時間:2023-09-27 09:40:37
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關鍵詞:治管結合 科學營林
林業生物災害是由于極端的自然、人為因素或者它們的共同作用,使森林生態系統能量交換、物質循環、信息傳遞的有序狀態遭到破壞,森林生態系統失衡,少數生物搶占生態位,森林資源遭到破壞,造成林業生物災害。林業生物災害包括森林植物感染病蟲鼠害、有害植物侵入和野生動物感染疫病等。
一、林業生物災害的特征
具有一般生物災害的共同點外,還具有周期性、受災面廣、危害的間接性和嚴重性等特點:
(1)周期性。林業有害生物的種群具有一定的消長周期,其危害性也表現出明顯的周期性。由于有害生物的發生發展與其生長環境密切相關,不同的有害生物、同一種有害生物在不同地區期表現的危害周期都不相同,因此,林業有害生物的周期性主要表現在單蟲種的區域性上。
(2)受災面廣。林業災害受體涉及整個陸地生態系統,“十五”期間,我國年均發生林業有害生物災害面積867萬hm2,相當于同期森林火災面積的50倍,年經濟損失高達880億元,其中直接經濟損失156億元。
(3)危害的間接性和嚴重性。林業生物災害不象其他災害那樣來得突然、激烈,對人的感官刺激、心理沖擊大,它的危害一般是漸漸的、間接的,容被人忽視。但是,林業生物災害不僅造成巨大的經濟損失,對陸地生態系統造成極大的危害,甚至于危及人類健康。
二、林木雨雪冰凍災害的防治措施
林木受雨雪冰凍災害,其受災程度除與雨雪冰凍天氣持續時間,海拔,地形地貌有關外,在上述相同的成災環境條件下,森林經營水平,林分質量,林分健康狀況、營林技術措施、造林樹種選擇等因子同災害程度有著直接的關系。
天然林比較抗雨雪冰凍災害,人工林較易受雨雪冰凍災害,特別是人工純林受災最為嚴重,經濟損失也大。過去營造的速生豐產林絕大多數為杉木純林,初植密度過大,撫育間伐不及時,樹木為爭奪陽光其高生長較快,冠幅較小,形成高、徑、冠比例失調,稍部木質化程度低,當樹冠積雪達到一定重量時,林木之間由于互相擠壓,易形成大面積倒伏和折梢。毛竹純林未實施鉤稍,枝叉過多滯雪量過大,造成毛竹爆裂和翻樁。
調查發現闊葉樹比較抗雨雪冰凍災害,特別是落葉闊葉樹,針葉樹和一些常綠闊葉樹易受雨雪冰凍災害。人工林受災嚴重,一個重要的原因就是未能按適地適樹的原則科學地選擇造林樹種。選擇樹種時,只重視樹種的經濟性能,忽視了樹種是否與造林地環境條件相適應,其中重要的一項就是氣象條件是否適合,忽視了樹種的抗氣象災害能力,沒有足夠重視樹種的形態特征、生態學和生物學特性在抗雨雪冰凍方面的特點,偏面追求營造經濟價值高的速生樹種,例如在海拔800米左右的陰坡或迎風面營造大面積的杉木純林,極易造成冰雪災害。
從調查情況來看,混交林抗雨雪冰凍災害能力強,而人工純林易受雨雪冰凍災害,特別是針葉純林,很容易遭受雨雪冰凍災害,落葉常綠闊葉混交林和針闊混交、竹闊混交林則抗災能力很強。
三、林木病蟲鼠害的防治
森林病蟲鼠的防治工作,以突出營林措施和生物防治措施為主,堅持“預防為主,科學防控,依法治理,促進健康”的方針,堅持因地制宜,充分運用生物、物理、天敵等相輔相成的系統防治措施,防止環境污染,大力提倡防治無公害防治措施,把森林,病蟲鼠害控制在不成災的水平,以達到保護環境和促進林木速生豐產的目的。
1 做好森林病蟲鼠害調查。認真地調查森林病蟲鼠害,以便掌握森林病蟲鼠害種類組成及種群動態及發生發展趨勢、森林病蟲的變化情況,探討其發生發展規律,為科學準確的森林病蟲害的預測預報、防治措施的制定以及天敵的利用提供科學依據。同時及時認真做好森林病蟲鼠的種類、數量、分布、林木被害程度的分析。
2 抓住科學、合理、有效防治措施。根據林木生長狀況、危害程度及癥狀,正確鑒定森林病蟲種類,掌握其生物特性及在不同環境中的生長規律,抓住最佳防治時機,制定科學合理的綜合有效的防治措施,以達到最佳治理效果。同時把森林病蟲鼠害造成的經濟損失降到最低。
3 物理機械防治法。人為進行捕殺、阻隔、誘殺、高溫處理及應用遙感等新技術進行防治稱為物理機械防治,這種措施具有不污染環境,不傷害天敵,便于開展群眾性工作等特點;但此種措施工效低、費工、局限大,應根據規律及勞力情況具體掌握。
4 天敵防治法。結合其他防治措施,利用自然界中天敵昆蟲病原微生物、線蟲、蜘蛛、食蟲鳥以及其它食蟲動物等有益生物來控制病蟲害。此措施對維持生態平衡,對森林病蟲害有長期抑制作用。對建設人與自然和諧社會具有重要戰略意義。
5 生物及仿生物藥劑防治森林病蟲鼠。建設人與自然的和諧發展,避免化學防治帶來的環境污染,大力提倡無公害防治。防治時選擇生物藥劑和仿生藥劑進行森林病蟲鼠的除治,是實現林業生態文明的重要步驟。
四、林木的防災減災措施分析
自然災害不可避免,人類能夠做的只是如何利用自然為人類造福,一是加強科學預測提前預警做好防范措施,將災害降低到最低程度,二是科學營造林,這是防災減災重要措施之一。
受災林地清理包括受災林木清理和造林與更新方案。要遵循林業自然規律和經濟規律,堅持因地制宜、因害設防,突出重點、破解難點、分類實施,不搞一刀切,注重林木清理與科學經營、自然恢復與人工恢復相結合,扎實推進林業災后恢復重建。清理林地不能隨意清除現有植被,要強調現有植a被和目的樹種的保護和利用,對斷梢嚴重林分,針葉樹仍有5-6盤枝條的或闊葉樹潛伏芽萌發能力較強的樹種,以及每畝有50-60株正常樹木的林分不宜全面伐除,應只清除折斷和翻樁樹木,以防止造成人為對生態環境破壞。同時應及時補植與立地條件和環境相適應的樹種,以利于形成異齡復層林早日發揮生態功能。對折斷倒伏嚴重無培育前途的林分應及時全部伐除及時更新造林。
進行合理的樹種混交搭配,盡量避免營造純林。混交林不僅能夠提高防雨雪冰凍災害能力,還能有效提高防病蟲害、防火功能。營造混交林要做到針闊、喬灌、落葉常綠的有機搭配。其次要強調栽植點的配置方式,提倡采用三角形或梅花型方式,使林木形成較均勻樹冠。本次災害中,林緣、溝邊等邊際林木倒伏或腰折主因就是樹木偏冠,雪壓承載力不勻所至。并大力提倡營造異齡復層林,提高林分穩定性。
【關鍵詞】巖土工程;地質災害;防治措施;實踐經驗
由于全球氣候異常變化,世界范圍內的降水、降雨量日漸增多,地質災害隱患也在不斷增加;特別是隨著人類活動的加劇和活動范圍的不斷擴大,工程建設造成的地質性破壞越來越多。隨著我國國民經濟的快速發展,各種資源開發和工程建設活動等人類工程活動的力度也普遍增大,給我國本就十分脆弱的地質環境帶來了巨大的壓力,地質災害的頻度和規模有逐年增加的趨勢。
1、巖土工程與地質災害的內涵
人類起源于自然,又高于自然,人類自產生以來就一直在利用和改造自然。從原始人利用天然洞穴到學會挖土造屋,時至今日,人類已能夠建造高達數百米的摩天大廈、高壩和巨塔。在此過程中,由于地基處理的需要,逐漸形成了一門學科技術―巖土工程。
地質工程學,是研究與解決從規劃到竣工乃至工程運行后效的全過程的與地質有關的工程問題的科學。它把地質體乃至地質環境作為工程系統的組成部分來對待,這顯然符合大系統工程學的思想,它包含巖土工程和地質災害防治工程兩個方面,但以后者對其特點的反映更為深刻。巖土工程是指工程建設中涉及巖土體的開挖與加固;地質災害防治工程是對自然或人為作用產生的有害地質現象進行防范與防治。后者包含了更全面地對地質生態環境合理開發與管理的思想。
地質災害是指由于自然因素或者人為活動引發的危害人民生命財產安全或使人類賴以生存和發展的環境、資源發生嚴重破壞的地質現象。《地質災害防治條例》規定,地質災害包括山體崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等災害。
2、我國地質災害的特征與危害
我國地理位置獨特,東鄰世界最大的太平洋,西靠全球最高的青藏高原,南處世界最大的環太平洋構造帶與特提斯構造帶交匯處,地質構造復雜,地球生態環境多變,加之,又是人口眾多的農業大國,經濟較落后,承災能力弱,所有這些疊加在一起,形成災害類型多、分布廣、頻度高、強度大、影響面寬、損失嚴重的格局。
地質災害的發生還導致破壞鐵路、公路、航運、水庫、堤壩和通信等工程設施,破壞土地資源、水資源、礦產資源、旅游資源和生態環境等。
地質災害可分兩大類:第一類主要是由自然因素引起的地質環境問題,又稱第一環境問題,屬自然地質災害;這些災害不以人類歷史的發展為轉移;第二類主要是由人為活動引發的地質災害,稱第二環境問題,屬人為地質災害。這些災害常隨社會經濟的發展而日益增加,據地質災害成因分析,全國50%以上的地質災害發生的主要原因是人類行為,尤其是人類不合理地大量挖掘能源所造成的。
2.1滑坡
滑坡是指斜坡上的土體或巖體,受河流沖刷、地下水活動、地震、人工切坡等因素的影響,沿著一定的軟弱面或軟弱帶,整體地或分散地順坡向下滑動的自然現象。
滑坡的誘因:
(1)地震;(2)降雨和融雪;(3)地表水的沖刷、浸泡;(4)河流等地表水體對斜坡坡腳的不斷沖刷;(5)開挖坡腳;(6)蓄水排水;(7)堆填加載;(8)劈山放炮,亂砍亂伐。
滑坡發生的規律:
下列地帶是滑坡的易發和多發地區:(1)江、河、湖(水庫)、溝的岸坡地帶,地形高差大的峽谷地區,山區鐵路、公路、工程建筑物的邊坡等。(2)地質構造帶之中,如斷裂帶、地震帶等。(3)易滑(坡)巖、土分布區。(4)暴雨多發區及異常的強降雨區。
2.2崩塌
陡坡上被直立裂縫分割的巖土體,因根部空虛,折斷壓碎或局部移滑,失去穩定,突然脫離母體向下傾倒、翻滾,堆積在坡腳(或溝谷)的地質現象稱為崩塌。
崩塌的誘因:
(1)采掘礦產資源;(2)道路工程開挖邊坡;(3)水庫蓄水與渠道滲漏;(4)堆(棄)渣填土;(5)強烈振動。
2.3泥石流
泥石流是由于降水(暴雨、冰川、積雪融化水)產生在溝谷或山坡上的一種挾帶大量泥砂、石塊和巨礫等固體物質的特殊洪流,是高濃度的固體和液體的混合顆粒流。
泥石流的誘因:
(1)不合理開挖;(2)不合理的棄土、棄渣、棄石;(3)濫伐亂墾。
地面塌陷是指地表巖、土體在自然或人為因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一種動力地質現象。
2.4地面變形
地面變形包括地面沉降、地面塌陷與地裂縫。目前中國發生地面沉降活動的城鎮有70多個,明顯成災的有30余個,最大沉降量已將近3m。這些城市有的孤立存在,有的密集成群相連形成廣闊的地面沉降帶(區)。造成中國城鎮地面塌陷原因有三:一是不合理地大量開采地下礦產資源引起的塌陷;二是表面巖溶活動引起的塌陷;三是大量抽取地下水引起地面下沉。
地面塌陷發生的規律:
(1)巖溶強烈發育的純可溶巖分布地帶或沿其與非可溶巖的接觸地帶;(2)沿可溶巖中的斷裂帶或主要裂隙交匯破碎帶,巖層劇烈轉折、破碎的地帶;(3)松散蓋層較薄且以砂石為主,其底部粘性土層缺失或甚薄(一般不足1-2米)的“天窗”地段;(4)巖溶地下水的主逕流帶或巖溶管道上;(5)具有潛水和巖溶水雙層含水層分布地帶;(6)巖溶地下水的排泄區;(7)巖沉吟地下水位在基巖面上下頻繁波動的地帶,或受排水影響強烈的降落漏斗中心及近側地段;(8)臨近河、湖、塘地表水體的近岸地帶;(9)巖溶地下水位埋藏較淺的低洼地帶。
2.5人為地質災害的危險性分析
人為活動加劇或加速地質災害的發生所帶來的危害性大大超過正常狀態下產生的地質災害所帶來的損失。人工誘發地質災害的特點如下:
一是誘發速度快。在自然地質演化及氣候變化過程中,巖體由相對穩定至不穩定的變化,經歷長時間過程。
二是誘發災害面廣。自然地質災害的發生,除了特大災害之外,一般其危害性有一定的局限性,在人工因素誘發下,其危害性就具有更大的影響面。
三是災害損失巨大,除了地震之外,人工誘發的地質災害所造成的損失是嚴重的。隨著經濟建設的發展,人工誘發地質災害所造成的損失,仍會不斷增加,目前估計地質災害損失每年約500億元,而受到威脅的就是這些數據的數倍至數百倍。其中不少損失是通過地質災害而產生的。
3、地質災害防治工程的主要施工技術標準及防治措施
3.1主要的施工技術標準總結
地質災害防治工程的最大特點是隱蔽性(如抗滑樁)、復雜性(如抗滑樁+錨拉+擋板+冠梁)和多樣性(防治滑坡可采用樁,亦可采用擋土墻),以地下工程施工為工藝特點,因此與地基與基礎工程和巖土工程具有十分相近或相同的工藝流程、施工工序和施工工法。涉及地質災害防治工程施工的技術規范和標準主要有:
(1)地質災害防治工程現行施工技術標準和規范,如《滑坡防治工程設計與施工技術規范》(DZ/T0218-2006);
(2)各類工業與民用和市政工程建設項目的地基與基礎、深基坑、高切坡、地基處理、基礎病害工程防治等所涉及的技術規范和標準均可參考使用,如《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》(GB50202-2002);
(3)各類水利水電工程的土石方、地基與基礎和巖土工程所涉及的技術規范和標準均可參考使用,如《水電水利工程預應力錨索施工規范》(DL/T5083-2004);
(4)各類交通建設中所涉及的邊坡、滑坡、危巖、塌陷和沉降等工程防治的相關技術標準和規范,如《公路隧道施工技術規范》)(JTJ042-94)。
3.2地質災害防治工程實踐
3.2.1做好防治工程設計
(1)根據致災的成因確定主要防治途徑;
(2)根據災害的易發程度、防治目標確定防治工程的強度和工程量。
3.2.2地質災害防治工程的主要工程措施
根據地質災害防治工程勘查設計現行行業規范,國內防治地質災害的主要工程類型有:排(截)水工程、支(攔)擋工程、加固工程、護坡工程、減載與壓腳工程及搬遷和避讓等,設計分別采用了對應的防治工程措施,見下表1所示。
3.2.3地質災害工程實踐
(l)工程防治措施
工程防治措施是防治地質災害的重要組成部分,工程防治措施的適用條件及方式:大多數房后切坡造成的小型土質滑坡,選用滑坡后緣地表排水、前緣支擋或削方減載護坡等工程措施較為適應;對于中型以上滑坡,應根據工程地質勘察資料選擇工程防治措施。
(2)生物防治措施
生物防治措施是指植樹造林,種草護坡及合理耕牧。它具有應用范圍廣、投資省,能促進生態平衡,改善自然環境條件,防治作用持續時間長的特點,需較長時間才能發揮其效益。
(3)避讓措施
①雨天避讓措施。對災害隱患點和變形斜坡,采取雨天臨時避讓措施,各鎮在防災預案的基礎上編制安全轉移預案,雨天對受威脅戶一一作轉移地點安排。應根據就近原則、轉移地(接受戶)不受地質災害或其它災害威脅的原則進行操作。
②搬遷避讓措施。對一些危險性大、危害性嚴重的地質災害,防治費用超過搬遷費用或再建房仍然受地質災害威脅的,采用搬遷避讓措施。調查區需搬遷避讓或已搬遷的災點。
4、結語
巖土工程地質災害防治工程是一項長期的工作,任重而道遠。建設資源節約型、環境友好型社會,建設社會主義新農村,對地質災害防治工作提出了新的要求。
關鍵詞:巖土工程;地質災害;防治措施
1、巖土工程與地質災害的內涵
地質工程學,是研究與解決從規劃到竣工乃至工程運行后效的全過程的與地質有關的工程問題的科學。它把地質體乃至地質環境作為工程系統的組成部分來對待,這顯然符合大系統工程學的思想,它包含巖土工程和地質災害防治工程兩個方面,但以后者對其特點的反映更為深刻。巖土工程是指工程建設中涉及巖土體的開挖與加固;地質災害防治工程是對自然或人為作用產生的有害地質現象進行防范與防治。后者包含了更全面地對地質生態環境合理開發與管理的思想。
地質災害是指由于自然因素或者人為活動引發的危害人民生命財產安全或使人類賴以生存和發展的環境、資源發生嚴重破壞的地質現象。《地質災害防治條例》規定,地質災害包括山體崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等災害。
在我國,大多數地質災害現象都是人為因素引發的,據有關資料統計,近年來我國每年因地質災害造成的經濟損失約占各種自然災害的1/4至1/5,因此,減少或制止破壞生態環境行為、及時采取地質災害預防和防治措施,是我國當前減少損失的首要途徑。
2、我國地質災害的特征與危害
由于我國地理位置獨特,地質構造復雜,地球生態環境多變,加之人口眾多的農業大國,經濟較落后,承災能力弱,所有這些疊加在一起,形成災害類型多、分布廣、頻度高、強度大、影響面寬、損失嚴重的格局。
據資料統計分析,崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂縫等種類的地質災害在我國十分發育。其中崩塌、滑坡、泥石流的分布范圍約占國土面積的50%,其中以西南、西北地區最為嚴重。
地質災害可分兩大類:第一類主要是由自然因素引起的地質環境問題,又稱第一環境問題,屬自然地質災害;這些災害不以人類歷史的發展為轉移;第二類主要是由人為活動引發的地質災害,稱第二環境問題,屬人為地質災害。這些災害常隨社會經濟的發展而日益增加,據地質災害成因分析,全國50%以上的地質災害發生的主要原因是人類行為,尤其是人類不合理地大量挖掘能源所造成的。
2.1 滑坡
滑坡是指斜坡上的土體或巖體,受河流沖刷、地下水活動、地震、人工切坡等因素的影響,沿著一定的軟弱面或軟弱帶,整體地或分散地順坡向下滑動的自然現象。
滑坡的誘因:
(1)地震;(2)降雨和融雪;(3)地表水的沖刷、浸泡;(4)河流等地表水體對斜坡坡腳的不斷沖刷;(5)開挖坡腳;(6)蓄水排水;(7)堆填加載;(8)劈山放炮,亂砍亂伐。
滑坡發生的規律:
下列地帶是滑坡的易發和多發地區:(1)江、河、湖(水庫)、溝的岸坡地帶,地形高差大的峽谷地區,山區鐵路、公路、工程建筑物的邊坡等。(2)地質構造帶之中,如斷裂帶、地震帶等。(3)易滑(坡)巖、土分布區。(4)暴雨多發區及異常的強降雨區。
2.2 崩塌
陡坡上被直立裂縫分割的巖土體,因根部空虛,折斷壓碎或局部移滑,失去穩定,突然脫離母體向下傾倒、翻滾,堆積在坡腳(或溝谷)的地質現象稱為崩塌。
崩塌的誘因:
(1)采掘礦產資源;(2)道路工程開挖邊坡;(3)水庫蓄水與渠道滲漏;(4)堆(棄)渣填土;(5)強烈振動。
2.3 泥石流
泥石流是由于降水(暴雨、冰川、積雪融化水)產生在溝谷或山坡上的一種挾帶大量泥砂、石塊和巨礫等固體物質的特殊洪流,是高濃度的固體和液體的混合顆粒流。
泥石流的誘因:
(1)不合理開挖;(2)不合理的棄土、棄渣、棄石;(3)濫伐亂墾。
地面塌陷是指地表巖、土體在自然或人為因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一種動力地質現象。
2.4 地面變形
地面變形包括地面沉降、地面塌陷與地裂縫。目前中國發生地面沉降活動的城鎮有70多個,明顯成災的有30余個,最大沉降量已將近3m。這些城市有的孤立存在,有的密集成群相連形成廣闊的地面沉降帶(區)。造成中國城鎮地面塌陷原因有三:一是不合理地大量開采地下礦產資源引起的塌陷;二是表面巖溶活動引起的塌陷;三是大量抽取地下水引起地面下沉。
地面塌陷發生的規律:
(1)巖溶強烈發育的純可溶巖分布地帶或沿其與非可溶巖的接觸地帶;(2)沿可溶巖中的斷裂帶或主要裂隙交匯破碎帶,巖層劇烈轉折、破碎的地帶;(3)松散蓋層較薄且以砂石為主,其底部粘性土層缺失或甚薄(一般不足1-2米)的“天窗”地段;(4)巖溶地下水的主逕流帶或巖溶管道上;(5)具有潛水和巖溶水雙層含水層分布地帶;(6)巖溶地下水的排泄區;(7)巖沉吟地下水位在基巖面上下頻繁波動的地帶,或受排水影響強烈的降落漏斗中心及近側地段;(8)臨近河、湖、塘地表水體的近岸地帶;(9)巖溶地下水位埋藏較淺的低洼地帶。
2.5 人為地質災害的危險性分析
人為活動加劇或加速地質災害的發生所帶來的危害性大大超過正常狀態下產生的地質災害所帶來的損失。如:礦產資源的開發以及鐵道、公路等各種工程建設的開挖,亦經常加劇地質災害的發生,如:土壤侵蝕、地面塌陷與沉降、滑坡、巖爆、泥石流、荒漠化以及坑道涌水、瓦斯爆炸等災害。人工濫伐森林資源,也造成土壤侵蝕、滑坡和泥石流等災害,并導致洪災的加劇發生。人工爆破也會誘發巖溶塌陷、滑坡等災害的發生,還有可能引起連鎖性的巖溶塌陷。
人工誘發地質災害的特點如下:
一是誘發速度快。在自然地質演化及氣候變化過程中,巖體由相對穩定至不穩定的變化,經歷長時間過程。而人工因素誘發下,就大大地縮短了自然演化時間,加速巖土體的巖性變化,而導致突變災難的發生,并造成更大的損失。
二是誘發災害面廣。自然地質災害的發生,除了特大災害之外,一般其危害性有一定的局限性,在人工因素誘發下,其危害性就具有更大的影響面。例如由于生物資源———森林的破壞,工程的大規模開挖,影響的是區域性環境惡化,誘發區域性旱澇災害,以至引發全球性荒漠化。人類活動產生的升溫效應,對氣候及地質災害誘發作用的影響也是全球性的。
三是災害損失巨大,除了地震之外,人工誘發的地質災害所造成的損失是嚴重的。隨著經濟建設的發展,人工誘發地質災害所造成的損失,仍會不斷增加,目前估計地質災害損失每年約500億元,而受到威脅的就是這些數據的數倍至數百倍。1998年洪災損失2000多億元,死亡1432人,其中不少損失是通過地質災害而產生的。
3、地質災害防治工程的主要施工技術標準及防治措施
地質災害防治工程的最大特點是隱蔽性(如抗滑樁)、復雜性(如抗滑樁+錨拉+擋板+冠梁)和多樣性(防治滑坡可采用樁,亦可采用擋土墻),以地下工程施工為工藝特點,因此與地基與基礎工程和巖土工程具有十分相近或相同的工藝流程、施工工序和施工工法。涉及地質災害防治工程施工的技術規范和標準主要有:
【關鍵詞】煤礦;地質災害;防治措施;迫切性
1.煤礦地質災害的研究背景
煤礦地質災害是指由于人類采煤生產活動而引發的一種破壞地質環境、危及生命財產安全,并帶來重大經濟損失的礦區災害。它是地質災害的一個分支,也是自然災害的重要組成部分。煤礦開采開煤棄石,加速水土流失,引發地表塌陷、山體滑坡;煤礦抽排水造成地下水位下降、礦區周圍地下水資源枯竭;地下開采誘發地震、巖爆、冒頂片幫突水、瓦斯爆炸、地面開裂及沉陷等;煤礦剝離堆土、尾礦廢渣堆積引起地表環境污染,及其失穩滑移造成嚴重的泥石流災害等,凡此種種,均是煤礦地質災害的具體表現。
2.煤礦地質災害特征及誘因分析
煤礦開采不像水利水電工程建設那樣,可以根據地質情況針對災害可能多發地段,采取“能避讓則避讓,能預防則事前預防”的原則進行避與防,大多數情況下采礦不得不在明知條件不好的情況下進行,從而易于產生和誘發各種地質災害,具體煤礦的災害特征如下。
2.1煤礦在開采過程中潛在的災害特征
①山體滑坡:煤礦的開采、矸石的堆放破壞了坡體的原始應力平衡,是誘導滑坡崩塌災害的重要因素。據不完全統計,每年此類災害造成的經濟損失以數億元計。
②地面沉降與塌陷:地面沉降與塌陷是煤礦開采后經常出現的一種地質災害。在煤礦的開采過程中,地下開采工程破壞了采空區圍巖的初始應力場,使采空區的巖石發生破碎、冒落乃至地表發生位移。另外。采空區不斷擴展和大量抽排地下水,造成采空區和影響區的地下水重新分布,形成大面積的降落漏斗,相應出現地表的沉陷。
③瓦斯突出:瓦斯可以在儲氣封閉系統中,以吸附或游離狀態賦存于煤層的孔隙、裂隙、縫隙之中,當地應力作局部平衡調整時,破壞儲氣封閉系統,使蓄積的氣體外溢釋放。在自然和人為的某種作用下,亦可造成瓦斯突出的爆炸、火災、人員中毒等災害。
④礦井突水:煤礦突水事件在煤礦生產中也是常見的,并且直接影響煤礦的生產、效益和安全。
2.2煤礦在閉坑后采場潛在的災害特征
由于礦山災害治理的短效性及不可預見因素的存在,故礦山閉坑后必然會留下災害隱患。露天采場閉坑后留下的潛在災害類型主要有滑坡、崩塌,這是由于露采后留下了高邊坡,雖然在坑底進行了一定的廢石回填,但留下高邊坡仍是不可避免的,特別是露采很深的情況下更是如此,這樣的邊坡在后期誘發因素的作用下很可能再次發生災害。
地下采場閉坑后留下的潛在災害類型有地面塌陷、地面沉降、地裂縫等,甚至也有因地面變形而誘發的山體開裂,繼而發生崩塌、滑坡等地質災害。這些災害的發生往往具有滯后性,即在開采期間不發生或發生得不徹底,尚未達到穩定狀態,待閉坑后一段時間內繼續發生或在特定的條件下突然發生。以上災害一旦發生,如果采場內已經進行了土地復墾,則復墾好的土地就可能因災害的發生而再次破壞甚至廢棄,造成本不應有的損失。
2.3煤礦地質災害的誘因分析
煤礦地質災害誘發因素各不相同,有些是開采過程中難以避免的,如開采深度的增加,使得地應力相應增大引起冒頂、片幫、脫盤甚至巖爆的嚴重地壓災害;有的是開采中忽視預防或開采不規范、管理不科學導致的,如采空區不及時充填、廢渣廢水隨意排放、水文地質及構造不了解、巷道偏離、盲目指揮、違章作業、私挖亂采等,非穩定因素積聚到一定限度引發各種災害;有的煤礦片面追求經濟利益或為擺脫一時的經營危機,擯棄常規,如采富棄貧、求近避遠,結果為后期發展埋下災害隱患;曾一度泛濫的民采風潮掠奪式的開采活動也對部分國有大中型煤礦造成嚴重干擾和資源、環境破壞。
3.煤礦地質災害的防治及生態恢復措施
3.1煤礦地質災害的防治措施
①加強地質災害宣傳教育,各級政府和有關部門應對防御煤礦地質災害工作予以高度重視,開展各種形式煤礦地質災害預測和提出防范措施。
②合理開發利用,加強地質災害防治管理工作,提高人們的環境意識,避免或減少煤礦地質災害事件發生。
③提高建筑物防災能力,減輕煤礦地質災害,在科學技術指導下,提高煤礦區民宅建筑材料和砌筑質量,增強地基、上部結構牢固性,提高民宅建設總體抗災性能,加強農民建筑隊伍的整頓和管理,因地制宜地對其施工負責人進行工程抗災知識重點培訓。
④建立通風系統,減少礦井瓦斯爆炸,無論國有、集體煤礦,還是個體小煤窯,都應嚴格遵守《煤礦安全規程》的規定,配足風量和實行機械通風、分區通風、上行通風,建立瓦斯檢查制度,及時處理超限和積存瓦斯礦井;禁止攜帶香煙及點火工具下井,在瓦斯礦井應選礦用安全型、礦用防爆型或礦用安全火花型電器設備,放炮前后進行瓦斯檢測。
⑤查明活動構造,規劃煤礦工程活動,做好減災防災工作。活動構造是產生各種地質災害的地質背景,人類工程活動使致災速度加快,致災程度更為嚴重。為此,應查明煤礦區內新構造運動性質、特點及活動程度,尋找出活動構造或不穩定的復活斷裂,分析、認識各種地質災害產生的原因及分布規律,合理規劃煤礦區工程活動。進行煤礦區地質災害危險性評價,按地質災害類型圈劃未來潛在地區,并作好災害的預測,制定防治方案,切實做好減災防災工作。
⑥因地制宜綜合防治,各種地質災害在空問地域分布上具有一定規律,因而不同災害類型區應制定相應的治理措施和施工標準,增加有形抗災、防災能力。工程措施要嚴格,生物措施也要同步發展,做到以生物措施為根本、以工程措施作先導的綜合防治。只有這樣,才能達到預期目的。
3.2煤礦環境生態恢復
由于礦山廢棄地對生態環境造成嚴重的破壞,目前,我國用于防治地質災害的工程措施對災害的防治的確起到了一定的作用,但一般情況下只考慮了確保礦山工程的安全運營,未能通盤考慮礦山閉坑后生態環境如何恢復、土地怎樣再利用及潛在災害在特定條件下復發性與防治的問題。因此迫切需要對礦山廢棄地進行生態恢復與重建。要恢復生態系統的功能.必須恢復系統的非生物成分的功能,進行植被的恢復及動物群落和微生物群落的構建。目前我國礦山廢棄地的復墾工作總體上還處于初期階段,因此在我國大力開展礦區廢棄地的復墾工作是當務之急。
1 礦業開發與地質災害
經濟的快速發展加快了對礦產資源的需求與消耗,這也為礦產開采企業帶來更大的發展機會。然而由于迅猛發展的中小型礦山疏于管理,加之小型礦山的開采方法和選礦工藝落后,大多無環保措施,加劇破壞礦區環境。開采環境明顯惡化,礦山地質災害問題日趨嚴重,潛在的致災隱患不斷增多,且隨時可能發展成災,造成人員傷亡、設備報廢、設施損毀甚至礦井關閉、資源浪費等嚴重后果。嚴重制約了社會經濟的可持續發展。
2 礦山地質災害的防治措施
根據不同礦山的地質條件和地形特點及礦山的開發利用方案,以及災點的分布特點劃分不同層次的防治區,以便采取相應的防治措施。一般分為重點防治區、次重點防治區和一般防治區。
2.1 一般防治區防治措施。區內無主要建筑物和工程項目建設,主要可能因地表巖體的破碎而造成水土流失。應嚴禁越界開采,減少人為擾動,做好植被保護和水土保持。
2.2 次重點防治區防治措施。在進場公路、礦山生活區建設中,會形成大量的邊坡和一定數量的棄渣,可能形成邊坡失穩,造成滑坡和塌方;沿途不合理的棄渣可能造成水土流失,可能形成坡面泥石流, 可能有滾石和飛石危害. 科學合理設計邊坡參數,并進行合理支護和加固,邊坡上方應設置排水溝,做好地表擋排水措施。 加強工地管理,合理堆放棄渣,嚴禁隨意棄渣;在險要地段建設攔擋滾石和飛石的設施,開采結束后,將棄渣場扒平覆土,植樹還林,恢復植被。
2.3 重點防治區防治措施。合理設計邊坡參數,加強邊坡監測,建議作擋墻穩固邊坡,開挖后如果出現開裂變形,建議做專門的工程地質勘察。對于原有的災害點,做好邊坡加固和預防工作,盡量消除因礦山開采而誘發災害復發的隱患。 渣場棄渣嚴格作好方量及邊坡坡度的設計,作好擋墻設計,設置攔渣壩,防止泥石流的產生。并充分、合理利用渣場,嚴禁隨意棄渣(特別在公路沿線) 。 對于坑道開采,在坑道內一定要作好支護,做到邊開采邊支護,防止因礦頂坍塌、冒頂等而產生的危害,尤其上方有住戶處要預防引起上部地面開裂。 作好坑道的排水設計,以防因礦坑涌水造成危害。
3 礦山地質災害的主要類型
礦山地質災害種類繁多,按成災與時間的關系,可分為突發性礦山地質災害(如礦坑突水、瓦斯爆炸、巖爆等)和緩發性礦山地質災害(如采空區的地面變形、環境污染等)。但最常見的是以災害的空間分布和成因關系分類。
3.1 巖土體變形災害。礦山地面和采空區塌陷:地面塌陷主要發生在地下以井巷開采的礦山。在礦山采空區,若保留礦柱不足,或因礦柱受損而失去支撐能力,就會造成地面塌陷。特別是那些礦體埋藏較淺,產狀較平緩的礦區(如煤礦),地面塌陷的現象更為常見。礦體埋藏相對較深的地下開采礦山,如果不能及時回填和崩落采空區,當其達到一定規模就會產生大面積塌陷。采礦場邊坡失穩、滑坡與巖崩:主要原因是不合理開采如采剝失調、邊坡角度過陡等造成,這種災害多發生在露天開采的非金屬礦山和建材礦山。坑內巖爆:坑內巖爆又稱礦山沖擊,這是因礦坑周邊和頂底板圍巖,在受到強大的地殼應力作用而被強烈壓縮,一旦因采掘挖空出現自由面,即有可能產生巖石地應力的驟然釋放,導致巖石大量破裂成碎塊,并向坑內大量噴射、爆散,給礦山帶來危害和災難。采礦誘發地震:因采礦活動而誘發的地震,震源淺、危害大,小震級的地震即可導致井下和地表的嚴重破環。場庫失穩:場庫失穩主要是由于尾礦壩潰決崩塌繼而形成泥石流造成的危害。尾礦壩崩壩事故常給礦區居民生命財產帶來巨大危害,同時也給環境造成巨大破壞和污染。
3.2 礦體內因引起的災害。瓦斯爆炸和礦坑火災:這種災害最常見于煤礦。由于通風不良,使瓦斯積聚發生爆炸,造成井下作業人員傷亡,礦井被毀;礦坑火災除見于煤礦外,也見于一些硫化礦床。因硫化物氧化生熱,在熱量聚積到一定程度時則發生自燃,引發礦山火災。礦山火災的危害極大,而且還嚴重損耗地下礦產資源,如有的煤礦在地下已燃燒上百年,其資源損耗量十分巨大,使當地氣候發生改變,農作物和樹木大量死亡,田地荒蕪,環境嚴重惡化。地熱:隨著開采深度加大,地熱危害不斷加劇。我國已有許多礦山開采深度達到800m以下,礦山因含硫量高,開采深度又大,地溫非常高。
關鍵詞:地質災害;巖溶塌陷;災情預測;防治措施
一、前言
地質災害是由不良的地質作用引發的事件,可能造成重大人員傷亡、重大經濟損失和環境改變。隨著國民經濟的飛速發展,工程地質作用對人類生存環境及工程環境本身的影響與致災性越來越明顯。地質災害的發育分布及其危害程度與地質環境背景條件(包括地形地貌、地質構造格局和新構造運動的強度與方式,巖土體工程地質類型、水文地質條件等)、氣象水文及植被條件,人類經濟工程活動及其強度等有著極為密切的關系。
自然因素和人為因素都可能引起地表塌陷,例如地下空間開挖活動、礦產資源開發、地下工程施工、古溶洞、隱蔽工程、含水層中地下水流失、地層液化、建筑物自重、沖積層中含水量變化、化學物侵蝕作用、地殼移動、古窯老采區、地層滑移、地下水超量開采、陷落柱及淤泥地帶等因素。
由于特殊的地質演化過程,巖溶地區相對于其他地區往往更頻繁地發生地面塌陷、崩塌、滑坡、泥石流等地質災害,其中地質災害最多表現形式為巖溶地面塌陷。
二、巖溶塌陷的概念及產生原因
巖溶地面塌陷是指覆蓋在溶蝕洞穴之上的松散土體,在外動力或人為因素作用下產生的突發性地面變形破壞,其結果多形成圓錐形塌陷坑。
巖溶地面塌陷是地面變形破壞的主要類型,多發生于碳酸鹽巖、鈣質碎屑巖和鹽巖等可溶性巖石分布地區。激發塌陷活動的直接誘因除降雨、洪水、干旱、地震等自然因素外,往往與抽水、排水、蓄水和其他工程活動等人為因素密切相關,而后者往往規模大、突發性強、危害也就大。巖溶地面塌陷發現于碳酸鹽巖分布區,其形成受到環境和人類活動的雙重影響。
1. 可溶巖及巖溶發育程度
可溶巖是由巖溶地面塌陷形成的物質基礎,而巖溶洞穴的存在則為地面塌陷提供了必要的空間條件。大量塌陷事件表明,塌陷主要發生在覆蓋型巖溶和型巖溶分布區,部分發育在埋藏型巖溶分布區。
溶穴的發育和分布受巖溶發育條件的制約,一般主要沿構造斷裂破碎帶、褶皺軸部張裂隙發育帶、質純層厚的可溶巖分布地段、與非可溶巖接觸地帶分布。一般情況下,巖溶越發育,溶穴的開啟性越好,洞穴的規模越大,則巖溶地面塌陷也越嚴重。
2. 覆蓋層厚度、結構和性質
松散破碎的蓋層是塌陷體的主要組成部分,由基巖構造成的塌陷體在重力作用下沿溶洞、管道頂板陷落而成的塌陷為基巖塌陷。塌陷體物質主要為第四系松散沉積物所形成的塌陷叫土層塌陷。據南方十省區統計,土層塌陷占塌陷總數的96.7%。
3. 地下水運動
地下水運動是塌陷產生的動力條件――主要動力。地下水的流動及其水動力條件的改變是巖溶塌陷形成的最重要動力因素,地下水徑流集中和強烈的地帶,最易產生塌陷,這些地帶有:
(1)巖溶地下水的主徑流帶;
(2)巖溶地下水的(集中)排泄帶;
(3)地下水位埋藏淺、變幅大的地帶(地段);
(4)地下水位在基巖面上下頻繁波動的地段;
(5)雙層(上為孔隙、下為巖溶)含水介質分布的地段,或地下水位急劇變化的地段;
(6)地下水與地表水轉移密切的地段。
地下水位急劇變化帶是塌陷產生的敏感區,水動力條件的改變是產生塌陷的主要觸發因素。
水動力條件發生急劇變化的原因主要有降雨、水庫蓄水、井下充水、灌溉滲漏、嚴重干旱、礦井排水、強烈抽水等。
此外,地震、附加荷載、人為排放的酸堿廢液對可溶巖的強烈溶蝕等均可誘發巖溶地面塌陷。
三、巖溶塌陷勘查及預報
(一)勘查工作內容的一般要求
(1) 查明巖溶塌陷的發育現狀、歷史過程及其危害性。
(2) 確定巖溶塌陷的成因、類型、形成條件和地質模式,研究其分布規律。
(3) 確定巖溶塌陷發育的動力因素,研究其動態特征及其與塌陷的相關關系。
(4) 確定巖塌陷的機制及其臨界條件。
(5) 研究巖溶塌陷綜合評價預測和信息管理系統,評價其穩定性。
(6) 確定巖溶榻陷的前兆現象與監測預報方法,研究預警措施。
(7) 研究巖溶塌陷的防治工程方案和措施。
(二)勘查區巖溶環境調查研究
目的是了解勘查區所處的巖溶工程地質環境的特征及其組成要素的分布規律,以保證勘查工作的質量。調查研究方法主要是綜合分析研究已有助各種資料,必要時進行補充的路線調查。調查研究范圍以達到上述目的為原則,一般應包括一個完整的水文地質單元。調查研究的主要內:
1. 地形地貌
調查研究山川形態與走勢,地形切割起伏特征,地表水文網的配置格局,夷平面和階地的發育特征和分布高程,地貌成因類型與形態特征。著重調查巖溶地貌形態的成因類型和形態組合類型及其分布。
2. 氣象與水文
(1) 氣象要素中著重調查降水特征,包括多年長周期豐、貧水年變化特征,多年平均降水量,年降水量分布特征,單次最大降水量及持續時間,最大降水強度(以小時計)等。
(2) 水文要素包括地表匯流面積,徑流特征,河、湖及其它地表水體(包括季節性淹沒的洼地)的流量和水位動態,包括最高洪水位和最低估水位及出現日期和持續時間,汛期洪水頻率及變幅等。
3.地層
調查研究組成地質環境的地層層序及時代、成因類型、巖性巖相特征與接觸關系及其工程地質特征。其中,側重對碳酸鹽巖及其它可溶巖和第四系松散沉積物的調查研究,
(1) 對碳酸鹽巖及其它可溶巖,調杏研究其巖石成分和結構構造,非可溶巖夾層的巖性、厚度與分布,劃分巖溶層組類型。
(2) 對第四系松散沉積物,調查研究其巖性結構、沉積年代和成因類型及其厚度與分布。注意調查紅粘土、軟土及其它特殊土類的巖性成分、結構、厚度及埋藏分布條件。
4.地質構造
調查研究區域構造格架與構造線方向,主要構造的形態特征、產狀、性質、規模與分布,其形成時期與組合關系。著重調查斷裂構造、其規模、產狀、力學性質、組合與交切關系,以及破碎帶的性狀與特征。
5.新構造運動與地震
(1) 調查研究新構造運動的性質與特征。根據地震活動性、地形變特征、地貌差異及水熱活動等跡象判定活動性斷裂,注意調查其產狀規模和破碎帶特征,切割的最新地層及最新充填情況,判明其活動時期、活動特點及強度。著重調查構造現今活動跡象,根據地形變資料,分析現今活動特征。
(2) 搜集歷史地震資料,了解震中位置與震級,分析評價地震活動水平。
6.巖溶發育特征
(1) 調查研究巖溶的形態、規模、組合特征及其分布,統計分析不同條件下巖溶發育密度。分析研究巖溶發育與巖溶層組類型、構造、地貌及地下水動力條件的關系,了解巖溶發育與分布規律。
(2) 以巖溶層組類型及巖溶地貌特征為基礎,結合地表巖溶形態、巖溶率及蓄水性等指標,評價巖溶的發育程度,一般可劃分為強、中、弱三級。
(3) 對覆蓋巖溶區、著重調查研究淺層巖溶洞隙的發育特征,包括其形態、規模、組合特征、連通情況及充填狀況,分析研究強巖溶發育帶在平面上的分布和剖面上的發育深度。注意調查研究隱伏于松散覆蓋層之下的巖溶形態及其分布特征.如漏斗、洼地、槽谷等,分析研究其與淺層巖溶發育的關系
7.巖溶水文地質條件
(1) 調查研究巖溶地下水的類型及其特征
巖溶地下水總體上具有賦存狀態復雜(集中管道狀或分散網絡狀),動態變化迅猛,徑流通暢,流態多變的特點。這些特征在不同的地區,由于其補、徑、排條件的不同又有明顯的差異。影響補、徑、排條件的因素除了地質構造外,主要是受地貌所控制,不同的地貌類型具有不同巖溶地下水特征。據此可將巖溶地下水劃分為三種類型:巖溶山地(棵露型巖溶)的巖溶地下水,巖溶平原、盆地、谷地(覆蓋型巖溶)的巖溶地下水和河湖近岸地帶的巖溶地下水。
(2) 調查研究巖溶水文地質結構
調查研究各巖溶含水層組的層位、巖性、含水介質類型、富水性及水化學特征,其埋藏和分布條件,其相互間的水力聯系及與第四系孔隙水和地表水體的關系,分析研究巖溶水文地質結構的類型及特征。
(3) 調查研究巖溶水系統的組成與分布特征
調查研究巖溶泉和地下河的發育與分布特征,結合巖溶水文地質結構,分析研究巖溶水系統的組成和分布特征,其補給、徑流、排泄的水動力條件及其水位、流量的動態變化持征。
(4) 調查研究覆蓋巖溶區的地下水流場特征。
著重調查研究巖溶水的流場特征和水位(水頭)埋深與基巖面的關系及其動態變化。巖溶水主徑流帶的分布與水動力特征。近河(湖)地段注意調查研究巖溶地下水、上覆土層水與地表水之間的補排關系、洪水漲落過程所引起的它們之間的水位(頭)差及水力坡降的變化,以及洪水倒灌的影響范圍。
(三)巖溶塌陷監測
巖溶塌陷研究中,要監測地面、建筑物的變形和井泉或水庫水量、水位變化,地下洞穴發展動態,及時發現塌陷前兆現象,對預防、減輕塌陷災害損失非常重要。在地面塌陷頻繁發生地區或潛在地面塌陷區內,可采取以下監測和預報措施:
(1) 在具備地面塌陷的三個基本條件(即塌陷動力、塌陷物質、儲運條件)與巖溶低洼地形地區,在抽排地下水的井孔附近,應對地面變形(開裂、沉降)進行監測。
(2) 進行宏觀水文監測,當出現地表積水或突然干枯,放水灌溉及雨季前期降雨都可視為可能發生塌陷的前兆。
(3) 監視井泉內、坑道與水庫滲漏點的地下水位降深是否超過設計允許值,地下水位升降速度有否驟然變化,滲漏水中泥沙含量是否高。。
四、巖溶塌陷的災情評估
(一)巖溶塌陷等級劃分
巖溶塌陷應查明:塌陷的位置、范圍及面積;塌陷量;塌陷區的環境水文地質條件;塌陷原因以及發展趨勢。依據塌陷面積進行等級劃分(表1)。
表1巖溶塌陷災變等級劃分表
(據張梁等著《地質災害災情評估理論與實踐》1998, P28)
(二)巖溶塌陷的災情預測
預測步驟包括以下三個:
1. 查明研究區的地質、水文地質條件。
2. 調查已有塌陷點的塌陷特征、分布規律及形成條件,確定出現塌陷的綜合判斷指標。
3. 考慮塌陷發展趨勢和對環境的影響程度,對研究區進行塌陷預測分區,提出地表各種重要設施的保護方案和預防措施。
目前國內巖溶塌陷災情評估的方法,主要采用經驗公式法、多元統計分析法,也可根據巖溶類型、巖溶發育程度、覆蓋層厚度和覆蓋層結構,進行巖溶塌陷活動程度判定(表2)。
表2巖溶塌陷活動程度判定表
五、巖溶塌陷的防治措施
我國對巖溶塌陷的防治工作開始于60年代,目前已有一套比較憲整和成熟的方法,即采取以早期預測、預防為主,治理為輔、防治相結合的辦法。
塌陷前的預防措施主要有:合理安排廠礦企業建設總體布局;河流改道引流,避開塌陷區;修筑特厚防洪堤;控制地下水位下降速度和防止突然涌水,以減少塌陷的發生;建造防滲帷幕,避免或減少預測塌陷區的地下水位下降,防止產生地面塌陷;建立地面塌陷監測網。
塌陷后的治理措施主要有:塌洞回填;河流局部改道與河槽防滲;綜合治理。
一般來說,巖溶塌陷的防治措施包括工程加固措施、控水措施和非工程性的防治措施。
(一)工程加固措施
1. 清除填堵法:用于相對較淺的塌坑、土洞。
2. 跨越法:用于較深大的塌坑、土洞。
3. 強夯法:用于消除土體厚度小,地形平坦的土洞;
4. 鉆孔充氣法:設置通風調壓裝置,破壞巖溶封閉條件,減小沖爆塌陷發生的機會。
5. 灌注填充法:用于埋深較深的溶洞。
6. 深基礎法:用于深度較大,不易跨越的土洞,常用樁基工程。
(二)控水措施
1. 地表水防水措施
清理疏通河道,加速泄流,減少滲漏;對漏水的河、庫、塘鋪底防漏或人工改道,嚴重漏水的洞穴用粘土、水泥灌注填實。
2. 地下水控水措施
根據水資源條件,規劃地下水開采層位、開采強度、開采時間,合理開采地下水,加強動態監測。危險地段對巖溶通道進行局部注漿或帷幕灌漿處理。
(三)非工程性的防治措施
1. 開展巖溶地面塌陷的風險評價。
2. 開展巖溶地面塌陷的試驗研究,找出臨界條件。
3. 增強防災減災意識,建立防災減災體系。
參考文獻:
[1] 張梁 ,等 地質災害災情評估理論與實踐 , 地質出版社1998
[2] 賀躍光、王江,等巖溶地貌礦山地質災害的特征及防治措施 ,工業安全與環保2007
關鍵詞 礦山;地質災害;防治措施;勘查
Abstract: the rational use of resources, protecting the mine environment, enhancing monitoring and information management, prevent the mine geology disaster, and realize the sustainable development of mining industry, is a long-term and important work. Therefore, value the type of mine geology hazard prevention and control measures and has an important meaning. This paper mainly introduces the type of mine geology hazard prevention and control measures and the related content.
Key words mine; Geological disasters; Prevention and control measures; exploration
中圖分類號:O741+.2文獻標識碼:A 文章編號:
引言
我國是地質災害的多發國家之一,地質災害種類多、分布廣、影響大、造成損失嚴重。礦山地質災害是人類開采礦山而直接誘發的人為地質災害,是地質災害研究的一個分支。由于迅猛發展的中小型礦山疏于管理,加之小型礦山的開采方法和選礦工藝落后,大多無環保措施,加劇破壞礦區環境。開采環境明顯惡化,礦山地質災害問題日趨嚴重,潛在的致災隱患不斷增多,且隨時可能發展成災,造成人員傷亡、設備報廢、設施損毀甚至礦井關閉、資源浪費等嚴重后果,嚴重制約了社會經濟的可持續發展。
1、礦山地質災害的類型及危害分析
礦山地質災害種類繁多,按成災與時間的關系,可分為突發性礦山地質災害(如礦坑突水、瓦斯爆炸、巖爆等)和緩發性礦山地質災害(如采空區的地面變形、環境污染等)。但最常見的是以災害的空間分布和成因關系分類。
1.1 巖土體變形災害
1.1.1 礦山地面和采空區塌陷 地面塌陷主要發生在地下以井巷開采的礦山。在煤礦采空區,保留的支柱,或失去支撐能力受損的支柱,它會導致地面沉降。尤其是那些礦石埋藏淺,相對平坦的礦區發生的機構(如煤),地面沉降現象較為普遍。礦體埋藏比較深的地下挖掘,如果不能采空區回填和放,當它達到一定的規模將有一個大面積倒塌。此外,在喀斯特地區,但也由于礦井排水脫水而導致上述地面塌陷的洞穴。地面塌陷不僅破壞耕地,建筑物,道路被毀,水庫,也可以是直接導致一些地下隧道破壞的礦井坍塌,或大氣降水和地表水倒入坑內,沿下陷裂縫,導致沉沒事故,直到它停止工作停止。
1.1.2 采礦場邊坡失穩、滑坡與巖崩 主要原因是不合理開采如采剝失調、邊坡角度過陡等造成,這種災害多發生在露天開采的非金屬礦山和建材礦山。
1.1.3 坑內巖爆 坑內巖爆又稱礦山沖擊,這是因礦坑周邊和頂底板圍巖,在受到強大的地殼應力作用而被強烈壓縮,一旦因采掘挖空出現自由面,即有可能產生巖石地應力的驟然釋放,導致巖石大量破裂成碎塊,并向坑內大量噴射、爆散,給礦山帶來危害和災難。
1.1.4 采礦誘發地震 因采礦活動而誘發的地震,震源淺、危害大,小震級的地震即可導致井下和地表的嚴重破環。
1.1.5 場庫失穩 場庫失穩主要是由于尾礦壩潰決崩塌繼而形成泥石流造成的危害。尾礦壩崩壩事故常給礦區居民生命財產帶來巨大危害,同時也給環境造成巨大破壞和污染。
1.2 地下水位改變引起的災害
1.2.1 礦坑突水涌水 這是最常見的礦山災害,突發性強、規模大,后果嚴重。生產過程中常因對礦坑涌水量估計不足,采掘過程中打穿老窿,貫穿透水斷層,驟遇蓄水溶洞或暗河,導致地下水或地面水大量涌入,造成井巷被淹、人員傷亡災難。
1.2.2 坑內潰沙涌泥 這是常與礦坑突水相伴而生的災害。當采掘過程中驟遇蓄水溶洞,常見溶洞中充填的泥沙和巖屑伴隨地下水一起涌入,另外一些透水斷層和地裂縫也常會使淺部第四紀沉積物隨下漏的地表徑流涌入坑內。其結果是使坑道被泥沙阻塞,機器、人員被泥沙所埋,嚴重時甚至會使礦山遭受毀滅性的打擊。
1.2.3 環境污染 環境污染是礦山災害的另一種重要形式。因采礦、選礦產生的“三廢”物質,由于未經有效處理就被排放到江河湖海中,造成環境污染公害事件。采礦還會造成水土流失、土地砂化、鹽漬化、地下水斷流等。
1.3 礦體內因引起的災害
1.3.1 瓦斯爆炸和礦坑火災 這種災害最常見于煤礦。由于通風不良,使瓦斯積聚發生爆炸,造成井下作業人員傷亡,礦井被毀;礦坑火災除見于煤礦外,也見于一些硫化礦床。因硫化物氧化生熱,在熱量聚積到一定程度時則發生自燃,引發礦山火災。礦山火災的危害極大,而且還嚴重損耗地下礦產資源,如有的煤礦在地下已燃燒上百年,其資源損耗量十分巨大,使當地氣候發生改變,農作物和樹木大量死亡,田地荒蕪,環境嚴重惡化。
1.3.2 地熱 隨著開采深度加大,地熱危害不斷加劇。我國已有許多礦山開采深度達到800m以下,礦山因含硫量高,開采深度又大,地溫非常高。礦山地熱災害導致礦工勞動環境惡劣,嚴重影響了有關礦山的正常生產。
2、礦山地質災害的勘查方法
礦山地質災害發生后,在深海勘探是利用遙感信息技術和物理勘探方法。
2.1地球信息技術方法
當前信息技術是利用遙感收集的“3S”技術,掌握地質災害的可能分布,位置和地區。這種高風險的精確定位,使用全球定位衛星系統的地質災害點,并利用遙感衛星覆蓋分析,預測的災難性趨勢。
2.2地球物理勘探方法
主要是指應用物理手段來檢測巖土圈的相關信息,以確定采空區,斷層位移,磁場的變化和與信息相關的其他潛在的災難,早期的分析和預測地質災害。地球物理勘探,礦山地質災害,包括高密度電阻率法,視電阻率法,瞬變電磁法,淺層地震方法。這些方法是預測地質災害的潛力挖掘的重要技術手段。
2.3環境化學調查方法
礦山地質災害防治過程中,人們經常使用的地球化學勘探方法。例如,在礦區環境污染監測,化學檢測方法具有不可替代的優勢。應用此方法可以有效地確定污染因子,預測污染趨勢,追溯污染源,分別為污染區和污染控制方案開發和技術支持提供了重要的科學依據。
3、針對礦山地質災害的防治措施要點
在劃分的基礎上礦山地質條件和地形特征和礦山開發和利用,以及控制區的不同層次的災害點的分布,以便采取適當的預防措施。一般分為上預防和治療領域,特別關注區和控制區的焦點。
3.1預防和控制區劃的控制措施
3.1.1邊坡參數的合理設計,加強邊坡監測,提出擋土墻堅實的邊坡開挖后,裂紋和變形,建議做專業的工程地質調查。
3.1.2對于災難的原始點,邊坡加固和預防工作,盡量消除因采礦引起的災害的復發的隱患。
3.1.3渣場棄渣嚴格,使側面的音量和坡度設計,使擋土墻設計,設置攔渣壩,以防止產生泥石流。充分和合理利用的渣場,禁止破壞(尤其是公路沿線)。
3.1.4隧道在隧道挖掘,必須支持,使礦方支持,以防止危害由于礦井坍塌屋頂邊緣,洞穴產生,特別是,在上面住戶,以防止造成上部的地面開裂。
3.1.5準備隧道排水設計,防止基坑涌水危害。
3.1.6設立監測點,監測,記錄和分析,預防措施,以確保容易災害地段。
3.1.7統一規劃礦區,礦山復墾工作,恢復礦山生態功能的計劃結束后,采礦。
3.2在進場道路和礦山建設的主要預防控制措施,在生活區,形成一個斜坡,以及一定數量的破壞,可能會形成一個斜坡不穩定,導致泥石流和山體滑坡以及不合理的破壞可能造成水土流失的,可形成一個斜坡泥石流,有可能是滾石和飛石的傷害。
3.2.1科學和邊坡參數和合理的支持和加固設計合理,應設置斜坡以上的排水溝,良好的表面,阻止排水措施。
3.2.2加強現場管理,合理堆放棄土,禁止破壞;攔擋滾石和飛石的區位條件優越設施建設。
3.2.3采礦結束后的棄土場扒平套管,植樹林,恢復植被。
3.3一般的預防措施在該地區的控制,沒有一個主要的建設和建設項目可能會導致土壤侵蝕,由于表面的巖石破碎。應禁止跨境開采,以減少人為干擾,植被良好的保護和水土保持。
3.4地質環境恢復方案和措施,防止水土流失,恢復植被和景觀,礦山礦山復墾工作計劃,以恢復礦山生態功能。采礦破壞不要隨意堆放,必須統一堆放礦井在開采過程中,破壞采礦邊界線以外的場地,有計劃回填采空區破壞。棄渣處理后的表土和草種樹的沉積。
結束語
礦山地質災害造成的各種因素,類型,不同類型的采礦和地質災害有著不同的形成機制和表現。對于礦山地質環境的不同特點,我們應該選擇適當的挖掘和積極的方法,把地質災害消滅在萌芽狀態。從當前礦山地質災害勘探技術方法和預防措施以及礦山地質災害的特點類型來看,預測災難的身體變化的發展,提出的控制措施,提出合理建議,從而緩解礦山地質災害。
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