周边居民生活用水;④矿井水污染问题;⑤矿区植被破坏问题。
2矿山地质环境恢复治理措施
(1)预防措施。按照“统一规划、源头控制、防治结合”的原则,根据矿区特点、生产方式与工艺,在生产过程中,采取合理的预防与控制措施,最大程度地减少矿山地质环境问题的发生。预防措施主要包括保护性开采、留设保护煤柱、提前搬迁等,通过这些措施的实施,可以避免和减缓地质灾害造成的损失,为开展矿山地质环境恢复治理创造良好的基础条件。(2)地质灾害治理措施。对于危害周边居民生命财产安全的地质灾害,必须及时采取措施进行治理,减轻或消除矿山地质灾害危害。(3)矿渣综合利用措施。矿渣的堆放不仅会压占土地,造成原生植被的破坏,而且会对周边土壤造成污染。因此,应大力推行矿渣综合利用技术。例如,煤矸石主要利用方向有煤矸石发电、煤矸石生产建筑材料、利用煤矸石生产氯化铝和聚合氯化铝等高附加值产品、用煤矸石复垦塌陷区及修路等。通过综合利用矿渣,做到矿渣零堆放,减缓矿山地质环境破坏。(4)饮用水工程措施。矿山的开采会破坏地下含水层,导致含水层结构破坏、水位下降、水质变差,当涉及到周边居民生活用水的含水层被破坏时,会严重影响居民生活。在开采影响居民饮用水含水层前,应提前布局饮用水工程,如利用深井或水库作为水源,布置管道引水工程。(5)矿井水处理措施。矿区内矿井水直接排出会污染周围环境,矿井需设置井下水处理站,矿井井下排水经处理后可作为场地生产消防用水水源及井下生产防尘洒水水源。(6)植被恢复措施。矿山开采一般不会造成植被大面积死亡,因此矿区植被恢复措施一般为植被补植。植被应选择适合当地生态环境的种类,例如在山西多选侧柏,因其较耐寒、耐干旱、耐贫瘠、可在微酸性至微碱性土壤上生长,且整体存活率、环境适应度和观赏度较好。
3恢复治理效果
以山西某矿为例,该矿多年来花费了大量精力用于矿山地质环境恢复治理工作,主要采取了地裂缝充填、崩塌治理、农村道路修复、河道堆积物清理、村庄搬迁、植被恢复、供水工程建设、矿井水处理及监测等措施。通过多年治理消除了矿区内大部分地质灾害,避免了矿区内村民住房遭到破坏,解决了周边居民饮水问题,矿山地质环境得到明显地改善,缓解了矿山生产与周边居民的矛盾。
4结论
(1)矿山地质环境恢复治理应按照“统一规划、源头控制、防治结合”的原则,根据矿区特点、生产方式与工艺,在生产过程中采取合理的预防与控制措施,最大程度地减少矿山地质环境问题的发生。(2)地质灾害治理是矿山地质环境恢复治理的重中之重,应及时消除地质灾害隐患,保证周边居民生命财产安全。(3)通过矿山地质环境恢复治理,可使矿山地质环境得到明显改善,缓解矿山生产与周边居民的矛盾,促进社会和谐发展。
[参考文献]
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[3]张夏,苑泉.矿山生态环境修复治理研究[J].技术与市场,2020,27(12):175-176.
[4]武强,刘宏磊,陈奇,等.矿山环境修复治理模式理论与实践[J].煤炭学报,2017,42(5):1085-1092.
关键词:地质灾害;防治措施;矿山环境;恢复策略
中图分类号: TD167 文献标识码: A
煤炭是最具优势的矿产资源,尤其是中西部地区的储量更为重要。随着煤炭资源需求的增加,近年来煤炭生产企业井喷式的开采严重的影响着矿区环境资源、诱发地质灾害和导致环境污染。不同地域矿山开采诱发的环境地质问题也各不相同,露天和地下不同的开采方式诱发不同的环境地质问题也日趋严重。与此同时导致在开采过程中出现了大量的地质灾害以及对周围的环境造成了不可修复性的危害,严重威胁着矿区周围人民的生命和财产安全,更严重制约了内蒙古可持续性经济的发展。
1 煤矿地质灾害特征分析
1.1内蒙古中西部地貌复杂多样,高原、山地、平川、丘陵谷地盆地分别占全区53. 4 %、20 %、8. 5 %和16. 4 %。戈壁沙漠、沙地干旱半干旱地区面积约40. 1 万km2 。其中鄂尔多斯、巴彦淖尔、乌海及阿拉善等地区年降雨量不足200mm ,蒸发量高达1600 ―2000 mm ,生态环境十分脆弱。该区域煤炭储量又非常丰富,由于历史及政策等多种因素影响,掠夺式开发、粗放式管理导致了矿区一系列环境地质问题发生,这些滞后发生的地质灾害和环境问题产生的原因为露天开采过后的煤矿虽然在后期进行了回填作业,但是由于回填土质的不同以及回填高度的差异,在一些开采较深矿区尤为明显,将会导致后期隐藏的地质灾害隐患的发生。
1.2矿井水、露天矿坑水、洗煤废水、煤矸石山淋溶水中有毒有害物质污染土壤、植被和矿区河流。矿区煤炭长期堆放大风扬尘产生煤粉灰、煤矸石长期风吹日晒大风扬尘、矿井排风有害气体、煤矸石自燃和煤层自燃污染等造成矿区周围大气污染严重。其中像乌海市的乌达跃进选煤厂矸石山燃烧区附近SO2平均浓度为10. 69 mg/ m3 ,超过国家标准70 多倍,H2S 平均浓度1. 57 mg/ m3 ,超过国家标准150 多倍,造成矿区周边大气环境污染严重。地下开采的矿区闭坑后可能会发生地面沉降、塌陷以及表面裂缝等地质灾害,在某种特定的条件下甚至会引发山体滑坡以及山体开裂等严重后果,将会给周围人民的生活及成产带来难以想象的灾难。
2矿山环境治理原则
2.1以人为本。在矿山环境治理时,首先考虑的是矿区周围人民的生命及财产安全,保护矿区周围居住地避免遭到矿山开发引起的地质灾害的影响。
2.2综合治理。在矿山环境治理过程中,要根据不同的地质条件、地质分布及不同的地质灾害隐患进行因地制宜综合治理。治理时选择的方法不同,治理的重点也各不相同,因此,综合治理才能有效的进行因害设防,减灾减害。
2.3注重效益。煤矿资源的开采本质是为了获取利益,所以治理的过程中注重效益也是原则之一。矿山环境治理应在遵循生态环境优先考虑的前提下,争取最大的利益。针对不同矿山的具体环境情况,危害的大小,危害的缓急以及治理资金的充裕与否,选择最合适的治理方法,将会取得事半功倍的效果。
2.4多措并举。仅仅利用工程措施治理矿山环境降一定程度上违反注重效益的原则,因为工程措施虽能根治环境问题但般都会有投资较大的特点,而生物措施可刚好弥补工程措施这一缺陷,两者相辅相成,共同作用。
3 煤矿地质灾害的主要类型及防治措施
3.1地震、矿震。矿震是由矿山冲击或者矿山岩爆引起的,指的是在开采过程中矿柱或者受支撑力较大的岩石,脆性煤等,在一般的压力之下不会发生大的震动。然而随着开采的深入,随着表面压力的增大,其所承受的压力将会达到微妙的极限平衡,这种平衡一旦被打破,将会向自由空间内释放巨大的能量冲击,并向坑内大量的喷射、散爆,给矿山带来巨大的灾难。此类灾害在开采过程中或在打隧道的过程中引发的小型地震,在煤炭开采过程中时有发生。实践证明,地震或矿震有着天然地震的某些特征,若矿区周围存在着较大天然地震则矿区发生地震的几率将会明显增加,其强度与人为开采的深度和强度是成正比增长的。所以煤矿在开采之前,首先要进行地震安全性评价,相关部门根据安全性评价结果给出相应的地震预防要求,当所有要求条件满足之后方可进行开采作业。
3.2采空塌陷。此类地质灾害均在事发前并无任何预兆,往往都是瞬间发生的,具有时间短,破坏力大等特点,需要重点进行防治。在所有煤矿地质灾害中,塌陷地质灾害带来的危害最为严重。可在煤炭开采之前,对矿区周围地质进行全面监测,充分了解地面的沉降规律及区域。并根据监测结果对易发生沉降区域进行重点防治,采用抗变形技术以及加固技术以抵抗地面的变形,还要明确开采的区域,对于存在严重安全隐患区域不得进行开采。
3.3开采区域突水涌水,涌泥,瓦斯突出。由于矿区具有复杂的水文地质条件等特征,若开采煤矿之前对实地的考察不充分,造成对开采过程中内部涌水的估计不足。在开采设备工作时,开采区域周围水体在水本身压力和矿区岩石压力作用下,将会通过矿层的薄弱处以及岩石断层、岩石隔水层等位置进入开采区域。打穿透水断层,可能会突然遇到暗河或者水溶洞的情况,地下水或者地面水就会趁机大量涌入,而在应对措施不齐全的情况下,工作人员将会受到严峻的生命威胁。此类灾害发生同时,大多还会伴着泥涌,不仅使得矿坑被堵塞掩埋,而且将会掩埋施工机器并工作人员,极易造成人员伤亡,对整个矿区都会造成不可修复性的打击。为了能在开采过程中有效的防治地下水,泥等涌入井下,避免井下被淹没的危险,无论是大型国有企业或者是私人企业,都要严格执行《煤矿安全规程》涉及的相关规定,良好的通风系统以及方便快捷的人员撤离通道必须在施工之前就应建立完成,同时在开采过程中实时的对矿坑内的瓦斯含量,渗水情况,地质结构等进行监测,如若发现存在安全隐患要及时的进行人员撤离并迅速组织人员对隐患进行排查,直至隐患接触后方可允许人员进入。
3.4开采结束后隐藏地质灾害。由于煤矿在开采过程中实施治理相关措施的时间较短,并且很多地质灾害具有不可预见性和滞后性,这就导致了煤矿在关闭后仍会存在着一些地质隐患。煤矿的开采要制定严格的开采规范并组建监督部门进行实时监督检查,坚决杜绝私挖乱采的现象发生,并合理规划开采范围。在总的开采规范的前提下,结合开采矿区的实际情况建立开采的具体方案并配套相应的预报制度流程,并针对可能发生的地质灾害提前制定相应的防治措施,防患于未然。
4矿山环境治理恢复策略
4.1加强矿山环境保护制度建设。强化相关环境保护部门行使监督实施的权利,完善制度体系的建设,促进矿山环境保护工作的实施。加强相关法律法规的建设,从法律的角度上强制性监督相关工作的实施,强化治理恢复矿山环境工作。
4.2加强矿山环境保护方面人才的培养。要加大矿山环境保护相关知识的宣传教育工作,让更多的人意识到矿山环境保护的重要性,尤其是开采人员,对于开采后要及时的对该矿区进行合理有效的环境恢复工作,只有全民存在这样的意识才能切实有效的推动矿山环境治理与恢复工作的进行。
4.3加强矿区废物,废气,废水的回收利用。随着科技的发展,对于废物,废气,废水的处理方式也越来越先进,越来越有效,采用高科技提高矿山资源的利用率,对于推动矿山环境的治理恢复起着越来越重要的作用。在开采过程中及时的对其进行回收利用,对于矿山环境的治理与恢复有着重要的意义。
4.4明确矿山企业的环境主体地位。根据“谁污染,谁治理”的原则,矿山企业是矿区环境的主要破坏者,理应作为开采后环境治理与恢复的责任主体。企业治理将会比政府治理更加有效,因为企业在不断的开采作业中,对治理恢复环境的成本与效益更加了解,更加有利于进行矿山环境的恢复工作。
4.5完善矿山环境治理恢复保证金制度。进一步完善企业开采许可证明体系,在取得开采许可证的时候让企业缴纳足够的环境治理恢复保证金,这样才会促使企业去更加积极的治理恢复矿区周围的环境;改善企业成本核算标准,将开采过后环境的治理恢复成本都纳入矿山企业成本中。
5结束语
综上所述,地质灾害的防治以及开采过后矿区环境的治理与恢复需要相关部门长期的监督以及有效的引导。另外,还要注重相关专业人才的培养与相关技术开发,通过各方面各阶层的共同努力,实现矿业的绿色开采,为内蒙古经济的可持续发展道路打下坚实的基础。
参考文献:
[1] 杨亮平;煤矿地面塌陷地质环境类型及其恢复治理研究[D];中国地质科学院;2009年
[2] 席莎;煤炭矿区地面塌陷严重程度分析[D];中国地质大学(北京);2012年
关键词:地质灾害、泥石(废石、矸石)流、崩塌、滑坡、地裂缝、岩溶(采空区)地面塌陷、突水突泥
1、前言
湖南省矿产资源丰富,矿山企业众多,矿业活动引起的矿山环境问题日趋严重。但近年来,为了最大限度地减轻矿山地质灾害损失,有计划的进行地质灾害的防治。先后出台了《湖南省地质灾害防治管理办法》、《湖南省地质环境保护条例》、《湖南省矿山地质环境影响评估技术要求》〔试行〕、《湖南省矿山地质环境影响评估技术要求》、《湖南省矿山地质环境治理备用金管理办法》等与矿山地质环境保护有关的规章制度。
湖南矿山开采形成的地质灾害对湖南的经济造成巨大损失,同时引起了一系列的社会矛盾,一些受害单位和个人不得不把矿山企业推向法庭,形成了新的社会不安定因素。可见对矿山地质灾害的预防及治理到了关键时刻,已成为湖南省当前一项重要任务。
2、矿山地质灾害的成因
2.1、受自然环境条件制约
湖南地处东经108°47′~114°45′″、北纬24°39′~30°28′之间,境内东南西三面环山,幕阜、罗霄山脉绵亘于东,五岭山脉屏障于南,武陵、雪峰山脉逶迤于西。湘西山地多数山峰海拔1000m以上,中部丘陵与河谷盆地相间。
湖南省成矿区主要分布于湘东南西,多数矿区受两种或两种以上构造及其复合部位控制,成矿地貌复杂、构造发育,矿床规模不一,造成采矿方式及采矿难度大,决定了矿山开采诱发及加剧地质灾害的发生。
2.2、矿山开采技术落后
目前,由于矿山地质环境保护技术规范不健全,缺乏不同类型的矿山开采技术要求和环境保护措施,全省绝大数矿山开采技术还是采用传统的炸药爆破方式进行开采,致使矿山围岩结构受损,地质灾害事件屡屡发生。
2.3、矿山地质灾害恢复与治理缺乏资金支持
矿山地质环境已经存在许多历史遗留问题,给社会经济可持续发展造成了较大的困难。在社会主义市场经济时代,矿产开发投资主体已经多元化,矿山业主流动性大,个人经济效益放在首位,矿山地质灾害日益突出。
虽然我省投入大量资金进行恢复治理,如2004年,国家财政部和国土资源部批准湖南省11个矿山环境整治项目,补助资金2300多万元,占财政部和国土资源部当年矿山环境整治补助资金的20%以上。但由于历史欠帐太多,矿山环境恢复治理还是显得资金投入不够,矿山环境恢复与治理的速度仍赶不上破坏的速度,矿山环境恢复与治理任务大。
3、矿山地质灾害实例
湖南的煤炭坝煤矿环境地质条件为地处浅埋岩溶区,因开采矿产需要,进行矿区疏排地下水引发的岩溶塌陷灾害十分普遍,本矿大规模开采煤炭资源始于20世纪70年代,而因采矿造成的岩溶塌陷引发的受损房屋面积已达150万平方米,受影响的城乡人口26889人;受损农田2345公顷,抛荒地453公顷;还使大量的公用建筑、道路桥梁、电力通讯设施、水利工程遭到破坏以及严重的地表开裂、变形等灾害。
柿竹园矿为老矿山,过去对尾矿坝的安全重视不够,存在着许多安全隐患。如1985年8月,因一场特大山洪引起大规模矿山尾砂废石流,长11公里,固体物质总输移量达5500万立方米,致死49人,将原东波矿区的下二村洗劫一空,直接经济损失1748万元。
恩口煤矿区因长期疏干排水导致矿区25平方公里范围内出现8757个塌洞,致使人畜饮水困难,农田水利设施被毁,直接经济损失1.1亿元。
4、矿山地质灾害预防措施建议
矿区地质灾害预防是关系到矿区人民生命财产安全、关系到矿区经济的可持续发展。有必要积极开展矿区地质灾害预防工作。针对矿区地质灾害发生的特点、造成损失程度特作出以下具体的预防措施建议:
4.1、认真贯彻执行“以防为主、防治结合”的方针
开展全矿区地质灾害时空的分布、形成机理的研究,进行地质灾害预测、预警分析,逐步掌握地质灾害的分布规律,做好地质灾害的事前防范工作。
4.2、进一步加强规章制度的建立,健全防灾措施
大力宣传、认真贯彻《湖南省地质灾害防治管理办法》、《湖南省地质环境保护条例》等,进一步增强全矿人员的法律意识,提高依法加强矿山地质灾害预防的自觉性,以法规的形式预防和减轻矿区地质灾害。
4.3、设立专门的机构预防地质灾害
实行严格的责任制,按照《湖南省地质灾害防治管理办法》做好如下四点防灾工作:一是做好以地质灾害现状、防治目标、防治原则、易发区和危险区的划定、总体部署和主要任务、基本措施、预期效果为内容的地质灾害防治规划;二是拟定好地质灾害监测、预防重点,设计好地质灾害危险点威胁对象、范围的地质灾害防灾预案;三是做好矿业活动诱发地质灾害的可能性、矿业活动本身遭受地质灾害的危险性及已发生的地质灾害所采取的措施等进行地质灾害危险性评估;四是做好地质灾害发生的时间、地点、成灾范围、影响程度等地质灾害预报。
4.4、需要加强地质灾害监测和信息系统建设
大型矿区根据地质灾害的性质及防治措施确定监测内容,并建立监测网络和信息系统,密切观察地质灾害的发展动态。小型矿区根据经济实力可采取不定时的监测。
4.5、矿区重点预防区实施专人定点监控,切实做好地质灾害的预防工作
汛期是防灾工作重点时期,要紧密结合天气预报做好地质灾害趋势预测,要加强地质灾害险情巡回检查,发现险情及时处理和报告。
4.6、要加强巡查,严格管理
地质灾害预防要坚持以防为主,防患于未然;坚持以人为本,确保人民生命安全,同时最大限度降低财产损失。加强巡查工作,落实专班,做好值班,对各种可能诱发地质灾害的行为开展不定期的检查,从源头上尽可能防止和减少地质灾害的发生。
4.7、建立群测群防体系
矿区所有的人相当于一个大家庭,人人有责来维护矿区的安全,要动员所有力量,建立群测群防体系。
5、矿山地质灾害治理措施建议
矿山地质灾害的发生具有突发性,对矿山造成的危害往往难以估计的,可能摧毁矿山设施,淤埋矿山坑道、伤害矿山人员、造成停工停产,甚至使矿山报废;也可能对矿区内的居民及其他流动人员构成生命危险、毁坏房屋、破坏耕地、林地等等。依据本人从事的矿山地质灾害的实践,对矿山地质灾害的治理措施作了归纳并提出了一些建议。
5.1、泥石(废石、矸石)流治理措施建议
泥石(废石、矸石)流指由于暴雨或其它水源破坏斜坡表层及堆积物的稳定而形成的一种夹带大量泥沙石块(含矿山废石矸石)及植物等固体物质的特殊洪流。形成条件概括起来主要表现为三个方面:地表大量的松散固体物质,充足的水源条件和特定的地貌条件。治理措施建议:
5.1.1治水措施 :此项可分为蓄水措施、引水措施、截水措施。作用是调蓄洪水,避免或减缓洪峰;引、排洪水,消减、控制泄洪量;拦截上方崩滑或水土流失地段径流。
5.1.2 治泥石(废石、矸石)措施:可分为拦坝措施、挡墙(挡土墙、挡渣墙)措施、护坡措施、变坡措施。作用为拦蓄泥沙、稳固滑坡、节节拦截、减缓沟底坡度;稳固滑坡、崩塌体;加固边坡,增强坡体抗滑抗流能力;降低坡角,削弱泥石(废石、矸石)流侵蚀力。
5.1.3 生物措施:主要采用水源涵养林措施、水土保持林措施及废石、矸石恢复植被措施。作用是改良土壤,消减径流;保水保土,扩大植被覆盖率,减少水土流失;固定废石、矸石,降低松散固体物。
5.2 崩塌治理措施建议
崩塌指陡坡上被直立裂缝分割的岩土体,因根部支撑不住,产生折断压碎或局部滑移,失去稳定,突然脱离母体向下倾倒、翻滚的现象。崩塌是在特定条件下形成的:地形地貌、地层岩性和地质构造是崩塌的物质基础;降雨、地下水作用、振动力、风化作用以及人类活动对崩塌的形成和发展起着重要的作用。治理措施建议:
5.2.1 遮挡措施:遮挡斜坡上部的崩塌落石。常用于中小型崩塌或人工边坡崩塌的防治。
5.2.2 拦截措施:对于仅在雨季才有坠石、剥落和小型崩塌的地段,可在坡脚或半坡上设置拦截构筑物,如设置落石槽以停积崩塌物质。
5.2.3 支挡措施:在岩石突出或不稳定的大孤石下面,修建支柱,支挡墙等。
5.2.4护墙、护坡措施:在易风化剥落的边坡地段,修建护墙,对缓坡进行浆砌片石护坡等。
5.2.5 镶补勾缝措施:对坡体中的裂缝、缝、空洞,可用片石填补空洞,水泥砂浆勾缝等以防裂隙、缝、空洞的进一步发展。
5.2.6 切割爆破措施:采用切割爆理孤石、危岩或孤石(危岩),通过各种药包的联合爆切作用,把单个的、体积较大的孤石、危岩或孤石(危岩)群予以全部或局部地粉碎。
5.3 滑坡治理措施建议
滑坡指斜坡上的岩土体受一定的因素诱发,在重力作用下,沿着一定的软弱面或软弱带,整体地或分散地顺坡下滑的现象。滑坡的成因包括两方面,一是环境条件:岩土地质类型是产生滑坡的内在物质基础;地质构造及岩土结构是产生滑坡的内在地质环境条件;地形地貌是产生滑坡的内在地貌环境条件;地下水作用是产生滑坡的水文地质条件;二是诱发因素:矿山滑坡的形成可能有以下五种诱发因素,分别为大气降水、沟谷水流的冲刷、人为工程活动破坏坡体平衡作用、地震动的作用、乱砍滥伐人为活动。治理措施建议:
5.3.1 排除地表水措施:目的在于拦截、旁引滑坡外表的地表水,避免地表水流入滑坡区。具体施工措施有滑坡体截水沟、滑坡体上地表水排水沟。
5.3.2排除地下水措施:排除地下水可使滑坡体土体干燥,从而提高其强度指标,降低土壤的容重,并可消除地下水动水压力,以提高滑体的稳定性。具体施工措施有截水盲沟――用于拦截或旁引滑坡体地下水、支撑盲沟――兼具排水和支撑作用、仰斜孔群――用近于水平的钻孔把地下水引出、渗管――排除滑坡体内的地下水等等。
5.3.3 削坡减重措施:用于治理处于“头重脚轻”状态而在前方又没有可靠抗滑地段的滑体,使滑体外形改善、重心降低,从而提高滑体稳定性。
5.3.4 修筑支挡措施:目的在于增加滑坡的重力平衡条件,使滑体迅速恢复稳定。具体施工措施有抗滑挡土墙(锚杆挡墙、桩拱墙、竖向预应力锚杆挡墙等)、抗滑桩、锚固。
5.3.5 土质改良措施:它通过改善滑体土的性质,使之坚固以达到稳定滑坡的目的。具体施工措施有焙烧法――利用导洞或钻孔火烧滑坡前缘部分的滑体,使之形成由硬土组成的“天然”挡墙、爆破法――在已成孔孔底用炸药爆破,破坏滑动面的完整性,使得不能沿滑动面形成连续的底强度带、灌浆法――用于凝固土体,从而达到提高滑体土抗剪强度目的。
5.4 地裂缝治理措施建议
地裂缝指由于内外力作用而产生的地面缝状开裂。形态上有张口状裂缝、压密裂缝及台阶状裂缝等。矿山型地裂缝多为采空区地面塌陷及岩溶地面塌陷中地表变形形态之一。矿区地裂缝的形成主导因素为采矿遗留的采空区、过量抽排地下水而产生的负压所致,其次为地震、地质构造、崩塌、滑坡等所造成的。治理措施建议:
5.4.1 水泥灌浆法措施:一般用于较大型地裂缝,目的在于填补裂缝,使其具有凝合力,以止地裂缝进一步发展。
5.4.2 填土掩埋、夯实措施:一般用于小型地裂缝,对地裂缝进行及时的回填、夯实,以控制其继续扩大。
5.4.3 采空区回填措施:对已采空区要进行及时回填,减小负压,以防止地裂缝的发生和发展。
5.4.4 控制地下水位下降措施:使抽排水量小于或等于地下水的补给量,以避免地裂缝的发生或发展。
5.5采空区地面塌陷治理措施建议
采空区地面塌陷指地下矿层(体)被采空后,顶板覆岩产生变形破坏波及地表,使地表产生沉陷、地裂缝、塌陷坑及槽状塌陷等非连续变形破坏现象的总称。主要由于地下采空区使原有的平衡条件破坏,使其产生负压,采空区顶部抗压不强而形成塌陷。治理措施建议:
5.5.1.1工程治理措施。清除填堵:常用于相对较浅的岩溶塌坑或埋藏浅的土洞。首先清除其中的松土,填入块石、碎石形成反滤层,其上覆盖以粘土并夯实;强夯:在土体厚度较小、地形平坦的情况下,采用强夯砸实覆盖层的方法消除土洞,提高土层的强度;因地制宜修建截、排水沟。
5.5.1.2 矿井设置保安矿柱或禁采区措施。实施本措施对保护地面人居安全与基础设施的稳定性所确定的范围合理,安全可靠,能有效防止或减小地面沉陷变形破坏。闭坑后矿山矿柱回采,须设计回采方案,方案必须经过国土主管部门批准后实施。
5.5.1.3 改进矿井开采方法与顶板管理方式:矿井开采方法与顶板管理方式应根据矿山地质环境情况进行设计,前提是使发生采空区地面塌陷的可能性降到最小。
5.5.1.4 采空区处理措施:对已采空区要进行及时处理,以阻止采空区地面塌陷的形成及发展。具体操作措施有充填法、垮落法、顶板缓慢下沉法、条带开采法。
5.5.1.5 实施搬迁避险措施与对受损土地实施复垦整治:对治理难度大、经费大的采空区地面塌陷所影响范围内的村民实施搬迁,并对受损的土地因地制宜的种草植树,防止水土流失,恢复生态景观效果。
5.6岩溶地面塌陷治理措施建议
岩溶地面塌陷指岩溶地区(主要是覆盖型地区)隐伏在地下的岩溶洞穴上方的土(岩)体,在人为因素或自然因素影响下产生向下陷落,并在地面形成坑洞或裂缝的作用和现象。主要发育有浅层开口岩溶洞及裂隙可溶岩、具有一定厚度的松散覆盖层、易于改变的地下水动力条件、大型或浅层采空区。治理措施建议:
5.6.1.1预防措施。根据矿井岩溶分布深浅、发育程度,地下水迳流条件,在矿井疏干前编制预测可能出现的岩溶地面塌陷区制定预防措施。
5.6.1.2回填或灌注填充措施:对影响人居环境与重要设施的岩溶塌坑,或影响矿井充水的岩溶塌陷漏斗采取碎石、粘土回填,防止塌陷的再度出现。在溶洞埋藏较深时,通过钻孔灌注水泥砂浆。填充岩溶孔洞或缝隙、隔断地下水流通道,达到加固的目的。
5.6.1.3 采取供水措施:对因矿业活动引起岩溶地面塌陷,导致水资源枯竭的地区,应采取供水措施,确保人畜及生产用水。
5.6.1.4 实施搬迁避险措施:对治理难度大、经费大的岩溶地面塌陷所影响范围内的村民实施搬迁避险。
5.6.1.5 控制矿井排水量措施:控制矿井的排水量,使地下水缓慢下降,使原有的平衡条件慢慢的破坏,以达到一个缓解的目的。
5.7矿井突水突泥治理措施建议
矿井突水突泥指矿山地下井巷及采矿工作面(场)在采掘过程中发生突然大量涌水或涌泥的现象。井下采掘活动破坏岩层的天然平衡,采掘工作面周围水体在静水压力和矿山压力作用下,通过断层、隔水层和矿层的薄弱处并携带泥土进入采掘工作面;在开采过程中,对已采空区的积水或老窑水没有进行适当处理而突然灌入开采巷道所致。治理措施建议:
5.7.1 地面防水措施
5.7.1.1 挖沟排(截)洪:地处山麓或山前平原区的矿井,可在井田上方垂直来水方向沿地形等高线布置排洪沟、渠,拦截洪水和浅层地下水,并通过安全地段引出矿区。
5.7.1.2 排除积水:有些矿区开采后引起地表塌陷,常年积水,且随开采面积的扩大,塌陷区范围越广,积水越多。此时要排掉积水,消除水害隐患。
5.7.1.3 填堵通道:矿区范围内,因采掘活动引起的地面塌陷、开裂等查明是矿井水通道时,则在渗漏地段进行填堵、夯实,且略高出地面以防积水。
5.7.2 井下防水措施
5.7.2.1 防水闸门和防水墙:在适当的地点预留防水闸门和防水墙的位置,使矿井形成分翼、分水平或分区隔离开采。在水患发生时达到分区隔离,缩小灾情,控制水势危害,确保矿井安全。
5.7.2.2 防水煤(岩)柱:在水体下、含水层下承压含水层上或导水断层附近采掘时,为防治地表水或地下水溃入工作地点,在可能发生突水处的保留最小宽度的矿柱不采,以加强岩层的强度和增加其重量阻止水突入矿井。
5.7.2.3 矿井注浆堵水措施:注浆堵水就是将制的浆液压入井下岩层空隙、裂隙或巷道中,使其扩散,凝固和硬化,从而岩层具有较高的强度、密实性和不透水性达到封堵截断补给水源和加固地层的作用。具体施工措施有井筒注浆堵水、突水点(口)注浆堵水、井下注浆堵水等。
六、结语
本文通过资料收集、具体实践,特对矿山常见几种地质灾害的定义、成因条件作出分析,结合湖南省矿山具体情况,对矿山地质灾害的治理措施进行了扼要的总结,但在实际操作中,一种灾害的治理可能需要几种治理措施结合使用。
参考文献
〔1〕湖南省矿山地质环境影响评估技术要求 杨顺泉等 湖南省国土资源厅 2006年元月
〔2〕湖南省1:50万地质矿产图说明书湖南省地质科学研究所 1977年11月
根据国土资源部的《矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范》(DZ/T223—2009),矿山地质环境影响评估范围应包括矿区范围、矿业活动影响范围和可能影响矿业活动的不良地质因素存在的范围。通过分析影响因素并结合矿区实际情况,对矿山进行现状评估。根据露天采场、排土场、工业广场及矿区公路的4项矿山地质环境问题及现状评估结果,将二采区划分为3个区:环境影响严重区(Ⅰ)、环境影响较严重区(Ⅱ)和环境影响一般区(Ⅲ)。由表1可知,现状条件下矿山二采区开采活动压覆、破坏土地总面积为74140m2(露天采场破坏土地面积34000m2,排土场破坏土地面积40140m2),对土地资源的占用、破坏比较轻,但是对地形地貌景观影响破坏相当严重;工业广场破坏土地面积约3170m2,对土地资源占用、破坏比较轻,对地形地貌景观影响破坏相当严重;矿区公路占地面积750m2,对土地资源占用、破坏比较轻;矿山开采对含水层影响及破坏比较轻。
2地质环境影响预测分析
2.1矿山地质灾害露天采场矿床属于工程地质条件简单类型,开采破坏了岩体的完整性,在构造发育地段有岩石崩塌掉块的可能,引发崩塌地质灾害的可能性中等,地质灾害危险性中等;排土场位置较高,汇水面积很小,不会形成泥石流的物源,但西部边坡较高,滑坡隐患威胁露天采场的正常生产,引发滑坡地质灾害可能性中等,地质灾害危险性中等;适用期内工业广场的面积不会增加,其建设未引发或加剧崩塌、滑坡等地质灾害,引发或加剧地质灾害的可能性小,地质灾害危险性小;二采区位于矿区东部,其中400m矿区公路一侧开挖山体,出现较大的高陡边坡,且坡面上浮石较多,存在发生小型崩塌地质灾害隐患,发生崩塌地质灾害可能性中等,地质灾害危险性中等。
2.2地形地貌景观与土地资源的影响和破坏适用期内露天采场仍采用组合台阶式采矿方法,预测面积116080m2,现已严重破坏了原生的地形地貌景观,治理难度较大,占用、破坏荒地面积0.1~0.2km2,对土地资源的影响和破坏较严重;排土场面积将增大到117370m2,采矿废石的堆集严重破坏了植被,压占土地,对地形地貌景观影响和破坏严重,治理难度较大,占用、破坏荒地面积0.1~0.2km2,对土地资源的影响和破坏较严重;工业广场面积不会增加,建设场地由废石充填沟谷而成,充填高度一般为1~4m,对原生的地形地貌景观影响和破坏程度较大,其恢复治理难度较小,占用、破坏荒地小于0.1km2,对土地资源的影响和破坏较轻;矿区道路不会增加,预测评估其对地形地貌影响和破坏较严重,占用、破坏荒地面积小于0.1km2,对土地资源的影响和破坏较轻。
2.3含水层影响及破坏在矿山开采过程中,在采场外设防洪沟,采场内设截水沟,自流排水。根据矿区水文地质资料,疏干排水对矿区周围主要充水含水层破坏较小。矿床开采不产生有毒、有害物质,水质与当地农业生产抽取的地下水基本一致,矿山开采对该区域水资源影响较轻。预测适用期内矿山开采对含水层影响及破坏较轻。根据上述对矿山地质环境问题预测及评估结果,矿山地质环境影响严重区的主要问题是对地形地貌景观的影响和破坏严重,土地资源破坏程度严重。二采区露天采场发生崩塌、滑坡等地质灾害的可能性为中等,灾害危险性为中等。地下采场岩石移动范围发生地面塌陷地质灾害的可能性比较大,地质灾害危险性比较大。部分排土场边坡较高,发生滑坡地质灾害的可能性中等,地质灾害危险性为中等。该部分道路发生崩塌、滑坡等地质灾害的可能性为中等,灾害危险性为中等。环境影响较严重区对地形地貌景观的影响和破坏比较严重,对土地资源破坏比较轻,对含水层的影响和破坏比较轻。矿山地质环境影响一般区治理期内不进行开采活动,可能受到矿山采矿工程的影响轻微,预测评估该部分区域矿山环境影响较轻。矿山地质环境影响程度预测评估见表2。
3矿山地质环境防治工程
3.1地质环境恢复治理分区及措施根据预测评估分区,将治理分区分为重点防治区、次重点防治区、一般防治区(表3)。严格控制资源的开发,以便减少对地质环境的扰动和破坏,最大程度地降低或者避免资源开发产生环境问题。目前矿山出现的环境问题,通过采用治理工程和生物工程等措施进行恢复处理,尽量避免矿山环境破坏或将其消除在矿山建设、生产过程中,做到防患于未然;对不可避免占用、破坏土地植被资源,通过各种恢复治理措施,达到矿山环境保护和治理目的。具体措施如下:(1)露天采场防治区。在开采境界范围设置围栏,锚固边坡,在开采平台砌筑干砌石挡墙、排水沟,并进行覆土、整平及恢复植被。露天采场防护网总长1601m,采用混凝土柱刺网,混凝土柱间距为10m。围栏间隔50m设立明显警示标志,标明“崩塌、滑坡危险区,禁止靠近”,共需混凝土立柱160根,警示牌30块。(2)排土场防治区。对排土场边坡及所有排土场台面进行覆土、整平并恢复植被。对排土场的高陡边坡(边坡角大于30°)进行削坡,坡度控制为30°;排土场施行梯级堆放,沿排土场等高线每20~25m设一宽4m的平台,内倾3°~5°,起防冲作用;将上部高低不平的平台用推土机推平,在排土场下游修建挡土墙。挡土墙墙基为浆砌毛石,基座宽2m,基础深1.2m,留排水孔;墙体为浆砌毛石,高2.5m,横截面呈梯形,墙体上部宽1m,下部宽1.6m。共需削坡2100m3,挖方1312m3,浆砌毛石墙身2132m3,浆砌毛石基础1312m3。(3)工业场地防治区。对高陡边坡进行削坡,对路面进行覆土、整平及恢复植被。工业广场占地3170m2,周长225m,按照间距3m种植松树,共需种植75株。树坑规格0.6m×0.6m×0.6m,土石方量为16.2m3。(4)矿区道路防治区(重点防治区)。部分矿区道路开挖山体3~10m,形成高陡边坡,适用期进行削坡治理,工程量为400m3。矿区道路两侧种植松树,间距为3m,共需植树267株,树坑规格为0.6m×0.6m×0.6m,土石方量为57.67m3。(5)矿区公路防治区(次重点防治区)。矿区公路应采用洒水等措施降低粉尘,道路两侧种植松树绿化。矿区范围较严重区道路长150m,按照间距3m种植松树,共100株。树坑规格0.6m×0.6m×0.6m,土石方量为21.6m3。恢复治理后期主要对露天采场开采台面和部分矿区公路(严重区)台面进行砌筑干砌石挡墙、覆土、整平、植树绿化及边坡种植爬山虎;对排土场平台及边坡进行覆土、整平及植树绿化,对露天采场边坡、矿区公路(严重区)边坡及排土场进行监测,出现问题及时处理;对前期没有成活的树木进行补种。二采区地质环境恢复治理布置见图1。
3.2矿山地质环境监测(1)地质灾害监测包括崩塌、滑坡监测与地面塌陷及伴生地裂缝监测。绝对位移监测选用高精度的测角、测距光学仪器和光电测量仪器;采用常规的两方向或三方向前方交会法进行测量,在崩塌、滑坡裂缝两侧设埋桩,用钢尺定时测量裂缝变化情况,进行相对位移监测;采用地面人工观察,定期巡视,对露天采场、排土场的边坡位置、形态、密实度进行监测,每半个月进行一次,进入雨季要特别关注天气变化,增加监测次数。(2)含水层破坏监测包括地表水监测、地下水监测。根据矿山所在水系地表水流向及纳污水体的有关功能要求,对水污染源和控制点进行监测,主要为工业广场生活污水与生产废水排放总口,监测生活污水与生产废水的水量、水质变化情况;地下水监测设置6个监测点,分别对第四系孔隙和基岩裂隙含水层水位、水量、水质的动态变化情况进行监测,每组含水层的监测点在沉陷区内外各布置1个。采用人工定期监测,以掌握该地区的地下水的动态变化情况,了解矿山开采对地下水资源及水质的影响状况。(3)地形地貌景观及土地资源监测主要通过现场实地调查和勘测,采用GPS定位并结合工程地形图、数码相机、数码摄像机、全站仪、水平仪、测距仪等工具,填表记录水土保持措施实施情况。
4结论
关键词:矿山 地质环境 恢复治理
中图分类号:X3 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)08(b)-0147-01
随着国民经济持续稳定的高速增长,市场经济下的矿山开采不注重经济效益与社会效益和长远效益的结合,造成了一系列因肆意开采、安全管理意识淡薄、开发技术落后等造成的矿山地质环境问题。矿山地质环境问题不仅会引发接连的矿业地质灾害,给广大人民生活带来影响,还严重制约了国民经济的发展。
1 对环境造成的影响
1.1 引发塌陷危险
矿山开发活动还可以引发地质灾害,使地面遭受塌陷危险。首先,地面塌陷对道路和铁路的具有较大破坏作用。其次,地面塌陷对桥涵的影响和破坏。随着采煤的塌陷,受到影响的桥梁或涵洞由于下沉的速度较慢和随沉随治理的观念盛行没有得到及时重视,将随着井田的进一步开发呈现大面积积水甚至全部变成水域的现象。再次,地面塌陷对河流堤坝具有一定的破坏作用。最后,地面塌陷对村庄有一定的破坏作用。
1.2 引发地质灾害
在矿山资源开发时,能诱发很多地质灾害,对人民的生命、生产生活和财产安全造成了一定的危害。矿山开发,极易引发滑坡、泥石流、山体崩塌现象。矿业开采,特别是露天矿业开采,加上自然环境的影响容易形成滑坡等地质灾害。矿山开采使得坡体原有平衡被打破,导致山体倾斜,岩土变形,直接诱发崩塌和滑坡;矿山开采中的矿渣随意堆放,不及时处理,给山体造成了超负荷,导致滑坡现象;矿业开采中的残渣遇雨水等暴风雨天气,形成泥石流。
1.3 地貌景观影响
主要表现在植被稀少,石漠化严重,水土流失等。石漠化在喀斯特脆弱地貌环境下,因为人类的不合理开采矿业或过分强调经济活动等造成的土层植被遭破坏,水土流失、土地生产能力下降的岩石景观。此种情况也在露天开采中容易出现,由随意堆放的矿渣等构成,破坏了生态环境。
1.4 土地资源影响
矿业活动对土地资源的影响和破坏主要体现在土地占用和地面塌陷上。土地占用主要是工业场地和矸石堆放占地。此外,随着矿业开发活动的加剧,对矿区土地资源的影响程度将持续,受影响和破坏的土地范围增大,矿业开采中的有毒有害成分渗入土地资源中,对植物和环境造成了危害和污染。
1.5 水体环境影响
矿业开采直接或间接地污染了水源。由于矿业开采中的不妥善处理残渣和污水废水,造成污水经雨水冲洗后流放到周围的农田、土地中,再进一步污染农作物,影响了整个生态系统的和谐稳定。此外,有些矿业开采中直接排出废水污水,渗入地表,直接污染了地下水源和土地质量。含水层造成影响。此外,矿业开采中对矿井的不合理开采容易影响到含水层水质水位等,对于浅部含水层及民用井、煤系地层及上下覆含水层、地下水水位及水质都造成了不同程度的影响。
1.6 大气环境污染
采石场中,尘土飞扬,乱堆乱放的废石废渣经狂风一吹,漫天飞舞造成了严重的大气污染,严重影响了空气质量。
1.7 噪音污染
矿业开采中,机器声巨大,振动分贝较高,形成了噪音污染,严重影响了周围居民的正常生活。
2 如何恢复治理矿山环境
随着经济的发展,矿山开采成为国民经济的重要支柱,但也带来了不少环境问题。矿山环境的恶化是每一个矿业工作者和公民关心的问题。当前的重要任务是恢复治理矿山环境,并在以后进行矿山开采时,注意保护环境,合理开采,促进地方经济可持续发展和人与自然的和谐统一。
2.1 应根据情况,合理分区
矿业工作者应根据矿产资源开发计划,矿山地质环境问题类型、分布特征及其危害性以及矿山地质环境影响评估结果对矿山环境合理分区,方便对症下药。首先,应坚持以人为本、以土地治理再利用为中心的原则。其次,要在现状评估、预测评估的基础上,对评估区地质环境总体影响程度作出综合结论,明确分清区内相似、区间相异情况,进行环境分区。再次,根据各个分区的不同情况和特点,对其进行定量和定性分析。例如:根据各片区的特点分成矿区南、北、中等区,在此基础上,进行对其进行重点防治区和一般防治区划分,明确各片区的地理位置及面积大小,分析其地质环境现状,提出合理的解决方案。
2.2 针对症状,改善矿区环境
针对不同分区的环境恶化形式和地理环境特征,采取不同的改善矿区环境方式。
(1)改善矿区生活质量,防止地质灾害发生。矿山在开采过程中形成的石头、泥土、灰尘等容易造成地质灾害,给矿区人员或周围居民的人身安全造成严重威胁。在对于地质灾害容易发生的地区,有效采取措施改善环境质量。(2)充分发挥覆土和矸石作用,增加耕地面积和减少危害。矿山开采后,容易形成大面积的塌陷现象,造成耕地面积减少,还对矿区人民的生命安全造成威胁。针对此现象,坚持可持续发展的原则,将覆土重新回填进坑洼处,不仅有效增加了耕地面积,还合理解决了覆土的安置情况。对采矿后产生的矸石等固体废物进行综合治理,防止其造成的地质灾害影响,又避免了浪费资源现象的发生。(3)及时修复因地面塌陷造成的交通道路、坝体沉陷、渗漏现象。矿山开采后,容易造成交通堵塞,坝体沉陷,地下水层渗漏等现象,对矿山周围的人民生产生活造成了影响。(4)充分利用已有矿井排水处理工程,发挥矿井排水、选矿排水等的有效作用。利用排水处理工程进行妥善排水,并对生活废水集中处理,保证矿区地下水和地表水水质不受污染,也是保护矿区环境的一项重要措施。(5)绿化环境,保护植被。矿山的开采不仅产生了较多的废石废渣,造成了山体滑坡和水土流失现象,不仅危害人类自身,还破坏了植被,破坏了生态环境。为此,矿山工作者应该注意绿化环境,加强植被修复和保护,使得矿区的自然景观和生态环境功成于千秋万代。
2.3 治理与恢复并行,有效保护矿区环境
我们除了对矿区环境进行治理,还要对环境矿区环境进行保护和监督,促使矿业开采继续为经济发展服务,且不至于危害生态环境。
采取监测措施,加强环境监督功能,防止边坡崩塌、滑坡等地质灾害的发生。合理处理废石废渣合理,选择好堆放位置,使它不危害含水层和发生地质灾害。保护植被,加强植树造林工程,减少恶劣环境造成的地质灾害对人们造成的危害。全面建立并不断完善矿山地质环境监测系统。例如,建立塌陷区地面变形观测等,完善矿区地质灾害监测网络、信息系统和预警体系。
参考文献
【关键词】煤矿;地质灾害;防治措施
引言
由于地质相对复杂,煤炭开采过程中很容易出现地质灾害,这些地质灾害直接危害矿区居民的生命和财产的安全,地质灾害的产生和延续,使人们无法安居乐业,治理灾害的工程量巨大,耗资不菲,工期较长。因此,需要及时找出相应的灾害治理措施,以免造成更大的灾害。
1 煤矿地质灾害的特点
群发性,采煤工程破坏地质环境的平衡。引起地质环境的反馈,其反馈行为所导致的灾害往往不是孤立的,常在同一煤矿区某一时段集中形成灾害群。衍生性,原生环境地质灾害还常常衍生一连串的次生灾害,形成一系列有成因联系的灾害链。例如煤矿生产对环境的影响可分为直接的(通常是长期的)和间接的(通常是短期的),但两种类型的环境影响结果可以认为是一种连锁反应。区域性(如下图所示),就各种灾害的内部联系而言,它们受一定区域性条件控制,如受区域性构造条件、区域性煤系岩性组合特征、区域性煤变质条件、区域性地理条件和区域性气候条件的控制和影响。因此,在灾害时空演化和分布上表现出区域性的特点。发灾持续时间的多样性,煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸、煤尘爆炸、矿井突水、顶板冒落等灾害,往往具有突发性,发灾时间短、强度高,破坏性大。
图1 地质灾害区域特征
不可避免性和可防御性,煤矿环境地质灾害是按一定规律、达到一定程度后发生的。在目前技术经济条件下,乃至今后一定时期内,要完全避免是不可能的。但这些灾害又是可以防御的,随着研究的深入、经验的积累,依靠科技进步进行预测预报和积极治理,对灾害进行控制,减少灾害,减轻灾害损失是可能的。
2 煤矿地质灾害产生原因
2.1 客观原因
采矿过程,从地壳内部挖出了极为巨大量的矿石和岩石。诚然,不论采矿的手段是钻采、坑采,还是露天开采,还是液采,实际上都是肢解地壳的机体,过后会留下千疮百孔的空洞。这就使本来呈自然平衡的地壳,出现了新的不平衡和不谐调,导致了地壳物质的不稳固性。这是诱发矿山地质灾害的本质原因。采矿特别是地下采矿必须要排净矿坑下积水和处理地层漏水,这又造成地下水的不平衡,进而导致地层的不平衡性和不稳定性。
2.2 主观原因
相当长时期以来,地方和民营小煤矿等如雨后春笋般发展,它们与国营大矿山争夺资源或单独或寄生于国营大矿山之上,每个小矿山在大矿山上挖一个洞,宛如一个个疮疤,极易发生瓦斯泄露和透水等事故。
3 实例分析
3.1 地质灾害概况
某煤矿位置属构造侵蚀中山地形地貌。地质结构简单,地形起伏较大,构造不发育,在井田区域内未发现崩塌、滑坡、泥石流、溃坝等地质自然灾害。矿区所处位置为山区,年降水量1502.2mm,雨量颇丰,多集中在6~9四个月,汛期常会在短时间内形成集中降水,水量较大,是诱发山洪、泥石流、滑坡等地质灾害的主要原因。煤矿在开采过程中,采空区上方的地表可能会出现裂缝或塌陷坑等地质灾害,多集中于山体林地内。因此,要加强地质灾害防治工作,防止地质灾害事故发生。
3.2 地质灾害防治措施
3.2.1 加强地质灾害排查工作
地质灾害防治监测小组负责每月对矿区范围内的地质灾害隐患点组织不少于一次“拉网式”排查;每次大雨过后要临时增加一次地质灾害排查,对排查中发现的隐患由相关科室负责人及时制定防治方案,限期整改并监督落实。每年汛期来临之际,地质灾害防治工作领导小组办公室安排人员负责矿区范围内的巡查工作,重点巡查具有潜在重大危害的滑坡和地面塌陷、塌方等可能因暴雨诱发的隐患点。对查出的隐患地点,要设立醒目、永久的警示标志,并及时纳入群测群防监测网络,采取有效的防灾减灾措施。
3.2.2 认真履行职责,加强制度建设
煤矿的地质灾害防治工作实行统一管理,分工协作的原则,地质灾害防治办公室负责全矿区地质灾害防治的组织、协调、指导和监督工作,各监测人员按照各自职责负责相关的地质灾害防治工作。全矿要进一步加强地质灾害各类制度建设,形成全员防灾、群测群防、责权分明的地质灾害防范机制,尽职尽责,全力以赴做好地质灾害防治工作,确保矿区人员的生命财产安全。
3.2.3 加强组织领导,落实工作责任
全矿各相关科室负责人要把地质灾害防治工作列入日常重点工作安排,坚持不懈的抓好地质灾害防治工作,确保各项防治措施落实到位。建立和完善工作责任制,明确具体责任人,做到任务到人,责任到人。
3.2.4 坚持汛期值班和灾情速报制度
在汛期实行地质灾害值班制度,地质灾害防治工作领导小组组长及成员保持24小时通讯畅通,一旦出现险情领导小组所有成员要在第一时间赶赴现场,协调、指挥组织抢险人员进行抢险救灾和善后处理工作。灾情严重时,要立即启动应急救援预案进行抢险救援。同时,按照灾情速报制度,迅速上报灾情。对发现的地质灾害隐患地点,应立即组织应急调查,确认险情,采取措施进行避险和防范。
3.2.5 建立健全地质灾害群测群防体系
为切实做好地质灾害防治工作,充分发挥煤矿群测群防网络体系的监测作用。地质灾害防治工作领导小组联系人要配合地质灾害防治领导小组,切实落实群测群防网络人员对矿区范围内各类地质灾害隐患点的严密监控工作,严格落实地质灾害群测群防责任制度,切实加强地质灾害防治管理工作。
3.2.6 认真落实各项地质灾害治理措施
矿区一旦发生地质灾害后,地质灾害防治领导小组要严格按照已备案的煤矿地质灾害应急救援预案,落实治理资金、人员进行地质灾害监测,并定期向相关管理部门上报监测数据和资料,切实把地质灾害的损失降到最低。
在煤炭开采之前对可能引发的地质灾害进行预测是十分重要的环节,对于有可能产生的灾害应遵循“以防为主,避让和治理相结合”的方针。在煤炭开采过程中,对于可能产生地面塌陷及地裂缝等地质灾害的煤矿,可采取特殊的开采方法和顶板管理措施,以防止或减少地面塌陷地地裂缝等地质灾害的产生,对塌陷的地表随时进行综合治理,以恢复和进一步改善矿区环境质量,使治理后的环境比原有环境质量更好。
参考文献:
[1]翟文杰,钟以章,姜德录,王中,李芳.抚顺西露天煤矿地质灾害预测[J].自然灾害学报. 2006(04).
[2]胡炳南.我国煤矿充填开采技术及其发展趋势[J].煤炭科学技术.2012(11).
(上接第323页)
(4)分站具有独立性和兼容性。分站可以显示及参数设置,可以现场对分站的参数进行设置,并且显示实测数据,独立工作而无须其它辅助设备。
(5)软件具有循环检测、单点追踪、定时检测等各种检测手段,提供数据的查、改、删等编辑功能,图形处理、报表处理等分析手段,且具有水位超限报警、传感器出水面报警等系统安全运行报警功能。
(6)具有远程终端显示及上传等其它功能。
5 结论
通过该系统的应用,不但免去了繁重的人工计量工序,还大大提高了矿井防治水害方面的科技含量,确保了水情监测数据的时效性、准确性,对矿井各处水文水量情况有了动态掌握,不但为潘谢矿区A组煤的开采提供宝贵的数据,还在预防矿井水害确保矿井安全方面起到重要作用。
关键词:采石场 矿山地质环境治理防护
中图分类号:TD1 文献标识码: A
随着我国矿业的快速发展,在为经济社会发展提供重要物质保障的同时,积累了大量的地质环境问题。为保护矿山地质环境,减少矿产资源勘查开采活动造成的矿山地质环境破坏,促进矿产资源的合理开发利用和经济社会、资源环境的协调发展,必须有效地防治矿山地质灾害,搞好矿山地质环境的评估,制定矿山地质环境保护与治理恢复的有效方案。中华人民共和国国土资源部令第44号《矿山地质环境保护规定》于2009年5月1日起施行。
1矿山基本情况
评估区位于剥蚀构造低山驼脊谷地地貌区,矿区附近山顶海拔一般为+725.0~+846.0m,切割深度一般为100~300m。矿区内最高标高为811.5m,最低标高700m,地形北东部高,南西部低。山体坡度一般为20°~30°,地形坡度中等。矿区及周边出露地层主要为第四系残坡积层(Q)及志留纪中粒、粗中粒斑状堇青二长花岗岩(Sγc2)。
采石场设计开采方式:露天开采,开采标高:+810m~+750m;采矿场最终边坡角:54°;设计矿山服务年限:6年;开采方法:采用安全小平台、倾斜中深孔崩矿的采矿方法,机械作业,分段自上而下由南西向北东推进的采矿方式。
2矿山地质环境评估
本矿区总面积0.0812km2,矿山建设规模设计为年采矿石1.0万吨,属小型矿山。依据《矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范》(DZ/T0223-2011)确定本矿山地质环境影响评估精度分级为二级;采矿场影响程度属于较严重区,评估范围内除较严重区外的其它地区属于较轻区。矿山地质环境保护与恢复治理分区划分为重点防治区、次重点防治区和一般防治区三个区。
3矿山地质环境保护与恢复治理分区
重点防治区(A):主要为采矿场,防治区面积为0.9156hm2,为矿山地质环境影响程度严重区,预测矿山开采引发、矿山建设工程本身遭受危岩崩塌地质灾害、矿山开采加剧危岩崩塌地质灾害的可能性大,危害程度中等,危险性大。预测采矿活动对地下含水层影响或破坏较轻;对原生地形地貌景观影响和破坏程度较严重;采矿活动破坏林地面积为0.9156hm2,对土地资源影响和破坏程度为较轻。建议矿山开采过程应严格按照开发利用方案进行分级放坡开采,对现状危岩进行清除,对崩塌地质灾害进行工程防治,再进行地形地貌景观破坏等矿山地质环境问题的治理和恢复。
次重点防治区(B):主要为废石场与表土场及其泥石流可能影响的范围,防治区面积为4.1244hm2,为矿山地质环境影响程度较严重区,预测矿山开采引发、矿山建设工程本身遭受滑坡地质灾害的可能性中等,危害程度中等,危险性中等;废石、表土堆放引发泥石流地质灾害的可能性小,危害程度中等,危险性小。预测采矿活动对地下含水层影响或破坏较轻;对原生地形地貌景观影响和破坏程度较严重;采矿活动破坏林地面积为0.8156hm2,对土地资源影响和破坏程度为较轻。对滑坡、泥石流地质灾害进行工程防治,再进行地形地貌景观破坏等矿山地质环境问题的治理和恢复。
一般防治区(C):评估区内除重点防治区、次重点防治区外的其它区域均为一般防治区,防治区面积共13.36hm2,为矿山地质环境影响程度较轻区。预测工程建设引发和遭受崩塌、滑坡可能性小,危害程度小,危险性小。采矿活动对地下含水层影响或破坏较轻;对地形地貌景观、土地资源影响和破坏程度为较轻。因为矿山地质环境影响程度较轻,工程防护主要为监测。
4矿山地质环境保护与恢复治理原则、目标和任务
矿山地质环境保护恢复治理,要坚持“预防为主、防治结合”、“在保护中开发,在开发中保护”、“依靠科技进步,发展循环经济,建设绿色矿业”、“因地制宜,边开采边治理”的原则。矿山地质环境保护与恢复治理目标是通过采取一定的保护及治理措施,最大限度地避免或减轻因采矿活动引发的矿山环境地质问题和地质灾害,减少对地质环境的影响和破坏,减轻对地形地貌景观及含水层的影响和破坏,最大限度保护和修复矿山地质环境,努力创建绿色矿山,使矿业经济科学、和谐、持续发展。
5矿山地质环境保护与恢复治理工作部署
第一阶段(生产期):对危岩体进行清除,在拟建废石场下方修筑拦渣墙;在拟建表土场下方修筑挡土墙;对矿业活动可能引发危岩崩塌、滑坡、泥石流的地段进行监测;及时清除坡面危岩体;对建好的拦渣墙、挡土墙进行稳定性监测;对地形地貌破坏情况进行监测,工期约6年。
第二阶段(治理期):平整平台,清理边坡石方,开挖截排水沟,砌筑储土槽挡墙,拆除挡土墙及建筑物,种植爬山虎、毛竹和草,工期约1年。
矿山地质环境监测的对象主要为露天采矿场的边坡、拦渣墙、挡土墙、地形地貌,监测内容为采矿场边坡的稳定性、拦渣墙(挡土墙)稳定性、地形地貌景观破坏等。
6矿山地质灾害治理工程
本矿山可能引发或加剧、遭受的地质灾害主要有崩塌、滑坡、泥石流。本方案保护与恢复治理方案措施为:拦渣墙(挡土墙)+清除危岩+监测。本方案设计在拟建废石场底部设计重力式拦渣墙。矿山开采对地形地貌景观破坏程度为较严重,矿山开采过程中尽量减少新增破坏面积,对具备恢复治理条件的破坏区域及时采取恢复治理措施,使矿区的地质环境得到基本恢复。其主要破坏区域为采矿场、废石场、表土场,治理的主要措施为平整平台,清理边坡石方,开挖截排水沟,砌筑储土槽挡墙,种植爬山虎、毛竹和草。
矿山开采时破坏土地类型主要为有林地、灌木林,考虑到恢复治理工程的可实施性,并与周边环境相适应,将破坏单元恢复治理为有林地和其它草地。
图1矿区某剖面治理效果图
图2表土场某剖面治理效果图图3废石场某剖面治理效果图
7结论与建议
本矿山评估区重要程度属较重要区,矿山地质环境条件复杂程度为中等。矿山地质环境保护与恢复治理分区为重点防治区、次重点防治区和一般防治区。开采过程中,开采应与恢复治理同步进行,尽可能避免或减少对矿山地质环境的影响和破坏;同时加强和开展矿区地质灾害监测工作。
参考文献:
[1] 《矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范》(DZ/T0223-2011)
[2] 《矿山地质环境治理恢复要求与验收规范》(GB45/T701-2010);
[3] 《地质灾害危险性评估技术要求(试行)》(国土资发[2004]69号)
关键词:煤矿;地质环境;环境保护;王行庄
中图分类号:P66 文献标识码: A 文章编号:
王行庄井下开采煤矿位于郑州市南40km处,矿井自2004年开始建设,2007年正式投产。矿区登记面积71.89km2,该矿主采二1煤层,兼采二3煤层,矿山剩余服务年限 80 余年。矿井采用立井开拓,罐笼提升,中央并列式通风,采用走向长壁后退式采煤法开采。矿井设计生产能力为 120 万吨 / 年。
采矿活动对矿山地质环境的影响
地质灾害危险性分析
根据实地调查,目前矿田有地面沉(塌)陷8处,形成地面沉(塌)陷区0.77km2,造成地质灾害危险性较大;地裂缝11条,影响面积0.25hm2,多见于塌陷区边缘,规模为小型,地质灾害危险性小;黄土崩(滑)塌地质灾害2处,崩塌体小于200立方,规模为小型,地质灾害危险性小[1]。
矿山开采引发、加剧和遭受的地质灾害主要为地面沉(塌)陷和地裂缝地质灾害[2]。该矿全部开采后,全区地面沉(塌)陷面积将达到39.46km2,全区将出现长期或季节性积水面积38.36hm2;另外,地表将新增地裂缝灾害。因此预测全井田矿山开采引发地面沉(塌)陷和地裂缝危险性为大。全区开采后,预测直接经济损失将达2.5亿元。
县级重点保护文物欧阳修墓和省级重点保护文物战国墓群下设有保护煤柱,预测其遭受矿山开采引发的地面沉(塌)陷和地裂缝危险性为小。
对含水层影响分析
该矿开采对第四系孔隙潜水含水层、上、下石盒子组孔隙、裂隙承压水含水层组影响较轻,对孔隙承压水含水层、岩溶裂隙承压水含水层影响为严重[3]。
地面沉(塌)陷区内二1煤、二3煤组顶板砂岩含水层结构被破坏,水位大幅下降;日疏干开采量为2160~2880m3,二1煤层以下岩溶含水层水位下降91.81~95.01m,矿坑排水对二1煤层以下岩溶含水层影响严重。
煤矿开采对第四系上更新统孔隙潜水含水层影响较轻,对其它地层孔隙、裂隙承压水含水层组、岩溶裂隙承压水含水层影响为严重[4]。
矿坑水排出地表经处理合格后做为生产生活用水,不予外排,矿山开采对矿区及其周边地下水质影响程度较轻。该矿在矸石浸出液中有毒有害元素含量均很低,各项指标均低于规定的含量标准,因此矸石堆放对地下水的影响较轻。
预测矿区煤层开采后矿井排水影响范围约为矿界外1800m~127500m(渗透系数取最大值27.1443m/d。矿山开采对地下含水层的影响大于矿区范围。矿区居民生产生活用水主要取自浅层地下水,因此对区内居民的生产生活用水造成影响较小。
对地形地貌景观影响分析
该矿工业场地、交通线路占地0.28km2。其中工业广场占地改变了原有地貌形态,造成生态景观系统在空间上的不协调性,对地貌景观及周边环境影响为严重,交通线路占地较少,对景观影响较轻。井田开采形成地面沉(塌)陷呈碟状,改变了以前平坦地貌形态。地裂缝累计影响面积1.479hm2。地面沉(塌)陷及地裂缝对原生地形地貌景观影响明显,破坏程度为严重。
根据前述预测全区开采结束后,该矿将形成地面沉(塌)陷面积39.46km2。开采后地表最大水平变形值将达到28.33mm/m。因此全区开采形成的地面沉(塌)陷对原生地形地貌景观破坏程度为严重。同时,该矿每年产生大量的矸石长期堆放对地貌景观影响为较严重。
对土地资源影响分析
该矿土地资源占用与破坏因素为地面沉(塌)陷、地裂缝地质灾害及工业场地占用土地。井田范围内已形成较大面积采空区和地面沉(塌)陷,工业场地及矿业活动已造成土地破坏与水土流失,占用土地大部分为耕地[5],该矿工业场地生产及地下采矿活动对评估区土地资源影响为严重。
矿山生产期工业广场、出入场公路等设施对将持续占用土地资源,井田煤炭开采将形成大面积采空区和地面沉(塌)陷区,矿业活动将加剧土地破坏与水土流失[6]。该矿开采终了后工业场地及地下采矿活动对评估区土地资源影响为严重。大面积的采空地面沉(塌)陷将改变矿区地貌,在地表出现下沉的同时,还将出现地面积水、伴生地裂缝等现象,同样对土地资源产生严重影响。
2 矿山地质环境防治工程 2.1 地质灾害防治工程
2.1.1 地面沉(塌)陷及地裂缝地质灾害
进行地面变形监测,采取专业监测与简易监测相结合方式开展[7]。首先设置固定的监测点进行水准测量,监测网点布设达到基本控制塌陷区形态,准确测量塌陷面积和下沉深度为宜。其次要对地裂缝、建筑物开裂采用人工现场调查、量测,提前采取预警、避让,并及时维修。地面变形监测需长期、连续地监测,以便掌握地面不沉(塌)陷、地裂缝的形成发展规律,提早预防、治理。
在采矿过程中,调查采空区及空巷位置,预防采空区及空巷提前冒落,还应预留安全煤柱,利用矿渣回填采空区等措施,减少地面塌陷和地裂缝的发生。对于裂缝建筑物采取维修甚至搬迁措施,确保人员安全。
沉(塌)陷区使耕地发生较大幅度的变形,从而影响矿区的农业生产,稳定后应进行土地恢复治理工程。在塌陷的边缘地带出现的地裂缝及时进行回填处理,治理地裂缝一般采用填埋、灌浆、防渗处理。
2.1.2 崩(滑)塌地质灾害 采取全面巡查和重点监测相结合的办法,主要采用巡视法监测,据监测数据分析变化速度和发展趋势,判断发生采坑边坡崩(滑)塌的可能性,及时制定防治方案。对受地质灾害威胁较大区域的高陡边坡设立监测点,重点监测边坡重点在崩滑面(带)等两侧点与点之间的相对位移量。
在可能发生崩(滑)塌区周围用铁丝网封闭,设置安全警示牌,防止人畜误入。必要时应采取加固措施、削坡降低坡高、坡角,或修筑拦墙、疏浚矿区排水系统,消除诱发灾害条件。
2.2 含水层破坏恢复治理工程
矿山开采对含水层影响严重。在地面塌陷坑、工业广场修筑排水沟、引流渠、防渗漏处理等措施,防止有毒有害废水、固废淋滤液污染地下水;揭穿含水层的井巷工程,应采取止水措施,防止地下水串层污染[8];采取帷幕注浆隔水、灌浆堵漏、防渗墙等工程措施,最大限度阻止地下水进入矿坑,减少矿坑排水量,保护地下水资源。
矿井水经沉淀处理后,主要作为井下生产用水,对环境影响不大。含水层破坏恢复治理主要依靠自然恢复。采矿过程中,对疏干排出的地下水进行处理,加以利用,用于矿山生产生活用水。矿山闭坑后停止对地下水抽排,在一定时期内可自然恢复。定期对含水层的监测,主要监测矿区地下水位、排水量及水质变化,防止污染含水层。
2.3 地形地貌景观和土地资源破坏恢复治理工程
该矿区地形地貌景观和土地资源破坏预防工程,主要体现在地面沉(塌)陷和地裂缝地质灾害的预防及煤矸石综合利用,以减轻对土地资源的破坏,同时减轻对地形地貌景观的破坏。
地形地貌景观和土地资源的恢复治理将结合地面塌陷、地裂缝综合治理,地质灾害治理工程的实施可以修补和恢复矿区地形地貌景观及土地资源。矿山开采期间,挖方工程(鱼塘)、道路工程、排水沟工程,在工程外侧实施绿化,可以进一步美化地貌景观。闭矿后,拆除工业场地废弃的建筑物,清理平整地表,复耕或植树种草以恢复土地功能。
3 建议 3.1 矿山建设,应贯彻国务院颁布的《地质灾害防治条例》。矿山建设应做好地质灾害的“防”与“治”,贯彻预防为主,防治结合的方针,突出“以人为本”,做好可能发生地质灾害的防灾预案。 3.2 该矿山建设开采过程中存在引发、加剧,遭受地质灾害的可能。矿山及全体职工一定要对地质灾害的危险性和危害性有足够清醒的认识,灾害意识要时时在心,查之入微。 3.3 加大科技投入,改进开采方法,优化生产工艺,尽可能的降低矿业开采对矿区环境的破坏,根本上减轻地面塌陷危害,减少地面裂缝数量与规模;加强对煤矸石和矿坑水的综合利用研究,提高矿产资源综合利用率。
3.4 矿山建设中应加强矿山生态环境保护。矿山开采过程一定要把环境保护工作同步开展起来,努力创造绿色矿山,使生态系统和地质环境得到恢复和改善,做到人类、资源、环境协调发展[9]。
3.5 对矿山生产期结束后矿山地质环境恢复与保持开展综合研究,完善闭坑后矿山生态环境恢复工作。
参考文献
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[4]武强,陈奇,矿山环境问题诱发的环境效应研究[J].水文地质工程地质,2008,35 (5):81-85
[5]GB/T21010—2007土地利用现状分类[S]. 北京:中国标准出版社,2007.
[6]TD/T1011—2000土地开发整理规划编制规程[S].北京:中国标准出版社,2000.
[7]李长洪,任涛,蔡美峰,等.矿山地质生态环境问题及其防治对策与方法[J].中国矿业,2005,14 (1):29-33
[8] GB12719—91 矿区水文地质工程地质勘探规范[S].北京:中国标准出版社,1991.
【关键词】地质灾害防治;矿山地区;投资多元化模式
0.前言
随着我国经济的快速发展,矿产资源的需求量也逐年增加。伴随着矿产资源的开采,矿山环境问题也日益显现出来。可见矿山地质灾害已经变成制约我国可持续发展、建设和谐社会的重要因素之一。矿山地质灾害是广义地质灾害的一种,它对资源、环境的破坏作用和社会影响正日趋严重,已不容忽视。矿山地质灾害防治投资,已经成为我国环境保护投资的重要板块。所以,建立多元化的矿山地质灾害防治投融资模式,是我国亟待解决的问题。
1.我国矿山地质灾害防治投资方式现状
1.1常规的矿山地质灾害防治投资方式
我国现阶段的矿山地质灾害防治的投资方式大多呈现单一方式。财政拨款一直是我国矿山地质灾害治理的主要资金来源,并占我国矿山地质灾害治理投资总量的50%以上。此外还设有地质灾害防治专项资金。我国设立了特大型地质灾害防治专项资金,这项基金由中央财政投入。我国已初步建立了矿山环境恢复治理保证金制度,对从事矿产资源开采活动的采矿权人,收缴矿山地质灾害防治保证金,主要用于矿山地质灾害防治、地质环境恢复治理。另外,银行贷款是矿山企业进行地质灾害治理项目融资的主要途径。但是,由于矿山地质灾害治理项目,具有投资周期长、产出效益低、风险较高的特点,从银行贷款较为困难。其融资规模增长一直较为缓慢。
1.2我国矿山地质灾害防治投资方式的发展
从我国矿山地质灾害防治投资方式的现状研究中可以看出,目前我国矿山地质灾害防治的投资主体,主要还是中央财政和各级地方财政,投资方式单一,多元化的投资格局尚未形成,社会资金的投入正有待加强。也正由于此,近年来,虽然我国矿山地质防治工作已取得较大成绩,但由于矿山地质环境破坏历史欠账太多,加之矿山开采造成的地质破坏具有点多、面广、量大的特点,导致治理速度缓慢,全国矿山环境恶化的趋势尚未得到有效遏制。所以,多元化的矿山地质灾害防治投融资渠道亟待解决。
2.矿山地质灾害防治多元化投资机制
2.1建立各级政府地质灾害防治专项资金
通过对我国矿山地质灾害防治投资方式现状研究,我们了解到制约我国矿山地质灾害防治的瓶颈,归根结底是资金问题。我国现有的单一的投资渠道,不能使我国矿山环境恶化的趋势得到有效遏制。建立多元化的投资渠道势在必行。对于矿山的地质灾害防治的投资,我国设有地质灾害防治专项资金。主要用于地质灾害调查、勘查、监测工作,少部分用于地质灾害治理工程建设。中央财政取消“地质灾害防治专项资金”后,各地也不再设专项资金。实践中,不同程度地影响了地质灾害防治工作的正常进行。后来又再次设立了矿山地质灾害防治专项资金,以确保潜在的地质灾害得到及时调查、勘查和治理。
2.2建立矿区地质灾害防治专项资金
矿区地质灾害是由于采矿活动引发或加剧的人为地质灾害。它包括滑坡、泥石流、地面塌陷(采空沉陷、岩溶塌陷)、尾矿坝溃决等。实践中,因为治理费用较大,矿山企业承担不起,多由主管部门补贴,如今行业主管部门已经撤销,因此,如何筹集矿区地质灾害防治专项资金,便成为地质灾害多发区许多矿山企业需要面对的难题。考虑到因采矿活动引发或加剧的地质灾害,既具有一定的必然性,也具有相当的随机性。其防治费用既可选用“基金”的办法,也可选用“保险”的做法。不论是哪一种办法,都需要从矿产品产值中抽取一定比例缴纳。一旦发生地质灾害,则由“基金”或“保险”提供赔付,矿山企业可用这笔费用进行善后修复和处理。
2.3建立适合我国矿山地质灾害防治的财政税收政策
利用财政税收政策加强矿山地质灾害防治,是环境经济政策的重要组成部分。建立国家财政对矿山地质灾害的投入产出和成本核算机制,提高财政投资的效率和效益。将国家财政对矿山地质灾害防治的投资,转变成补、鼓励性投资,成为引导社会资金向矿山地质灾害防治投资的助推剂。在矿产资源比较丰富的省市,设立与矿产资源开采有关的税种,根据当地经济发展情况,制定适当的税率,为当地的矿山地质灾害防治提供重要资金来源。
2.4通过证券融资改善矿山地质灾害投资现状
证券融资包括市政债券融资和企业证券融资。市政债券发行的目的,包括弥补财政赤字和为单独的项目融资,在矿产地质灾害防治中,主要可用于单独的项目融资。这种债券的特点是具有免税效应,可以吸引众多的居民投资者、投资基金、银行信托机构的资金,但同时债券需要到期还本付息,所以项目要有可赢利性。因此,社会经济的重要性和经济可行性是考虑的重要方面,也就是只有准公共产品才能适用与市政融资。企业证券也是很好的融资方式,由于矿产地质灾害防治需要大量的资金,企业自身无法直接提供,发行证券融资是一种很好的方法。企业证券包括股票和债券。股份制企业可以通过发行股票进行融资。股票融资分为优先股和普通股,优先股可以实现某些单位的控制权,有效防止私人对矿产地质灾害防治过程的不良运作;普通股可以有效筹集社会闲散资金,同时也可以吸引部分民营企业参与到项目的管理中,有利于提高矿产地质灾害防治的运作效率。企业债券融资也可以吸引社会上的闲散资金,债卷融资具有操作简单,筹资迅速的特点;企业债券和市政债券一样,有还本付息的压力,所以利用此方式筹集资金,可以提高资金的使用效率。
3.结语
我国是矿业大国,今后一段时期,矿产资源紧缺仍是主要矛盾,矿产资源高强度开发仍会带来更大的环境矛盾。要从促进经济社会协调发展、构建社会主义和谐社会的战略目标高度,深刻理解矿山地质灾害治理的重要意义,坚持以人为本,落实科学发展观,统筹规划,注重制度创新,建立企业承担责任、政府有效监管的机制,多元投融资模式,加强矿山地质灾害防治,改善矿山环境和矿区周边人民的生活质量,全面推进矿产资源开发与环境保护协调发展。
【参考文献】
[1]张梁等.三峡库区地质灾害防治工程投资机制与政策研究报告[R].中国国土资源经济研究院,2004.10.
一、*年全市地质灾害趋势预测
根据我市地质环境条件、工程建设活动的强度,结合汛期气象趋势,预测今年我市地质灾害多发时段主要集中在5月—10月的汛期。尤其是今年,突发性降雨量偏大,当降雨量达到一定强度时,极易诱发泥石流、堆积层滑坡、露天采矿的边坡滑坡、露天开采的掌子面、废弃矿点及施工现场的崩塌、矿山采空区塌陷等地质灾害。6月—9月为主汛期,强降水过程较多,由此引发泥石流、滑坡、崩塌等突发性地质灾害的可能性较大。
二、全市主要地质灾害发生区域
(一)泥石流。全市泥石流易发区面积较大,主要在以下三个地段。
1、*区沿山泥石流易发区:主要是*区*等7个乡(镇)。以砂石泥石流为主,夹带有少量的大块岩石,固体物质丰富,暴发频繁,危害严重。暴雨灾害突发性强,成灾快,山区沟道交汇处洪积扇部位堆积物多,预测由此而引发泥石流等突发性地质灾害的可能性较大。
2、*、*沿山泥石流易发区:主要是*县踏实乡、*市*镇、*地区。以砂石泥石流为主,夹带有少量的大块岩石,固体物质丰富,暴发频繁,危害严重。暴雨灾害突发性强,成灾快,山区沟道交汇处洪积扇部位堆积物多,预测暴发性泥石流的危害性增大。
3、*地区泥石流易发区:主要是金塔县天仓*、白山堂铜矿、M739铁矿、紫山子煤矿,肃北县金庙沟、牛圈子矿区。由于第四系地层松散,植被稀少,堆积物多,遇到暴雨将引发泥石流,矿区采空区周围可能发生地面塌陷等地质灾害。
(二)滑坡、崩塌。我市的滑坡、崩塌主要发生在阿克塞红柳沟矿区。受采矿规模不断扩大的影响,矿区范围边坡陡立,遇暴雨发生滑坡、崩塌的可能性较大。
(三)地面塌陷。地面塌陷灾害主要发生在金塔县紫山子、肃北县金庙沟、牛圈子等矿区。
(四)地裂缝。我市地裂缝易于发生的区域主要是矿区、水库周边地区。
三、主要预防区段
根据近几年我市地质灾害发生情况,选择部分重点地段的地质灾害隐患点作为市级地质灾害防治工作的重点(见附件1)。各县(市、区)人民政府要根据辖区的实际情况,确定重要地质灾害隐患点,并加强监测。
四、地质灾害威胁对象、范围
我市地质灾害危害范围较广,各县(市、区)的县城、村镇、铁路、公路、水利、水电枢纽工程、天然气输气管道、输电线路、通讯光缆、矿山企业等,均易受到地质灾害的危害。
五、地质灾害重点防范期
根据地质灾害的形成特点和主要诱发因素,确定各类地质灾害隐患点的重点防范期。
(一)泥石流。泥石流的形成与大雨、暴雨同步。根据我市的降水特点,确定泥石流的主要防范期为5月—10月。
(二)滑坡、崩塌、地裂缝。降水诱发的滑坡、崩塌、地裂缝等灾害具有稍滞后于降水的特点,6月—9月为主要防范期;人为因素和其它自然因素造成的滑坡、崩塌、地裂缝等地质灾害情况比较复杂,必须全年防范。
(三)地面塌陷。我市已发生的地面塌陷灾害基本为地下采矿引起的,其发生、发展与采矿的强度、开采规模、开采形式、采空区的大小有关,该类灾害必须全年防范。矿区要加强监测与预报、预警工作。
六、地质灾害防治措施
(一)认真学习贯彻国务院《地质灾害防治条例》。各县(市、区)政府及各有关部门要把地质灾害防治工作列入重要议事日程,坚持不懈地抓好《地质灾害防治条例》的学习宣传工作,认真贯彻执行《地质灾害防治条例》,确保各项防治措施落实到位。政府主要领导要对地质灾害防治工作负总责。国土、水利、气象、建设、交通、铁路、通讯、电力、旅游、农牧、林业、环保等部门要按照各自的职责分工,共同做好地质灾害防治工作。要建立和完善领导责任制,将灾害隐患点的监测和防治任务落实到具体单位,明确具体责任人,并公布于众,做到任务到人、责任到人。
(二)抓紧地质灾害防治规划、年度地质灾害防治方案和突发性地质灾害应急预案的编制工作。各县(市、区)人民政府要按照《地质灾害防治条例》的要求,在查清地质灾害现状的基础上,组织国土、建设、水利、交通等部门,加快县(市、区)地质灾害防治规划、年度地质灾害防治方案和突发性地质灾害应急预案的编制、报批与工作。
(三)加强地质灾害群测群防体系建设。各县(市、区)人民政府要组织力量,协助地质灾害多发区的乡(镇)人民政府建立群测群防体系。要组织专门技术力量,开展地质灾害知识的科普教育,加强对群测群防工作的指导,提高群众的防灾水平和自救能力。
(四)加强部门合作,做好地质灾害气象预报预警工作。市、县地质灾害防治工作主管部门要与气象部门密切配合,积极开展地质灾害气象预报预警工作,对所辖区域内地质灾害可能发生的时间、地点、成灾范围和影响程度作出预报,使政府能够有针对性地开展防灾工作,有效地保障人民群众的生命财产安全。广播电视部门要适当增加广播电视播放地质灾害气象预报的时间,使人民群众及时了解地质灾害信息,做好防范工作。
(五)加强汛前险情巡查工作。在汛期来临之际,各县(市、区)人民政府及相关部门要及时做好本行政区域内地质灾害隐患点、危险点的排查工作,要坚持“以人为本”的原则,有针对性地进行巡查。山区要重点巡查具有潜在重大危害的滑坡和泥石流隐患点;矿区要重点巡查地面塌陷、地裂缝、尾矿坝和废渣堆积场等可能因暴雨诱发泥石流的隐患点;公路、铁路沿线要重点巡查高边坡滑坡灾害隐患点;水库周边地区要重点巡查地裂缝隐患点;旅游区要重点巡查可能威胁游客生命安全的地质灾害隐患点。对查出的隐患点,要设立明显的警示标志,向受威胁的单位、群众发放地质灾害防灾明白卡,落实群测群防责任制,并采取有效的防灾减灾措施。
(六)坚持汛期值班、灾情速报制度。各县(市、区)地质灾害防治领导小组要切实负起责任,随时掌握地质灾害险情,领导小组办公室在汛期要实行地质灾害值班制度,保持24小时通讯畅通,一旦出现灾情,要尽快赶赴现场,协助当地政府组织防灾救灾工作。同时,要按照灾情速报制度,立即将灾情上报各有关部门。发现地质灾害临灾险情,当地政府应立即组织应急调查,确认险情,并启动突发性地质灾害应急预案。
(七)开展重要地质灾害隐患点的勘查与治理工作。对稳定性差、危害性大的地质灾害隐患点要及时组织勘查治理,消除隐患。因自然因素造成的地质灾害,由各级政府组织治理;因工程建设等人为活动引发的地质灾害,按照谁引发、谁治理的原则由责任单位承担治理责任。
(八)进一步推进工程建设的地质灾害危险性评估工作。各县(市、区)要严格执行《地质灾害防治条例》关于“在地质灾害易发区进行工程建设应当在可行性研究阶段进行地质灾害危险性评估”的规定,在工程建设项目可行性研究、建设用地审批阶段把好地质灾害防治关,为建设项目的施工和运行安全提供保障。
(九)加强矿区地质灾害防治工作。对矿区存在的地质灾害隐患及环境地质问题,国土资源、安监、环保等部门要互相配合,组织专业人员进行检查,督促并监督采矿权人认真执行《*矿产资源管理条例》和《*地质环境保护条例》,制定防灾减灾方案和整治措施,切实做好矿山企业地质生态环境恢复工作。
[关键词]煤矿;地质灾害;特征分析
中图分类号:TD82 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)40-0046-02
煤矿地质灾害是导致煤矿安全事故的主要原因,对地质灾害的成因及特征分析对煤矿地质灾害的防治具有积极的作用,现阶段,煤矿企业的工作人员必须将地质灾害的防治工作作为各项工作的重点,对施工过程中的开采行为进行反思,为施工安全着想,对地质灾害进行预防和治理,避免施工中出现安全事故。
1、煤矿地质灾害的特征分析
1.1 山体滑坡
开采过程中没有及时对坡体的应力进行分析,与原有的应力进行必要的对比,煤矿开采时产生的大量煤矸石堆砌后破坏了坡体原有的应力,打破了应力平衡,造成煤矿坍塌、山体滑坡。我国每年因山体滑坡而遭受的经济损失达到数亿元,造成的人身安全事故更为严重,例如重庆某煤矿煤矸石倒坍,大量煤矸石沿着坡面推移500m,把14户住房夷为平地,导致3人死亡、18人失踪、24人掩埋、1人生还的严重后果[1]。
1.2 地面沉降
地下煤矿被大量开采后,地下几乎成为中空的结构,导致地面沉降或塌陷现象,导致这种灾害的原因是开采作业破坏了地应力平衡,影响了地质结构,地应力再次分布时使矿井地下围岩层或周围地表开裂移动,最终导致岩石破碎。
若在煤矿开采的过程中,没有及时排除采空区的地下水,那么地下水格局将受到破坏,水土结构发生变化,出现大范围的漏斗现象与地表凹陷现象。地面一旦坍塌或沉降,将会出现非常严重的后果,地质灾害的破坏力也会加强,采矿区出现重叠[2]。
1.3 瓦斯突出
在煤矿开采之前,瓦斯以游离的状态吸附在煤炭表面或煤层的缝隙之间,达到相对稳定的状态,煤炭开采之后,开采区和周围地方的地应力受到影响,瓦斯储气封闭系统的平衡能力被破坏,瓦斯的相对稳定状态也被破坏,吸附在煤层之间的瓦斯释放出来,在自然环境或人为因素的作用下,常常发生爆炸,引发火灾、中毒等严重灾害。
1.4 矿井突水
在煤矿开采过程中,常发生矿井突水事故,矿井突水是由于地下水的整体结构被破坏,地质结构的稳定性受到影响造成的,这一现象势必会阻碍矿井内的正常生产。水势猛、涌水量大是矿井突水的主要特点,造成的损失也较大。目前,矿井突水事故已成为矿井安全的重要威胁因素。
1.5 矿井闭坑
地质灾害具有不可预见的特点,矿区灾害的防治措施具有较短的时效性,所以在矿井闭坑后会遗留安全隐患。
地质灾害是山体崩塌,露天开采后,往往出现高边坡,在自然环境的影响下,会出现山体滑坡或山体崩塌。
地质灾害是山体开裂、崩塌或地面裂缝,这些地质灾害在常见于开采较浅的地区,地面受到开采的影响形成一定程度的破坏,在自然环境的影响下,往往会出现泥石流、坍塌、山体滑坡等地质灾害,这些地质灾害有一个共同的特点,即具有明显的滞后性,也就是说这些地质灾害不会发生在开采过程中,而是出现在开采之后的一段时间,灾害发生的诱导因素是外界环境的直接影响[3]。
2、煤矿地质灾害的防止措施
2.1 科学管理生产过程
煤矿地质灾害有其本身的特性,通过对煤矿地质灾害的分析探讨,发现煤矿地质灾害没有绝对的偶然性和规律性,从施工安全出发,为了避免地质灾害引发安全事故,煤矿企业的管理人员必须在煤矿开采前制定相应的生产方案,加强安全生产规章的宣传力度,禁止开采过程中的乱挖乱采。随着煤矿产业的发展和进步,煤矿地质灾害成为有关部门重点关注的内容,煤炭生产企业也开设了安全管理课程,制定了较为完善的安全管理机制,以期提高安全管理水平,做好地质灾害的预防措施,减少安全事故的发生。
2.2 采空区地质调研和应急预案
结合地质灾害的相关特点,可以发现很多地质灾害是由于地质结构的不定向变化造成的。因此在煤矿的开采之前必须做好采矿区的地质调研工作,了解目标区域的地质构造和活动现象,及时找出安全隐患,做好应急预案,最大程度低防患于未然,降低地质灾害的发生频率[4]。
除了做好地质调研工作外,还要做好工程测量工作煤矿测量工作能为煤矿开采提供更精确的施工数据,提供更好的服务。测量工作主要是对每款给所处区域进行测绘和勘探,在进行测量工作的过程中,现对基本的地质参数进行测量,保证施工的精确度,另外必须对可能出现地质灾害的区域进行反复的测量,通过理论数据的对比,实施必要的防范措施,在煤矿开采的过程中不断纠正施工人员的开采方法,及时做好指导监督工作。
2.3 科学开采,制定防治计划
煤矿地质灾害与煤矿的开采方式密切相关,在大多数煤矿企业中,开采工艺缺乏科学系统的指导,依然沿用传统的开采方式,忽视了环境问题和地质灾害问题的控制和掌握,导致在煤矿开采过程中地质灾害频发,煤矿企业的经济利益会受到一定的损害。因此一些煤矿企业的高层管理人员对开采方式和管理方式进行了改革。
煤矿开采作业必须秉持科学发展的观念,对传统的开采方式进行必要的反思,结合现代科学技术对其进行完善。将科学合理的管理策略应用到当今的煤矿管理工作中去,制定出严格的管理制度,对开采方式进行规范,避免盲目开采给生态环境带来的破坏,导致地质结构失衡。应该预先对安全隐患制定必要的防治计划。必须深刻地认识到,煤矿开采给环境带来的破坏,为了降低对自然环境的危害,在煤矿开采之前,必须预测到开采将要带来的后果,制定出防治灾害、恢复自然的计划方案。
2.4 防止瓦斯超标
在煤矿生产中,矿井中的气体大多是烷烃,甲烷占大部分比重,还有少量的乙烷、丙烷、丁烷、硫化氢和氮气等气体,以上气体在遇明火时就可发生爆炸,或者当氧气浓度达到10%,瓦斯浓度在5%-16%之间就会发生爆炸,严重威胁着矿工的生命安全,将此类气体爆炸的危险统称为瓦斯问题,由于关系到工人的生命安全和生产效率,所以瓦斯问题一直都是煤矿开采过程中重点关注的对象,为了降低瓦斯对煤矿开采过程造成的影响,保障施工人员的安全,煤矿企业应从三个方面考虑。
第一要注重开采过程中瓦斯的抽取,瓦斯抽取是煤矿安全生产过程中的重要工作。随着科学技术的不断进步,应善于结合现代电子传感器技术,建立完善的瓦斯抽取系统,另外,在煤矿开采之前进行瓦斯的抽取工作,做好防范措施,保证瓦斯的排放质量。
第二要做好瓦斯超标的防治工作,瓦斯超标的防治必须先建立完善的预警体系,设定瓦斯应急处理机制。在传统的瓦斯检测中常以装有金丝雀的鸟笼放入矿井,一旦瓦斯浓度过高,金丝雀就会昏厥,金丝雀昏厥时的瓦斯浓度还不致对人体造成危害,采用这种方法可以提前撤出矿井,停止生产,待瓦斯浓度降低后再开始工作。随着现代科学技术的进步,必须积极借助现代科技手段进行监测,采用合理可靠的电子报警系统,及时预警,一旦出现瓦斯超标,系统给予准确的报警信号。另外,煤矿企业还必须制定出有效的应急措施,当瓦斯超标时可以在第一时间进行治理,避免瓦斯事故的产生,值得注意的是,在瓦斯治理的过程中,必须控制明火和电火的使用,避免瓦斯爆炸[5]。
第三要不断提高工人的预警及采取措施的能力。瓦斯超标严重威胁着工人的生命安全和煤矿企业的的生产效率,在借助现代先进的科学技术进行及时预警的同时,最重要的是要求煤矿开采工人具备较高的综合素质,煤矿企业可以定期进行技能培训,进行必要的危险救援演练,提高工人应对危险情况的能力。
2.5 加强生态治理,提升矿区环境
结合我国的煤炭开采现状来看,大部分矿区已经打破了原有的地质平衡和生态平衡,导致地质灾害频频出现。针对这种状况,煤矿企业必须对现有的工作内容进行调整,加强对矿区周边生态环境的重视,以科学有效的方法加强生态治理,提升矿区环境。生态治理涉及的内容较多,结合现阶段煤矿企业的发展,矿区的生态治理主要包括周边植被的恢复和地下采空区域的回填,降低环境污染的同时避免地质结构受到严重的破坏从而引发坍塌等事故,降低煤矿地质灾害的发生率。
结语
煤矿开采的过程中不仅为环境的治理带来了一定的压力,还严重影响了地质结构的稳定性,致使煤矿地质灾害频频发生,阻碍了国内煤矿产业的发展,为能源的利用带来了影响。在煤矿开采过程中,必须秉持可持续发展的观念,结合地质灾害的特征和诱发原因,对开采方式进行必要的反思,制定科学地质灾害的预防措施,寻找解决地质灾害的方法,维护矿区周边生态环境的同时,提高煤矿的开采质量,为工业生产提供更多的能源。
参考文献
[1] 杨洋.探讨煤矿地质灾害特点与对策[J].辽宁工程大学学报,自然科学版,2014,15(14):154.
[2] 左子木.煤矿地质灾害及其防治措施分析[J].中国科学.技术科学,2015,26(6):157,158.
[3] 乔智峰.煤矿地质灾害与防治措施[J].北京工业大学学报,2013,58(7):309.
【关键词】采矿;环境地质问题;防预措施
矿山开采过程中引发的地质灾害十分严重,并且种类繁多,常见的有采空区塌陷、崩塌、滑坡、泥石流、水土流失等。矿山地质灾害可对生态环境和自然资源造成严重危害和破坏。,因此,研究采矿引发的环境地质问题,提出解决措施,对保护矿山地质环境显得尤为必要。
一、采矿产生的环境地质问题
1、矿山开发易引发的环境问题。(1)对植被和土壤的影响。植被和土壤破坏是矿山开采对区域环境最直接的破坏。尤其是露天开采的项目,地表植被被清除,开采过程中抽排地下水使矿区地下水位大幅度下降。加之开采废料废水的污染,和大型采矿设备的重压,土壤逐渐坚硬板结,土壤养分水分越来越匮乏,会形成大面积的人工落地。(2)对水环境的影响。矿山开采对矿区水环境的影响是非常严重的,表现在地上水和地下水两方面。采矿对地上水的影响主要是污染。选矿、采矿活动都会使地表水含酸性,尤其是金属矿开采中,产生的浮选尾矿浆、废石淋浴液、生产生活废水中都含有大量重金属及有毒有害,这些废水会污染矿区的地表水和地下水,降低矿区水环境质量。采矿中的水力开采作业会改变河道和矿床结构,容易造成水土流失,进而导致沿海浅水区、池塘及泛滥平原的泥沙淤积,水质恶化。这种水生环境的恶化还会影响当地的农业生产和动植物生长。采矿对地下水的影响极具安全隐患,很多矿山开采项目都会改变矿区水均衡系统,导致大面积水位下降。这往往是导致地面塌陷、矿井吐水灾害的主要原因。(3)对空气质量的影响。矿山开采中钻孔、爆破、矿石破碎以及矿石、废石运输中会产生大量粉尘,有些矿产项目甚至会释放有毒害的气体,粉尘和有毒害气体严重污染矿区空气,导致矿区空气质量急剧下降。采矿所产生的空气质量下降会危害人的身体健康。(4)废物垃圾对环境的影响。矿山开采产生的废石、废渣、废土这些废物垃圾如果没有科学的处理渠道,堆积在矿区或附近(目前很多矿山开采都没有实施完善的处理方法),植被无法生长,地貌、水质、土壤都被破坏。长期以往,废物垃圾中所含的有害元素不断释放出来,造成更严重的环境污染。(5)对区域生态结构的影响。植被土壤、空气、水这些是动植物生存的必要条件。矿山开采造成植被土壤破坏、空气水质污染、水量减少,生态环境的改变威胁到动植物的生存繁衍,矿区生物多样性程度下降,生态结构趋于恶化。
2、矿山开发易引发的地质问题。(1)矿石开采引发的地震。采矿引发地震我国矿山开采引发的最主要的地质问题之一。矿石开采改变了地表以下的物质结构,地下矿顶板崩塌、采空区围岩变形等作用导致的地震在我国以往的矿山开采项目中并不罕见。地质环境的变化必须保证在一定范围内才是安全的,采矿活动所产生的地应力和地质结构变化一旦超出限度,就有可能引发地震。(2)冒顶灾害。冒顶灾害是矿山开采发生事故中最普遍的一种,尤其是矿岩稳定性差的难采矿体及软弱夹层。这种坍塌往往发生的很突然,而且发生前没有征兆,很难防范。如果难采矿体或软弱夹层发生大规模垮塌,会造成严重的人身伤亡和财产损失。(3)岩爆现象。岩爆是一种岩体中聚积的弹性变形势能在一定条件下的突然猛烈释放,导致岩石爆裂并弹射出来的现象。矿山开发过程中,采矿活动如果导致岩体地应力骤增,超过岩石可承受的限度,而同时岩石足够脆的话,就可能诱发岩爆。采矿活动导致岩层失去平衡,强大的能量将岩石击碎并抛出。一旦发生岩爆,将会给开挖的工作面造成巨大破坏,人员和设备损害难以避免。(4)滑坡、崩塌、泥石流等自然灾害。近年来,滑坡、崩塌、泥石流等自然灾害给矿区造成了巨大损失。植被破坏、土地荒漠化、松散废弃矿石堆积、部分区域重力侵蚀活跃,以上矿山开采活动造成的现象为滑坡、崩塌、泥石流的发生创造了条件。
二、采矿引发地质环境问题的预防措施
1、制定科学的矿山开发方案。新的矿山开采项目方案设计之前,要对矿山进行系统的环境地质勘探,对可能造成的环境损害进行评估,严格进行矿山开采的可行性论证。若环境损害超过开采所得效益,则项目终止进行,对矿山资源进行保存。
2、做好监测体系。做好环境地质灾害的监测体系是做好防灾减灾工作的重中之重。建立健全环境地质灾害的应急处理体系是矿山开采过程中重要目标之一。加强矿山地质环境保护标准的制修订工作,使矿山地质环境保护标准无论从数量上还是覆盖面上都能够充分满足矿山地质环境保护工作的需要。减少废水和污染物的排放,懂得如何正确解决资源需求与保护人类生存环境的矛盾时, 科学的采矿方法将被越来越广泛地采用。使得开采工作更为科学合理的进行。只有在全面掌握矿山矿产资源开采过程中可能发生的一切事宜,应用高新科学技术,加强矿山生态环境与地质灾害动态监测是避免人员伤亡和减少经济损失的重要环节。在防治矿山因开采而产生及诱发的显性地质灾害的同时,亦需重视闭坑后潜在的矿山灾害可能对已复垦土地产生的危害。认清矿山地质灾害发生的持续性及不能坐吃山空,应该为子孙后代做好长远打算,把灾害防治与土地复垦结合起来, 要着重改进生产工艺,以达到矿山闭坑后生态重建的目的。
3、政府发挥监督和引导作用。国家应建立完整的体系,法律对大型矿山的开采许可权。政府加强矿山环境监督与检查,进行全面、系统的地质环境和地质灾害影响评估。对破坏生态环境的小矿、低产能矿场进行坚决关停。对于污染型采矿区,要求制定科学开采和“三废”排放方案,减少次生地质灾害的发生[5]。监督和引导矿场开采后生态环境恢复治理工作,在矿山开采区应严格禁止私采乱挖和越界开采,减少人为扰动,做好植被保护和水土保持工作,监督与制止开采弃渣胡乱堆弃和不加处理排放。
4、控制开采过程,进行“绿色”开采。采用先进的采、选、冶工艺,开发低废、无污染的矿山清洁生产技术,实现矿山废弃物的减量化和资源化。加强调查和充实西部矿山生态环境的基础数据和资料,制定矿山生态环境保护与恢复治理的科技发展计划。涉及火药的开采活动,控制爆破的破碎程度、破坏范围、坍塌方向,控制爆破的危害,尽量消除因矿山开采而诱发的各种地质环境问题。
结束语
矿产资源的开发利用对我国经济社会发展有重要作用。但矿山开发利用产生的一系列环境地质问题,对矿山区域内生态、经济、社会可持续发展造成了阻碍。因此在采矿中必须对环境的地质问题采取有效的预防措施。
参考文献:
[1]刘晓宏,矿山开采引发的地质灾害及治理措施探究[J];中国新技术新产品,2014,6
[2]房长云,李杰;探析矿山开采引发的地质灾害及治理措施[J];能源与节能,2014,3
[3]郭飞,刘贺;风茂采石场矿山地质环境保护与恢复治理[J];中国科技博览,2014,5
[4]孙丽,国外矿山开采沉陷的发展及主要研究方法[J];商情,2013,52