发布时间:2023-09-21 17:36:28
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5篇地质灾害及其防治,期待它们能激发您的灵感。
我国地大物博,资源丰富,随着社会经济的快速发展,地质灾害也不断发生,而且地质灾害种类繁多,造成的人员伤亡及经济损失不计其数。据有关部门的统计资料显示,近十年来,我国每年因地质灾害而造成的直接经济损失多达几十亿元。因此,掌握地质灾害及其防治管理措施的相关理论知识,对于经济社会发展规划和防灾减灾工作具有极其重要的意义,而且对社会的和谐健康发展具有促进作用。
一、地质灾害的基本概念
地质灾害是指由地质作用或者地质条件恶化、人类活动破坏而导致的自然灾害,主要包括地震、火山、滑坡、泥石流、崩塌、地裂缝、地面塌陷、地面沉降、水土流失、土地沙漠化及盐渍化等〔1〕。我国地质灾害分布广泛,活动频繁,带来的危害严重。根据我国自然灾害管理体系和统计调查,崩塌、泥石流、地面变形、滑坡等类型的地质灾害发生频率较高。
二、我国地质灾害的主要类型及其特征
(一)地震灾害
我国处于环太平洋板块和欧亚板块两个最活跃的地震带上,是世界上地震灾害频繁而严重的国家之一。1976年我国河北唐山7.8级大地震造成24.2万人死亡,经济损失无法计算;2008年5月12日,四川省汶川县发生8.0级大地震,一瞬间夺去了成千上万人的生命,给人民生命财产造成重大损失。我国地震灾害的主要特征是:突发性强、地域分布广、发生频率较高、震级强度大、震源不深、破坏性大、损失严重。带来的直接灾害有:建筑物不同程度的破坏;生命线工程的破坏,比如交通、给水、排水、供电、供水、供气、通信等工程系统;地面变形,地震往往会造成地裂缝、山体滑坡、泥石流等自然灾害。〔2〕此外,地震还会引发火灾、水灾、海啸、病菌传播、有毒物质泄漏等次生灾害。
(二)崩塌、滑坡、泥石流灾害
地质灾害种类繁多,发生频率高,在各种地质灾害中,崩塌、滑坡、泥石流等灾害尤为明显。〔3〕我国西南地区地形复杂、地貌高差大、降雨量也大,这些特点极易造成崩塌、滑坡、泥石流灾害的发生。此外,火山喷发也易导致山体崩塌、滑坡、泥石流等灾害,历史统计资料显示,我国长白山火山千年大喷发曾导致大面积的山体崩塌,滑坡,火山灰空降,泥石流,熔岩流,碎屑流等严重自然灾害,至今有部分地区无法种植开垦,带来的经济损失巨大,影响长远。这些灾害的主要特征是:山区斜坡地带、历时短暂、突然发生、来势凶猛、破环性强。带来河流通道堵塞、交通要道中断等破坏现象,严重影响灾区工农业生产,威胁着人民生命财产安全。
(三)地面变形灾害
地面变形灾害主要包括地面塌陷、地面沉降及地裂缝等地质灾害。经世界各地专家研究员长期调查研究,普遍认为造成地面变形的主要原因是人为不合理地开采地下水,地下矿产资源、石油、天然气引起的。地面变形灾害的主要特征有分布广、规模大、危害严重。〔4〕全国有天津、上海、无锡等40多个发达城市受地面变形灾害影响,导致公路、地下通道、铁路、水库、通信等设施破坏,给工程建设带来极大不利,而且破坏了水资源、土地资源、生态环境,影响人民的正常生活,阻碍区域经济的发展。
(四)土地退化灾害
土地退化灾害主要包括水土流失、土地沙漠化及盐渍化等自然灾害。我国生态环境深受水土流失、土地盐渍化、土地沙漠化的影响,土地过度浪费,无法进行种植或者放牧,造成了巨大经济损失。土地退化灾害的主要特征有土地沙化、干旱、周期长、危害大。据有关部门统计,我国黄土高原水土流失面积已达40多万平方千米;西北、华北、东北地区沙漠化土地面积已超过150万平方千米,而且在自然条件恶劣,风力吹拂作用下,非沙漠地区土地沙漠化、盐渍化日趋严重,再加上人为不合理开垦及过度放牧因素,导致我国土地沙漠化趋势仍然呈增长的趋势。
三、地质灾害防治管理措施
地质灾害的广泛性、突发性强、危害严重特点,决定了地质灾害防治管理工程需要较大的经济投入。因此,防治管理工程的规划、勘察设计及施工都应实现科学性、可操作性、最小风险与最大效益的有机结合,〔5〕并且要依据导致地质灾害的根本原因来确定实际有效的防治措施,这是一项长期发展的工作。
(一)加强对地质灾害监测体系和预报机制的科学技术研究
坚持以预防为主的原则,虽然地质灾害是一种不可避免而且难以精确预报的自然现象,但随着人类科学技术的高速发展,人们对地质灾害的预防研究能力也会逐步提高。加强对各种地质灾害的监测、预报及地质灾害巡查,制定地质灾害应急工作的分级响应程序,还要做好相关的应急保障,比如救灾队伍、物资、装备保障,通信的流畅传递保障等应急措施。〔6〕全面掌握地质灾害的动态信息,为可能受灾地区的人民群众的及时撤离,重大工程的有效保护等提供宝贵的缓冲时间。地质灾害防治管理工程是一项艰巨复杂的任务,国家政府部门应号召相关科研部门和人才积极投入该项研究中,共同努力,做好地质灾害的预防工作,保障人民生命财产安全,减少地质灾害带来的损失。
(二)开展地质灾害防灾减灾信息社会服务系统建设
按地区分级,各部门认真合作,积极实地调查,统计完善地区灾害数据库建设,提供相关的地质数据、监测数据、气象数据、水文数据等,实现信息共享,地级、市级、省级、国家级部门之间的自然灾害网络平台数据保持流畅,共同研究各类防灾的信息,及时交流更新,随时掌握可能受灾区的动态信息,将有效信息在系统网站上,这样人民群众也可以掌握相关地质灾害的信息,做好相应的防灾准备工作,因此,各级政府应完善地质灾害防灾减灾信息社会服务系统建设,为社会群体服务,这是具有实际价值意义的。
(三)加大生态环境保护力度和减少人为破坏
我国地域辽阔,地形复杂,要根据本区域自然条件,科学地进行防治工程规划建设活动,合理利用土地、水资源,防止过度开发。广泛开展植树造林,合理开垦,宜牧则牧,防止水土流失。要合理开采地下矿产资源、石油、地下水,量入为出,维持地下水的动态平衡,增强环保意识,减少垃圾的产生,约束人类不合理的工程经济活动,比如人工滥伐森林树木、工程建设随意的开挖等现象,积极宣传环保意识,保证重大工程的安全实施,避免人工诱发的地质灾害,加强生态文明建设,推进绿色发展,循环发展,健康发展,走可持续发展道路。
(四)加强关于地质灾害应急等基本知识的宣传与教育
虽然我国社会防灾意识正在逐步提升,减灾能力有所增强,但少数人的防灾减灾意识淡薄、自救互救能力低、灾难预防措施少等现象依然使我们深感焦虑,人类生命安全得不到可靠保障。与美国、日本等发达国家相比,我国关于地质灾害的相关知识的普及程度较低,宣传工作开展的很少,尤其在偏远的贫穷落后的山区,防灾保护意识很浅淡。由于地质灾害本身的不确定性及突发性,随时会带来不可预料的生命威胁,因此,有关政府部门对广大人民群众地质灾害相关知识的教育,同时电视、网络、报纸杂志等媒体应加大健康积极的宣传与教育。此外,适当组织人们进行防灾减灾演习活动,提高人们自我保护、互救的意识和能力,在面对灾害时,不再畏惧,反而有自己的独立生存能力。地质灾害应急相关知识的宣传与教育,一定程度上提高了人们群众自我保护意识以及保护他人生命安全,所以有必要开展宣传与教育这方面的工作。
(五)加强突发性地质灾害勘察力度
应用先进科学技术,识别地质灾害在本区域发生的可能性以及分布情况,为了保护城镇、企业、主要干道、桥梁等设施的安全,在进行工程建设之前,必须进行地质灾害勘察与检测,定性与定量结合起来评价该区域地质灾害的动态趋势,应尽量避开地质灾害危害区。制定科学的防灾规划,针对不同的工程建设不同的防护、加固工程〔7〕。根据勘察和评价的结果,选择适宜的建设基地,结合地区的自然条件合理开发,尽可能减少地质灾害造成的人员伤亡和经济损失。所以对地质灾害的勘察工作显得极其重要。
(六)贯彻实施地质灾害防治管理责任制
相关各级政府应加强所在管辖区的地质灾害防治管理责任制度建设,尤其对人为过失造成的重大人员伤亡及财产损失的地质灾害进行领导追责,要依法治国,时刻保护人民群众的生命财产安全,相关领导尽职尽责,做好当地的防灾减灾宣传工作,保护所在区域的人民生命,阻止不合理的工程开发或者有安全隐患的工程实施。贯彻实施地质灾害防治管理责任制,是对人民群众生命财产安全保障的有力保证。
关键词:地质灾害 煤矿安全 防治措施
地质环境是人类赖以生存的条件,一旦人类栖息地遭到破坏,将会给人民生命财产、国家建设带来巨大灾难,严重阻碍国家经济建设的健康发展,因而备受国民关注。在煤矿生产实际中,经常会遇到各种地质构造,而这些构造往往对安全生产有着重大的影响。矿井地质工作是煤矿生产技术工作的基础。对于地质、水文、瓦斯及其他相关资料的收集、整理、总结,能够保证为生产环节的多个侧面提供基础参数,从而实现安全指导生产。优化矿井地质工作,可以有效地避免多类事故的发生,对促进煤矿的安全生产具有极其重要的意义。
1、煤矿地质灾害的主要类型
我国地质条件复杂,因此煤矿遭受的自然灾害种类也很多,主要有地表沉陷、煤与瓦斯突出、矿井突水淹井、井筒破裂及采矿废弃物污染灾害、水土流失等,严重地危及着矿山正常生产和人民生活。
1.1 地表沉陷
这是煤矿开采后经常出现的一种地质灾害。由地下采空区顶板的冒落所造成的地面变形。在长期承载过程中,采空区矿柱系统中一些最薄弱部位往往会因风化、地震等作用而首先破坏。局部破坏的累积,最终波及整个系统。一般当矿柱的破坏率超过60%时,采空区顶板就要发生冒落,并或多或少地波及到地表。大范围的采空区顶板冒落通常是突发性的,往往伴随有强烈的气浪冲击,且多引起地表沉陷和张裂,造成地上或井下建筑物的破坏。有时,沉陷中形成的裂缝还可使地表水或地下水大量流入井下,直接威胁采矿工作的安全。如湖南锡矿山南矿就曾多次发生大规模的采空区冒落。最大一次冒落面积达34000平方米,使地表产生急剧的下沉和张裂,最大下沉量达1.075米,下沉范围近96000平方米,致使地表的一些井架和烟囱偏斜和弯曲。通常,地表沉陷的范围大于采空区。沉陷洼地的边界与采空区边界连线的倾角称移动角,是预测沉陷范围的重要数据。
1.2 煤与瓦斯突出
地质构造往往是造成同一矿区内瓦斯含量不同的主要因素。通常,张性断层是通达地表的张性断层,有利于瓦斯的排放;压型断裂不利于瓦斯排放,甚至有一定的封闭作用,促进瓦斯在煤层内聚集。褶皱构造对瓦斯分布也有重要影响。当顶板为致密岩层且未暴漏地表时,一般在背斜瓦斯含量由两翼向轴部增大,在向斜槽部瓦斯减少。当顶板为脆性岩层且裂隙较多时,瓦斯易于扩散,因而脆性岩层顶板的煤层背斜顶部瓦斯含量减少,在向斜轴部瓦斯含量增加。大量的瓦斯地质调查资料说明,与地质构造有关的突出点所占的比例很大,地质构造与突出的关系极为密切。有些突出点虽然其附近的地质条件并无明显异常,但却处于某些封闭构造劝闭的范围,或受某些特殊的构造边界所控制。
据统计,我国在1984—1995年的11年间,煤矿中发生煤与瓦斯突出近10万余次,造成的经济损失约100亿元。1991年4月21日,山西省洪洞县三交河煤矿瓦斯煤尘爆炸,死亡147人。无论是从经济效益上看,还是从人民的人身安全来看,灾害的防治都是刻不容缓的。
1.3 矿井突水及淹井灾害
受开采破坏与影响,通过各种自然的或人为的通道进入井巷和采掘工作面空间的水,称为矿井水。煤矿中突水事故是比较常见的,并且严重影响了煤矿的生产、效益和安全。比如1975年9月26日,徐州矿务局权台矿南二采区-225水平325工作面刮板输送机道掘进放炮时,透老下山发生突水事故,最大突水量40m3/min,几分钟刮板输送机道全被水、煤块和矸石杂物淹没淤塞,共29人遇险。当时跑出14人,其中1人被水冲出时受轻伤。被堵在独头切眼上山15人,经过12小时清淤抢救,全部脱险。给矿井带来严重的人员伤亡和重大的经济损失。
2、地质灾害防治措施
为了保持经济持续稳定发展和维持社会的安定,必须切实重视对煤矿地质灾害的防御,制定防御自然灾害的对策和措施。
2.1 加强科学管理
地质灾害有着偶然性,但也有一定的规律可循。作为煤矿开采来说,要合理规划开采范围,杜绝私挖乱采现象。要在煤矿采掘资料的基础上结合矿区实际情况,建立健全矿井地质观测,查明影响煤矿正常生产和建设的各种地质因素,是矿井地质工作的首要任务之一。因此要再矿井地质工作中队煤系、煤层、地质构造等进行观测。还要建立地质灾害预报制度,并提出相应的防治措施。总之,地质灾害预防和管理工作是一项长期的、艰苦的工作,只有做好这项工作,才能够做到来雨绸缪,防患于未然,才能彻底减轻灾害带来的损失。
2.2 加强政府部门对地质灾害防治工作的领导
首先,要摸清地质灾害底数,掌握地质灾害分布规律,制定出地质灾害易发区和危险区,在此基础上拟定防治规划、计划。其次,坚持每年组织有关专家进行汛前、汛期和灾后的检查研究,以防为主,综合治理。第三,加强行政管理执法力度,健全完善5个体系:建立地质灾害防治的法律法规体系;完善政府部门执行法律法规的机构和体系;建立完善的地质灾害监测机构体系;建立一套完善的信息体系,及时掌握地质灾害动态;建立政府预测预报体系,分定期、不定期、长期、中期、近期及临灾警报等,对问题严重的要进行通报、曝光。
2.3 加强地质灾害宣传教育以形成全民防灾意识
广泛宣传各种地质灾害知识,培养全民灾害意识,可以做到灾前有防,灾中不慌,灾后自救,提高生存能力,减少灾害损失。在广大人民群众中,通过各种途径做好防灾抗灾的宣传教育工作,引起人们对灾害的足够重视,增强人们的防灾意识,达到心中有数、居安思危的效果。
3、结语
总之,矿井地质工作是煤矿安全工作的一个重要组成部分。加强矿井地质工作的预防,对减少和杜绝各类事故发生,实现安全生产,有着重要的基础性意义。
参考文献
[关键词]煤矿;地质灾害;防治措施
中图分类号:P694 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)27-0299-01
近年来,我国煤矿开采数量不断上升,开采规模不断扩大,使得煤矿地质灾害事故出现的频率也在日益增多,对矿区作业人员生命财产安全产生了极大的影响。部分煤矿企业为了获得更高的经济利益,以破坏自然生态系统为代价肆意开采,最终导致煤矿塌方、山体滑坡、泥石流等地质灾害出现,不仅付出了极为沉重的人员伤亡与财产损失代价,还对我国社会和谐与稳定产生了负面的影响。
1 地质灾害形成原因
滑坡和地层沉降是煤矿矿区内地质灾害的主要形式,一旦发生,不仅影响矿区的生产,而且对周围居民的生活也会带来很大的危害。
1.1自然原因。我国大多数煤矿矿区内植被较差,地层,一旦突降暴雨或冰雪大量融化,易形成突发性山洪,冲刷沟谷和河床,从而导致泥、砂、石等固定物质向下游冲去,极易形成破坏力较强的泥流、砂石流等;区域内多丘陵地带,平坦地区极少,地势切割强烈,同时在局部地区存在软弱岩层和断层破碎带,在长时间降雨和冰冻作用下,易引发滑坡、崩塌、地面不均匀沉降等地质灾害的发生。同时,地震也会诱发崩塌和滑坡灾害。
1.2人类的活动。矿山经过多年的开采,产生的废矿、废渣以及弃石等被随意堆放在河滩以及沟谷内,这样极容易在雨季诱导发生自然灾害,如泥石流、山体滑坡以及坍塌等。同时,在地震发生时还容易造成山石滚落,造成伤人事故。
2 煤矿地质灾害防治重点
2.1群众居住区地质灾害防治重点。根据地质灾害普查情况和地质灾害发生的情况分析,地质灾害活动比较频繁的区域多为山区或者近期有较大的人类工程建设活动的区域,由于人类的活动对环境产生了一定的影响,因此在雨季或者暴雨来突发的情况下,极容易发生泥石流、山体滑坡等地质灾害。
2.2主要交通干线地质灾害防治重点。矿区内交通公路两侧的边坡是交通干线地质灾害防治的重点,由于边坡稳定性较差,加上年久失修,如果赶上汛期来临,加大了发生坍塌和滑坡的危险。因此,施工单位要定期对边坡的危害风险进行评估,加强监督管理,防止地质灾害的发生。
2.3重点矿区地质灾害防治重点。矿区的地质灾害威胁主要体现在以下几点,如地面坍塌、滑坡、裂缝、泥石流等等,因此,为了避免矿区内的人民群众免受地质灾害的威胁,要积极做好矿区内地质灾害的防治工作,大力宣传灾害来临的自救方法,提高矿区群众的安全防范意识。另外,企业也要督促做好相关的管理和防治工作,对不合乎规定的工程建设和人员行为,要及时排查整改,消除安全隐患,尤其要做好对废矿废渣堆放点的监测工作,防止山体滑坡和泥石流等灾害的发生。
2.4河流及水利设施地质灾害防治重点。矿区内泥石流、山体滑坡的主要诱因就是强降雨,因此要着重做好雨季自然灾害的防范工作,加大对雨季河流和水力设施的监测排查力度,强化监督、落实责任,必要时采取措施,进行合理有效的避让,使灾害的损失降到最低。
3 主要危险区及防治措施
3.1加强领导,明确责任。地质灾害防治工作事关煤矿企业及矿工的生命财产安全,煤矿各科室各部门要充分认识这项工作的重要性,切实加强领导,实行主要领导负责制,对列入预案的重点地质灾害,要落实责任人,签订责任书,填写防灾避险“明白卡”,确保预防工作落到实处。根据破坏和防治相统一的原则,在生产成本中纳入煤矿地质灾害的防治费用,创建煤矿地质灾害专门性的资金。对一系列的煤矿企业实施土地复垦保障金与煤矿环保机制。这样,一是能够全面地实施环境保护策略,二是确保煤矿土地复垦保障和煤矿地质灾害防治资金的到位。
3.2加强检查监督,防止地质灾害发生。煤矿要成立汛期防灾领导小组,落实责任,开展巡回检查工作,加强监督,严禁在地质灾害危险区内开山、伐木、削坡、取石、堆放渣石及弃土,抽取地下水等可能引发地质灾害的活动,对各灾害点要制定监测、报譬、抢险、疏散路线等措施,同时,要在危险区边界设立警示标志,以示警告。组织相关的专家组与勘查部门实施煤矿地质灾害和地质环境的全面调查、评价以及防治工作。在对煤矿地质灾害特点和地质环境进行了解的前提条件下,兼顾人口布局和社会经济情况,合理地制定行之有效的煤矿地质灾害防治和地质环境保护计划,且纳入社会经济的发展计划中,并注重贯彻执行。
3.3建立健全各项制度,认真制定防治方案。由于地质灾害的周期性和不确定性,煤矿企业管理人员要及时掌握辖区内的地质灾害动态变化情况,编制本地区地质灾害防治方案,对危害程度大的要落实灾害点专项预案,在方案编制中要突出重点危险区、主要灾害点及防灾措施,查明灾害的分布、类型、规模及引发因素等,建立地质灾害日常监测制度,及时上报灾害发展情况,接受主管部门监督检查。
3.4完善矿井通风系统,降低瓦斯中毒与爆炸事故。煤矿企业需要严格按照《煤矿安全规程》中的规定,对矿井进行机械通风、上行通风与分区通风,定时进行矿井瓦斯浓度检查,一旦矿井内瓦斯浓度超标,则需要立即疏散矿井内作业人员并加大通风力度,直至矿井内瓦斯浓度下降至正常标准后,方可组织作业人员重新下井开采。同时,下井作业人员严禁携带点火工具或易燃物品下井,矿区内电器设备也需要采用矿用安全电火花型设备。另外,在起爆之前,需要检测瓦斯浓度,符合标准后才允许起爆。
3.5及时启动应急预案,疏散矿区作业人员。一旦出现了煤矿地质灾害事故,矿区负责人需要及时启动应急预案,通知上级领导部门以及消防部门组织相关救援人员进行处理,同时,迅速疏散事故区域工作人员,避免出现二次塌方或二次爆炸事故。在事故处理完毕后,需要进行总结,发现问题出现的原因并杜绝该问题的再次出现,保证煤矿开采安全。
4 结束语
为提高煤矿企业在遭受突发性地质灾害时的快速反应能力,最大限度地减少地质灾害造成的损失,根据地质灾害防治相关条例要求,要加强煤矿地质灾害防治,必须坚持“以人为本,预防为主、避让与治理相结合”的原则,以减少地质灾害造成人员伤亡和降低生命财产损失为目的,预防和减轻地质灾害造成的损失,保障广大职工的生命财产安全,加快矿井安全高效发展。
参考文献
[1] 陈力,代伟.煤矿地质灾害特征及防治措施研究[J].广东科技,2013,04(25).
关键词:隧道施工;地质灾害问题;措施
中图分类号:U45文献标识码: A
引言
隧道施工中经常出现的地质灾害现象给交通运输业的发展带来很多极其不利的影响。它不仅极大的缩短了隧道的使用寿命,甚至由于不良施工导致引起的车辙现象更是极大危害着人们的生命及财产安全。因此,我们应勇敢的面对挑战,积极寻求解决措施,加强对施工细节的管理,尽可能地减少和避免地质灾害现象的出现,从而提高隧道的施工质量。
一 、隧道施工地质灾害分类与分析
(一)隧道施工地质灾害分类
(1)围岩的变形破坏:这类灾害的产生主要与围岩的岩性、结构体和结构面的几何切割特征及应力条件有关。包括:①软弱岩体的变形破坏:主要破坏形式表现为大的变形位移和滑塌等;②破碎岩(如断层破碎带、风化带等)的变形破坏:主要表现为大量的掉块、滑塌、崩塌和泥砂石流等;③块状岩的变形破坏:主要表现为局部掉块;④坚硬脆性岩的岩爆:多发生于深埋、高应力区的隧道中。
(2)涌水、突泥灾害:这类灾害主要是由于隧道的开凿,破坏或改变了隧道所在地区原来的水文地质环境,隧道成为新的良好的地下水排泄通道引起。灾害的主要形式包括:①破碎岩的裂隙、缝隙渗水、漏水、涌水;②岩溶裂隙水、管道水的涌出,以及携带大量泥砂的突泥、突砂。
(3)地面沉降和塌陷:由于隧道开挖及大量抽排地下水引起。包括:①浅埋隧道、城市地铁或大型管道开挖及大量抽取地下水造成的地面沉降;②岩溶地区隧道开挖排放大量地下水造成的地面塌陷和泉水枯竭。
(4)其它地质灾害。主要包括:①有害气体(如瓦斯)突出造成的灾害;②地下水对隧道建筑物的侵蚀、腐蚀作用引起的灾害;③隧道的冻融灾害;④高地温灾害;⑤地震灾害。
(二)隧道地质灾害分析
由于隧道工程属于人类工程活动的一种, 其诱发地质灾害的特点与人类工程诱发地质灾害的特点别无二致,可以分成以下三个特点:隧道地质灾害发生的根本原因可以归结为人类工程活动的盲目性和不科学性,工程建设同地质环境不协调所致。同自然地质灾害相比,隧道地质灾害强度低、频度较大,危害性大。 隧道地质灾害的发生具有可防止性。
因此,为避免隧道施工地质灾害的发生,应多管齐下,加强防治措施,具体如下:做好地质勘察研究工作;合理确定防治目标;多方案比选防治工程方案;重大地质灾害防治工程进行专门的可行性论证;妥善确定防治工程的施工方法和施工程序,实行信息化施工;加强监测工作。
二、隧道地质灾害形成的因素
隧道发生地质灾害的根本因素是人类不科学的施工和盲目的施工、隧道施工方法和施工环境不协调。一般情况下,隧道地质灾害和自然地质灾害进行比较,有着强度低、频率大和危害大的特点,是有着可预防性质的,所以在隧道施工中,做好隧道施工地质灾害常见问题的预防,可以有效控制地质灾害的发生。
隧道地质灾害预防工作需要做好地质的勘测,确定防治的目标,优化防治方案,选择防治施工的方法,加强施工管理和监督,只有这样,才能控制好隧道地质灾害形成的因素,使隧道施工中的常见地质灾害问题减少发生的频率。
随着我国交通行业的飞速发展,隧道施工项目越来越多,施工技术得到了很大的进步。受长度和深度等多方面的影响,使隧道施工的地质环境越来越复杂,施工遇到地质灾害问题更多,还有很多不可预料的灾害,只有进一步提高施工技术,加强预测与防治措施,才能真正保证隧道的安全施工和顺利完成。
三、隧道施工中常见的地质灾害现象
(一)围岩出现变形破坏现象
在隧道施工中,围岩遭到变形破坏是十分常见的现象,导致围岩局部和整体区域大变形坍塌、破裂,甚至坚硬的围岩体出现岩爆等严重后果,带来很多安全隐患,严重威胁着人们的生命安全。之所以会出现围岩变形破坏现象,主要是由于围岩特殊的地质结构所造成的。围岩所特有的特性,地应力的性质以及地下水的情况都有着直接的联系。特别是岩爆现象,出现的次数更是十分的频繁,经常出现在没有地下水的情况下。经过大量实践证明,岩爆经常以片帮,劈裂,弹射等现象为主要表现形式,甚至会引发地震等更为严重的地质灾害现象。而对于其他一般情况下的围岩变形破坏,大多会出现在断层破碎带、接触不良或者是不整合的比较软弱的岩层等地质环境中。
(二)隧道施工中出现塌方现象
在隧道施工的过程当中,由于地质结构常常出现不稳定现象,使得岩层的薄体区域经常出现小的褶曲,在对这种地质结构下的岩体进行打穿时,极有可能会导致地面沉降不均匀或者是软弱岩层体塌方等现象出现。当隧道经过岩层的破碎地带以及断层地带时,岩体内潜在的地应力得到释放,地质结构过于松散,所承受的压力也不断增加,岩层颗粒与颗粒之间的胶结性能也不高,导致在开挖隧道之后,围岩体难以保持稳定而出现塌方现象。特别是当隧道在经过进出口位置及其附近区域时,围岩更不容易保持稳定,极大地增加了出现坍塌现象的可能性。值得注意的一点是,坍塌大多发生在涌水区域,特别是涌水区域的顶部与右侧坍塌现象更为常见,降低了隧道施工质量,造成很多不必要的事故发生,直接威胁着人们的生命安全。
(三)隧道施工中出现涌水突水现象
众所周知,在施工施工中出现的地质灾害中,涌水突水现象发生的几率最高,而且所带来的危害也更为严重。因此,涌水现象越来越受到研究隧道施工地质灾害等专家的高度重视,不断进行广泛的试验和测验以便更好的研究涌水问题。涌水这种地质灾害主要是因为开凿时隧道遭到破坏或者是隧道所在区域原有的地质构造发生了改变,使得良好的地下水通过隧道进行排泄而发生的。其有很多表现形式,比如岩层破碎处出现裂缝,渗漏现象严重,岩溶裂隙水以及管道水被涌出,或者在涌水时会伴随着大量的泥沙、突沙等情况。
四、隧道施工地质灾害常见问题的防治措施
(一)塌方的防治措施
很多松散和破碎的围岩都会发生隧道的塌方,一般情况下,要对围岩整体进行稳定性和强度的处理。施工中常见的处理方法有:超前长管棚和超前锚杆等措施,这些措施都可以使围岩进行稳定与强度的加固处理,使隧道塌方机率降低。而断面大隧道在开挖中,一定要对软弱围岩的部分采取逐步开挖的施工方法,这样既可以使围岩大大缩短暴露的时间,在开挖后,也可以立刻进行支护处理,使隧道围岩稳定性大大增加。
(二)岩爆的防治措施
岩爆的防治措施,既可以采取预报的监测,也可以使用地应力进行卸除,使用多循环分步开挖及超前高压注水等施工方法对岩爆可能发生的部位重点监测和预控,这些措施可以缓解岩爆造成的危害程度。
(三)突水与涌水的防治措施
隧道施工出现的突水与涌水等地质灾害可以通过排、堵的措施,或者排堵结合使用的措施进行相应的处理。在对突水与涌水治理的同时,也要对施工工程附近暗河及溶洞的突水部位做好监测与预控。通过监测与预控实现对施工阶段地质的预报。监测与预控工作既要准确的分析出溶洞与暗河和隧道的交汇位置,在隧道施工出现突水与涌水后,对非岩溶深埋的隧道要进行排水导坑及钻孔疏干的治理措施。岩溶隧道和浅埋隧道的治理要以堵为主,在最大程度上阻止地下水位下降,防止地面出现塌陷及井泉干涸等现象,这些问题会直接破坏周围的生态环境。施工中还可以使用先隔水层然后再进行含水层的开挖,可以有效防止发生突水的地质灾害,有时也可以使用超前引排和超前预注浆等施工方式,都可以有效减少突水的地质灾害程度。
(四)地面坍塌与沉陷的防治措施
地面发生坍塌,可以采取回填、绕避等施工方式,有时还要对施工洞穴的顶板加固等措施,这些措施都可以有效预防地面坍塌和井泉的干涸,防止对周围环境造成的恶劣影响。很多浅埋隧道地表坍塌都是由隧道塌方造成的,所以可以在隧道开挖初期,采取锚初期的支护,控制隧道发生变形。
(五)其他地质灾害的防治措施
隧道在施工中如果穿过煤层,很可能发生瓦斯爆炸,所以一定要对地质预挖部位进行地质的探测,加强地质隧道施工的超前预报十分重要。另外还有钻爆法隧道施工对防爆的处理和防治措施。
结语
综上所述,隧道施工存在很多安全隐患和风险,但是施工中只要我们能认清常见的地质灾害成因,规范施工,做好防治防范措施,就能减少和避免这些地质灾害现象的发生,将隧道施工的风险和安全隐患降到最低。
参考文献:
[1]毛井玉.谈公路隧道施工中复杂地质环境的处理[J].广东科技,2014,10:144+137.
关键词 煤矿区 地质灾害类型 防治措施
中图分类号:TD161
文献标识码:A
一、 引言
地质灾害泛指由于地质营力或人类活动而导致地质环境发生变化,并由此产生的各种危害或严重危害,一般可导致生态环境破坏、人类生命财产遭受损失。地质灾害按照成因可分为两类:(1)自然地质灾害,即自然条件下形成的地质灾害,常见的有地震、火山喷发、滑坡、泥石流、龙卷风等;(2)人类活动影响诱发的地质灾害,如地面沉降等。当今社会人类活动已经触及我们生活的空间的各个角落,甚至是宇宙太空,人类的活动已经大大影响了地质环境的正常发展,从而导致各种各样的地质灾害的发生。
我国是一个煤矿赋存、生产大国,煤炭在较长时间范围内依然是我国主要依赖的能源矿产。然而,煤矿的开采在给国家带来巨大的经济效益的同时,也为煤矿区的地质环境带来巨大的影响,通常表现为破坏性的、难以修复的地质灾害,严重制约了国家的经济发展。因此有必要摸清煤矿区地质灾害的类型,并做好防治措施。
二、煤矿地质灾害的类型及防治措施
煤矿区地质灾害的类型多种多样,总体表现为突发性和缓发性两类。前者为突发性的,通常有矿井突水、露天矿滑坡、瓦斯爆炸、煤尘、岩爆等,突发性灾害一旦发生必然会造成矿井工人生命危险;后者为缓慢的、长期的量变引起质变的地质灾害,通常有地表沉降、建筑物变形、土地荒漠化等环境灾害,缓发性灾害的发生需要一定的过程和时间,灾害发生或过程中及时发现并采取适当的方法,可以减轻灾害程度。
(一)矿井突水。
矿井突水的主要原因主要有以下几方面:(1)煤矿区地质条件比较复杂,地下水源补偿丰富,随着开采水平的不断延深和开采范围的不断扩大,水压逐渐升高,突水威胁愈加严重;(2)工作人员的突水危险意识低;(3)预测方法落后,野外采集和数据处理存在一定的局限;(4)防治措施不够完善,对于一些突发的现象不能及时判断和处理。
矿井突水应以“预防为主,防治结合”的方针,实际操作中应该在地面防水和井下防水两个方面进行防治。
地面防水主要以修建地面防水设施,减少大气降水和地表水直接渗入矿井井筒,防治方法如下:(1)合理选择井筒位置;(2)井筒附近修建排水沟;(3)渗水时堵塞通道;(4)强制矿区附近有潜在危险的河流改道或新建人工河道等。
井下防水主要防治地表水、老窑积水以及含水层中的地下水在水压力作用下,通过薄弱地段流入井下,主要防治方法有:(1)边开采边探测小窑老空、积水旧巷道、充水断层及含水层的位置,并在开采前及时放水;(2)留设防水煤柱;(3)疏水降压;(4)注浆堵截水和注浆加固改造底板;(5)设置防水建筑物等。
(二)露天矿滑坡。
滑坡是斜坡岩石在重力、水以及其外部营力的作用下,沿岩层结构软弱面形成的岩石破坏现象。当岩体应力超过其强度时,导致岩体破坏,即形成滑坡。滑坡产生原因主要是岩体自重应力、构造力、渗透力和震动力综合作用的结果。露天矿滑坡可以出现在任何一个露天矿开采现场,一般来说年代较老的矿山发生滑坡的危险更高。
露天矿发生滑坡主要有以下几方面的原因:(1)岩石本身具有结构软弱面,抗风化、抗氧化能力弱,其成为地表水、地下水、裂隙水的通道;(2)水流作用软化岩体边坡,降低岩体的强度;(3)露天矿爆破作业震动对边坡稳定性产生影响。
边坡滑坡的主要防治措施主要有以下几个方面:(1)确定合理的台阶高度,进行分层回采;(2)利用现代化手段加强边坡稳定性检测;(3)及时进行地表水和层间水的疏通,减轻岩体内外部的水压;(4)人工加固边坡,增强边坡的强度,改善边坡的稳定性等。
(三)瓦斯爆炸。
瓦斯爆炸是由瓦斯和空气混合后,在一定条件下,遇高温热源发生的剧烈的氧化反应,并伴有高温及压力(压强)上升的现象。瓦斯爆炸产生的高温高压,促使爆源附近的气体以极大的速度向外冲击,造成人员伤亡,破坏巷道和器材设施,扬起大量煤尘并使之参与爆炸,产生更大的破坏力。爆炸后通常生成大量的有害气体,造成人员中毒死亡。一般认为瓦斯含量达到5%-16%之间(氧含量应高于12%),遇到高温火源就可能引起爆炸。我国煤矿中,瓦斯爆炸发生的几率较大,必须严格控制瓦斯浓度和火源才能降低其发生的几率。
瓦斯灾害的防治措施主要有以下几方面:(1)开采前及开采过程中必须进行瓦斯抽放,以减少瓦斯浓度;(2)杜绝明火火源、火花、高温物体的存在;(3)利用先进的瓦斯监控设备严格检测;(4)加强员工培训,保证以上三个方面完全落实才能将瓦斯灾害降到最低。
(四)煤尘爆炸。
煤尘是煤矿开采过程中形成的悬浮在空气中的煤粉,这种煤粉不仅污染井下的空气,危害工人的身体健康(形成尘肺病),达到一定浓度和一定温度时同样会发生爆炸。其通常与瓦斯爆炸共存形成链式反应。
预防煤尘爆炸的主要手段是向煤层中注水,在开采工作面喷雾洒水,及时通风,同时杜绝一切明火存在于工作面及巷道内。
(五)岩爆。
岩爆又称矿山冲击,这是因矿坑周边和顶底板围岩,在受到强大的地壳应力作用而被强烈压缩,一旦因采掘挖空出现自由面,即有可能产生岩石地应力的骤然释放,导致岩石大量破裂成碎块,并向坑内大量飞落、喷射、爆散的现象。岩爆灾害的发生影响正常的生产活动,对施工设备和财产造成损害,并危及人的生命安全。
岩爆灾害的发生究其根本原因是岩体的地壳应力的减小,形成自由面,通常与矿井工作面的深度有直接关系,地壳的压力随着深度的增加而增大,岩爆的可能性就更大。
岩爆是一种突发性的地质灾害,其防治手段应以预防为主,主要有以下手段:(1)矿井开挖前期应进行地质构造与应力预测的研究,以选择合适的挖掘地点,避开高应力区等危险地带;(2)根据岩爆发生的机理,依据岩体地应力和岩石力学参数,预测岩爆发生的地点、影响范围和危害程度,提供解决方法;(3)运用爆破、注水、钻孔等卸荷措施,使地应力得到合理分布,以防止岩爆现象的发生;(4)加强安全监测,及时预报,并做好宣传教育工作,加强岩爆灾害应急救险的教育。
(六)地表沉降、建筑物变形、土地荒漠化等灾害。
富煤区地下煤炭的开采造成地下形成大面积的“空洞”,煤层上部的岩层由于应力发生变化而发生变形,在地表反映为凹陷,形成地表沉降。地表沉降与煤层开采的深度、开采范围、煤层厚度等因素密切相关。地表的沉降通常具有滞后性,且变形范围比开采范围大得多。地表沉降同时造成多种衍生灾害,引起地表建筑物的倾斜、变形、地表开裂等。地表下沉同样会导致地表潜水位的下降,从而使大量植物死亡,在生态环境比较脆弱的矿区易造成土地荒漠化的严重后果。
地表沉降的预防与防治措施主要有以下几个方面:(1)鉴于煤矿开采地表沉降的无法避免性,应大力投入地表沉降机理与防治措施的研究,提出适合于不同矿区的开采方式,降低沉陷幅度;(2)煤矿开采前应对地表建筑物进行评价,对于有重大意义的建筑物应该适当的设置保护煤柱;(3)对于以变形的建筑物则采用积极的加固保护措施;(4)恢复沉降区的地面标高,及时铺垫,尽量恢复基本农业需求,植树造林恢复生态环境。
三、总结
煤矿区各种地质灾害并不是相互独立的,总有千丝万缕的联系。所谓“牵一发而动全身”,各种地质灾害的都应以“预防为主,防治结合”的方针对待,在生产过程中运用现代化的科学手段努力把握各种地质灾害的成因机理,做到有备无患。同时,煤矿生产单位也应该具有社会主义责任心,早发现,早预防,保证生产的正常进行,工人的生命财产安全,以及矿区人民和谐的生活环境,保证煤炭行业的可持续发展。
(作者单位:湖北国土资源职业学院)
参考文献:
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