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我國的礦產(chǎn)開采具有相當長的歷史,在相當長的時間內(nèi),我國礦產(chǎn)開采技術(shù)和設(shè)備都比較落后,這種條件下的礦產(chǎn)開采導(dǎo)致礦山地質(zhì)環(huán)境不斷惡化,礦山地質(zhì)災(zāi)害事故頻發(fā),危及生命的礦難和環(huán)境災(zāi)害時有發(fā)生,近年來還有逐漸上升的趨勢。
礦山地質(zhì)災(zāi)害類型 Geotechnical circle deformation disaster 這類礦山地質(zhì)災(zāi)害是由于采礦活動改變了礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境,導(dǎo)致地區(qū)地下和地表巖土圈層形變,進而引發(fā)災(zāi)難性后果。 誘發(fā)性地震及斷層錯位 由于采礦活動致使巖土圈層結(jié)構(gòu)性失衡,這種失衡狀態(tài)反映在巖土圈層內(nèi)部就是地震與斷層錯位。 斷層錯位具有緩發(fā)性,能量緩慢積聚,短時間內(nèi)不易被測量和察覺。但是,可以預(yù)見,隨著開采活動的不斷進行,礦脈被采空后,斷層積聚能量會在短時間釋放,終究會造成巨大的危害。 短時間的斷層劇烈錯位容易產(chǎn)生誘發(fā)性地震。由于人為地質(zhì)改變而誘發(fā)的淺源性地震,深度小,危害和破壞力卻十分巨大。 地面圈層形變 地下巖土圈層的形變,往往導(dǎo)致地表巖土圈層下陷、沉降、開裂等,進而引發(fā)危害性巨大的礦山地質(zhì)災(zāi)害。例如,礦山地面和采空區(qū)塌陷、礦區(qū)地面沉降,地面開裂。 斜坡巖土體運動 這一類災(zāi)害是由于采礦區(qū)地質(zhì)邊坡或地表斷層邊緣結(jié)構(gòu)不穩(wěn)造成的災(zāi)害,如崩塌、滑坡、泥石流等。 采礦邊坡失穩(wěn),常常會造成邊坡巖土滑坡,巖崩等災(zāi)難;泥土邊坡在雨后形成流動性土體,形成災(zāi)害性泥石流等。這些地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要原因是開采不合理造成的采剝失調(diào)、邊坡角度過陡形成不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。 礦坑工程災(zāi)害 不合理的礦山開采手段與落后的開采方式,常會造成礦山地下工程災(zāi)害事故的發(fā)生,如洞井塌方、冒頂、偏幫、鼓底、巖爆等。 這些災(zāi)害均是因為礦井、礦坑內(nèi)的巖土圈層發(fā)生地殼應(yīng)力變化,而導(dǎo)致巖層、土層應(yīng)力突然釋放,產(chǎn)生大量巖石、碎屑并向坑井內(nèi)突進,給礦井開采帶來危害,危急礦工安全并造成財產(chǎn)損失。 Disaster of variation of groundwater level 礦山開采過程中,深層開采有時會破壞地下水自由淺水層或?qū)訅汉畬拥慕Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,進而引起地下水位和礦山地質(zhì)環(huán)境的改變,造成災(zāi)害性后果。 礦坑突水、涌水 礦坑、礦井突水、涌水是最常見的礦山災(zāi)害之一。由于地下水位的短時間迅速改變,致使礦坑突然進水。 地下水漏失 由于礦山開采,破壞了地下水埋藏條件,造成地下水的水源補給跟不上消耗速度,導(dǎo)致地下水漏失。 比如礦山開采造成地下河流改道,過分開采破壞潛水層,這些地質(zhì)環(huán)境的改變,造成地下水位超常下降,從引發(fā)地下水源枯竭災(zāi)害,進而引發(fā)河水漏失、泉水干涸,造成局域性干旱區(qū)。 The disaster in the ore body 這類礦山地質(zhì)災(zāi)害常常是因為礦山地質(zhì)環(huán)境改變后,一些偶發(fā)因素造成的突變性的災(zāi)難性后果。 瓦斯爆炸 瓦斯爆炸災(zāi)害最常見于大小煤礦,由于礦坑通風(fēng)條件不良,使瓦斯在封閉空間內(nèi)積聚到一定程度,偶然因素引發(fā)爆炸。 這種災(zāi)害常常造成礦山開采人員群死群傷,礦井被劇烈爆炸損毀,造成巨大的人員與財產(chǎn)損失。 煤層自燃 煤層開采過程中,部分開采礦面暴露在空氣中,因氧化放熱導(dǎo)致溫度逐漸升高,熱量集聚后升高速度驟然加快,溫度升高到煤炭著火點時,便會引起燃燒。 煤層自燃現(xiàn)象在古今中外時有發(fā)生,我國每年因為煤層自燃破壞煤炭資源多達2億噸,經(jīng)濟損失巨大。 礦山火災(zāi) 礦山火災(zāi)常見于煤礦的煤矸石山和硫化物礦床,因為煤矸石和硫化物能氧化生熱,進而引發(fā)火災(zāi)。 礦山火災(zāi)對周圍環(huán)境的大氣危害十分嚴重。常年燃燒的礦山會使當?shù)乜諝馕廴緡乐?,礦區(qū)周圍苗木大量死亡,田地荒蕪,環(huán)境狀況堪憂。 Environmental Chemical Pollution Disasters 采礦、選礦產(chǎn)生的廢渣、廢水、廢氣物質(zhì)造未經(jīng)有效處理,直接堆棄或者無序排放,會造成可怕的環(huán)境污染公害事件。此外,這種環(huán)境災(zāi)難還會引發(fā)水土流失、土地砂化、鹽漬化、地下水斷流等相關(guān)次生災(zāi)難。 尾礦庫災(zāi)害 尾礦庫是貯存金屬和非金屬礦山尾礦或廢渣的場所。當尾礦壩體無法承受壓力時,便會因廢礦液溢出、壩體管涌而發(fā)生決堤,造成環(huán)境污染事故,嚴重威脅下游人民的生命和財產(chǎn)安全。 水土環(huán)境污染 礦山開采廢水礦坑地下水、選礦、冶煉污水、尾礦滲漏水等,都會造成礦區(qū)水源與地下水的污染。 同時廢液中的重金屬污染元素、有毒有害元素的存在,也會長期存留在土壤中,形成持久性的環(huán)境災(zāi)害。 土地退化 露天開采和掘坑開采是造成水土流失和土地沙化的重要影響因素。 在露天開采和掘坑開采過程中,地表植被、土坡土體破壞,尾礦擴展都會導(dǎo)致水土流失和土地退化,而大量的采礦排水會致使土地鹽堿化。
礦山地質(zhì)災(zāi)害類型很多,我們常常以地質(zhì)災(zāi)害的時空分布和成因關(guān)系來進行分類。這種分類方法有利于對地質(zhì)災(zāi)害的成因進行深入探究,進而根據(jù)各種地質(zhì)災(zāi)害類型制定相宜的防治措施。
礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查方法 由于礦山的地質(zhì)災(zāi)害都在深部發(fā)生,勘查多采用遙感信息技術(shù)與物理勘查方法。 Geographic information technology 目前的信息技術(shù)主要是利用遙感集合“3S”技術(shù),及時掌握地質(zhì)災(zāi)害可能的分布、發(fā)生地點與區(qū)域。 利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的高危點位精確定位,并利用遙感衛(wèi)星進行疊加分析,預(yù)測災(zāi)變發(fā)生趨勢。
The geophysics method 主要指應(yīng)用物理手段,探測巖土圈層相關(guān)信息,確定采空區(qū)、斷層位移、磁場變化等可能的災(zāi)害伴發(fā)信息,對地質(zhì)災(zāi)害進行提前分析與預(yù)測。 地球物理勘查礦山地質(zhì)災(zāi)害的方法主要包括高密度電阻率法、視電阻率法、瞬變電磁法、淺層地震法等,這些方法是預(yù)測潛在礦山地質(zhì)災(zāi)害的重要技術(shù)手段。
Environmental Chemical Survey 在礦山地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防過程中,人們也常常使用地球化學(xué)勘查方法。 在礦區(qū)環(huán)境污染監(jiān)測過程中,化學(xué)探測方法具有不可替代的優(yōu)勢。這種方法的應(yīng)用能夠有效確定污染因素、預(yù)測污染趨勢、追溯污染源、劃分污染區(qū),為污染治理方案的制定提供重要的科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。 結(jié)語 礦山地質(zhì)災(zāi)害類型多樣,引發(fā)因素多樣,不同類型的礦山地質(zhì)災(zāi)害有著不同的形成機制和表現(xiàn)形式。 針對不同礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境特點,我們應(yīng)該選擇適當?shù)牡V山開采方案,并積極進行地質(zhì)災(zāi)害勘查方法,做到將災(zāi)害消滅在萌芽期。 利用多種技術(shù)手段,查明礦山地質(zhì)災(zāi)害特征,預(yù)測災(zāi)害體的發(fā)展變化,提出防治措施,為礦山防災(zāi)減災(zāi)提出合理建議。
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