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摘要:随着矿山开采规模扩大化发展,地质环境问题受到了行业的普遍关注,在维持矿山生产方案有序进行前提下,必须高度重视地质环境保护与治理工作。一方面体现在防灾减灾方面,另一方面被矿区占用的更少、林地得以恢复后会产生一定的环境效益和经济效益,甚至可以发展旅游业等第三产业。
关键词:矿山;地质灾害;防治;环境保护
伴随我国社会经济迅猛发展,作为关键物质前提的矿产资源,在进行发展过程中须给予高度重视,必需坚持环境保护为前提,从而在有效完成矿产资源利用时最大限度降低对生态环境破坏,保证矿业长远和可持续发展。
1矿山地质灾害的类型
1.1采空区塌陷
采空区塌陷是矿山中比较常见的自然灾害,同时,也是容易被预测和分析出来的矿山地质灾害之一。在矿山的开采过程中,由于开采者过度挖空矿山,导致井下出现巨大的空间(崩落空间)。该空间的面积一般大于资源的占用范围,一旦顶层的负重超过空间支撑结构的最大承受力,就会塌陷。其中,覆盖的岩层也会出现断裂,引发一连串的塌陷灾害,最终出现矿山塌陷盆地。
1.2滑坡灾害
滑坡灾害是矿山表面常见的地质灾害。由于岩石表面存在一定的稳定性结构,所以,如果没有特殊原因,一般的山体不会出现滑坡灾害。但是,在矿山开采的过程中,使用外力机械破坏了山体的构造支撑力,使得山体在渗透力的作用下出现岩石、土层沿某一平面平行下滑的问题。滑坡灾害的物理原因是开采加重了山体的岩土内部不平衡性,一侧临空而另一侧负重,使得山体自身的倾斜力变化,最终破坏了矿山的稳定性,导致山体滑坡。
1.3泥石流
一般矿山在开采资源时,对于山体内运输的松散堆积物放置较为随意,堆积在矿山周围成为最常见的处理方式。因此,在某种外力的作用下,特别容易出现下滑的情况。由于这些松散的堆积物并非岩石结构,而且表层也没有丰富的植被保护,一旦遇到大雨或者大风,就容易增加上层的自重,待其高出临界值后就会形成泥石流。
1.4水土流失
在日复一日的开采过程中,矿山表面的岩石结构会出现振动和破碎,导致其表层的空隙结构加大。在水流的侵蚀作用,使得表层的土壤逐渐被侵蚀,而且矿井内部的开发也会增加地下水流的喷涌,造成矿山内部的深层次水土流失。水土流失的另一个原因是井下突水。如果在挖掘矿山内部时遇到采空区、地下河道,经常会出现水流沿着构造的断裂带喷涌而出,在山体的表层形成地表河道的情况。
1.5崩塌和岩爆灾害
崩塌和岩爆是矿山内外部不同形式的地质灾害。崩塌一般发生在矿山的高陡边坡。由于常年的施工和振动,这些位置出现了泥夹石、风化碎片、失稳孤石的断裂问题。而岩爆经常发生在低下深度较大的矿山内部。通常情况下,深度超过1000m的矿山内部由于开发引起的高地应力,会造成岩石的松脱、剥离、弹射和抛掷。所以,人们把初速度高于100m/s的岩石剥离称之为深层岩爆。
2矿山地质灾害防治
2.1合理规划矿山开采管理工作
为了做好主要地质灾害防治工作,首先,在矿山开采之前,要合理设计边坡的参数。同时在开采的过程中要通过扫描以及严格的监测等措施来及时了解矿区的边坡,从而稳固矿区边坡。为了防止开采的过程中出现岩石变形或者开裂导致的喷射现象,在开采之前一定要做好专业的地质工程勘察工作。同时还需要做好开采前的准备工作,例如设计合理的边坡坡度和渣场弃渣的方量,并做好灾害防护措施,做好拦渣以及挡墙的准备,如果在开采的过程中出现灾害可以及时处理,避免喷射现象带来的巨大损失,同时在开采的过程中要严格规范工作人员的操作,禁止乱弃。对于矿山中原来发生过灾害的区域,要特别做好预防工作,减少灾害的发生。在矿山开采的过程中要做好坑道的支护工作,避免塌陷现象发生。
2.2完善地质安全防护体系构建
为了避免塌陷、边坡失稳以及滑坡现象的发生,需要在开采之前合理设计边坡参数,设置排水沟,做好边坡上的排水工作。开采过程中在一些重要的地段要做好拦挡岩石碎屑的措施,避免滚石现象的发生。同时加强开采过程中的现场管理工作,加强所有工作人员的安全意识,让所有的员工都能够重视矿山开采的安全,并且做好安全防护工作,规范工作人员的操作。在开采结束后要及时做好填平工作,可以通过植树造林等方式减少由于采矿对环境造成的危害。
2.3落实地质环境保护与恢复治理
矿山地质环境的保护措施,主要有严格按照开发利用方案进行矿山开采活动,严格执行设计留设相应的边坡角、台阶的帮坡角和台阶、边坡高度,露天采矿剥采产生的渣土,严禁随意堆放,需要全部堆放至排土场,加强对排土场的运营管理,防止排土场失稳诱发滑坡、泥石流等地质灾害。矿山地质环境恢复治理工程措施,主要有对地质灾害点设置监测点,加强巡查、警示等,对露天采场的边坡,先及时建立完善的变形专业监测系统,并定期持续对边坡进行专业监测;先期主要以全面监测为主,根据监测结果对危险区域加密监测,根据监测的结果,及时对变形严重区域采取相应的工程措施。
2.4重点区域的防治
首先,在进行矿山开采之前,要进行详细的地质勘查,对矿山的边坡参数进行合理设置,并且要在开采的过程中加强对边坡的监测,一旦出现失稳隐患,则要立即采取措施予以加固;其次,针对已经存在的灾害点,最主要的工作便是做好开采之前的加固,将地质灾害的发生概率降到最低;再次,针对渣场和废渣,要做好合理处理,可以采取优化边坡坡度选择及挡墙设计的方式,预先设置拦渣坝,尽最大可能做到科学的利用;第四,在对坑道进行开采时,关键是要保证坑道内有足够的支撑能力,并且随时做好监测工作,防止支撑力不够而产生塌方。
2.5次重点区域的防治
矿山开采之前需要修筑数条入场公路,并且要建设生活区域,这个过程必然会涉及到边坡的开挖,其结果是会形成很多边坡和废土废渣,一旦处理不当,就会为滑坡和塌方等地质灾害的出现埋下隐患,另外,一些废渣随意堆放在路上,也会有下雨后出现坡面泥石流的危险,并且大量的滚石依然是威胁边坡安全的重要因素。基于此,在对矿山开采之前,要做好详细的参数设计工作,并积极采取加固措施对边坡进行加固,常见的是设置排水沟,将水与边坡隔离开,能够起到很好的防止泥石流发生的作用。除此之外,也要加强施工管理,合理处理废渣,可将废渣用于后期的山体植被恢复中。
2.6实施爆破措施
开采矿山不可避免的会采用火药爆破措施来实施岩土体的破碎,然而火药爆破技术的技术性很强,实际实施中一定要掌握好技术要点。火药爆破技术一般应用在开采现场或者是井巷挖掘区内,合理的使用爆破技术不仅能够为开采工作提供便利条件,而且还能够有效防止地质灾害的发生。需要注意的是,如果使用光面爆破技术进行爆破,那么需要在在降低药包量直径和使用装药量上进行研究,目的是有效降低爆炸的程度,对周边环境的破坏也能降到最低。合理的使用光面爆破技术,能够达到很好的减少矿体裂缝、降低塌陷的效果,对周围环境的影响也能降到最低。
2.7引入技术
经过生态模型评估及分析后,对矿山地质制定可行的建设方案。引入高科技是提高灾害防控的有效方式,应用GIS系统设计与建立灾害防治体系,可进一步细化地质监控流程。现阶段,以数字模型为虚拟化处理平台,可提前熟悉地质监控步骤要点,为地质监控与数据获取提供操控依据。基于GIS技术平台下,可对泥石流、坍塌、地裂缝等灾害实施综合防护。
结束语
综上所述,加强对矿山地质灾害防治与地质环境保护问题的研究分析,对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义,因此在今后的矿山地质灾害防治过程中,应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度,并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献:
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