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時(shí)間:2024-01-09 11:02:15
導(dǎo)言:作為寫作愛(ài)好者,不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇礦井災(zāi)害防治,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
中圖分類號(hào):O741+.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
在我國(guó)絕大多數(shù)的煤礦都是地下開(kāi)采井下作業(yè),煤礦井下工作場(chǎng)所客觀條件制約很多,水、瓦斯、頂板、煤塵問(wèn)題提出的改火,以及運(yùn)輸、機(jī)電等都可能成為礦井事故的原因,如果預(yù)進(jìn)方法防和處理不及時(shí),嚴(yán)重的甚至?xí)霈F(xiàn)重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損大礦集失。特別是煤炭整合之后,一系列的小煤礦生產(chǎn)管理問(wèn)題尤為突出。礦井水害一直是制約我國(guó)煤炭生產(chǎn)發(fā)展的重要因素之一。地下水涌入礦井, 不僅造成生產(chǎn)損失和人員傷亡, 導(dǎo)致多種環(huán)境負(fù)效應(yīng), 而且還威脅著大量煤炭資源不能開(kāi)采。隨著相關(guān)學(xué)科的發(fā)展和新方法、新手段的應(yīng)用,防治水技術(shù)必然會(huì)向新的高度邁進(jìn)。
一、礦井水的來(lái)源
1、采空區(qū)積水。在井田內(nèi)如果有大面積的采空區(qū),或者周邊有其它煤礦的大面積采空區(qū)及古空區(qū),可能存蓄地下水。在礦井頂板巖石冒落導(dǎo)水裂隙帶或地質(zhì)構(gòu)造等不同溝通渠道的作用下,可對(duì)下方的煤層礦井產(chǎn)生不同程度的突水。礦井開(kāi)采中對(duì)此應(yīng)引起高度重視,建議對(duì)全井田進(jìn)行補(bǔ)充勘探,進(jìn)一步查明水文地質(zhì)情況,補(bǔ)充完善采空區(qū)、老窯及其周邊小窯積水情況,有無(wú)越界開(kāi)采的情況,以便準(zhǔn)確地指導(dǎo)礦井設(shè)計(jì)、施工和生產(chǎn)。
2、大氣降水。大氣降水通過(guò)不同成因的基巖裂隙及松散堆積物孔隙在裂隙溝通的情況下進(jìn)入礦井,成為礦井突水的間接,且重要的補(bǔ)充來(lái)源。礦井涌水量受降水的季節(jié)變化影響,具有明顯的動(dòng)態(tài)變化特征,且有延后特征。
3、含水層地下水。井田礦井頂板冒裂帶將溝通其影響高度范圍內(nèi)各含水層之間的水力聯(lián)系,使地下水進(jìn)入礦井,成為礦井突水的主要來(lái)源。在開(kāi)采過(guò)程中也不排除在特殊構(gòu)造部位( 如隱伏斷裂構(gòu)造) 的越層補(bǔ)給。
二、礦井水的防治措施
(1)災(zāi)害性水源的防治:對(duì)于滲漏嚴(yán)重的水庫(kù)、河流等,應(yīng)進(jìn)行鋪底或河流改道,在礦區(qū)建庫(kù)蓄洪。調(diào)節(jié)控制雨季區(qū)域性的洪水流入礦區(qū)的洪峰水量,減少洪流入滲暈。
(2)災(zāi)害性通道的防治:地表防治,采用塌陷的回填,或圍堤筑壩;地下防治,采用淺部截流或帷幕注漿;井下防治,是避開(kāi)巖溶發(fā)育地帶,控制大出水點(diǎn)的流量,修水閘墻或水閘門,井下注漿等。
(3)人類采礦活動(dòng):人類采礦如在淺部采用長(zhǎng)壁全冒落法進(jìn)行開(kāi)采,地表形成大的積水坑而使涌水量激增,此時(shí)采用其它采礦方法則有可能減少或避免涌水量增加。采礦方法不當(dāng)破壞原有阻水構(gòu)造,隔水層,冒落連通其它含水層及地表水體,引起災(zāi)害,故應(yīng)正確規(guī)劃人類自身的采礦活動(dòng)。
2、構(gòu)筑防水閘門和水閘墻:為了使井下局部地區(qū)的涌水不致波及其它地區(qū)或攔截水源,將開(kāi)采區(qū)與水源隔離,避免礦井受突然涌水的襲擊,此時(shí)應(yīng)在井下適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)構(gòu)筑水閘門或水閘墻。水閘門一般設(shè)置在可能發(fā)生涌水需要堵截而平時(shí)仍需運(yùn)輸或行人的巷道內(nèi),如井底車場(chǎng)、井下水泵房和變電所的出入口等。對(duì)于大水礦井必須設(shè)計(jì)密封式泵房,以保證礦井全部淹沒(méi)而泵房與變電所安然無(wú)恙,仍可照常運(yùn)轉(zhuǎn)、排水,以至恢復(fù)礦井的正常生產(chǎn)。
3、注漿堵水:注漿前期應(yīng)該用物探方法查明下伏含水層頂部的巖溶、裂隙的分布情況;然后選擇適當(dāng)?shù)淖{工藝使其封閉,并充當(dāng)隔水層的作用,進(jìn)而加大了隔水底板的厚度至大于臨界厚度值。對(duì)于斷層較多、裂隙發(fā)育完全的碎裂底板,必須采取超前探測(cè)水,之后實(shí)施注漿,從而封閉了導(dǎo)水裂隙,加大了底板巖層的強(qiáng)度。當(dāng)掘進(jìn)或回采過(guò)程中遇到個(gè)別斷層或陷落柱突水時(shí),可在查明具體情況后進(jìn)行局部注漿堵水,從而達(dá)到安全開(kāi)采的目的。
4、完善礦井排水系統(tǒng),提高礦井抗災(zāi)能力。所屬整合礦井應(yīng)該按照技術(shù)改造設(shè)計(jì)完成排水系統(tǒng)施工工作,按照相應(yīng)的技術(shù)要求進(jìn)行改造,逐步形成完整的礦井排水系統(tǒng)。加強(qiáng)防治水技術(shù)指導(dǎo)、服務(wù)工作,防治重大突水事故發(fā)生。為了確保各礦技改安全,堅(jiān)持“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、物探先行、鉆探驗(yàn)證、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原則,搞好采掘工作面水害管理。要求整合礦井必須采用“有掘必探、物探先行、鉆探驗(yàn)證”的方法進(jìn)行掘進(jìn)鉆探相步結(jié)合,有效防治重大突水事故發(fā)生。
三、幾種預(yù)防預(yù)測(cè)技術(shù)
1、采煤工作面底、頂板突、潰(淋)水預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)
(1)底板突水預(yù)測(cè)預(yù)報(bào):底板突水預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)一直是煤礦防治水工作的重點(diǎn)之一。研究工作基本集中于兩個(gè)方面: 一是對(duì)底板突水機(jī)理的試驗(yàn)與理論研究;二是研制和開(kāi)發(fā)用于底板突水的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù),包括用于信息獲取,信息處理及信息解譯的儀器、設(shè)備及計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)。
(2)底板突水預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù):基于突水機(jī)理研究形成的各種理論大多都有各自的一套突水預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究,一般都認(rèn)為含水層的水壓和保護(hù)層強(qiáng)度是確定能否突水的主要原因。因此研究重點(diǎn)放在了礦壓、水壓的變化及在它們聯(lián)合作用下斷層、裂隙等的力學(xué)性質(zhì)及形變方面,即采動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)和滲流場(chǎng)藕合分析。
(3)底板突水機(jī)理:研究底板突水機(jī)理研究是預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)重要的基礎(chǔ)工作。該研究可分為3類,即現(xiàn)場(chǎng)寫實(shí)分析法(經(jīng)驗(yàn)法)、數(shù)值模擬和物理模擬法(相似材料模擬法)。近年來(lái),較有影響的研究工作主要為: 突水災(zāi)害發(fā)生的力學(xué)機(jī)理研究、采礦對(duì)斷層的擾動(dòng)機(jī)理及力學(xué)模型、礦井突水的自然水力壓裂效應(yīng)、煤層底板突水形成機(jī)制的非線性動(dòng)力學(xué)模型、應(yīng)力與裂隙網(wǎng)絡(luò)滲流藕合模型、高壓水流沙層突水機(jī)理研究等。
(4)頂板潰水潰沙分析及預(yù)報(bào):頂板潰水潰沙是與底板突水不同的另一類災(zāi)害類型。它主要是指沿一些強(qiáng)導(dǎo)水通道, 或因采礦擾動(dòng)而使地表、第四系水、沙或充填于巖溶洞穴等中的水、沙同時(shí)潰人礦坑而造成災(zāi)害事故。
2、水文地質(zhì)條件探查技術(shù)
水文地質(zhì)條件探查是包括礦床水文地質(zhì)在內(nèi)的一切水文地質(zhì)工作的重要基礎(chǔ)。常規(guī)的、傳統(tǒng)的水文地質(zhì)條件探查工作是在相應(yīng)的普查、初步勘探、詳細(xì)勘探階段或普查、詳查及精查階段進(jìn)行的。自80年代中期以來(lái),隨著生產(chǎn)發(fā)展的需要,煤礦床水文地質(zhì)條件探查工作較以往不同的是出現(xiàn)了兩個(gè)較大的轉(zhuǎn)變: 一是研究對(duì)象從大到小,即從區(qū)域、礦區(qū)到采區(qū)、工作面的轉(zhuǎn)變;另一是研究工作從地面到井下的轉(zhuǎn)變。
3、帶水壓安全開(kāi)采技術(shù)
帶水壓安全開(kāi)采技術(shù)簡(jiǎn)稱為帶壓開(kāi)采技術(shù)。它是指當(dāng)煤層底板隔水層承受較高水壓時(shí),在不進(jìn)行或很少進(jìn)行降低水壓的情況下確定能否安全采煤的技術(shù)。該技術(shù)的重大進(jìn)展在于:對(duì)突水系數(shù)進(jìn)行改進(jìn),建立了帶壓安全開(kāi)采的安全水壓預(yù)測(cè)模式,并已經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn),投人使用。形成了帶壓開(kāi)采工作面評(píng)價(jià)技術(shù),即“五圖、雙系數(shù)、三級(jí)判別法”。
4、礦井水“排供結(jié)合”及凈化處理技術(shù)
隨著人們對(duì)水資源可貴性認(rèn)識(shí)的不斷深人,煤礦防治水技術(shù)由單純的防排水向礦區(qū)水資源綜合利用方向發(fā)展, 即從單純的破壞水資源來(lái)?yè)Q取煤炭資源向兩種資源的共同開(kāi)發(fā)和利用發(fā)展, 由此而形成的主要技術(shù)有:礦區(qū)排水與供水相結(jié)合技術(shù)(排供結(jié)合技術(shù));礦區(qū)地表水、地下水聯(lián)合調(diào)度,合理調(diào)配技術(shù);礦井污水凈化處理及再利用技術(shù);截流與疏供結(jié)合配套技術(shù);礦區(qū)地下水優(yōu)化管理技術(shù)。
四、結(jié)束語(yǔ)
礦井水災(zāi)害作為礦井常見(jiàn)災(zāi)害中最為危險(xiǎn)的一種,不能掉以輕心,要通過(guò)積極完善制度和加強(qiáng)專業(yè)技能培訓(xùn),逐步提高礦井工作人員的安全意識(shí)和標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)化規(guī)范施工;通過(guò)成立專業(yè)的處理機(jī)構(gòu)來(lái)強(qiáng)化基礎(chǔ)設(shè)備和技術(shù)的投入,建立良好的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)機(jī)制,確保防范措施落在實(shí)處。只有不斷完善基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)力量?jī)?chǔ)備,才能夠較為顯著的降低資源整合后礦井的水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。
參考文獻(xiàn):
[1]煤炭工業(yè)部.煤炭資源地質(zhì)勘探抽水試驗(yàn)規(guī)程.北京:煤炭工業(yè)出版社,1980.
中圖分類號(hào):TD83.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2017)11-0126-01
1.引言
煤礦企業(yè)只有科學(xué)地認(rèn)識(shí)各種地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的規(guī)律,在開(kāi)采過(guò)程中采取綜合有效地預(yù)防措施,才能盡可能的減少不必要的人員和財(cái)產(chǎn)損失,提高煤炭資源的開(kāi)采率,促進(jìn)企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。
2.礦井地質(zhì)災(zāi)害的種類
礦井的地質(zhì)構(gòu)造是影響地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)鍵性因素,在礦井的開(kāi)發(fā)和建設(shè)過(guò)程中會(huì)打破地下原有的封閉環(huán)境,改變地質(zhì)構(gòu)造,造成安全隱患。地質(zhì)構(gòu)造受外界環(huán)境改變的刺激所產(chǎn)生的變化種類復(fù)雜,后果也不盡相同。以往的研究和實(shí)踐表明,地表移動(dòng)、瓦斯泄漏和巖層滲水等是較為常見(jiàn)的礦井地質(zhì)災(zāi)害。
2.1 地表移動(dòng)及覆巖破壞
較為常見(jiàn)的地下水位下降、地表裂縫和開(kāi)采沉降均歸因于地下開(kāi)采面積過(guò)大,在礦區(qū)范圍內(nèi),尤其是煤層淺埋區(qū),大面積的煤層開(kāi)采形成采場(chǎng)空間,會(huì)引起圍巖的原始應(yīng)力變化,當(dāng)圍巖所承受的應(yīng)力超過(guò)它的極限強(qiáng)度時(shí),就會(huì)發(fā)生位移、開(kāi)裂甚至斷裂,造成覆巖破壞、產(chǎn)生地表裂縫等。雖然煤礦企業(yè)會(huì)對(duì)裂縫地區(qū)采取回填、土地復(fù)墾等措施,但很難恢復(fù)到地質(zhì)構(gòu)造變化前的效果,這不僅涉及到生態(tài)環(huán)境的破壞,更為地表水滲透提供了通道,埋下了安全隱患。
2.2 瓦斯與煤塵爆炸
礦井瓦斯是煤的生成和變質(zhì)過(guò)程中伴隨產(chǎn)生的氣體,由以甲烷為主的各種有害氣體構(gòu)成。瓦斯爆炸是一定濃度的瓦斯在引火源的作用下與一定濃度的氧氣發(fā)生的劇烈氧化反應(yīng)。瓦斯?jié)舛?、氧氣的濃度以及引火溫度是瓦斯爆炸的三個(gè)條件,但三者的臨界值并不是固定不變的,受壓力及煤塵、混合氣體濃度和惰性氣體混入等影響,情況通常較為復(fù)雜。更為重要的是爆炸產(chǎn)生的高溫高壓,會(huì)促使附近的氣體產(chǎn)生極大的沖擊力,造成人員傷亡和巷道、器材破壞,其揚(yáng)起的煤塵使之參與爆炸,形成連續(xù)爆炸,破壞力驟然提升。
煤塵爆炸是指煤礦生產(chǎn)中的各種礦物細(xì)微顆粒在一定條件下發(fā)生的燃燒或爆炸反應(yīng),在此過(guò)程中產(chǎn)生的CO等有毒氣體能導(dǎo)致人員窒息身亡。
2.3 礦井水害
透水事故在近期發(fā)生的礦井災(zāi)害中所占的比例有所提高,以礦井涌水和老空透水為主的水害事故不容忽視。大多數(shù)地方的煤礦均在煤層淺部開(kāi)采,將井筒建在老空區(qū)或周圍有老空區(qū)的現(xiàn)象普遍存在,古老煤礦形成的老空區(qū)積水量很難預(yù)測(cè),開(kāi)采范圍也難以確定,極易引發(fā)透水事故。
3.礦井地質(zhì)災(zāi)害的特點(diǎn)
充分地掌握礦井地質(zhì)災(zāi)害的特點(diǎn)對(duì)有效預(yù)防事故發(fā)生、及時(shí)減小災(zāi)害損失起到關(guān)鍵性作用。綜合來(lái)看,礦井地質(zhì)災(zāi)害主要有連發(fā)、區(qū)域性強(qiáng)、可預(yù)測(cè)性等特征。
3.1 連發(fā)性
生態(tài)系統(tǒng)具有明顯的聯(lián)動(dòng)性,牽一發(fā)而動(dòng)全身,某一方面出現(xiàn)變動(dòng)必然會(huì)引發(fā)其他自然因素的改變,這個(gè)道理同樣適用于煤礦開(kāi)采的過(guò)程中。當(dāng)?shù)V井的地下構(gòu)造因開(kāi)采而發(fā)生改變時(shí),就會(huì)引發(fā)其他地質(zhì)要素發(fā)生某種程度上的改變或破壞,這種連鎖式的改變達(dá)到一定程度后就會(huì)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害,且災(zāi)害的種類極可能具有非唯一性,產(chǎn)生復(fù)雜的、連發(fā)性的地質(zhì)災(zāi)害。
3.2 區(qū)域性
幾乎每個(gè)不同的區(qū)域都具有獨(dú)特的地質(zhì)構(gòu)造特征,其耐受性和受破壞程度通常具有較大的差別,因此,不同區(qū)域的礦井面臨的地質(zhì)災(zāi)害威脅不盡相同,由地區(qū)特性決定。
3.3 可預(yù)測(cè)性
隨著科技的進(jìn)步和我國(guó)科研能力的提高,相關(guān)部門關(guān)于地質(zhì)災(zāi)害的認(rèn)知程度不斷加深,煤礦企業(yè)也從多種渠道獲得了有關(guān)知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)兆、形式等有了進(jìn)一步的把握,不再單純憑借以往的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),先進(jìn)的科學(xué)設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用,地質(zhì)災(zāi)害的可預(yù)測(cè)性表現(xiàn)突出。然而,由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣,現(xiàn)階段仍難以實(shí)現(xiàn)全面的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防工作。
4.礦井地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防措施
4.1 減輕地下開(kāi)采對(duì)地面影響的措施
為了降低地下開(kāi)采對(duì)地面造成的不良影響,應(yīng)對(duì)開(kāi)采可能影響到的地質(zhì)結(jié)構(gòu)及其應(yīng)力能力進(jìn)行透徹的分析,并采取有針對(duì)性的措施加以預(yù)防。當(dāng)?shù)叵麻_(kāi)采面積達(dá)到一定規(guī)模時(shí)會(huì)對(duì)地面建筑及道路造成不同程度的損壞,也可能造成地下水疏干和耕地、坡地裂縫。
對(duì)于薄煤層和中厚煤層而言,雖然隨著上覆巖的成分、膨脹系數(shù)等變化其塌陷帶波及上部巖層所造成的裂隙高度會(huì)不盡相同,但其裂隙高度仍然是有限的。對(duì)于厚煤層來(lái)講,由于采取與薄煤層不同的開(kāi)采方式,開(kāi)采過(guò)程對(duì)巖層的破壞程度也明顯加強(qiáng),基本上為開(kāi)采厚度的2-8倍。裂隙沉降帶高度能達(dá)到不規(guī)則塌陷帶的2倍多,若覆巖層的厚度超過(guò)了以上數(shù)據(jù)計(jì)算的破壞影響高度,則地面可以免受波及,幾乎不會(huì)產(chǎn)生破壞跡象,否則,要充分考慮應(yīng)對(duì)地面破壞的預(yù)防措施。然而,從煤礦企業(yè)的角度出發(fā),即便是沒(méi)有影響,也應(yīng)該制定科學(xué)合理的控制性預(yù)防措施。
4.2 預(yù)防瓦斯與煤塵爆炸的措施
4.2.1 防止瓦斯爆炸的措施
預(yù)防瓦斯爆炸可以從控制爆炸條件入手,防止礦井瓦斯集聚、避免接觸高溫火源。
對(duì)于預(yù)防瓦斯氣體聚積可以從三方面加以控制。首先,要加強(qiáng)礦井的通風(fēng)管理,使瓦斯?jié)舛缺3衷凇睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定的濃度以下,在各工作面設(shè)置獨(dú)立的進(jìn)回風(fēng)系統(tǒng),使瓦斯?jié)舛仍谶M(jìn)風(fēng)風(fēng)流中不超過(guò)0.5%,回風(fēng)風(fēng)流中不超過(guò)1%,礦井總回風(fēng)流中低于0.75%。其次,要建立健全瓦斯檢查制度,保證檢查的及時(shí)性和全面性,利用先進(jìn)的甲烷檢查儀器對(duì)各用風(fēng)地點(diǎn)的瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量,發(fā)現(xiàn)隱患并及時(shí)處理,嚴(yán)禁超限作業(yè)。最后,從降低煤層及采空區(qū)瓦斯產(chǎn)生量的角度減低瓦斯?jié)舛龋扇⊥咚钩榉诺姆绞綄?duì)含量大的煤層進(jìn)行事先處理。
4.2.2 防止煤塵爆炸的措施
根據(jù)煤塵爆炸發(fā)生的特征,要從防塵和隔絕火源兩方面防止事故的l生。一是采用靜壓灑水的方式減少礦井中煤塵的懸浮量和產(chǎn)生量;二是采取全方位的火源隔絕措施,堅(jiān)決禁止因摩擦等產(chǎn)生高溫火源。
4.3 礦井水害的預(yù)防措施
礦井水害不僅關(guān)系到煤礦企業(yè)的利益和員工安全,更關(guān)系著水資源的合理利用與保護(hù),要給予足夠的重視。對(duì)于預(yù)防礦井水害,企業(yè)管理人員可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行:首先,要摒除工作人員的保守思想,充分調(diào)動(dòng)其工作熱情,灌輸?shù)V井水害的相關(guān)知識(shí),讓他們切身體會(huì)到礦井水害的危害,提高警惕。其次,要加強(qiáng)預(yù)先探測(cè),明確分工和工作職責(zé),對(duì)于相關(guān)崗位的工作人員要嚴(yán)格執(zhí)行崗位責(zé)任制,保證探測(cè)工作及時(shí)進(jìn)行,同時(shí)也要引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和探測(cè)設(shè)備,確保獲得全面、準(zhǔn)確的高質(zhì)量探測(cè)結(jié)果,爭(zhēng)取將礦井水害扼殺在搖籃中。最后,要注意礦井選址和合理改造,在礦井選址的過(guò)程中要事先對(duì)水害的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估,結(jié)合工程的實(shí)際效果進(jìn)行綜合考量,充分降低水害發(fā)生的概率。
5.結(jié)語(yǔ)
中圖分類號(hào):TB
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
doi:10.19311/ki.16723198.2017.01.099
據(jù)歷史資料考證,多年來(lái),井陘礦區(qū)自然災(zāi)害頻發(fā),主要是干旱、風(fēng)雹災(zāi)、水災(zāi)等自然災(zāi)害,地質(zhì)災(zāi)害較為少見(jiàn)。井陘礦區(qū)概因井陘煤田的開(kāi)采而設(shè)立,煤炭是礦區(qū)主要的經(jīng)濟(jì)命脈。近幾年礦區(qū)雖未發(fā)生過(guò)大規(guī)模的地質(zhì)災(zāi)害,但因煤炭開(kāi)采形成的采空區(qū)、廢渣矸石、山體不平衡等給礦區(qū)埋下了嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害隱患。由于長(zhǎng)期開(kāi)采,造成大面積地下采空區(qū),導(dǎo)致大范圍地面塌陷,對(duì)礦區(qū)人民的生命、生產(chǎn)和生活造成了嚴(yán)峻的威脅。合理的地質(zhì)災(zāi)害防治分區(qū)可以為礦區(qū)城市地質(zhì)災(zāi)害的防治、管理和規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。
1自然地理及地質(zhì)環(huán)境概況
1.1自然地理
井陘礦區(qū)位于河北省西部,屬太行山中段東麓的低山地帶,東距省會(huì)石家莊48km,西臨山西省界,四周與井陘縣接壤。全區(qū)地跨北緯38°01′~38°08′,東經(jīng)113°58′~114°06′之間。轄區(qū)面積70.29km2,總?cè)丝跒?2萬(wàn)人。井陘礦區(qū)地處暖溫帶半濕潤(rùn)半干旱大陸性季風(fēng)氣候區(qū),四季分明,年平均氣溫13℃。全區(qū)境內(nèi)年平均降水量568.8mm,多集中在6月和9月之間。全區(qū)內(nèi)無(wú)大型地表河流,南部有綿河和甘陶河,北部有小作河。
1.2地質(zhì)環(huán)境
井陘礦區(qū)地形西高東低,是一個(gè)南北長(zhǎng)約25km,東西寬約10km,三面環(huán)山,一面開(kāi)闊的自然小盆地。盆地的底部地勢(shì)低洼,地表水經(jīng)橫澗川流入綿河,北部和南部分別有小作河灘、荊蒲蘭河灘,西側(cè)為大合山和云鳳山,東側(cè)為青石嶺山,形成了三山一丘、一洼、三河灘的地貌特征。盆地因燕山運(yùn)動(dòng)和喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)斷層陷落而形成,周圍被奧陶系石灰?guī)r環(huán)繞,中間被第四系黃土覆蓋。井陘礦區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)是一個(gè)狹長(zhǎng)的地塹。正斷層、逆斷層、褶曲及特殊的低角度層滑構(gòu)造、巖漿巖侵入、陷落柱等相互切割和干擾,構(gòu)成了本區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)。
2地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀及成因分析
2.1地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀分析
據(jù)井陘礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害情況的調(diào)查結(jié)果顯示,全區(qū)各類地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)共19處,災(zāi)害類型有地面塌陷、地面沉降、滑坡、泥石流。全區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)地面塌陷隱患點(diǎn)11處,地面沉降隱患點(diǎn)7處,其中紅星煤礦蛤蟆山井、瑞豐煤業(yè)有限公司、賈莊煤礦山口礦井、原新王舍煤礦4處的隱患點(diǎn)既有地面塌陷隱患,又有地面沉降隱患,由此合計(jì),全區(qū)地面塌陷、地面沉降隱患點(diǎn)共14處。全區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)滑坡隱患點(diǎn)2處,泥石流隱患點(diǎn)3處,由于泥石流具有較強(qiáng)的隱蔽性和周期性,泥石流的隱患點(diǎn)應(yīng)大于目前調(diào)查到的數(shù)量。綜上分析,全區(qū)共19處地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)。大部分隱患點(diǎn)分布在采空區(qū)范圍內(nèi),尤其是煤炭資源開(kāi)采強(qiáng)烈的區(qū)域。地面塌陷、地面沉降隱患點(diǎn)居多,尤其是地面塌陷隱患點(diǎn)所涉及的村莊、企業(yè)單位數(shù)量最多,因此采空區(qū)地面塌陷也是井陘礦區(qū)主要的潛在地質(zhì)災(zāi)害。
2.2地質(zhì)災(zāi)害成因分析
2.2.1地面塌陷、地面沉降
井陘礦區(qū)采煤歷史時(shí)間長(zhǎng),地下礦層(體)不同程度地被采空。采空區(qū)圍巖原有的自然平衡狀態(tài)受到破壞,應(yīng)力重新分布。在達(dá)到新平衡狀態(tài)的過(guò)程中,上覆巖層遭到破壞波及到地表,使地表產(chǎn)生垂直及水平變形,導(dǎo)致地表移動(dòng)、開(kāi)裂、沉降,因此造成地面塌陷、地面沉降及伴生地裂縫等地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題。
2.2.2滑坡
煤炭開(kāi)采是誘發(fā)礦區(qū)滑坡的主要決定因素。露天開(kāi)采的邊坡角、地質(zhì)條件和地面塌陷都會(huì)引發(fā)滑坡。采空區(qū)形態(tài)和坡面控制著采空區(qū)地表斜坡巖體的運(yùn)動(dòng),大范圍的采空區(qū),使上部巖層有效的支撐力減弱。受巖層性質(zhì)、降雨和人類活動(dòng)的影響,導(dǎo)致斜坡巖體沉裂和塌落,最后牽動(dòng)巖體薄弱面,形成滑用妗
2.2.3泥石流
采煤形成的廢石、煤矸石隨意堆放,堆積量大,為泥石流的形成提供了大量固體物質(zhì)來(lái)源。如遇汛期和強(qiáng)降水,地面塌陷、地面裂縫的程度加大,會(huì)進(jìn)一步誘發(fā)泥石流的發(fā)生。
3地質(zhì)災(zāi)害防治區(qū)劃原則
(1)堅(jiān)持“以人為本”原則,將受地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重威脅危害的居民點(diǎn)、村莊、生命線系統(tǒng)工程、公共服務(wù)設(shè)施較為集中的區(qū)域劃為重點(diǎn)防治區(qū),將人類活動(dòng)相對(duì)較弱、居住較為分散的區(qū)域劃為次重點(diǎn)區(qū)或一般防治區(qū)。
(2)地質(zhì)災(zāi)害防治區(qū)劃必須在野外地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上,依據(jù)地質(zhì)災(zāi)害的分布狀況、變化趨勢(shì)、危險(xiǎn)程度及危險(xiǎn)特征等,將地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性強(qiáng)、危險(xiǎn)性大的地段和發(fā)展趨勢(shì)不穩(wěn)定的區(qū)域,作為重要防治區(qū)。
(3)地質(zhì)災(zāi)害防治區(qū)劃應(yīng)緊密結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展規(guī)劃等,充分考慮經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境綜合效益,全面分析,劃出不同類型的防治區(qū)。
4地質(zhì)災(zāi)害防治區(qū)劃
地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性和所在區(qū)域(地段)的重要程度是地質(zhì)災(zāi)害防治區(qū)劃須具備的兩個(gè)條件。根據(jù)井陘礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性程度以及采空區(qū)、地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)數(shù)量的空間分布,兼顧地質(zhì)環(huán)境條件,自然地理單元和鄉(xiāng)鎮(zhèn)轄區(qū)的完整性,結(jié)合區(qū)劃原則,綜合分析,將全區(qū)分為重點(diǎn)防治區(qū)、次重點(diǎn)防治區(qū)以及一般防治區(qū)。
4.1重點(diǎn)防治區(qū)
重點(diǎn)防治區(qū)為近期發(fā)生沉降塌陷的煤礦采空區(qū)和正在進(jìn)行煤炭開(kāi)采的區(qū)域。該區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)13處,以地面塌陷、地面沉降為主,面積為7.74km2,占全區(qū)總面積的11%。該區(qū)人工開(kāi)采活動(dòng)較強(qiáng)烈,開(kāi)采歷史長(zhǎng)達(dá)百年,地下采空區(qū)成面狀和網(wǎng)狀分布,歷史上地面塌陷分布較密集,隱患突出,造成耕地?fù)p毀、道路破壞、水利設(shè)施廢棄等。采空區(qū)塌陷對(duì)重要交通、工程、服務(wù)設(shè)施的破壞后果嚴(yán)重,潛在損失巨大。由于開(kāi)采歷史較長(zhǎng),地下采空區(qū)情況復(fù)雜,容易形成塌陷并伴生地裂縫。該區(qū)的重點(diǎn)防護(hù)對(duì)象包括區(qū)內(nèi)村莊、社區(qū)、重要交通路線、廠礦、水利工程、電力設(shè)施等。
該區(qū)的防治措施以工程治理和搬遷避讓為主。加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害的詳細(xì)勘察,密切監(jiān)測(cè)發(fā)展動(dòng)態(tài),做好防災(zāi)避災(zāi)措施;嚴(yán)格管理采礦活動(dòng),嚴(yán)禁濫采亂挖,對(duì)已造成的采空塌陷區(qū)采取治理措施,如平整土地,恢復(fù)耕地的使用;及時(shí)組織受地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重影響的居民搬遷避讓;修理整治損害嚴(yán)重的交通干線,設(shè)置危險(xiǎn)警示標(biāo)志;將重點(diǎn)災(zāi)害防治區(qū)列入禁建區(qū),進(jìn)行規(guī)劃控制。在綜合治理的同時(shí),保持區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定。
4.2次重點(diǎn)防治區(qū)
次重點(diǎn)防治區(qū)為停采時(shí)間長(zhǎng)久、穩(wěn)定性較好的煤礦采空區(qū)和滑坡、泥石流發(fā)生相對(duì)集中區(qū)。該區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)5處,以滑坡、泥石流為主,面積為10.81km2,占全區(qū)總面積的15.4%。區(qū)內(nèi)地表主要為農(nóng)田及林地,人類活動(dòng)主要為地下采煤、石灰?guī)r礦開(kāi)采及溝谷中修造梯田等。該區(qū)經(jīng)多年煤礦資源開(kāi)采,資源趨于枯竭,原采空區(qū)基本趨于穩(wěn)定。重點(diǎn)防護(hù)對(duì)象為區(qū)內(nèi)廠礦、重要交通路線、水利工程、電力設(shè)施等。
該區(qū)的防治措施以工程治理和生物工程為主。加強(qiáng)地質(zhì)環(huán)境的監(jiān)測(cè)整治,規(guī)范開(kāi)采行為,對(duì)采煤礦的開(kāi)采界線進(jìn)行嚴(yán)格審批和檢查,采取留設(shè)礦柱和回填采空區(qū)方式防止地面塌陷的發(fā)生;對(duì)已造成采空區(qū)塌陷的地區(qū)應(yīng)采取工程治理,盡量減少人為工程活動(dòng)對(duì)地形的擾動(dòng)破壞;加強(qiáng)地面塌陷的專業(yè)監(jiān)測(cè),滑坡、泥石流實(shí)行群測(cè)群防,加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害隱患雨季的排查力度。
4.3一般防治區(qū)
一般防治區(qū)為礦區(qū)周邊地形起伏較大的山地和丘陵地區(qū)。該區(qū)存在滑坡和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害隱患,面積為21.07km2,占全區(qū)總面積的30%。防護(hù)對(duì)象為范圍內(nèi)的道路沿線和風(fēng)景旅游區(qū)、林地。該區(qū)的防治措施以監(jiān)測(cè)、生物工程為主。全面開(kāi)展地質(zhì)災(zāi)害排查、核查、監(jiān)測(cè),及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患;加強(qiáng)農(nóng)田基本建設(shè),改善生活環(huán)境;永久性建筑避開(kāi)危險(xiǎn)地段,實(shí)施生物工程和工程治理相結(jié)合的措施。
5總結(jié)
地質(zhì)災(zāi)害防治是確保礦業(yè)城市安全的有效措施。地質(zhì)災(zāi)害防治區(qū)劃是正確制定防災(zāi)減災(zāi)策略的前提和基礎(chǔ),是地質(zhì)災(zāi)害防治的必要環(huán)節(jié)。井陘礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治區(qū)劃是有針對(duì)性、主次分明的對(duì)可能發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域進(jìn)行有效管理,從而達(dá)到更好預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的目的。在城市安全關(guān)注度日益提升的情況下,采取綜合措施對(duì)礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治已迫在眉睫,展望未來(lái),還需要完善各級(jí)法律法規(guī),建立地質(zhì)災(zāi)害信息系統(tǒng)、預(yù)警系統(tǒng)、應(yīng)急系統(tǒng),提高治理技術(shù)水平,加大防治資金的投入等,更需要礦區(qū)人民的共同努力,積極做好防治與整治措施,共同建設(shè)礦區(qū)美麗家園。
參考文獻(xiàn)
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(1)煤礦開(kāi)采對(duì)植被、水土流失以及土地沙漠化的影響。礦區(qū)地表植被稀少,生態(tài)環(huán)境脆弱,煤礦開(kāi)采時(shí),必然會(huì)造成大面積毀林毀草,致使水土流失,從而引發(fā)土地沙漠化。防治措施:建設(shè)單位做到:礦井建設(shè)與環(huán)境建設(shè)同步進(jìn)行,提高植被覆蓋率,減少水土流失。(2)礦坑排水對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響。礦區(qū)為了正常生產(chǎn),需疏排礦井水,其結(jié)果必然會(huì)導(dǎo)致地下水位下降,井泉干涸,植被枯死,從而影響當(dāng)?shù)鼐用竦纳钣盟稗r(nóng)田灌溉用水。另外,礦井產(chǎn)生的各種生活污水及工業(yè)廢水如不處理,可造成地下潛水和土壤污染,直接污染其附近水源。防治措施:設(shè)計(jì)部門應(yīng)考慮防范措施。(3)煤礦生產(chǎn)對(duì)地面環(huán)境的影響。大規(guī)模的開(kāi)采,礦井必將形成大面積的采空區(qū),使煤層頂板失穩(wěn)下沉,出現(xiàn)地裂、地面塌陷、地面沉降等地面變形,重者可使地面建筑物、公路、管道等公共設(shè)施遭到嚴(yán)重破壞。防治措施:在采掘中應(yīng)注意保護(hù)建筑物、公路等地面設(shè)施。保安煤柱應(yīng)留設(shè),采空塌陷區(qū)應(yīng)及時(shí)回填,恢復(fù)植被。(4)固體廢棄物對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響。煤礦主要固體廢棄物為井巷掘進(jìn)的廢石及煤矸石,廢棄物堆放可能產(chǎn)生的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題有:侵占草原和耕地、減少土地資源,污染土壤;廢棄物中有害元素因降水的長(zhǎng)期淋濾往往富集在水中,污染水資源。防治措施:煤礦生產(chǎn)時(shí)廢棄物堆放盡量少占草原和耕地,堆放處應(yīng)鋪設(shè)隔水的粘土層,以減少對(duì)水資源的污染。
二、地震與礦區(qū)穩(wěn)定性
據(jù)中國(guó)地震局主編的《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001)劃分,本區(qū)所在地,地震動(dòng)峰值加速度為0.05g,地震烈度相當(dāng)于Ⅵ度。錫林浩特市西烏珠穆沁旗境內(nèi)曾發(fā)生5.9級(jí)地震,錫林浩特市、赤峰市等地有感。防治措施:礦區(qū)地面建設(shè)時(shí)必須采取防震與抗震措施,防患于未然。礦區(qū)內(nèi)目前尚未發(fā)生過(guò)較大規(guī)模的崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害和較為嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題,自然狀態(tài)下不會(huì)有不良自然現(xiàn)象發(fā)生。因此,地殼的穩(wěn)定性較好。
三、地質(zhì)災(zāi)害
(1)礦井生產(chǎn)往往形成大面積采空區(qū),放頂后出現(xiàn)地裂、地面塌陷、地面沉降等地面變形。從計(jì)算結(jié)果分析,導(dǎo)水裂隙帶(包括最大冒落帶)最大高度未達(dá)地表,但采空區(qū)放頂后,彎曲帶(整移帶)可能波及到第四系。另外,采空區(qū)放頂后,部分地段導(dǎo)水裂隙帶達(dá)到了第三系松散層,松散層會(huì)對(duì)礦井直接充水,會(huì)導(dǎo)致地下水位下降,從而引起某些地段地面沉降、地面塌陷。防治措施:采掘中應(yīng)注意建筑物及公路等地面設(shè)施保安煤柱的留設(shè),采空區(qū)及采空塌陷區(qū)應(yīng)及時(shí)回填,恢復(fù)地面植被等綜合治理措施。(2)地下水的污染。礦區(qū)地下水的污染源有礦坑污水、煤礦工業(yè)及生活廢水,礦坑廢石、煤礦工業(yè)廢渣、生活垃圾。地下水污染的防治措施有:一是液體廢棄物防治。積極引進(jìn)礦井生產(chǎn)新技術(shù),發(fā)展無(wú)污染新工藝;重復(fù)利用廢水,減少污水排放量;加強(qiáng)技術(shù)改造,實(shí)行廢水資源化;堅(jiān)持嚴(yán)格的廢水排放標(biāo)準(zhǔn);生活飲用地下水源必須設(shè)置衛(wèi)生防護(hù)帶,上游或影響半徑范圍內(nèi)不得有各種污染源存在。二是固體廢棄物防治。首先要發(fā)展無(wú)廢工藝,減少?gòu)U物生成量,土地復(fù)墾;其次是要開(kāi)拓固體廢棄物資源化新途徑,即從固體廢棄物中回收有用物質(zhì),以獲得新的用途;最后是要采用物理、化學(xué)、生物等技術(shù)對(duì)固體廢棄物進(jìn)行減量與凈化處理,并選擇安全排放場(chǎng)地,不但能防止地下水污染,而且還能防止土壤的污染和減少土地的占用量。
中圖分類號(hào): TD167 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
煤炭是最具優(yōu)勢(shì)的礦產(chǎn)資源,尤其是中西部地區(qū)的儲(chǔ)量更為重要。隨著煤炭資源需求的增加,近年來(lái)煤炭生產(chǎn)企業(yè)井噴式的開(kāi)采嚴(yán)重的影響著礦區(qū)環(huán)境資源、誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害和導(dǎo)致環(huán)境污染。不同地域礦山開(kāi)采誘發(fā)的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題也各不相同,露天和地下不同的開(kāi)采方式誘發(fā)不同的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題也日趨嚴(yán)重。與此同時(shí)導(dǎo)致在開(kāi)采過(guò)程中出現(xiàn)了大量的地質(zhì)災(zāi)害以及對(duì)周圍的環(huán)境造成了不可修復(fù)性的危害,嚴(yán)重威脅著礦區(qū)周圍人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全,更嚴(yán)重制約了內(nèi)蒙古可持續(xù)性經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
1 煤礦地質(zhì)災(zāi)害特征分析
1.1內(nèi)蒙古中西部地貌復(fù)雜多樣,高原、山地、平川、丘陵谷地盆地分別占全區(qū)53. 4 %、20 %、8. 5 %和16. 4 %。戈壁沙漠、沙地干旱半干旱地區(qū)面積約40. 1 萬(wàn)km2 。其中鄂爾多斯、巴彥淖爾、烏海及阿拉善等地區(qū)年降雨量不足200mm ,蒸發(fā)量高達(dá)1600 ―2000 mm ,生態(tài)環(huán)境十分脆弱。該區(qū)域煤炭?jī)?chǔ)量又非常豐富,由于歷史及政策等多種因素影響,掠奪式開(kāi)發(fā)、粗放式管理導(dǎo)致了礦區(qū)一系列環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題發(fā)生,這些滯后發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害和環(huán)境問(wèn)題產(chǎn)生的原因?yàn)槁短扉_(kāi)采過(guò)后的煤礦雖然在后期進(jìn)行了回填作業(yè),但是由于回填土質(zhì)的不同以及回填高度的差異,在一些開(kāi)采較深礦區(qū)尤為明顯,將會(huì)導(dǎo)致后期隱藏的地質(zhì)災(zāi)害隱患的發(fā)生。
1.2礦井水、露天礦坑水、洗煤廢水、煤矸石山淋溶水中有毒有害物質(zhì)污染土壤、植被和礦區(qū)河流。礦區(qū)煤炭長(zhǎng)期堆放大風(fēng)揚(yáng)塵產(chǎn)生煤粉灰、煤矸石長(zhǎng)期風(fēng)吹日曬大風(fēng)揚(yáng)塵、礦井排風(fēng)有害氣體、煤矸石自燃和煤層自燃污染等造成礦區(qū)周圍大氣污染嚴(yán)重。其中像烏海市的烏達(dá)躍進(jìn)選煤廠矸石山燃燒區(qū)附近SO2平均濃度為10. 69 mg/ m3 ,超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)70 多倍,H2S 平均濃度1. 57 mg/ m3 ,超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)150 多倍,造成礦區(qū)周邊大氣環(huán)境污染嚴(yán)重。地下開(kāi)采的礦區(qū)閉坑后可能會(huì)發(fā)生地面沉降、塌陷以及表面裂縫等地質(zhì)災(zāi)害,在某種特定的條件下甚至?xí)l(fā)山體滑坡以及山體開(kāi)裂等嚴(yán)重后果,將會(huì)給周圍人民的生活及成產(chǎn)帶來(lái)難以想象的災(zāi)難。
2礦山環(huán)境治理原則
2.1以人為本。在礦山環(huán)境治理時(shí),首先考慮的是礦區(qū)周圍人民的生命及財(cái)產(chǎn)安全,保護(hù)礦區(qū)周圍居住地避免遭到礦山開(kāi)發(fā)引起的地質(zhì)災(zāi)害的影響。
2.2綜合治理。在礦山環(huán)境治理過(guò)程中,要根據(jù)不同的地質(zhì)條件、地質(zhì)分布及不同的地質(zhì)災(zāi)害隱患進(jìn)行因地制宜綜合治理。治理時(shí)選擇的方法不同,治理的重點(diǎn)也各不相同,因此,綜合治理才能有效的進(jìn)行因害設(shè)防,減災(zāi)減害。
2.3注重效益。煤礦資源的開(kāi)采本質(zhì)是為了獲取利益,所以治理的過(guò)程中注重效益也是原則之一。礦山環(huán)境治理應(yīng)在遵循生態(tài)環(huán)境優(yōu)先考慮的前提下,爭(zhēng)取最大的利益。針對(duì)不同礦山的具體環(huán)境情況,危害的大小,危害的緩急以及治理資金的充裕與否,選擇最合適的治理方法,將會(huì)取得事半功倍的效果。
2.4多措并舉。僅僅利用工程措施治理礦山環(huán)境降一定程度上違反注重效益的原則,因?yàn)楣こ檀胧╇m能根治環(huán)境問(wèn)題但般都會(huì)有投資較大的特點(diǎn),而生物措施可剛好彌補(bǔ)工程措施這一缺陷,兩者相輔相成,共同作用。
3 煤礦地質(zhì)災(zāi)害的主要類型及防治措施
3.1地震、礦震。礦震是由礦山?jīng)_擊或者礦山巖爆引起的,指的是在開(kāi)采過(guò)程中礦柱或者受支撐力較大的巖石,脆性煤等,在一般的壓力之下不會(huì)發(fā)生大的震動(dòng)。然而隨著開(kāi)采的深入,隨著表面壓力的增大,其所承受的壓力將會(huì)達(dá)到微妙的極限平衡,這種平衡一旦被打破,將會(huì)向自由空間內(nèi)釋放巨大的能量沖擊,并向坑內(nèi)大量的噴射、散爆,給礦山帶來(lái)巨大的災(zāi)難。此類災(zāi)害在開(kāi)采過(guò)程中或在打隧道的過(guò)程中引發(fā)的小型地震,在煤炭開(kāi)采過(guò)程中時(shí)有發(fā)生。實(shí)踐證明,地震或礦震有著天然地震的某些特征,若礦區(qū)周圍存在著較大天然地震則礦區(qū)發(fā)生地震的幾率將會(huì)明顯增加,其強(qiáng)度與人為開(kāi)采的深度和強(qiáng)度是成正比增長(zhǎng)的。所以煤礦在開(kāi)采之前,首先要進(jìn)行地震安全性評(píng)價(jià),相關(guān)部門根據(jù)安全性評(píng)價(jià)結(jié)果給出相應(yīng)的地震預(yù)防要求,當(dāng)所有要求條件滿足之后方可進(jìn)行開(kāi)采作業(yè)。
3.2采空塌陷。此類地質(zhì)災(zāi)害均在事發(fā)前并無(wú)任何預(yù)兆,往往都是瞬間發(fā)生的,具有時(shí)間短,破壞力大等特點(diǎn),需要重點(diǎn)進(jìn)行防治。在所有煤礦地質(zhì)災(zāi)害中,塌陷地質(zhì)災(zāi)害帶來(lái)的危害最為嚴(yán)重??稍诿禾块_(kāi)采之前,對(duì)礦區(qū)周圍地質(zhì)進(jìn)行全面監(jiān)測(cè),充分了解地面的沉降規(guī)律及區(qū)域。并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)易發(fā)生沉降區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)防治,采用抗變形技術(shù)以及加固技術(shù)以抵抗地面的變形,還要明確開(kāi)采的區(qū)域,對(duì)于存在嚴(yán)重安全隱患區(qū)域不得進(jìn)行開(kāi)采。
3.3開(kāi)采區(qū)域突水涌水,涌泥,瓦斯突出。由于礦區(qū)具有復(fù)雜的水文地質(zhì)條件等特征,若開(kāi)采煤礦之前對(duì)實(shí)地的考察不充分,造成對(duì)開(kāi)采過(guò)程中內(nèi)部涌水的估計(jì)不足。在開(kāi)采設(shè)備工作時(shí),開(kāi)采區(qū)域周圍水體在水本身壓力和礦區(qū)巖石壓力作用下,將會(huì)通過(guò)礦層的薄弱處以及巖石斷層、巖石隔水層等位置進(jìn)入開(kāi)采區(qū)域。打穿透水?dāng)鄬?,可能?huì)突然遇到暗河或者水溶洞的情況,地下水或者地面水就會(huì)趁機(jī)大量涌入,而在應(yīng)對(duì)措施不齊全的情況下,工作人員將會(huì)受到嚴(yán)峻的生命威脅。此類災(zāi)害發(fā)生同時(shí),大多還會(huì)伴著泥涌,不僅使得礦坑被堵塞掩埋,而且將會(huì)掩埋施工機(jī)器并工作人員,極易造成人員傷亡,對(duì)整個(gè)礦區(qū)都會(huì)造成不可修復(fù)性的打擊。為了能在開(kāi)采過(guò)程中有效的防治地下水,泥等涌入井下,避免井下被淹沒(méi)的危險(xiǎn),無(wú)論是大型國(guó)有企業(yè)或者是私人企業(yè),都要嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》涉及的相關(guān)規(guī)定,良好的通風(fēng)系統(tǒng)以及方便快捷的人員撤離通道必須在施工之前就應(yīng)建立完成,同時(shí)在開(kāi)采過(guò)程中實(shí)時(shí)的對(duì)礦坑內(nèi)的瓦斯含量,滲水情況,地質(zhì)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行監(jiān)測(cè),如若發(fā)現(xiàn)存在安全隱患要及時(shí)的進(jìn)行人員撤離并迅速組織人員對(duì)隱患進(jìn)行排查,直至隱患接觸后方可允許人員進(jìn)入。
3.4開(kāi)采結(jié)束后隱藏地質(zhì)災(zāi)害。由于煤礦在開(kāi)采過(guò)程中實(shí)施治理相關(guān)措施的時(shí)間較短,并且很多地質(zhì)災(zāi)害具有不可預(yù)見(jiàn)性和滯后性,這就導(dǎo)致了煤礦在關(guān)閉后仍會(huì)存在著一些地質(zhì)隱患。煤礦的開(kāi)采要制定嚴(yán)格的開(kāi)采規(guī)范并組建監(jiān)督部門進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督檢查,堅(jiān)決杜絕私挖亂采的現(xiàn)象發(fā)生,并合理規(guī)劃開(kāi)采范圍。在總的開(kāi)采規(guī)范的前提下,結(jié)合開(kāi)采礦區(qū)的實(shí)際情況建立開(kāi)采的具體方案并配套相應(yīng)的預(yù)報(bào)制度流程,并針對(duì)可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害提前制定相應(yīng)的防治措施,防患于未然。
4礦山環(huán)境治理恢復(fù)策略
4.1加強(qiáng)礦山環(huán)境保護(hù)制度建設(shè)。強(qiáng)化相關(guān)環(huán)境保護(hù)部門行使監(jiān)督實(shí)施的權(quán)利,完善制度體系的建設(shè),促進(jìn)礦山環(huán)境保護(hù)工作的實(shí)施。加強(qiáng)相關(guān)法律法規(guī)的建設(shè),從法律的角度上強(qiáng)制性監(jiān)督相關(guān)工作的實(shí)施,強(qiáng)化治理恢復(fù)礦山環(huán)境工作。
4.2加強(qiáng)礦山環(huán)境保護(hù)方面人才的培養(yǎng)。要加大礦山環(huán)境保護(hù)相關(guān)知識(shí)的宣傳教育工作,讓更多的人意識(shí)到礦山環(huán)境保護(hù)的重要性,尤其是開(kāi)采人員,對(duì)于開(kāi)采后要及時(shí)的對(duì)該礦區(qū)進(jìn)行合理有效的環(huán)境恢復(fù)工作,只有全民存在這樣的意識(shí)才能切實(shí)有效的推動(dòng)礦山環(huán)境治理與恢復(fù)工作的進(jìn)行。
4.3加強(qiáng)礦區(qū)廢物,廢氣,廢水的回收利用。隨著科技的發(fā)展,對(duì)于廢物,廢氣,廢水的處理方式也越來(lái)越先進(jìn),越來(lái)越有效,采用高科技提高礦山資源的利用率,對(duì)于推動(dòng)礦山環(huán)境的治理恢復(fù)起著越來(lái)越重要的作用。在開(kāi)采過(guò)程中及時(shí)的對(duì)其進(jìn)行回收利用,對(duì)于礦山環(huán)境的治理與恢復(fù)有著重要的意義。
4.4明確礦山企業(yè)的環(huán)境主體地位。根據(jù)“誰(shuí)污染,誰(shuí)治理”的原則,礦山企業(yè)是礦區(qū)環(huán)境的主要破壞者,理應(yīng)作為開(kāi)采后環(huán)境治理與恢復(fù)的責(zé)任主體。企業(yè)治理將會(huì)比政府治理更加有效,因?yàn)槠髽I(yè)在不斷的開(kāi)采作業(yè)中,對(duì)治理恢復(fù)環(huán)境的成本與效益更加了解,更加有利于進(jìn)行礦山環(huán)境的恢復(fù)工作。
4.5完善礦山環(huán)境治理恢復(fù)保證金制度。進(jìn)一步完善企業(yè)開(kāi)采許可證明體系,在取得開(kāi)采許可證的時(shí)候讓企業(yè)繳納足夠的環(huán)境治理恢復(fù)保證金,這樣才會(huì)促使企業(yè)去更加積極的治理恢復(fù)礦區(qū)周圍的環(huán)境;改善企業(yè)成本核算標(biāo)準(zhǔn),將開(kāi)采過(guò)后環(huán)境的治理恢復(fù)成本都納入礦山企業(yè)成本中。
5結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,地質(zhì)災(zāi)害的防治以及開(kāi)采過(guò)后礦區(qū)環(huán)境的治理與恢復(fù)需要相關(guān)部門長(zhǎng)期的監(jiān)督以及有效的引導(dǎo)。另外,還要注重相關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng)與相關(guān)技術(shù)開(kāi)發(fā),通過(guò)各方面各階層的共同努力,實(shí)現(xiàn)礦業(yè)的綠色開(kāi)采,為內(nèi)蒙古經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展道路打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
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[中圖分類號(hào)]X24 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1009 ― 2234(2016)12 ― 0052 ― 02
礦山地質(zhì)災(zāi)害區(qū)的景觀再生最早可以追溯到上世紀(jì)60年代,當(dāng)時(shí)的大地藝術(shù)家Smithson Robert認(rèn)為大地藝術(shù)最好的場(chǎng)所就是那些在采礦、工業(yè)和城市化過(guò)程中破壞的地區(qū),認(rèn)為藝術(shù)可以作為調(diào)和工業(yè)化與生態(tài)建設(shè)的手段,提出了將景觀再生運(yùn)用到礦業(yè)開(kāi)發(fā)中〔1〕。1970年在美國(guó)大鹽湖中因石油開(kāi)采而污染的水面上建造了巨大的“螺旋型防波堤”,這個(gè)是礦區(qū)景觀再生最早的例子。
結(jié)合生態(tài)學(xué)、管理學(xué)的諸多觀點(diǎn),我們認(rèn)為,礦山地質(zhì)災(zāi)害區(qū)的景觀再生,是將生態(tài)恢復(fù)與景觀重建相結(jié)合,在礦區(qū)工業(yè)遺跡的基礎(chǔ)上,運(yùn)用景觀生態(tài)學(xué)思想,將原來(lái)場(chǎng)地的景觀特質(zhì),充分挖掘出來(lái),使礦山廢棄地得以重新利用,塑造成獨(dú)特的礦山廢棄地景觀,使其成為具有一定公共設(shè)施、一定規(guī)模自然生態(tài)和人文底蘊(yùn)、秉承礦業(yè)景觀特色的多重含義的城市公共空間〔2〕。礦山景觀再生是一項(xiàng)集經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益于一身的綜合項(xiàng)目,礦山關(guān)閉區(qū)景觀規(guī)劃與恢復(fù),不僅是維持礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇,也是最大限度提高景觀資源,提高礦山生態(tài)功能的重要途徑〔3〕。理想的景觀再生必須恢復(fù)良好的自然生態(tài)系統(tǒng),并盡可能的傳承歷史文化脈絡(luò),賦予新的景觀以精神內(nèi)涵和品質(zhì)追求,這也是景觀再生過(guò)程中應(yīng)該重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。通過(guò)分析我們發(fā)現(xiàn),已有礦區(qū)的景觀再生多是與當(dāng)?shù)氐穆糜翁厣嗯浜系模@里結(jié)合大同的晉華宮國(guó)家礦山公園進(jìn)行分析。
一、案例介紹
晉華宮礦位于山西省大同市區(qū)西12.5公里,109國(guó)道南側(cè),居大同煤田東北端,礦始建于1957年,1973年竣工,是一個(gè)多井口的大型礦井,由馬武山井、晉華宮大井和南山井組成。其中,馬武山井因資源枯竭已于1985年10月關(guān)閉,地面建筑設(shè)施已拆除,井口已封閉;南山井于2011年10月服務(wù)期滿閉礦;晉華宮大井目前仍處于運(yùn)營(yíng)階段。
晉華宮國(guó)家礦山公園是2005年由國(guó)土資源部批準(zhǔn)的我國(guó)首批國(guó)家礦山公園之一,入選首批《國(guó)家礦山公園名錄》。2010年,為了對(duì)關(guān)閉的南山井礦進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)治理,并配合云岡旅游區(qū)和大同市的生態(tài)建設(shè),當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)了晉華宮國(guó)家礦山公園。南山井礦關(guān)閉后,當(dāng)?shù)亻_(kāi)展了大面積的礦區(qū)環(huán)境修復(fù)工程,共計(jì)拆除廢舊建筑23300立方米,搬遷棚戶區(qū)居民2100戶,治理矸石山面積50畝,恢復(fù)治理塌陷區(qū)面積130畝,且治理效果顯著。建成后的礦山公園占地面積36萬(wàn)平方米,由煤炭博物館、工業(yè)遺址參觀區(qū)、仰佛臺(tái)、石頭村、晉陽(yáng)譚、井下探秘游、棚戶區(qū)遺址區(qū)七大景氣組成,整體概念突出營(yíng)造“七大園區(qū)”。先前的工業(yè)廣場(chǎng)形成了工業(yè)遺址區(qū);煤矸石山經(jīng)過(guò)治理形成了仰佛臺(tái)景區(qū),與云岡石窟交相呼應(yīng);礦井水處理后再利用,建設(shè)了晉陽(yáng)潭濕地生態(tài)區(qū);干旱少土的坡地改造成了經(jīng)濟(jì)林;煤炭博物館、工業(yè)遺址、煤矸石探秘、餐飲住宿、礦工生活區(qū)、等工程項(xiàng)目在礦山公園內(nèi)一應(yīng)俱全。
這些舉措,通過(guò)公園模式化的生態(tài)恢復(fù)治理,減少了污染,改善了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境,謀求人與自然和諧發(fā)展;帶動(dòng)了旅游業(yè)的發(fā)展,增加了稅收和就業(yè)崗位,創(chuàng)造了新的就業(yè)機(jī)會(huì);改善了城市形象,提高了城市知名度。同時(shí),將晉華宮國(guó)家礦山公園打造成國(guó)內(nèi)外礦山工業(yè)遺產(chǎn)生態(tài)恢復(fù)示范基地,成大同市的一張名片,具有很好的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、科研和教育意義。
二、景觀再生的歷史契機(jī)
城市的定位和工業(yè)開(kāi)發(fā)密切相關(guān),晉華宮礦國(guó)家礦山公園的建設(shè)可以說(shuō)是有很強(qiáng)的歷史契機(jī)的。在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi),大同市依據(jù)其自身優(yōu)勢(shì),大力發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè),成為了全國(guó)重要的煤炭生產(chǎn)基地。但這種模式是畸形的,是不可持續(xù)的。當(dāng)?shù)卣粩嗟奶剿靼l(fā)展,進(jìn)行產(chǎn)業(yè){整升級(jí),提出了“文化名城、旅游名都、生態(tài)名邑和經(jīng)濟(jì)強(qiáng)市”的發(fā)展目標(biāo),開(kāi)始了大力發(fā)展旅游業(yè),使生態(tài)建設(shè)成為城市建設(shè)的重要部分。
晉華宮礦就坐落在云岡景區(qū)內(nèi),西邊有北魏的云岡石窟,明代的戍邊城堡,東邊有康熙題字的佛字灣,遼金時(shí)期的觀音堂,整個(gè)景區(qū)有十里河龍脈貫穿,旅游資源集聚效應(yīng)明顯。云岡石窟是大同市旅游業(yè)發(fā)展的龍頭景區(qū),1961年即被國(guó)務(wù)院列為首批國(guó)家重點(diǎn)文物保護(hù)單位,2001年又被聯(lián)合國(guó)教科文組織收錄進(jìn)《世界文化遺產(chǎn)名錄》,其本身的存在價(jià)值已經(jīng)不僅僅是一個(gè)旅游景區(qū)可以形容的。但由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要,云岡石窟周圍煤礦林立,大量的粉塵煤灰及硫化物對(duì)其常年累月的腐蝕,采煤污水也對(duì)景區(qū)附近的十里河造成了嚴(yán)重污染,特別是石窟對(duì)面的晉華宮礦的兩座大型煤研石山對(duì)其危害巨大。這兩座煤研石山含硫量極高,且自燃未得到有效控制,有害氣體大量排放,常常導(dǎo)致酸雨發(fā)生,在腐蝕文物古跡的同時(shí)還影響著景區(qū)內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量。特別是在冬季的時(shí)候,由于當(dāng)?shù)鼐用穸嘤妹夯鹑∨鲲?,云岡石窟?nèi)降塵和硫酸鹽化速率要比夏季高出一倍以上。照此發(fā)展,若干年后石窟將不復(fù)存在。
2009年大同市政府提出對(duì)云岡石窟周邊環(huán)境整治、建設(shè)云岡大景區(qū)的規(guī)劃,要實(shí)現(xiàn)“文物保護(hù)與生態(tài)恢復(fù)的雙贏”,這是建國(guó)以來(lái)圍繞云岡石窟景區(qū)實(shí)施的最大工程。與云岡石窟僅一河之隔的晉華宮礦國(guó)家礦山公園的建設(shè)對(duì)世界文化遺產(chǎn)的保護(hù)有重要意義,礦山公園的建設(shè)規(guī)劃便被納入大同市旅游發(fā)展的總體規(guī)劃。當(dāng)然,晉華宮礦也有其得天獨(dú)厚的發(fā)展條件,例如作為整個(gè)晉華宮國(guó)家礦山公園重要組成部分的南山煤研石山景區(qū)就有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。它是晉華宮礦的南部高點(diǎn),也是周圍唯一能觀云岡石窟全貌的位置點(diǎn),與云岡石窟一河之隔,直線距離只有2千米左右,對(duì)公園的意義甚大。此外,南山地層屬于典型的侏羅紀(jì)地層,在煤層處,可以清楚地看見(jiàn)煤炭呈帶狀分布,層理清晰,是考察大同侏羅紀(jì)煤層很好的現(xiàn)場(chǎng)資料,無(wú)論從地質(zhì)考察還是從參觀游覽來(lái)看都有極高的價(jià)值。兩大景區(qū)的建設(shè),對(duì)于充分展示云岡石窟的“佛”文化和國(guó)家礦山公園的“煤”文化,多元推廣當(dāng)?shù)芈糜翁厣?,打出組合拳,具有重要作用。
三、景觀再生方法
城市礦山區(qū)涉及景觀型態(tài)環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)環(huán)境和社會(huì)環(huán)境,是城市環(huán)境系統(tǒng)中不可缺少的環(huán)節(jié),更是礦業(yè)城市環(huán)境系統(tǒng)的重要組成部分。因此,對(duì)于礦山地質(zhì)災(zāi)害區(qū)的生態(tài)恢復(fù),僅僅著眼于礦山環(huán)境的復(fù)墾治理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。景觀再生以保護(hù)景觀生態(tài)和恢復(fù)環(huán)境功能為前提,以發(fā)展旅游游憩業(yè)為其主要形式,是對(duì)該地區(qū)生態(tài)資源的整合再利用。不同于農(nóng)業(yè)和林業(yè)等土地復(fù)墾的是,旅游游憩業(yè)是是一種無(wú)生物生產(chǎn)力的非經(jīng)濟(jì)活動(dòng),但是可以通過(guò)追求參與人員的滿意程度來(lái)獲得經(jīng)濟(jì)效益,并達(dá)到生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的統(tǒng)一。如徐州的賈汪礦區(qū)將塌陷區(qū)因地制宜地治理恢復(fù)為生態(tài)農(nóng)業(yè)區(qū)、人工濕地、景觀建設(shè)區(qū)、粉煤灰造林區(qū)等土地利用功能區(qū),對(duì)礦區(qū)景觀進(jìn)行了重塑,在生態(tài)恢復(fù)治理中取得了顯著成效〔4〕。
生態(tài)系統(tǒng)是相對(duì)同質(zhì)的系統(tǒng),景觀則是異質(zhì)的,總體來(lái)看,可以從以下兩方面來(lái)進(jìn)行景觀再生。
(一)工業(yè)文化旅游
礦山地區(qū)工業(yè)文化旅游的發(fā)展,既是保持現(xiàn)有的工礦開(kāi)采文化的一種方式,也是提高公眾旅游熱情的一種營(yíng)銷手段。
井工開(kāi)采的開(kāi)采巷道給人一種幽暗、深邃和神秘的感覺(jué),且地下數(shù)百米結(jié)構(gòu)復(fù)雜,景觀奇特,許多游客想要一探究竟。大同晉華宮礦山公園依托晉華宮礦“煤都井下探秘游”項(xiàng)目,憑借罕見(jiàn)的侏羅紀(jì)煤層地質(zhì)奇觀,依靠悠久的采煤歷史文化成功的打造了旅游特色。礦山生態(tài)博物館的建設(shè)也是一種常見(jiàn)的景觀再生方式。礦區(qū)景觀再生的價(jià)值不僅在于其經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益,而且對(duì)社會(huì)公眾還有教育意義和文化傳承的歷史意義,這也是礦山生態(tài)博物館存在的最大意義。晉華宮礦山公園通過(guò)將礦山開(kāi)采遺址改造成煤炭博物館,吸引當(dāng)?shù)鼐用窈陀慰陀H生體驗(yàn)和參觀,感受不同時(shí)期不同礦井的開(kāi)采方式和作業(yè)工具,使人們產(chǎn)生震撼,凝聚感情,在物質(zhì)空間中體會(huì)精神文化,使民眾在切身感受工業(yè)文明的發(fā)展的同時(shí),正確認(rèn)識(shí)礦山開(kāi)采所帶來(lái)的危害。
(二)景觀再生社會(huì)化
城市化進(jìn)程中城市空間的不斷拓展使得礦山與城市的關(guān)系日益密切,礦山地質(zhì)災(zāi)害區(qū)的景觀再生不能僅僅局限在礦山廢棄地本身的范圍內(nèi),而應(yīng)當(dāng)著眼于城市和區(qū)域,把局部地塊的利用放到城市用地總體布局和空間結(jié)構(gòu)中進(jìn)行整體考慮,統(tǒng)籌安排,統(tǒng)一規(guī)劃,在城市和煤礦廢棄地兩個(gè)層面制定不同尺度下的規(guī)劃設(shè)計(jì)和控制要求,使景觀再生盡可能的社會(huì)化〔5〕。當(dāng)然,景觀再生最好的情況是在保存既有的條件下出發(fā),盡量利用礦區(qū)原有的景觀元素和材料,而不是給這個(gè)地區(qū)附加很多新東西,不是努力掩飾這些破碎的景觀,而是尋求對(duì)這些舊有的景觀結(jié)構(gòu)和要素的重新解釋〔6〕。
在礦區(qū)景觀再生的過(guò)程中,依靠工業(yè)和農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展旅游業(yè)來(lái)增加經(jīng)濟(jì)收益是次要的,改善當(dāng)?shù)鼐用竦纳瞽h(huán)境,構(gòu)建舒適的居住環(huán)境才是首位的。況且,并不是所有的礦區(qū)都適合發(fā)展旅游業(yè),然而,對(duì)于礦山公園的建設(shè)是通用的。晉華宮礦山公園在建設(shè)中,并沒(méi)有進(jìn)行大刀闊斧的改變,最主要的是對(duì)原有的景觀進(jìn)行修飾改善,這樣既可以保留原有的礦山開(kāi)采痕跡,又能達(dá)到生態(tài)恢復(fù)治理目的。在景觀再生的過(guò)程中,原有的礦山廢墟可以適當(dāng)保留、植被任其生長(zhǎng),作為生態(tài)教室供人參觀;原有的廢土廢渣可作為某些豆科植物的生L介質(zhì);礦山建設(shè)中的廢磚可以作為混凝土的部分材料;大量的鐵質(zhì)用品可以作為公園廣場(chǎng)建設(shè)的裝飾材料。對(duì)于礦區(qū)河道的建設(shè)治理也不必一蹴而就,可以將其保留在時(shí)間和空間中,讓民眾體會(huì)治理的過(guò)程。在河道治理中設(shè)置坡道和非水泥的地表,以方便雨水下滲,再匯集雨水引入河道,以達(dá)到河道自然潔凈的目的,慢慢地使其變成能夠澆灌周圍植物的活水。
〔參 考 文 獻(xiàn)〕
〔1〕張健.大地藝術(shù)研究〔D〕.博士論文,武漢大學(xué),2011.
〔2〕劉福智.城市景觀再生設(shè)計(jì)的理論及策略研究〔D〕.博士論文,西安建筑科技大學(xué),2009.
〔3〕Zhang Jianjun,F(xiàn)u Meichen,Hassani Ferri P,Zeng Hui,Geng Yuhuan,Bai Zhongke. Land use-based landscape planning and restoration in mine closure areas.〔J〕.Environmental Management,2011,475:
1礦山開(kāi)采主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題
礦山的開(kāi)采過(guò)程也是對(duì)原有生態(tài)環(huán)境[1]的改造過(guò)程,不可避免的會(huì)對(duì)原生環(huán)境造成一定程度的破壞,實(shí)際中最常見(jiàn)的是采石平臺(tái)和陡崖,它們的出現(xiàn)會(huì)造成較為嚴(yán)重的水土流失和崩塌災(zāi)害,還會(huì)污染地下水,另外,開(kāi)采過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢石,這些廢石的無(wú)序堆放也在一定程度上破壞了原有的植被環(huán)境,對(duì)周邊環(huán)境也造成影響。
2礦山地質(zhì)災(zāi)害類型
2.1巖土體變形
(1)礦山開(kāi)采是在山體內(nèi)部開(kāi)挖洞穴,從內(nèi)部改變山體結(jié)構(gòu),影響地面與山體穩(wěn)定性,且一段時(shí)間后可能出現(xiàn)地面或采空區(qū)塌陷,引發(fā)巖土體變形。比如礦山采空區(qū),如放置礦柱數(shù)量較少,或因礦柱出現(xiàn)破損,都會(huì)降低其支撐力,引發(fā)塌陷,尤其是礦體在地表埋藏較淺,開(kāi)采平緩區(qū)域,是地面塌陷多發(fā)區(qū)域。而對(duì)礦體開(kāi)采位置的深入,開(kāi)采后若沒(méi)有及時(shí)回填,或是崩落采空區(qū),其達(dá)一定規(guī)模后,會(huì)因支撐力不足塌陷。同時(shí)如在巖溶分布較多區(qū)域開(kāi)采,也可能因礦山排水,造成溶洞以上地面塌陷。地面塌陷不僅直接影響耕地資源,其也會(huì)破壞道路、建筑物等,進(jìn)而停止開(kāi)采。(2)邊坡失穩(wěn)、滑坡與巖崩。礦山一旦遭遇過(guò)度開(kāi)采,那么極有可能發(fā)生邊坡失穩(wěn)、滑坡與巖崩的災(zāi)害。另外開(kāi)采方式的不合理,也會(huì)導(dǎo)致邊坡因坡度過(guò)陡而結(jié)構(gòu)失穩(wěn),從而引發(fā)一系列的開(kāi)采事故。(3)坑內(nèi)巖爆。它的另一個(gè)名稱是礦產(chǎn)沖擊。出現(xiàn)這一災(zāi)害原因是,礦坑周圍及頂部與底部巖石,在地殼擠壓下有一定壓縮,如某個(gè)區(qū)域被挖空形成自由面,這個(gè)區(qū)域擠壓力會(huì)受影響,地應(yīng)力從自由面釋放,使周圍巖體破裂成數(shù)個(gè)小塊,向空間內(nèi)噴射,給礦山穩(wěn)定與開(kāi)采人員生命安全帶來(lái)威脅。(4)采礦引發(fā)地震。如果礦山開(kāi)采采用的開(kāi)采方式不合理,或者施工人員操作不當(dāng),便會(huì)埋下地震的隱患。這種情況下引發(fā)的地震震源一般較淺,地震力會(huì)從四面八方對(duì)地表和井下進(jìn)行嚴(yán)重的破壞。
2.2地下水位變化
2.2.1礦坑內(nèi)水位上升在礦山開(kāi)采時(shí),常常會(huì)早遇到礦坑內(nèi)水位上升的災(zāi)害。這種災(zāi)害的發(fā)生突發(fā)性強(qiáng),影響范圍大,并且會(huì)造成很嚴(yán)重的后果。礦坑內(nèi)水位之所以會(huì)上升,與對(duì)坑內(nèi)用水量的錯(cuò)誤預(yù)估分不開(kāi),另外在開(kāi)采中也常常會(huì)打穿水?dāng)鄬?,?dǎo)致地下暗河的水大量涌入礦坑內(nèi),嚴(yán)重的會(huì)危及作業(yè)人員的生命安全。2.2.2礦坑內(nèi)泥沙涌出一般來(lái)說(shuō),礦坑內(nèi)水位上升的同時(shí)也會(huì)伴隨著大量泥沙的涌入,地裂縫中的泥沙也會(huì)乘機(jī)涌入礦坑,礦坑被積聚的泥沙過(guò)多就會(huì)堵塞礦道,導(dǎo)致人員和設(shè)備被埋。2.2.3環(huán)境污染礦山的開(kāi)采不可避免會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定程度的污染,開(kāi)采中的廢土、廢渣和廢水如果不經(jīng)處理直接排放,那么便會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。
2.3礦體內(nèi)因引發(fā)的災(zāi)害
瓦斯爆炸和地?zé)崾侵饕牡V體內(nèi)因。發(fā)生瓦斯爆炸主要是因?yàn)橄锏纼?nèi)通風(fēng)條件不佳,瓦斯氣體大量凝聚不能散開(kāi),一旦遇到某類化學(xué)物質(zhì),便會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的爆炸。另外隨著開(kāi)采的深入,礦山內(nèi)的硫會(huì)釋放出越來(lái)越高的溫度,地?zé)嵛:σ坏┌l(fā)生,便會(huì)給井下開(kāi)采帶來(lái)這多的困難,甚至?xí)<伴_(kāi)采人員的生命安全。
3礦山地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)
3.1堅(jiān)持礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)[2]原則
3.1.1堅(jiān)持“在保護(hù)中開(kāi)發(fā),在開(kāi)發(fā)中保護(hù)”的原則礦山開(kāi)采必須要有發(fā)展的眼光,要從長(zhǎng)遠(yuǎn)準(zhǔn)備,就是要將礦山的開(kāi)采和環(huán)境保護(hù)進(jìn)行結(jié)合,要堅(jiān)持保護(hù)為先的原則,要有保護(hù)的進(jìn)行礦山開(kāi)采,這是保證礦山開(kāi)采可持續(xù)發(fā)展的根本路徑。3.1.2要堅(jiān)持“預(yù)防為主,防治結(jié)合”原則預(yù)防為主是礦山開(kāi)采時(shí)必須要堅(jiān)持的原則,這也是為礦業(yè)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益考慮。另外在進(jìn)行開(kāi)采時(shí),也要堅(jiān)持防治結(jié)合的原則,確保礦山開(kāi)采與環(huán)境保護(hù)同步發(fā)展。3.1.3要堅(jiān)持“礦山生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、治理和科學(xué)研究、科學(xué)管理相結(jié)合”原則為強(qiáng)化礦山開(kāi)采中的環(huán)境保護(hù)工作的順利開(kāi)展,要做好全面的監(jiān)督檢查工作,確??茖W(xué)管理。
3.2重點(diǎn)區(qū)域的防治
首先,在進(jìn)行礦山開(kāi)采之前,要進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘查,對(duì)礦山的邊坡參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置,并且要在開(kāi)采的過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)邊坡的監(jiān)測(cè),一旦出現(xiàn)失穩(wěn)隱患,則要立即采取措施予以加固;其次,針對(duì)已經(jīng)存在的災(zāi)害點(diǎn),最主要的工作便是做好開(kāi)采之前的加固,將地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生概率降到最低;再次,針對(duì)渣場(chǎng)和廢渣,要做好合理處理,可以采取優(yōu)化邊坡坡度選擇及擋墻設(shè)計(jì)的方式,預(yù)先設(shè)置攔渣壩,盡最大可能做到科學(xué)的利用;第四,在對(duì)坑道進(jìn)行開(kāi)采時(shí),關(guān)鍵是要保證坑道內(nèi)有足夠的支撐能力,并且隨時(shí)做好監(jiān)測(cè)工作,防止支撐力不夠而產(chǎn)生塌方。
3.3次重點(diǎn)區(qū)域的防治
礦山開(kāi)采之前需要修筑數(shù)條入場(chǎng)公路,并且要建設(shè)生活區(qū)域,這個(gè)過(guò)程必然會(huì)涉及到邊坡的開(kāi)挖,其結(jié)果是會(huì)形成很多邊坡和廢土廢渣,一旦處理不當(dāng),就會(huì)為滑坡和塌方等地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)埋下隱患,另外,一些廢渣隨意堆放在路上,也會(huì)有下雨后出現(xiàn)坡面泥石流的危險(xiǎn),并且大量的滾石依然是威脅邊坡安全的重要因素?;诖?,在對(duì)礦山開(kāi)采之前,要做好詳細(xì)的參數(shù)設(shè)計(jì)工作,并積極采取加固措施對(duì)邊坡進(jìn)行加固,常見(jiàn)的是設(shè)置排水溝,將水與邊坡隔離開(kāi),能夠起到很好的防止泥石流發(fā)生的作用。除此之外,也要加強(qiáng)施工管理,合理處理廢渣,可將廢渣用于后期的山體植被恢復(fù)中。
3.4實(shí)施爆破措施
開(kāi)采礦山不可避免的會(huì)采用火藥爆破措施來(lái)實(shí)施巖土體的破碎,然而火藥爆破技術(shù)的技術(shù)性很強(qiáng),實(shí)際實(shí)施中一定要掌握好技術(shù)要點(diǎn)?;鹚幈萍夹g(shù)一般應(yīng)用在開(kāi)采現(xiàn)場(chǎng)或者是井巷挖掘區(qū)內(nèi),合理的使用爆破技術(shù)[3]不僅能夠?yàn)殚_(kāi)采工作提供便利條件,而且還能夠有效防止地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。需要注意的是,如果使用光面爆破技術(shù)進(jìn)行爆破,那么需要在在降低藥包量直徑和使用裝藥量上進(jìn)行研究,目的是有效降低爆炸的程度,對(duì)周邊環(huán)境的破壞也能降到最低。合理的使用光面爆破技術(shù),能夠達(dá)到很好的減少礦體裂縫、降低塌陷的效果,對(duì)周圍環(huán)境的影響也能降到最低。
4結(jié)語(yǔ)
綜上,伴隨我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展,作為關(guān)鍵物質(zhì)前提的礦產(chǎn)資源,在進(jìn)行發(fā)展過(guò)程中須給予高度重視,必需堅(jiān)持環(huán)境保護(hù)為前提,從而在有效完成礦產(chǎn)資源利用時(shí)最大限度降低對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞[4],保證礦業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)和可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]周建海.礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理模式分析[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2016,(18):159-160.
[2]鄭曉棣.淺談我國(guó)礦山地質(zhì)環(huán)境存在的問(wèn)題[J].科技風(fēng),2015,(14):145.
礦山開(kāi)采是社會(huì)發(fā)展的一個(gè)重要組成部分,尤其是對(duì)于工業(yè)發(fā)展來(lái)說(shuō),礦山的重要性是極為突出的。隨著當(dāng)今社會(huì)的不斷發(fā)展,礦產(chǎn)的開(kāi)采量越來(lái)越大,但是在這一趨勢(shì)下,礦山環(huán)境也遭到了較大的破壞,尤其是對(duì)于地質(zhì)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),這種礦產(chǎn)開(kāi)采的影響還是比較突出的,也極容易引發(fā)一些地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題。針對(duì)這些地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題,加強(qiáng)勘查、及時(shí)了解地質(zhì)狀況,以便更為快捷的做出應(yīng)對(duì),將地質(zhì)災(zāi)害的惡劣影響降到最低。
1礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題分析
1.1常見(jiàn)礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題類型
當(dāng)前我國(guó)礦山環(huán)境發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害,其存在的類型主要有以下幾種:
(1)泥石流
在礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害中,泥石流是比較常見(jiàn)的一種類型。泥石流的形成不僅會(huì)受到自然環(huán)境地質(zhì)狀況的影響,和礦山的操作也存在著極為密切的聯(lián)系。隨著礦山的不斷開(kāi)采,環(huán)境地質(zhì)結(jié)構(gòu)的松散程度不斷加大,并且在開(kāi)采過(guò)程中形成了大量的泥土,這就給泥石流的形成創(chuàng)造了外部條件。礦產(chǎn)開(kāi)采形成的各種溝洞,會(huì)造成大量的雨水存積,也會(huì)對(duì)泥石流的災(zāi)害形成造成一定的影響。對(duì)于這種泥石流災(zāi)害問(wèn)題,為了盡可能的降低其出現(xiàn)的概率,降低其危害性,除了在礦山的開(kāi)采過(guò)程中加強(qiáng)控制,針對(duì)各種條件進(jìn)行嚴(yán)格的處理之外,還應(yīng)該重點(diǎn)加強(qiáng)礦山環(huán)境地質(zhì)的勘查,全面及時(shí)的了解其相應(yīng)的變化狀況,預(yù)防和應(yīng)對(duì)礦山泥石流災(zāi)害的發(fā)生。
(2)塌陷
對(duì)于礦山開(kāi)采過(guò)程來(lái)說(shuō),塌陷也是極為常見(jiàn)的一種環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害。塌陷地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)主要就是因?yàn)樵诘V山開(kāi)采過(guò)程中,其內(nèi)部的地質(zhì)結(jié)構(gòu)受到了較大的損害,甚至出現(xiàn)了較多的采空區(qū),就會(huì)對(duì)相應(yīng)的礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響,當(dāng)其承載體系出現(xiàn)了變故,也就會(huì)出現(xiàn)塌陷問(wèn)題。針對(duì)這種塌陷問(wèn)題,主要防治措施就是在礦山開(kāi)采過(guò)程中嚴(yán)格做好支撐保護(hù)工作,避免穩(wěn)定性受到干擾。
(3)滑坡
滑坡在當(dāng)前礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害中也比較常見(jiàn)。滑坡問(wèn)題的影響也是極為惡劣的,對(duì)于相應(yīng)人員的傷亡影響也比較突出,必須要在礦山開(kāi)采施工中引起高度的重視?;聠?wèn)題的出現(xiàn)也和具體的礦山開(kāi)采存在著密切的聯(lián)系,礦山不斷開(kāi)采影響到地質(zhì)結(jié)構(gòu)。
1.2礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題產(chǎn)生的原因
對(duì)于礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題的形成,其產(chǎn)生的原因和礦山的開(kāi)采以及其它操作存在著密不可分的關(guān)系。礦山地質(zhì)災(zāi)害的形成,很大程度上取決于施工設(shè)計(jì)以及施工設(shè)備的應(yīng)用,部分工程隊(duì)還有違規(guī)施工的情況,這些因素都極有可能導(dǎo)致礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害,具體來(lái)說(shuō)主要有以下兩方面的因素:
(1)疏干排水
對(duì)于礦山開(kāi)采來(lái)說(shuō),地下水是需要積極關(guān)注的一個(gè)方面,當(dāng)前比較常見(jiàn)的一種措施就是疏干排水。疏干排水對(duì)于地下水的影響是比較大的,對(duì)于整個(gè)礦山結(jié)構(gòu)體系的支撐效果影響也比較突出。通過(guò)分析近年來(lái)的實(shí)際工作情況來(lái)看,疏干排水質(zhì)量會(huì)受到設(shè)備、施工計(jì)劃以及山體結(jié)構(gòu)影響,三點(diǎn)中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)影響到疏干排水工作質(zhì)量,進(jìn)而會(huì)影響到環(huán)境地質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,就有可能出現(xiàn)各種地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題,是礦山開(kāi)采中最為突出的一點(diǎn)。
(2)違規(guī)操作問(wèn)題
對(duì)于具體的礦山開(kāi)采操作來(lái)說(shuō),違規(guī)操作對(duì)礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題的形成有一定影響。違規(guī)操作,主要就是一些非法采礦問(wèn)題,尤其是對(duì)于私挖亂采現(xiàn)象而言,其影響更是極為惡劣。隨著私挖亂采程度的不斷加深,其對(duì)于環(huán)境地質(zhì)造成的不良影響也越來(lái)越惡劣,也就更容易產(chǎn)生一些礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題。
2礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害勘查方法
2.13S技術(shù)的應(yīng)用
在礦山環(huán)境地質(zhì)勘查中,3S技術(shù)的應(yīng)用是比較常見(jiàn)的,其應(yīng)用價(jià)值也得到了較好的呈現(xiàn)。GPS技術(shù)主要就是能夠較為全面的對(duì)整個(gè)礦山環(huán)境地質(zhì)進(jìn)行勘查分析,尤其是對(duì)于礦山環(huán)境地質(zhì)的全天候勘查取得較好的勘查效果;RS技術(shù)主要就是指在礦山環(huán)境地質(zhì)的勘查過(guò)程中,充分運(yùn)用遙感攝像技術(shù)來(lái)進(jìn)行具體目標(biāo)的勘查,其最大的優(yōu)勢(shì)就是能夠?qū)崿F(xiàn)較大范圍的勘查,進(jìn)而能夠提升其整體的勘查效果;GIS技術(shù)對(duì)于礦山環(huán)境地質(zhì)勘查來(lái)說(shuō)同樣具備著極強(qiáng)的應(yīng)用效果,其最大的優(yōu)勢(shì)就是能夠針對(duì)整個(gè)礦山環(huán)境地質(zhì)進(jìn)行全真模擬和動(dòng)態(tài)分析,能夠更為有效的把握好相應(yīng)的變化趨勢(shì),為后續(xù)礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防提供較好的信息支持。
2.2水文地質(zhì)的勘查分析
對(duì)水文地質(zhì)進(jìn)行全面詳細(xì)的勘查分析,能對(duì)具體的礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題的解決提供幫助。對(duì)水文地質(zhì)勘查工作來(lái)說(shuō),其最突出的方面就是應(yīng)盡可能的對(duì)其巖土力學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。因?yàn)閹r土力學(xué)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性對(duì)于礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題的預(yù)測(cè)來(lái)說(shuō)極為必要?;诘V山水文地質(zhì)和巖土力學(xué)的分析,通過(guò)試驗(yàn)的方法來(lái)進(jìn)行預(yù)判。當(dāng)前比較常見(jiàn)的試驗(yàn)方法主要有水質(zhì)測(cè)試、含水層頂板滲透性試驗(yàn)、浸泡試驗(yàn)、淋濾試驗(yàn)、采礦引起周圍地層滲透性變化試驗(yàn)、含水層吸附試驗(yàn)等,通過(guò)這些試驗(yàn)?zāi)軌蜉^好的對(duì)礦山環(huán)境水文地質(zhì)進(jìn)行了解,進(jìn)而分析其承載力效果,針對(duì)可能會(huì)出現(xiàn)的各種災(zāi)害性問(wèn)題有一個(gè)直觀掌控,這也是勘查工作的重要目標(biāo)所在。
2.3高密度電阻率法
在礦山環(huán)境地質(zhì)勘查中,高密度電阻率法也是比較常用的一種技術(shù)手段。高密度電阻率法本質(zhì)就是一種物探法,即針對(duì)礦山結(jié)構(gòu)中的一些巖土進(jìn)行相應(yīng)的勘查施測(cè),進(jìn)而也就能夠較好的提升對(duì)于整個(gè)礦山地區(qū)的了解。尤其是對(duì)于礦山的地質(zhì)結(jié)構(gòu)組成來(lái)說(shuō),通過(guò)高密度電阻率法能夠得到較好的呈現(xiàn),進(jìn)而也就能夠針對(duì)相應(yīng)的地質(zhì)災(zāi)害做出預(yù)防和控制。
3結(jié)語(yǔ)
綜上所述,礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題最為有效地一種控制手段就是加大勘查力度,綜合運(yùn)用各種勘查手段來(lái)提升人們對(duì)于礦山環(huán)境地質(zhì)的了解,最終保障其能夠把礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題的影響降到最低。
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關(guān)鍵詞: 地質(zhì)災(zāi)害;評(píng)估;預(yù)測(cè);防治
Key words: geological hazards;assessment;forecast;control
中圖分類號(hào):TD7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2011)18-0044-01
1工程概況
礦區(qū)位于烏魯木齊市南山,礦區(qū)東西長(zhǎng)23.4km,南北寬1.5~4km,面積50km2。井田位于礦區(qū)東南部,范圍東南-西北走向長(zhǎng)4.6~6.8km,北東-南西傾向?qū)?.7~3.4km,面積約18.35km2。
2地質(zhì)環(huán)境條件
2.1 氣象水文礦區(qū)屬大陸性氣候,夏季多陣雨,冬季少雪。最高氣溫30.5°C,最低氣溫-26°C。年降雨量152.2mm,年蒸發(fā)量2105.4mm。全年風(fēng)向以西風(fēng)為主,年均風(fēng)速2.4m/s。
2.2 地形地貌礦區(qū)地處天山山系內(nèi)之山間盆地,呈條帶分布,周圍高山圍繞,自然坡度3-50°,局部80°以上。艾維爾溝自西向東縱穿礦區(qū),溝底海拔標(biāo)高由西向東由1900m逐步降至1724m;溝兩側(cè)為沖積階地,寬300~800m。河谷兩側(cè)階地上有第四系、黃土沉積,植被覆蓋較差,南北兩側(cè)發(fā)育著“V”字型沖溝,溝深坡陡,基巖,植被稀少。礦區(qū)有四條溝谷較發(fā)育,發(fā)育規(guī)?;疽恢?,谷底切割寬度35~120m,切割深度百余米,起源于礦區(qū)以西分水嶺,切割地層為侏羅系(J),延伸方向自西向東,礦區(qū)段流經(jīng)長(zhǎng)度約2-4km,溝口位于沖積階地后緣,溝谷兩岸、谷底植被覆蓋較差。
2.3 地層巖性井田出露的地層從老到新為石炭系,三疊系小泉溝組,侏羅系下統(tǒng)八道灣組、三工河組,侏羅系中統(tǒng)西山窯組。石炭系地層在井田東部、西南部都有少量范圍分布,小泉溝組僅在井田東北角有小范圍出露,井田東部及東南部有大面積八道灣組地層分布,三工河組地層在井田西北部有小面積分布,西山窯組在井田西部有大面積分布,在井田中部大部分地層被第四系覆蓋。
3地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性現(xiàn)狀評(píng)估
3.1 地質(zhì)災(zāi)害類型及特征評(píng)估區(qū)屬基巖山區(qū),地形較簡(jiǎn)單,地貌類型單一;地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜,巖性單一,巖土體工程地質(zhì)性質(zhì)良好;工程水文地質(zhì)條件良好;破壞地質(zhì)環(huán)境的人類工程活動(dòng)強(qiáng)烈?,F(xiàn)狀條件下存在崩塌、地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害,未發(fā)現(xiàn)滑坡、泥石流、地裂縫及地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害。
3.2 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性現(xiàn)狀
3.2.1 崩塌評(píng)估區(qū)現(xiàn)狀條件下潛在崩塌地質(zhì)災(zāi)害分布于艾維河兩岸,其東岸為巖質(zhì)岸坡,西岸為第四系含漂石卵礫石層岸坡,岸坡接近直立,高度約20-30m,岸坡存在潛在崩塌隱患,崩塌影響面積0.015km2。
評(píng)估區(qū)其它地段發(fā)生崩塌的可能性小,危害程度小,危險(xiǎn)性小。
3.2.2 滑坡評(píng)估區(qū)艾維河兩岸岸坡雖然接近直立,但坡體無(wú)軟弱滑動(dòng)面及地下水的作用,因此評(píng)估區(qū)不具備滑坡的條件,現(xiàn)狀評(píng)估滑坡地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育,危害程度小,危險(xiǎn)性小。
3.2.3 泥石流實(shí)地調(diào)查和訪問(wèn)得知,未發(fā)生過(guò)泥石流引發(fā)的人員傷亡事故。評(píng)估區(qū)現(xiàn)狀條件下泥石流災(zāi)害危害程度小,危險(xiǎn)性小。
3.2.4 地面塌陷評(píng)估區(qū)現(xiàn)狀條件下有采空區(qū)分布,已有采空區(qū)分布面積約0.126km2,采空區(qū)埋深小于導(dǎo)水裂隙帶高度?,F(xiàn)狀對(duì)地面設(shè)施、人及地下采礦活動(dòng)的安全造成威脅,現(xiàn)狀評(píng)估危害程度大,危險(xiǎn)性大。
3.2.5 地裂縫評(píng)估區(qū)未發(fā)現(xiàn)區(qū)域構(gòu)造性地裂縫,所以現(xiàn)狀條件下地裂縫災(zāi)害不發(fā)育,危害小,危險(xiǎn)性小。
3.2.6 地面沉降評(píng)估區(qū)內(nèi)不存在大規(guī)模抽取地下水和油氣的活動(dòng),現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查也未發(fā)現(xiàn)地面沉降地質(zhì)災(zāi)害?,F(xiàn)狀評(píng)估地面沉降不發(fā)育,危害小,危險(xiǎn)性小。
4工程建設(shè)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)
評(píng)估區(qū)地面工程建設(shè)工業(yè)廣場(chǎng)、生活區(qū)、礦區(qū)道路主要選在評(píng)估區(qū)地勢(shì)較平緩地段,地面建設(shè)已基本建成,今后地面建設(shè)中不會(huì)有大挖方形成的高陡邊坡,地面工程建設(shè)過(guò)程引發(fā)崩塌、滑坡的可能性小,危險(xiǎn)性小。工程建設(shè)引發(fā)泥石流的物源為工程建設(shè)過(guò)程中排放的廢渣石、煤矸石和爐渣堆放;礦區(qū)地面建設(shè)已基本建成,今后排放的廢渣石較少,由此引發(fā)泥石流的可能性較??;煤矸石和爐渣排放量較少,且堆放地遠(yuǎn)離低易發(fā)泥石流溝道;因此由工程建設(shè)引發(fā)泥石流的可能性小,危險(xiǎn)性小。
5工程建設(shè)遭受地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性的預(yù)測(cè)
經(jīng)現(xiàn)狀評(píng)估、工程建設(shè)引發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性的預(yù)測(cè)評(píng)估,評(píng)估區(qū)內(nèi)滑坡、地裂縫、地面沉降災(zāi)害不發(fā)育,預(yù)測(cè)評(píng)估危害程度小,危險(xiǎn)性小,因此工程建設(shè)遭受上述地質(zhì)災(zāi)害的可能性小,危害程度小,危險(xiǎn)性小;評(píng)估區(qū)內(nèi)存在崩塌、地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害,其危害程度大,危險(xiǎn)性大;因此工程建設(shè)可能遭受崩塌、地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害的危害,其危險(xiǎn)性大;評(píng)估區(qū)存在低易發(fā)泥石流溝谷,因此工程建設(shè)易遭受低易發(fā)泥石流的危害。
6地質(zhì)災(zāi)害防治措施
中圖分類號(hào):P694 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2015)36-0062-01
煤礦地質(zhì)災(zāi)害就是在煤礦采掘過(guò)程中,因大量采掘井巷破壞和巖土體變形及礦區(qū)地質(zhì)、水文地質(zhì)條件與自然環(huán)境發(fā)生嚴(yán)重變化,危害人類生命財(cái)產(chǎn)安全,破壞采礦工程設(shè)備和礦區(qū)資源環(huán)境,影響采礦生產(chǎn)的災(zāi)害。煤礦地質(zhì)是出現(xiàn)概率較大的災(zāi)害,它不但對(duì)煤礦產(chǎn)業(yè)造成非常大的損失,而且還會(huì)對(duì)人們的財(cái)產(chǎn)和生命構(gòu)成危害。為此,治理煤礦地質(zhì)災(zāi)害非常緊迫,只有最大程度地減少煤礦地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn),才可以使煤礦采掘變得更加科學(xué)、安全、有序、正常。
一、山體塌陷滑坡
1.產(chǎn)生原因
山體滑坡是煤炭采集區(qū)常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害類型,災(zāi)害往往會(huì)出現(xiàn)在地形相對(duì)復(fù)雜的區(qū)域。當(dāng)山體斜坡處的土石受到雨水的侵蝕,會(huì)造成水土融合體的移動(dòng)下滑,引起山體的滑坡和塌陷。此種災(zāi)害需要滿足幾個(gè)必備因素;第一是地形復(fù)雜,山體多;第二是足夠的降水量;第三是地質(zhì)體無(wú)法提供足夠的支持力。因此,煤炭開(kāi)采會(huì)引起地質(zhì)體發(fā)生改變,支撐力會(huì)減小,當(dāng)水滲入土體后坡體強(qiáng)度發(fā)生改變,造成原有斜坡的角度和外形也隨之改變,同時(shí)地質(zhì)支撐力的作用原理復(fù)雜,內(nèi)部發(fā)掘深度的提高也會(huì)造成原有力關(guān)系破壞,這些都是煤炭開(kāi)采導(dǎo)致下滑力增加所帶來(lái)的地質(zhì)災(zāi)害。
2.防治方法
整治山體塌陷滑坡的措施歸結(jié)起來(lái)有三種:一是消除或減輕水對(duì)誘導(dǎo)滑坡的影響;二是改變滑坡外形、增加滑坡的抗滑力;三是改變滑帶土石性質(zhì),阻滯滑坡體的滑動(dòng)。所有這些措施,都需要具體情況具體分析,有針對(duì)性地使用,才能收到“藥到病除”的好效果。例如,對(duì)于由地下水作用引起的滑坡,在事先弄清地下水補(bǔ)給來(lái)源、方式、方向、位置和數(shù)量的基礎(chǔ)上,主要采用截水盲溝、盲洞、仰斜鉆孔等工程加以排除;對(duì)于因江河沖刷引起的滑坡,應(yīng)著重修筑河岸防護(hù)工程;對(duì)于因挖方修建鐵路、公路,破壞了山體平衡,采用抗滑擋墻、抗滑樁等支撐措施來(lái)恢復(fù)平衡,效果比較顯著,對(duì)于因地表滲水或自然溝水補(bǔ)給而引起的滑坡體滑動(dòng),則宜采取地面鋪砌防滲、地表排水及溝床鋪砌等措施;對(duì)于因滑動(dòng)帶土質(zhì)不良而引起的滑動(dòng),可考慮采用灌漿、焙燒等改良土質(zhì)的辦法,也可以采用疏干工程來(lái)減少水的作用。
二、地面沉降與塌陷
1.形成原因
在煤礦開(kāi)采之后經(jīng)常發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害是地面沉降與塌陷。在煤礦開(kāi)采過(guò)程中,地下開(kāi)采、施工破壞了采空區(qū)圍巖的初始應(yīng)力場(chǎng),使得采空區(qū)域的巖石發(fā)生破碎,導(dǎo)致出現(xiàn)地表位移、塌陷的現(xiàn)象。此外,隨著煤礦采空區(qū)的不斷的擴(kuò)展,大量進(jìn)行地下水的抽排處理,使得采空區(qū)和地下水不得不重新進(jìn)行分布,由于坡度逐漸加大,就會(huì)形成面積較大的降落漏斗,最后出現(xiàn)地表沉陷情況。因此,煤礦引發(fā)的地面沉降與塌陷地質(zhì)災(zāi)害使采掘工作更加復(fù)雜,加重了災(zāi)害的深度。
2.防治方法
(1)地面塌陷坑。地面塌陷坑多為切冒的圓柱或漏斗狀,并有大量裂縫形成,應(yīng)立即圈定危險(xiǎn)區(qū)域,設(shè)立保護(hù)帶,用煤矸石或黃土充填。并利用各種勘察手段,查明地下情況,對(duì)易于治理和有關(guān)聯(lián)的地區(qū)再次同時(shí)進(jìn)行地下治理,若地處偏僻或地下采空區(qū)范圍大則劃歸隔離區(qū),禁止人員進(jìn)入和進(jìn)行工程采礦活動(dòng)。
(2)井下充填法。對(duì)于采空時(shí)間短,采空面小,頂板變形小的采空區(qū),可利用原有巷道進(jìn)行井下充填,充填材料以毛石、沙土為主,充填前,應(yīng)將采空區(qū)內(nèi)有害氣體及積水進(jìn)行排放,同時(shí)做好頂板支護(hù)。
(3)地表充填法。對(duì)于變形要求低、安全等級(jí)較低的建筑,宜通過(guò)地面打孔向采空區(qū)段充填砂礫及泥漿。根據(jù)頂板巖性、頂板上覆巖層荷載,設(shè)計(jì)充填孔口徑及密度。
三、礦井突水災(zāi)害
1.形成原因
凡是井巷掘進(jìn)或工作面回采過(guò)程中,接近或溝通含水層,被淹巷道、地表水體、含水?dāng)嗔?、溶洞、陷落柱而突然發(fā)生的突水事故稱為礦井突水。這是因?yàn)榫虏删蚧顒?dòng)破壞巖層的天然平衡,采掘工作面周圍水體在靜水壓力和礦山壓力作用下,通過(guò)斷層、隔水層和礦層的薄弱處進(jìn)入采掘工作面。由于采礦時(shí)疏干排水或深降強(qiáng)排,產(chǎn)生水頭差,于是灰?guī)r地下水高水壓在斷層破碎帶或隔水薄層地段會(huì)發(fā)生突水事故,造成突水災(zāi)害。
2.防治方法
(1)地表防治水。地表防治水是指在地面修筑一些防排水工程或者采取其他措施,防止或減少大氣降水和地表水涌入或滲入礦井下。具體包括:①設(shè)計(jì)井口和地面設(shè)施基礎(chǔ)標(biāo)高時(shí),應(yīng)參考礦區(qū)歷史最高洪水位來(lái)確實(shí),以保證在任何情況下礦井不致被水淹沒(méi)。當(dāng)井口及工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)建筑物的高程低于當(dāng)?shù)貧v史最高洪水位時(shí),必須修筑堤壩、溝渠或采取其他防排水措施。②當(dāng)有河流通過(guò)礦區(qū)范圍時(shí),可通過(guò)河流改道或整鋪河床的方法,避免河流水對(duì)礦井的潛在威脅。③當(dāng)大氣降水及地表水直接或間接滲透礦井采空區(qū)、采煤塌陷、陷落柱等漏水區(qū)域時(shí),可通過(guò)修筑排水溝、用隔水材料填堵漏水裂縫等防止地表水滲入礦井下。
(2)井下防治水。①井下探放水:當(dāng)采掘工作面遇到以下情況時(shí),必須進(jìn)行探放水:一是接近水淹沒(méi)或可能積水的井巷、老空區(qū)或相鄰礦時(shí);二是接近導(dǎo)水?dāng)鄬?、含水層、鉆孔、灌漿區(qū)、溶洞或?qū)萋渲鶗r(shí);三是接近可能與水庫(kù)、蓄水池、河流、水井等相通的斷層破碎帶時(shí)。②井下截堵水。井下截堵水主要利用設(shè)置防水煤柱、水閘墻、水閘門等堵水設(shè)施,臨時(shí)或永久地截堵住涌水,在礦井突水災(zāi)害發(fā)生時(shí),隔離巷道或封閉采區(qū),使某一地點(diǎn)突水不致危及整個(gè)礦井,減輕突水災(zāi)害的影響。
四、煤礦礦震災(zāi)害
1.形成原因
礦震,在煤礦中又稱為沖擊地壓,指礦井高應(yīng)力區(qū)內(nèi)煤體、巖體及斷層在受外界擾動(dòng)瞬間失衡破壞時(shí),釋放出很大能量而引起以猛烈震動(dòng)或爆發(fā)式破壞行為特征的礦山動(dòng)力現(xiàn)象。礦震是采礦誘發(fā)的礦山地震,是造成礦井死亡事故的主要自然災(zāi)害之一。
2.防治方法
(1)合理進(jìn)行開(kāi)采部署。①煤柱:工作面之間盡可能不留設(shè)煤柱或只留設(shè)寬度極小的煤柱,以有利于采空區(qū)覆巖主關(guān)鍵層的運(yùn)動(dòng)與沉降,減少覆巖主關(guān)鍵層的懸空面積與采空區(qū)周圍的能量積聚。②推進(jìn)方向:采取從斷層、褶曲軸部、采空區(qū)、煤柱開(kāi)始回采的開(kāi)采程序。開(kāi)采過(guò)程中,應(yīng)避免工作面向斷層方向推進(jìn),將開(kāi)切眼布置在斷層一側(cè),或者將工作面沿著斷層方向布置。
(2)覆巖主關(guān)鍵層下位離層注漿減沉。綜放面覆巖主關(guān)鍵層下位離層量大,閉合速度慢,甚至可以長(zhǎng)期存在,對(duì)主關(guān)鍵層下位離層進(jìn)行注漿,粉煤灰在離層空間內(nèi)沉淀形成充填體,減緩主關(guān)鍵層的運(yùn)動(dòng),從而達(dá)到防治礦震災(zāi)害的目的。
(3)合理泄風(fēng)與構(gòu)筑強(qiáng)力堵風(fēng)密閉。①泄風(fēng)把沖擊氣浪引入專用排風(fēng)井巷,排出地面。泄風(fēng)井巷可采用區(qū)回風(fēng)巷或礦井總回風(fēng)巷替代,亦可在采區(qū)邊界或礦井邊界掘進(jìn)專用的泄風(fēng)巷或泄風(fēng)井。②高強(qiáng)密閉:礦震壓縮空氣一般不超過(guò)1.0MPa,通過(guò)增加密閉強(qiáng)度,把壓縮空氣隔離在采空區(qū)內(nèi),使其在采空區(qū)平衡。
總之,煤礦作為能源的重要組成部分,在我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)與發(fā)展過(guò)程中扮演著重要的角色。在煤炭開(kāi)采過(guò)程中會(huì)不可避免的出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害,目前需要做的是通過(guò)現(xiàn)有的科學(xué)管理方法和技術(shù)去降低地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)的概率,降低災(zāi)害造成的損失,因此防治工作具有現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn)