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所屬欄目:礦業論文 發布日期:2013-03-17 09:10 熱度:
摘要:我國目前的能源結構依然以化石燃料為主,礦產的開采是獲得化石能源的主要手段,礦山建設中的安全問題,不僅危及到礦工的生命,也危及到國有資產的安全,必須引起相關部門的足夠重視。礦山的安全事故,大多數都來源于水文地質災害,在礦山的建設過程中,對礦區的水文地質全面認識和了解十分必要,本文主要介紹礦山建設過程中容易出現的地質災害類型,以及相關的防治策略,僅供參考。
關鍵詞:礦山建設,水文地質災害,防治
我國采礦業的不斷發展,為國家的經濟進步提供著資源保障,隨著現代化機械設備的廣泛運用,我國的礦山在規模上和開采能力上都有了較大的突破,因為地殼運動及水文因素,礦山地質災害是危害礦山安全的主要原因之一。作為采礦大國,我國的礦山開采環境也在不斷惡化,近年來重大的地質災害事件不斷發生,更是為礦山的建設者敲響了警鐘。
一、礦山的建設過程中容易出現地質災害的原因
我國的經濟建設發展迅速,對資源的需求量一直比較大,我國的礦產儲量豐富,礦區的開采量也比較大,因為開采技術和開采方法的制約,礦山的建設過程中存在有較多問題,極易引發地質災害。
在傳統的礦山開采中,一般采取如圖所示的開采方法,以一條斜井靠近礦體,然后在巷道內對礦產進行開采。在許多中小煤礦的礦區內,因缺乏專業的管理手段,或采用了不適宜的開采方法,一旦巖土變形,或者地下水位發生突然的變化,都會對作為唯一出口的斜井造成破壞,從而引起嚴重的地質災害,危及到礦區的生產安全。在進行礦山開采之前,必須進行詳細的地質勘測,做好相關的地質災害的防治措施,為礦區建設的順利進行提供保障。
二、礦山建設過程中容易出現的水文地質災害類型
我國是地質災害多發的國家,因地殼運動活躍本身就給礦山的建設和開采帶來較多難題,在礦山的開采過程中,一旦不注意勘測水文地質環境,或者不進行有效的防護措施,發生地質災害之后,礦井關閉和設備損毀會造成直接經濟損失,也危及到井內進行開采作業的礦工的安全,礦山的建設過程中,容易出現的水文地質災害,主要有以下幾種:
(一)由地下水位的突然變化引起的地質災害
在礦山的開采過程中,挖開的礦井接觸到地下的蓄水溶洞或者暗河的可能性比較大,會導致地下水直接涌入巷道,也有可能是泥沙涌入巷道,遇到透水斷層或者淺表的裂縫時,地表徑流會帶著一些沉積物進入巷道,這些水、泥沙和沉積物堵塞巷道會造成造成人員傷亡,掩埋作業機器,甚至會使礦山的發掘系統直接崩潰。這種自然災害具有極強的突發性,一旦發生往往波及面較廣,造成的后果也極為嚴重。
(二)由礦體內的易燃物質造成的地質災害
礦體內可能含有易燃易爆的甲烷氣體,隨著礦井的深度的增加,礦井內部的溫度也會在地熱的影響下不斷升高,含硫量也比較大,在這種惡劣條件下進行作業的礦工,本身就存在較大的健康隱患,一旦因為通風不良,易燃氣體大量積聚之后發生爆炸,必然導致慘痛的后果。這種情況多見于煤礦,后果最為嚴重,但是具有較強的可預防性,在礦井的建設過程中做好日常的維護和管理工作,可以很大程度上避免災害的發生。
(三)由巖土層變形引起的地質災害
礦區在進行一段時間的開挖之后,已采空的礦體需要進行支撐,在一些埋藏較淺的礦區,會因為礦山采空而導致地面塌陷,如果不能對采完的礦體進行及時的回填和崩落,最終會引起大面積的塌方,造成嚴重的后果。礦井開挖造成的地面塌陷在淺表煤礦中普遍存在,會影響到地面的建筑物,會破壞耕地,給礦區周圍居民的生產和生活帶來較大的負面影響。因礦區的開發,需要對礦脈附近的巖石進行引爆,一旦事先的勘測數據不夠準確,起爆點的選擇出現偏差,致使巖石塊發生破裂呈噴射狀,會對礦井內執行作業任務的礦工造成人身傷害。
三、對礦山中可能發生的水文地質災害采取有效的防治措施
不同地區的礦山因形成條件不同,有不同的水文地質特點,在防治地質災害的措施上,也各不相同,但是針對地質災害的主要類型,也可以采取相應的有效防治手段。
(一)施工之前進行全面的勘測
在礦山開挖之前,必須對斜井或豎井的位置進行全面的工程勘察,預測好斜井內的涌水量,以及周邊的含水部分的水文地質構造,詳細繪制地質平面的剖面圖,并根據施工情況隨時修訂預測結果,按照嚴格的施工步驟進行施工,由上級主管單位進行規范驗收。對勘測過程中已知的含水部分,要綜合考慮其位置以及距離井巷的深度,提前進行導水工程的建造,在建造的過程中,根據涌水量以及工程要求采取合理的預防措施。對礦山的生產過程中可能出現的滑坡以及塌方,要及時對礦山周邊的不穩定因素進行勘察,結合當地的氣象水文情況,對惡劣天氣條件下的滑坡和泥石流做好預防。
(二)做好防治工程的設計
在進行礦山的設計時,要考慮到可能發生的崩塌和滑坡現象,以及礦山附近的水文地質因素,結合危險事故的成因和發生特點,進行有針對性的設計方案,保證防治工程的工程質量。對易發生危險事故的重點區域,做好加固工作,避免因礦山開采導致的災害復發現象;對礦上的邊坡,要由專業的勘測人員進行及時的監控,注意相關參數的控制,一旦在開挖后出現變形,要有相應的應急預案。礦山在進行成產之前,必須由相關的專家進行安全評價,對防治工程進行規范化的驗收,保證礦山的生產安全。
(三)施工中應該采取的工程防治措施
在礦山的開挖過程中,要實時地采取相應的工程防范措施。在礦區周圍要做好雨季的排水,在周邊設置合理的截洪溝,及時將礦區外部的積水排出,以免外部積水倒流入巷道造成事故;針對開采面的設計,要禁止從下部開挖形成傘檐,懸空的傘檐有可能崩塌形成事故,需要從上而下對礦體進行臺階狀開采;在礦區內的巷道,一定要注意通風,隨時監測巷道內的甲烷濃度,在超標狀態下進行暫時性停工作業排除險情;在巷道內進行礦體爆破時,要注意爆破點的選擇;在結束開采之后,及時清理巷道周圍的危巖,同時在破碎面周圍和高危地區設置警戒線,以避免人員損傷。
(四)施工中應該采取的生物防治措施
因爆破殘留的粉塵較多,導致礦區周圍也存在一定程度的空氣污染,礦山的開采過程中,也難免會對礦區周圍的生態環境造成一定程度的破壞,被破壞的生態環境又會直接危害到礦區的生產安全,以及周邊居民的生產和生活,所以在礦山建設中應該注意對水文地質災害采取生物防治措施。礦區開采的平臺和棄土的堆放,為了避免礦井涌水所采用的防治措施,這些都會對當地原有的生態地貌,以及當地的大氣降水和自然環境造成影響,在礦山周圍要種植植被,主要引進鄉土樹種,經濟實惠的速生植物可以有效發揮綠色植物的固土作用,達到防災減災的目的。
四、結 語:
在礦山的建設過程中,因行業的特殊性,容易出現嚴重的水文地質災害,為了保證礦工的生命安全以及礦區的資源安全,礦區的負責人必須端正態度,提高認識,成立由專業地質勘測人員組成的勘測部門,對礦區周圍易于導致地質災害的危險因素進行全面篩查,及時掌握礦山的安全運行狀況,采取有效的防治措施,保證礦山的安全運行以及可持續發展。
參考資料:
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本文選自《水文地質工程地質》。 《水文地質工程地質》1957年創刊,是國土資源部主管,中國地質環境監測院主辦的。國際刊號ISSN:1000-3665;國內刊號CN:11-2202/P。郵發代號2-335。我國水文地質、工程地質和環境地質專業領域創刊較早、發行較廣,并具有權威性、綜合性的學術理論與實踐刊物之一。
文章標題:試論礦山建設中的水文地質災害防治策略
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