摘要:为促进我国工业加速发展,首先要解决其能源供应问题。因此要不断开采山地资源,采集矿产资源。但是在采集过程中,不避免会由于地质关系受到山体滑坡、泥石流影响,威胁施工队人身安全。基于此,本文将探讨矿山环境地质灾害问题及其勘查方法。
关键词:矿山环境;地质灾害问题;勘查方法研究
矿山开采是社会发展的一个重要组成部分,尤其是对于工业发展来说,矿山的重要性是极为突出的。随着当今社会的不断发展,矿产的开采量越来越大,但是在这一趋势下,矿山环境也遭到了较大的破坏,尤其是对于地质结构来说,这种矿产开采的影响还是比较突出的,也极容易引发一些地质灾害问题。针对这些地质灾害问题,加强勘查、及时了解地质状况,以便更为快捷的做出应对,将地质灾害的恶劣影响降到最低。
1.主要地质灾害特征和治理措施
1.1泥石流
泥石流影响规模大,且不易控制。泥石流形成主要有以下几个原因共同促成:首先是矿山开采过程中以及周边公路修建过程中对于废土、废泥没有很好收集处理,而且开采过程中破坏了土层架构,使碎石泥沙暴露在外,这都降低了山体表层稳定性,第二,大量开采废料随意堆积在山头,增加了坡体高度与斜率。从而为泥石流提供了客观辅助因素,增加流体数量,提高冲刷动能。
在防治过程中,首先要对于废弃石料进行处理,使其不要因为虽易堆积而增加山地斜率或是形成天然蓄水池,通过规整废弃石料并及时填空,提高山体表层稳定型,降低泥石流发生概率。第二,可以添筑防泥网,对山体滚落碎石泥料形成阻挡作用,并且加强水力排疏,减少客观辅助因素,还可以通过生物措施改变土层构架减轻土壤破坏程度,起到防风筑沙作用。
1.2塌陷
当地下矿层被采出之后, 采空区的顶板岩层在自身重力和其上覆岩层的压力作用下, 产生向下的弯曲和移动。当顶板岩层内部所形成的拉张应力超过该层岩层的抗拉强度极限时, 直接顶板首先发生断裂和破碎并相继冒落。接着是上覆岩层相继向下弯曲、移动, 进而发生断裂和离层。随着采矿工作面的向前推进, 受到采动影响的岩层范围不断扩大。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, 从而危及地表的各种建筑物和农田等。
对矿山采空区塌陷的治理方案很多, 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。
1.3滑坡
滑坡活动受多种因素影响, 主要发生在雨季。而软硬相间岩层, 由于差异风化,坚硬岩体突出,由结构面切割或重力蠕变,坚硬岩体就会产生崩塌、落石。地质构造发育使完整岩石被分割成割裂体, 割裂体在诱发因素下失稳而形成崩场, 因此构造越发育,岩体越破碎,越易产生崩塌、落石。人为影响主要是开挖坡脚、改变应力场,使坡体内积存的弹性应变能释放而造成应力重新分布,岩体产生卸荷裂隙,它们多张开且平行于边坡面并使原有裂隙扩展和张开,由其所切割的岩体,可能失稳而形成崩塌滑坡。目前露天煤矿、铁矿、采石场所发生的滑坡,大多数是由于违反开采顺序,乱采滥挖而造成的。为了使露天采掘、剥离作业正常进行, 采场边坡岩体应该具有一定的稳定性。当工作台阶采掘到最边界时,便形成最终边坡;当最终边坡角过陡时,稳定性差, 易滑坡, 危及人员和设备的安全,导致停产闭坑;当其过缓时,会降低采矿经济效益。
施工队在施工期应对分采砂石做稳固处理,如添置防滑网或是架构防滑挡墙。尤其是一些露天开采矿坑,不仅要设置边坡防滑挡墙、木桩等还要注意水路疏通,及时排水。防止急雨天气出现山洪或是泥石流产生。
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2.矿山环境地质灾害问题产生的原因
2.1疏干排水
对于矿山开采来说,地下水是需要积极关注的一个方面,当前比较常见的一种措施就是疏干排水。疏干排水对于地下水的影响是比较大的,对于整个矿山结构体系的支撑效果影响也比较突出。通过分析近年来的实际工作情况来看,疏干排水质量会受到设备、施工计划以及山体结构影响,三点中的任何一个环节出现问题都会影响到疏干排水工作质量,进而会影响到环境地质结构的稳定性,就有可能出现各种地质灾害问题,是矿山开采中最为突出的一点。
2.2其他因素
矿山地质灾害诱发因素很多, 有些是开采过程中难以避免的, 如开采深度的增加, 使得地应力相应增大引起冒顶、片帮、脱盘甚至岩爆的严重地压灾害;有的是开采中忽视预防或开采不规范、管理不科学导致的, 如采空区不及时充填、废渣废水随意排放、水文地质及构造不了解、巷道偏离、盲目指挥、违章作业、私挖乱采等, 非稳定因素积聚到一定限度引发各种灾害;有的矿山片面追求经济利益或为摆脱一时的经营危机, 摈弃常规, 如采富弃贫、求近避远, 结果为后期发展埋下灾害隐患;曾一度泛滥的民采风潮掠夺式的开采活动也对部分国有大中型矿山造成严重干扰和资源、环境破坏。
3.矿山环境地质灾害的勘查方法
3.1GPS监测系统
开采设计人员首先定位矿山坐标,资料库中就会显示该地区地理位置、气候水文、地形地貌、主要矿产资源分布、岩石类型及特征等。设计人员在实地考察后可以,规划出安全、合理的开采区域,进行施工。在施工前监理检测网,输入具体坐标,监督员通过显示屏就可以及时掌握施工过程中生态环境、地类构成、矿区生态环境变化情况以及采空区地表变形动态变化数据,通过分析计算得出地表高程数值变化情况、地下水含量等。从而对剩余资源分布与数量有大致估算,并且模拟地面塌陷位移变化数值、应力变化数值、塌陷范围等。通过模拟数值,依据施工情况设定安全数域,既能帮助施工队达到工程标准,还能降低事故风险质量,保护矿山环境。
3.2运用物理勘察
对矿山环境进行勘察需要要到物理方法,最有效的勘察物理方法为:高密度电阻率法和浅层地震法,这两项物理方法可以实现对浅层地质灾害区的有效监控。高密度电阻率法的勘察原理为:选择矿山上的岩土结构,由于岩土具有导电性能,不同岩土体之间存在着导电差异,因此,可以利用这个导电差异将垂直方向和水平方向的电性变化表现出来,将电性变化采用物理比值的方法表示,勘察人员对所有比值进行分析判断,将异常的比值选择出来,并判断出异常比值在矿山结构中的具体位置,此位置就是潜在地质灾害的位置。浅层“地震”法的勘察原理为:运用人工手段人为的将地震波激起,记录下地震波在地质层的传播规
律,根据不同物体对地震波的传播阻碍作用不同,分析地质结构的起伏变化,并针对地震波传播的频率快慢,判断地下是否有断层、阻断传播的异常物、空洞等等,这样可以有效的降低滑坡、坍塌造成的危害。
4.总结
我国矿山的类型非常多,随之而来出现的矿山地质灾害问题也非常多,我国矿山环境地质灾害形式非常严峻,因此,政府要加大对矿山环境地质灾害的监控,清楚的了解矿山环境下地质灾害的主要类型,并运用合适的勘察手段对矿山环境进行直观的掌控,将可能出现的地质灾害产生的影响降到最低,保障社会各方面的利益。
参考文献
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论文作者:田得龙
论文发表刊物:《基层建设》2017年第32期
论文发表时间:2018/1/20
标签:矿山论文; 地质灾害论文; 环境论文; 岩层论文; 泥石流论文; 采空区论文; 地质论文; 《基层建设》2017年第32期论文;