礦山地質(zhì)災(zāi)害及防護(hù)

1、礦山地質(zhì)災(zāi)害主要類型及防治對策研究郭維君隨著我國新一輪的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，礦山資源需求量的增加將加速礦產(chǎn)業(yè)的發(fā) 展，顯著加大對環(huán)境的壓力。我國是個礦業(yè)大國，又是最大的發(fā)展中國家，礦產(chǎn)資 源的年消耗量很大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前，我國各類大中型礦山已達(dá) 9 000 余座，資源開 采規(guī)模居世界第 3 位。礦業(yè)的發(fā)展為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。由于礦產(chǎn) 資源開采是迄今最大規(guī)模改變地球表面景觀和破壞地表生態(tài)系統(tǒng)的有組織的人類活 動，加上市場經(jīng)濟(jì)的沖擊、粗放式的經(jīng)營生產(chǎn)、采礦技術(shù)與設(shè)備落后、安全環(huán)保意 識的淡化、政策不規(guī)范等原因，導(dǎo)致礦山地質(zhì)災(zāi)害隱患日益增多，環(huán)境逐步惡化。 有關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，我國每年因地質(zhì)災(zāi)害造成

2、的直接損失達(dá) 300 億元，嚴(yán)重制約著礦山 企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，如何規(guī)范、合理、有效、安全、環(huán)保的開采和利用資 源，促進(jìn)礦山企業(yè)和地方經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，成為業(yè)內(nèi)人士日益關(guān)注的問題。1 礦山地質(zhì)災(zāi)害類型礦山地質(zhì)災(zāi)害是指由于自然地質(zhì)作用和人為地質(zhì)作用使礦山生態(tài)地質(zhì)環(huán)境惡 化，并造成人類生命財(cái)產(chǎn)損失或人類賴以生存的資源、環(huán)境嚴(yán)重破壞的災(zāi)害事件。 有人認(rèn)為礦山地質(zhì)災(zāi)害是由于人類開采礦山而直接誘發(fā)的人為地質(zhì)災(zāi)害。國土資源 部按致災(zāi)地質(zhì)作用的性質(zhì)和發(fā)生處所進(jìn)行劃分，將地質(zhì)災(zāi)害分為12 類、 48種，礦山地質(zhì)災(zāi)害為地質(zhì)災(zāi)害的一個分支。目前我國礦山存在種類多，分布廣，影響大， 潛在災(zāi)害隱患突出等特點(diǎn)，并且

3、存在上升的趨勢，給人民生命財(cái)產(chǎn)安全帶來很大的 威脅。礦山開采引起的主要地質(zhì)災(zāi)害類型包括：冒頂片幫、深部巖爆、采空區(qū)垮塌 和地表塌陷、井下突水、崩塌滑坡、地下水破壞、礦震等。1.1 冒頂片幫冒頂災(zāi)害事故最為普遍，包括巖層脫落、塊體冒落、不良地層塌落，以及由于 采礦和地質(zhì)結(jié)構(gòu)引起的各種垮塌。特別是礦巖穩(wěn)定性差的難采礦體及軟弱夾層，易 發(fā)生較大規(guī)模的垮落，引起采場和巷道冒頂事故。冒頂片幫常常無明顯前兆特征， 具突發(fā)性，發(fā)生頻度高，難以防范，是礦山生產(chǎn)安全的主要危害。1.2 采空區(qū)垮塌和地表塌陷采空區(qū)垮塌和地表塌陷主要是由于地下采礦對地表的破壞。凡口鉛鋅礦因疏干 產(chǎn)生地表塌陷 1982個，影響范圍達(dá)

4、675 km2，受損農(nóng)田約 66.7 km 2，建筑物搬遷 7km2。采空區(qū)塌陷可引起地表積水，對采空區(qū)上的建筑物，道路、管線及農(nóng)田帶來 影響，嚴(yán)重時可引起山體滑移。1.3 深部巖爆巖爆是一種與地應(yīng)力有關(guān)的地質(zhì)災(zāi)害，據(jù)悉，礦山進(jìn)入 1000 m 以下進(jìn)行深部 開采時，由于高地應(yīng)力，硬巖層往往發(fā)生巖爆。巖爆就其破裂機(jī)制而言，是一種開 挖卸荷條件下巖石自身彈性應(yīng)變能突然釋放所造成的脆性破裂或爆裂；爆裂造成的 巖塊（ 片） ，則可以爆裂松脫、爆裂剝離、爆裂彈射或拋擲等不同方式脫離母體，其 脫離方式、初速度和規(guī)模大小等與爆破時的破裂機(jī)制及釋放彈性應(yīng)變能的多少和波 及深度等諸多因素有關(guān)。紅透山銅礦開采達(dá)

5、 1337 m，在采深 1100 m 左右，大片采 區(qū)花崗巖柱及上下盤發(fā)生多次大的巖爆，地表響聲如雷，井巷工程遭到嚴(yán)重破壞， 給生產(chǎn)帶來危害。1.4 井下突水井下突水主要由含水層引起，在違規(guī)操作或者非正常開采條件下，遇到積水巷 道或采空區(qū)、溶洞、地下暗河等含水體，容易引起隔離巖層失穩(wěn)，從而引起災(zāi)害。 尤其是在水體下采礦，應(yīng)經(jīng)過專門論證以及采取專門的防治措施。另外，礦坑突水往往水文地質(zhì)條件復(fù)雜，存在軟弱破碎帶及斷裂構(gòu)造，造成頂、底板的穩(wěn)定性差。 礦坑突水往往具有突發(fā)性強(qiáng)、規(guī)模大、造成的破壞大、恢復(fù)生產(chǎn)難度大等特點(diǎn)。據(jù) 統(tǒng)計(jì)，近 30年來，我國煤礦突水，淹沒全礦井 58 次，部分淹井 64次，造成

6、經(jīng)濟(jì) 損失達(dá) 27億元。由于突水的威脅，我國煤炭礦床約有 150億 t 儲量不能開發(fā)利 用。1.5 崩塌、滑坡崩塌、滑坡是露天礦山最常見的工程地質(zhì)災(zāi)害。它也是發(fā)生頻度最高、對露天 礦山安全影響最大的災(zāi)害。崩塌、滑坡主要分為幾個方面：為采空區(qū)山體滑坡， 主要是由于超量開采而引起；為露天采礦場邊坡失穩(wěn)；為排土場、堆渣場邊坡 失穩(wěn)，或者尾礦壩垮塌。崩塌、滑坡的產(chǎn)生與特定的自然環(huán)境、工程地質(zhì)條件等密 切相關(guān)，對于礦山而言，主要是由于采礦活動的影響。 1996年 5月31日和 6月3 日，云南省元陽老金山金礦群采區(qū)接連發(fā)生兩次滑坡，造成近400 人死亡，直接經(jīng)濟(jì)損失 1.4 億元。 2009年 5月在重

7、慶地質(zhì)災(zāi)害大排查活動中，重慶永川煤礦矸石山 被列為地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)，必須限期予以排除，該矸石山高約430 m，通過降低矸石山高度，削坡減荷，同時在矸石山周圍建立 3 個大型磚廠，對矸石山予以消耗，最 終隱患得以排除。湖南柿竹園多金屬礦的尾礦庫倒塌，形成礦渣碎石流，使沿途 3 鄉(xiāng) 2鎮(zhèn)的 94個村民小組受災(zāi)，沖毀房屋 39棟，計(jì) 17 810 m2；淹沒房屋 27 棟，計(jì) 8100 m2；沖垮 3座橋梁。礦區(qū)內(nèi) 49人死亡，礦區(qū)直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá) l300 萬元。1.6 地下水位下降無論是露天開采礦山或是地下開采礦山，都需不同程度地疏干排水。疏干排水 容易引起地下水位下降，形成大的疏排漏斗，引起地下、

8、地表水系破壞，地表蓄水 能力下降，農(nóng)田干枯，水井干涸。地下水位下降帶來的危害將很難恢復(fù)，對于巖溶 充水礦床，高強(qiáng)度的礦山疏干排水容易引起巖溶塌陷，給附近居民生產(chǎn)生活帶來很大的影響。以廣西泗頂?shù)V區(qū)為例，由于歷史上大范圍的疏干排水，造成整個礦區(qū)塌 陷 1000多處， 20世紀(jì) 90年代就達(dá) 600多處，規(guī)模大者直徑可達(dá) 3050 m，深度 可達(dá) 10 m；規(guī)模較小者直徑多在 23 m，深度多在 23 m。導(dǎo)致附近房屋建筑等 被毀，鄰近農(nóng)田毀壞，水井干涸，最后造成整個泗頂鎮(zhèn)不得不整體搬遷。1.7 其他地質(zhì)災(zāi)害其他地質(zhì)災(zāi)害主要有礦震、地?zé)?、地質(zhì)環(huán)境污染、瓦斯突出、礦山泥石流、水 土流失等，同樣對礦山地

9、質(zhì)環(huán)境帶來比較大的威脅。地?zé)嵋话愠霈F(xiàn)深度在800 m 以下。泥石流的形成主要與堆積物的物質(zhì)組成、足夠的水體以及切割強(qiáng)烈的山地地形 有關(guān)。一般認(rèn)為泥石流的形成取決于地質(zhì)因素、水文地貌因素以及氣象因素等。地 質(zhì)環(huán)境污染是目前礦山普遍的災(zāi)害，主要通過物理法、化學(xué)法、生物法進(jìn)行治理。2 防治對策及措施礦山的開采、挖掘是直接在巖土圈進(jìn)行的，伴隨著我國礦山開采強(qiáng)度的增大， 其所造成的環(huán)境破壞也越來越嚴(yán)重。目前對地質(zhì)災(zāi)害主要貫徹“以防為主，防治結(jié) 合，重在預(yù)防”的方針。目前主要從非技術(shù)方面和技術(shù)方面對地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行防治。 在非技術(shù)方面主要有加強(qiáng)立法、加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)和污染治理。在礦山開采規(guī)劃和報(bào)批 的同時，需提交環(huán)境影響報(bào)告、地質(zhì)災(zāi)害評估報(bào)告、安全評價(jià)報(bào)告等，嚴(yán)禁超量開 采、亂采濫挖，并按上述報(bào)告提供的建議措施進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害防治。目前很多省份實(shí) 行了礦山環(huán)境恢復(fù)治理措施的編制以及礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)保證金制度，為礦山的地 質(zhì)環(huán)境恢復(fù)提供了資金保障和技術(shù)支持，大大減少了礦山地質(zhì)災(zāi)害的