矿山开采引发的地质灾害及治理措施探究.pdf
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1、150管理及其他Management and other矿山开采引发的地质灾害及治理措施探究许佳健摘要:矿产资源作为我国极为重要的资源,对提升人们的生活品质起到了重要作用。但是,我国的矿业资源生产技术存在一定不足,实际开采过程中,部分企业为减少成本投入,非法开发现状屡见不鲜,这使得矿区的安全得不到保障,最终引发地质灾害,阻碍了我国整体矿业的发展。因此,本文将重点围绕矿山开采,主要针对矿山开发引发的地质灾害类型、矿山地质灾害的成因分析进行介绍,并提出相应的预防与治理措施,希望能为大家提供参考。关键词:矿山开采;地质灾害;治理措施随着我国经济水平的不断提高,各行业对矿山资源的需求也日益增长,促使采
2、矿工业快速发展。然而,矿山自然资源的开发却对环境造成了一定的损害。同时,矿山自然资源的开发对社会发展、地球环境保护等产生相当重大的损害与影响。因此,在矿井开发时必须充分认识与熟悉矿井水文自然灾害的主要种类,同时也必须具备相应的防范技术,才能最大限度地保证自然生态环境的安全性。本文将重点围绕矿山开采展开内容,主要介绍矿山开发引发的地质灾害类型和成因分析,并提出相应的预防与治理措施。通过对矿山开采过程中可能遇到的地质灾害类型进行详细介绍,如崩塌、滑坡、泥石流等,可以更好地了解矿山开发的风险。同时,针对不同类型的地质灾害,本文提出了相应的防范与治理措施,如加强地质勘查、采用支护技术、加强监测预警等,
3、以减少地质灾害对矿山开发带来的影响。1 矿山开采引发的地质灾害类型1.1 冒顶片帮冒顶片帮是一种频繁发生的地质灾害,其危害性非常大。这种地质灾害通常会导致大面积的坍塌,主要是由于矿山开采过程中改变了地质结构,使得岩层脱落、块体冒落等危险事件发生。由于矿山的岩石层和软弱层部位波动性较大,因此冒顶片帮的发生频率增加,并且具有突发性和随机性,预防难度较大。1.2 泥石流泥石流是由于不良气候因素或其他天灾造成的山体滑坡,其中包含大量淤泥和岩石,具有极强的破坏力。它通常出现在沟谷深壑或山势较陡峭的地方。然而,矿山的植物和岩石可以发挥抗风固沙和稳固山体的作用,两者结合起来,使得矿山较难出现山体塌方。但是,
4、在矿井开发过程中,矿井的植物和岩石层系统都会遭受严重破坏,从而使石屑流灾害的概率大大增加。在矿山开采时,常常会开采出大量石料,这些石料通常直接堆放在矿山上,并用围栏将其包围。但由于围栏的稳定性在如此庞大的石块中并不起重要作用,加之对于这种石块的栏护往往十分严格,一旦遭遇大雨、暴雪等自然因素或其他天灾的冲击,就很容易产生泥石流。一旦采矿区域出现泥石流灾情,则不仅会对挖矿者造成巨大损失,而且还会危害人们的生命安全。1.3 采空塌陷在矿井开发工程中,对地下矿产资源进行开挖时,会产生大量地下水空区。当地下空区形成一定数量后,地表结构也会随之坍塌,人们通常称此类土壤地表坍塌现象为采空塌陷。因此,在地下矿
5、产资源开采工程中,必须尽快对地下水空区进行有效回填。一旦不能尽快对地下水空区实施有效回填,则极有可能会出现采空塌陷,而一旦出现采空区坍塌,轻则导致地表上的房屋和通道坍塌,重则导致山体倾倒。采空塌陷也可能导致山体裂缝、崩塌滑坡等自然灾害。1.4 崩塌滑坡崩塌滑坡是一种常见的地质灾害,其产生原因可以分为两类:露天开采和井底开挖。露天开采的崩塌滑坡主要表现为矿山边坡的滑动,其成因可能是由于采矿技术问题或人员使用错误所致。而井下采矿的坍塌滑落则主要体现为地表塌陷与崩塌,其成因则是由采空塌陷引起的。这两类崩塌滑坡相比较,井下采矿的坍塌下滑更加威胁人员安全和造成经济损失。1.5 其他地质灾害除了崩塌滑坡,
6、还有冒顶片帮、泥石流、采空陷落以及强烈的崩塌滑坡等其他类型的地质灾害。此外,还有许多其他的水文地质自然灾害,例如瓦斯突出、开采地热、井降突水、地下水位降低等,它们都可能对矿井的开发造成不良影响,同时也会对矿工的生命健康带来重大危害。151管理及其他Management and other2 矿山地质灾害的成因分析2.1 矿坑突水矿井突水是采矿生产中常见的灾害之一,其规模很大且突发性极强,经常在短时间内淹没整个坑道,给采矿生产带来重大影响,甚至会造成大量人员伤亡。要想预防和减少矿井突水的发生,需要了解矿井水害形成的必备条件。充水源头、充水力度、涌流渠道是矿井水害形成的三种必备条件,这三种因素在特
7、定条件下的不同组合,确定了不同的矿井水害种类和灾害程度。矿山的洪涝灾害形式大致分为地表水、老空水、顶板积水、底板承压水、断层突水和陷落墙突水等六种。从广义上分析,矿山中水害产生的成因主要是由于开挖工程中所揭露的渗漏水断层,以及出现的蓄水溶洞或暗河,从而使得土壤或地面水大部分进入矿井中。而根据不同的内涝类型,其形成的原因也各有不同。对地表水的影响来说,则大多是由于土壤中的河流或者湖泊在雨季中水位骤然提高,从而形成的溃堤,使得大量地表水径直倒灌入了矿内。此外还有一种原因主要是由于采空区面积的水沉陷量减少了,并且往往已经在其上面形成了一定规模的湖泊,在雨季中雨水的大量涌积已超过采空区承载能力的时候,
8、地表水便会呈导通式灌入矿中。老空水的内涝产生的原因是由于人们在矿山的巷道或者工作面的开采活动中打通了积水带,从而导致了老空水大量且快速地进入工作面或者巷道。而顶板洪涝灾害产生的原因则是由于开采中的作用区域触及矿体上部的充水岩层。底板洪涝灾害主要产生的因素为采掘过程的主要作用范围触及了矿体底部的强充水土层,或采动损坏降低了底板隔水层的隔水作用,由此导致了底板内承压水损坏了底板的隔水层。断面内突水主要是由于在采动及其他作用范围情况下的断裂活动,由此造成了作业面的承压底板与含水层的导通型,因而产生了危险。岩溶景观的陷柱内突水主要是由于强充水的陷柱内充填物还未完全夯实,柱内井边衔接较好,并直接导通了奥
9、陶系灰岩的含水层结构等,进而沟通了矿山土壤的各含水层,因此开采过程中一经挖掘便可能产生内突水。矿井突水的发生是矿山生产中难以避免的风险,但我们可以通过加强预防和管理,减少矿井突水对采矿生产的影响。2.2 矿山地面和采空区塌陷地下矿层的开采是一个承载力、变化和移动的全过程,包括采场顶部垮落、上覆岩沉降与损坏,以及土壤的地表下沉与收缩变形等。从直观上分析开发下沉收缩产生的成因,大多是由于保护矿柱留设不合理或保留矿柱缺陷,或由于矿柱损坏而失去支护能力,导致地面下沉。从动力学角度来分析,开采下沉收缩现象主要是由于地下开采空间不断扩展,引起周围岩块的内应力变化,从而向周围介质传导所造成的一种后果。因此,
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