矿山地质灾害的成因与防治.docVIP

四川科技职工大学毕业设计（论文）题 目： 矿山地质灾害的成因与防治 姓 名： 姜 泽 友 专 业： 矿 山 测 量 班 级： 2012级盐边教学班 指导教师： 韦 明 明 完成日期 2013年6月21日摘 要根据灾害的空间分布和成因关系，矿山地质灾害主要有岩土体变形灾害、地下水位改变引起的灾害和矿体内因引起的灾害等三大类型，对这些类型及其亚类型进行了论述。并阐述了对于矿山地质灾害的防治措施的建议。 关键词：矿山 地质 灾害 成因目 录绪 论11地质灾害产生因素21.1 疏于排水21.2 其他因素22 矿山地质灾害的主要类型32.1 岩土体变形灾害32.1.1 矿山地面和采空区塌陷32.1.2 采矿场边坡失稳、滑坡与岩崩32.1.3 坑内岩爆32.1.4 采矿诱发地震32.1.5 场库失稳42.2 地下水位改变引起的灾害42.2.1 矿坑突水涌水42.2.2 坑内溃沙涌泥42.2.3 环境污染42.3 矿体内因引起的灾害42.3.1 瓦斯爆炸和矿坑火灾42.3.2 地热53 矿山地质灾害发生的原因63.1 客观原因63.2 主观原因64.矿山地质灾害的防治措施与对策74.1 矿山地质灾害的防治措施74.2 重点防治区防治措施74.4 一般防治区防治措施84.5 地质环境恢复方案及措施84.6 矿山地质灾害的防治对策85 结束语10感谢词11参考文献12绪 论我国是地质灾害的多发国家之一，地质灾害种类多、分布广、影响大、造成损失严重。矿山地质灾害是地质灾害的一个分支，是人类开采矿山而直接诱发的人为地质灾害。我国是采矿大国，开采技术和设备相对落后，导致矿山开采环境不断恶化。近年来，重大地质灾害明显上升。经济的快速发展加快了对矿物的需求与消耗，这也为矿产开采企业带来更大的发展机会。然而由于迅猛发展的中小型矿山疏于管理，加之小型矿山的开采方法和选矿工艺落后，大多无环保措施，加剧破坏矿区环境。开采环境明显恶化，矿山地质灾害问题日趋严重，潜在的致灾隐患不断增多，且随时可能发展成灾，造成人员伤亡、设备报废、设施损毁甚至矿井关闭、资源浪费等严重后果。严重制约了社会经济的可持续发展。1地质灾害产生因素1.1 疏于排水采矿时对地下水必须进行疏干排水，甚至要深降强排.由此而出现了一系列的地质灾害问题。首先是矿井突水事故不断发生。许多煤矿的上覆和下伏地层为含水丰富的石灰岩，特别是石炭二叠纪煤系地层，不仅煤系内部有含水性强的地层，其下伏为巨厚的奥陶纪灰岩。这些矿床随着开采的延伸，地下水经深降强排，产生了巨大的水头差，在一些构造破碎带和隔水薄层的地段，煤层承受到来自下部灰岩地下水的高水压，威胁着矿井和职工生命的安全。其次是由于疏干排水，使许多岩溶充水矿区引起地面塌陷，严重影响地面建筑、交通运输以及农田耕作与灌溉。各矿区附近均有地面塌陷现象，水位下降很多，使厂矿、工业和生活供水原有系统发生吊泵，形成无法供水的局面。再次是某些矿山由于排水，疏干了附近的地表水，浅层地下水长期得不到补充恢复，影响植物生长；有的矿区甚至形成土地石化和沙化、水土流失、荒漠化严重，生态环境遭到破坏。1.2 其他因素矿山地质灾害诱发因素很多，有些是开采过程中难以避免的，如开采深度的增加，使得地应力相应增大引起冒顶、片帮、脱盘甚至岩爆的严重地压灾害；有的是开采中忽视预防或开采不规范、管理不科学导致的，如采空区不及时充填、废渣废水随意排放、水文地质及构造不了解、巷道偏离、盲目指挥、违章作业、私挖乱采等，非稳定因素积聚到一定限度引发各种灾害；有的矿山片面追求经济利益或为摆脱一时的经营危机，摒弃常规如采富弃贫、求近避远，结果为后期发展埋下灾害隐患；曾一度泛滥的民采风潮掠夺式的开采活动也对部分国有大中型矿山造成严重干扰和资源、环境破坏。2 矿山地质灾害的主要类型矿山地质灾害种类繁多，按成灾与时间的关系，可分为突发性矿山地质灾害(如矿坑突水、瓦斯爆炸、岩爆等)和缓发性矿山地质灾害(如采空区的地面变形、环境污染等)。但最常见的是以灾害的空间分布和成因关系分类。 2.1 岩土体变形灾害 2.1.1 矿山地面和采空区塌陷 地面塌陷主要发生在地下以井巷开采的矿山。在矿山采空区，若保留矿柱不足，或因矿柱受损而失去支撑能力，就会造成地面塌陷。特别是那些矿体埋藏较浅，产状较平缓的矿区(如煤矿)，地面塌陷的现象更为常见。矿体埋藏相对较深的地下开采矿山，如果不能及时回填和崩落采空区，当其达到一定规模就会产生大面积塌陷。此外，在岩溶分布区，还会因矿山排水疏干而导致溶洞上方地面塌陷。地面塌陷不仅破坏可耕地资源、建筑物，毁坏道路、水库，还可直接导致矿山某些地下巷道的塌毁，或使大气降水和地表水沿塌陷裂缝灌入坑内，造成淹井事故，直至停工停产。 2.1.2 采矿场边坡失稳、滑坡与岩崩 主要原因是不合理开采如采剥失调、边坡角度过陡等造成，这种灾害多发生在露天开采的非金属矿山和建材矿山。 2.1.3 坑内岩爆 坑内岩爆又称矿山冲击，这是因矿坑周边和顶底板围岩，在受到强大的地壳应力作用而被强烈压缩，一旦因采掘挖空出现自由面，即有可能产生岩石地应力的骤然释放，导致岩石大量破裂成碎块，并向坑内大量喷射、爆散，给矿山带来危害和灾难。 2.1.4 采矿诱发地震 因采矿活动而诱发的地震，震源浅、危害大，小震级的地震即可导致井下和地表的严重破环。 2.1.5 场库失稳 场库失稳主要是由于尾矿坝溃决崩塌继而形成泥石流造成的危害。尾矿坝崩坝事故常给矿区居民生命财产带来巨大危害，同时也给环境造成巨大破坏和污染。 2.2 地下水位改变引起的灾害 2.2.1 矿坑突水涌水 这是最常见的矿山灾害，突发性强、规模大，后果严重。生产过程中常因对矿坑涌水量估计不足，采掘过程中打穿老窿，贯穿透水断层，骤遇蓄水溶洞或暗河，导致地下水或地面水大量涌入，造成井巷被淹、人员伤亡灾难。 2.2.2 坑内溃沙涌泥 这是常与矿坑突水相伴而生的灾害。当采掘过程中骤遇蓄水溶洞，常见溶洞中充填的泥沙和岩屑伴随地下水一起涌入，另外一些透水断层和地裂缝也常会使浅部第四纪沉积物随下漏的地表径流涌入坑内。其结果是使坑道被泥沙阻塞，机器、人员被泥沙所埋，严重时甚至会使矿山遭受毁灭性的打击。2.2.3 环境污染 环境污染是矿山灾害的另一种重要形式。因采矿、选矿产生的“三废”物质，由于未经有效处理就被排放到江河湖海中，造成环境污染公害事件。采矿还会造成水土流失、土地砂化、盐渍化、地下水断流等。2.3 矿体内因引起的灾害 2.3.1 瓦斯爆炸和矿坑火灾 这种灾害最常见于煤矿。由于通风不良，使瓦斯积聚发生爆炸，造成井下作业人员伤亡，矿井被毁;矿坑火灾除见于煤矿外，也见于一些硫化矿床。因硫化物氧化生热，在热量聚积到一定程度时则发生自燃，引发矿山火灾。矿山火灾的危害极大，而且还严重损耗地下矿产资源，如有的煤矿在地下已燃烧上百年，其资源损耗量十分巨大，使当地气候发生改变，农作物和树木大量死亡，田地荒芜，环境严重恶化。 2.3.2 地热 随着开采深度加大，地热危害不断加剧。我国已有许多矿山开采深度达到800m以下，矿山因含硫量高，开采深度又大，地温非常高。矿山地热灾害导致矿工劳动环境恶劣，严重影响了有关矿山的正常生产。3 矿山地质灾害发生的原因 矿山地质灾害发生的原因,可归纳为两种:一种是客观上的原因;一种是主观上的原因。 3.1 客观原因目前由于科学技术发展程度,采矿活动仅是在地球表面和岩石圈范围内进行的。以后科技发展了到月球和其它星球采矿就另当别论了。采矿前的地球表面和岩石圈是平衡的。采矿过程,从地壳内部挖出了极为巨大量的矿石和岩石。诚然,不论采矿的手段是钻采、坑采、还是露天开采、还是液采,实际上都是肢解地壳的机体,都是从地壳“机体”中挖“肉”,“肉”挖出后留下千疮百孔的空洞。这就使本来呈自然平衡的地壳,出现了新的不平衡和不谐调, 导致了地壳物质的不稳固性。这是诱发矿山地质灾害的本质原因。 采矿特别是地下采矿必须要排净矿坑下积水和处理地层漏水,这又造成地下水的不平衡,进而导致地层的不平衡性和不稳定性。在采矿过程中,如果不按科学手段进行,滥采乱挖,必然会导致矿坑突水,冒顶,偏帮,瓦斯爆炸等灾害的发生. 矿业活动不仅是采矿过程,而且也包括选矿和冶炼加工。采矿,尤其是选矿和冶炼不可避免的要用水和火来处理。因此,矿业过程必然产生三废,即废气、废水和废渣。三废的排放和堆积,对周围环境,对周围农田、森林、草地、湿地,对地表水和地下水,对人类的健康都造成极大的危害,从而也加剧了地壳的不稳定性。 3.2 主观原因 相当长时期以来,地方和民营小煤矿等如雨后春笋般发展,它们与国营大矿山争夺资源或单独或寄生于国营大矿山之上,每个小矿山在大矿山上挖一个洞,宛如一个个疮疤,极易发生瓦斯泄露和透水等事故。 近年来,矿山腐败现象滋生,有的国营矿山也变相地转为私人承包,不注意安全生产。他们只求增产,不顾矿工死活,欺上瞒下,谋取暴利,中饱私囊。这是矿山地质灾害频繁发生的一个不可忽视的原因.4.矿山地质灾害的防治措施与对策 矿产资源的开发与开采总伴随着地质环境的破坏与改造而矿山不合理的开采必将造成水土流失、土地占压和毁损、次生地质灾害、矿山废水和重金属污染从而对当地的经济发展和人类、自身造成危害。而无论是发达国家还是发展中国家生态环境的恢复治理已作为生态建设和环境保护的重要内容。矿区生态环境脆弱承载能力低。遭受严重干扰和破坏后很难在短时间内恢复建议对矿山地质环境的治理采取如下措施和对策 ：4.1 矿山地质灾害的防治措施根据不同矿山的地质条件和地形特点及矿山的开发利用方案，以及灾点的分布特点划分不同层次的防治区，以便采取相应的防治措施。一般分为重点防治区、次重点防治区和一般防治区。 4.2 重点防治区防治措施 合理设计边坡参数，加强边坡监测，建议作挡墙稳固边坡，开挖后如果出现开裂变形，建议做专门的工程地质勘察。 对于原有的灾害点，做好边坡加固和预防工作，尽量消除因矿山开采而诱发灾害复发的隐患。 渣场弃渣严格作好方量及边坡坡度的设计，作好挡墙设计，设置拦渣坝，防止泥石流的产生。并充分、合理利用渣场，严禁随意弃渣(特别在公路沿线) 。 对于坑道开采，在坑道内一定要作好支护，做到边开采边支护，防止因矿顶坍塌、冒顶等而产生的危害，尤其上方有住户处要预防引起上部地面开裂。 作好坑道的排水设计，以防因矿坑涌水造成危害。 设置监测点，作好监测记录与分析工作，确保在易于发生灾害地段防患于未然。 开采结束后，对矿区进行统一规划，计划进行矿山复垦工作，恢复矿山生态功能。 4.3 次重点防治区防治措施 在进场公路、矿山生活区建设中，会形成大量的边坡和一定数量的弃渣，可能形成边坡失稳，造成滑坡和塌方；沿途不合理的弃渣可能造成水土流失,可能形成坡面泥石流,可能有滚石和飞石危害。 科学合理设计边坡参数，并进行合理支护和加固，边坡上方应设置排水沟，做好地表挡排水措施。 加强工地管理，合理堆放弃渣，严禁随意弃渣；在险要地段建设拦挡滚石和飞石的设施： 开采结束后，将弃渣场扒平覆土，植树还林，恢复植被。 4.4 一般防治区防治措施 区内无主要建筑物和工程项目建设，主要可能因地表岩体的破碎而造成水土流失。应严禁越界开采，减少人为扰动，做好植被保护和水土保持。 4.5 地质环境恢复方案及措施 为防止水土流失和恢复植被和景观，矿山须规划进行矿山复垦工作，以恢复矿山生态功能。开采弃渣切勿胡乱堆放，必须统一堆放到开采境界线以外的矿山弃渣场内，在开采过程中，有计划地将弃渣回填到采空区。弃渣场经处理后再敷表土、植草种树。4.6 矿山地质灾害的防治对策系统开展地质环境调查与研究,加强区内地质环境监测地质环境调查是发展地质环境因素必不可少的重要手段,以调查矿区的内、外力地质作用为主,掌握矿区乃至附近区域地震、泥石流、滑坡等地质灾害发生规律。加强区内地质环境监测,建立矿山环境监测网,并将其作为国家监测网的一部分,对区内的地质灾害活动规律进行全面了解,为治理提供依据。 建立政府引导的市场运作机制,治理区内环境,老矿山大部分在计划经济时期建立,矿山建设初期对环保投入严重不足,没有及时对矿山生态环境进行恢复治理。而现在,大部分矿山企业负担重,经济效益较差,难以承担多年积累造成的矿山生态环境破坏的经济责任。因此,应积极争取国家和地方政府的投资,多方面筹集资金,加大恢复治理环境的力度。 坚持资源开发与生态环境保护相结合,区多自然环境较环境破坏后难以恢复,对于矿山堆放的尾矿、弃土、奇石等可能会导致滑坡、坍塌、泥石流等灾害的地方,应尽快进行治理。必须坚持开发与保护并行,决不以牺牲环保为代价,要避免先污染后治理,走以预防为主的矿产资源勘查开发之路。 通过上述地质环境恢复工作，减少水土流失，恢复矿山的生态功能，达到生态恢复与维护人类与环境和谐的目的。5 结束语经分析引发地质灾害的原因，大都是由于采用不科学的采矿方法造成的，当人们注意到了环境对人类生存的重要性，懂得如何正确解决资源需求与保护人类生存环境的矛盾时，科学的采矿方法将被越来越广泛地采用，因为现有的技术手段完全可以避免矿山开采引发的不良地质灾害的产生。在矿山开采问题上我们必须坚持“谁开发谁保护，谁闭坑谁复垦，谁破坏谁治理”的原则，加强对矿山环境的管理。合理有效地利用资源、保护矿山环境、加强监测与信息化管理、防止矿山地质灾害、实现矿业的可持续发展，是一个长期而重要的工作。只有解决好矿山开采与环境保护之间的矛盾，才能促进中国采矿业的持续发展。 感谢词在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从