矿山地质灾害的防治

摘 要：近年来,由于采矿而导致的地质环境问题,在很大程度上威胁当地居民的生活和生产安全.因此,必须采取有效措施,防治矿山地质灾害的发生.文章首先分析了矿山开采引起的环境地质问题,接着探讨了矿山地质灾害的防治措施.

关 键 词：矿山；地质灾害；防治

中图分类号：P694文献标识码：A文章编号：1006-8937（2014）6-0169-01

当前,随着我国经济的高速发展,矿产资源开发规模也越来越大,随之而来的则是矿山地质环境的恶化.据调查,全国采矿地面塌陷相当严重,据对全国1173个大中型矿山企业调查,地面塌陷破坏土地面积达84200多公顷,煤矿区最为突出.地面塌陷,毁坏城乡各种建筑、交通设施和农田,威胁人民生命财产安全,影响经济建设,造成严重的经济损失.因此,加强矿山地质灾害的防治刻不容缓.

1矿山开采引起的环境地质问题

随着近年来的矿产资源加速开发,难以避免地给所开发的矿山环境造成不容忽视的破坏.由于矿山开采而导致的地质灾害是一个非常突出的地质环境问题,矿山地质灾害的特点是具有很强的隐蔽性和突发性,一旦发生,便会为所在地区带来较为严重的灾情.经常发生的地质灾害有滑坡、崩塌、泥石流以及地面塌陷等.

1.1滑坡、不稳定斜坡

根据调查,矿山所存在的易滑坡区域和不稳定斜坡区域,其形成的原因主要来自于多年来某些地区持续而无序地对矿山进行开挖,并且没能科学管理矿山弃渣,此外,矿山的采空区出现沉陷,以及较大规模的降雨、采空区发生地震、爆破等活动,也会使滑坡和不稳定斜坡发生的几率增多.在矿区的滑坡等地质灾害一般来讲单体规模不大,但是分布很广泛,因此对当地居民有着不容忽视的潜在危害,且难以准确及时地预测.

在矿区,滑坡和不稳定斜坡的出现诱因有如下三类：第一类比较常见,主要是由于采矿者将矿渣置于比较高而陡的坡地,一旦矿渣累计过多,在发生短时间强降雨的时候便很容易形成滑坡；第二类是因为大规模的矿产开采而使矿区局部的岩体应力产生了变动,一旦有强降雨的触发,或者重力变化和类似的因素影响,便很容易造成岩土体滑动,形成滑坡；第三类是在某些露天开采的矿区里,矿区的上半部分土体已经逐步风化,而此时如果采面过于陡峭,便会很容易由于在强降雨或者自身重力、以及开采时的爆破力的影响下松动崩塌,形成滑坡.

1.2地面塌陷及地裂缝

大多矿区开采历史悠久,近几年随着采煤机械的日新月异,新增采空区面积越来越多,这些采空区随时都可能冒落,产生地面塌陷及地裂缝.这些地面裂缝遍布,一般长数百到上千米、多呈平行状密集式排列,垂向深度较大,以张剪性破裂为主,方向性良好,裂而光滑平直,与下部煤层顶板贯穿.众多裂隙将地表切割得支离破碎,大部分地下水被截流至井下,致使浅层地下水日趋枯竭,植被退化,农田无法耕作.

在坚硬顶板条件下,大量未经处理的采空区是发生大而积塌陷的根本原因.这主要与采煤方法及煤柱的留设等因素有关.另外,矿区水文地质条件的变化不仅产生了环境问题,而且使采空区的煤柱受到侵蚀,加速了顶板的垮落.随着掘进水平的延伸,复合采空区面积会进一步扩大,如何制定新的采煤方法标准,因地制宜地留设保安煤柱是矿区二次创业中的重要课题.根据资料分析：埋深100m,采高3.5m的采空区,留设煤柱的面积比率应达到30%以上,才能保证地表的稳定性不受影响.在旧采区内煤柱由于氧化及渗透压力作用,使其抗压强度下降,引起地表整体移动.

2矿山地质灾害的防治

随着矿区的持续开采,附近的自然环境逐步出现退化,危害的范围还将继续增加,所形成的地质灾害也会渐渐严重,导致更大的致灾性.目前的科学技术尚无法从根本上控制由于矿区开采而引发的地质灾害,我们可以尽可能采取一切有效措施,使灾害的损失减轻到最小程度.

2.1采空区塌陷的防治

随着矿区开采程度的加大,矿区地面的塌陷现象是一个难以回避的地质问题,大量事实证明采空区塌陷会对矿区的人类生活和生态环境带来负面的甚至恶劣的影响,随着开采过程的深入,采空区塌陷也逐步恶化,而当前的采矿工程发展是难以避免采空区塌陷现象的.目前只能通过科学的施工措施,以各类手段尽可能降低采空区塌陷的程度,使之对当地环境和居民生活影响降到最低,并保持矿区生态经济效益的最大化.

目前,有不少针对采空区塌陷的施工模式,在采矿实践中也取得了一定的效果.一种比较有效的模式叫做“充填复垦”模式.该模式通过将矿区所产生的大量煤矸石、粉煤灰等物质对采空塌陷地进行有效填充.这种防止策略适合于在填充物质比较充足的地区使用,因为所选择的填充物质不会对环境产生污染,并且能够对采空区塌陷产生较好的一只作用,还能有利于废弃物的处理,因此具有一举多得的效益,被许多地区使用.

2.2采矿区滑坡的防治

如果所采的矿床都处于相对软弱的地层中,并且在软弱层之上由灰岩或砂岩组成的高陡崖,则很容易出现采矿区的滑坡现象.常用且比较有效的治理滑坡的方法包括通过支挡或者铆固以及边坡的加固等等,来改变区域地形,进而防止滑坡；而对于某些比较特殊的危险地区,则应着重修正边坡的形状和尺寸比例.例如减少边坡的高度以及降低边坡角度,使边坡岩体内的应力状态得到改变,从而保持边坡稳定,减少滑坡风险.

2.3采矿区泥石流的防治

由于过度采矿,破坏植被改变地形,便很容易引发泥石流.根据近年来的采矿工程经验,对于泥石流的防治策略可以通过两个方面进行,一是拦挡,二是疏导.在矿区中泥石流发生几率偏大的地区,结合其具体的地形条件,在合适的地段构建拦截坝,从而拦挡可能构成泥石流的松散固体物质.同时选择合理区域构筑沟渠等排泄公事,使以及形成的泥石流可以通过这些沟渠顺利排走.

2.4采矿区水土流失的防治

采矿区的水土流失危害主要是影响区域的水循环、破坏土地资源、加剧人为水土流失的发生.其中,对采矿区的林木和植被进行保持,是对矿区进行水土保持之中十分重要的部分,在采矿区的水土流失防止里发挥着不可替代的作用.在水土保持工程中,应该建立一套综合的防护系统,既能防止水蚀,也能防止风蚀,通过以林草等植被使矿山土壤得到固结,从而在最大限度上避免水土的流失.应采取恢复植被、修建蓄排水工程和拦挡工程等综合防治措施.

2.5采矿区突水灾害对防治

采矿区容易发生突水灾害,这种灾害的避免和防止可以分为两个类别,一是地面防水策略,二是井下防水策略.对于第一种情况,采矿区的地面防水,其原理是通过断开大气降水,达到避免来自地表的水涌入采矿区.地面风水的实际策略包括构建地面防洪沟、对矿井的塌陷坑进行有效封堵、对矿区的地势低洼处积水进行排除或疏导、通过垫高河床达到河流流向的变化等.对矿区中一些年代较旧的坑洞,应该对其实施封闭处理,达到避免雨水灌入的目标.

2.6采矿区三废排放的防治

挖掘采矿区中的尾矿与矸石的利用价值,对存在于矿坑中的水源进行回收利用.一方面能够对废物进行循环利用,另一方面则能够对水源进行有效的回收.对采空区里的尾矿,在进行洗选处理之后,对其中含有的有用物质进行应提取,从而继续挖掘其价值.对于已经塌陷或者遭到破坏的矿区土地,则应结合其具体情况来进行继续开发,包括回复种植以及进行行政区域规划等等.土地的再利用应该严格与环境的保护和修复进行配合,例如,对于采矿区里的矸石,可以用于填充废旧的巷道,也可以将其用于建筑材料等,通过废物的二次利用来实现环境的保护.