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一、礦山地質災害類型:
礦山地質災害是指由于自然地質作用和人為地質作用使礦山生態地質環境惡化,并造成人類生命財產損失或人類賴以生存的資源、環境嚴重破壞的災害事件。有人認為礦山地質災害是由于人類開采礦山而直接誘發的人為地質災害。國土資源部按致災地質作用的性質和發生處所進行劃分,將地質災害分為12類、48種,礦山地質災害為地質災害的一個分支。目前我國礦山存在種類多,分布廣,影響大,潛在災害隱患突出等特點,并且存在上升的趨勢,給人民生命財產安全帶來很大的威脅。礦山開采引起的主要地質災害類型包括:崩塌滑坡、深部巖爆等其他地質災害。
⑴、崩塌、滑坡
崩塌、滑坡是露天礦山最常見的工程地質災害。它也是發生頻度最高、對露天礦山安全影響最大的災害。崩塌、滑坡主要分為幾個方面:①為采空區山體滑坡,主要是由于超量開采而引起;②為露天采礦場邊坡失穩;③為排土場、堆渣場邊坡失穩,或者尾礦壩垮塌。2009年5月在重慶地質災害大排查活動中,重慶永川煤礦矸石山被列為地質災害隱患點,必須限期予以排除,該矸石山高約430 m,通過降低矸石山高度,削坡減荷,同時在矸石山周圍建立3個大型磚廠,對矸石山予以消耗,最終隱患得以排除。湖南柿竹園多金屬礦的尾礦庫倒塌,形成礦渣碎石流,使沿途3鄉2鎮的94個村民小組受災,沖毀房屋39棟,計17810m2;淹沒房屋27棟,計8100m2;沖垮3座橋梁。礦區內49人死亡,礦區直接經濟損失達1300萬元。
⑵、深部巖爆
巖爆是一種與地應力有關的地質災害,據悉,礦山進入1000m以下進行深部開采時,由于高地應力,硬巖層往往發生巖爆。巖爆就其破裂機制而言,是一種開挖卸荷條件下巖石自身彈性應變能突然釋放所造成的脆性破裂或爆裂;紅透山銅礦開采達1337m,在采深1100m左右,大片采區花崗巖柱及上下盤發生多次大的巖爆,地表響聲如雷,井巷工程遭到嚴重破壞,給生產帶來危害歸。
⑶、其他地質災害
其他地質災害主要有礦震、地熱、地質環境污染、瓦斯突出、礦山泥石流、水土流失等,同樣對礦山地質環境帶來比較大的威脅。地熱一般出現深度在800 m以下。地質環境污染是目前礦山普遍的災害,主要通過物理法、化學法、生物法進行治理。
二、礦山地質災害特點及誘因分析:
總體而言,我國目前礦山地質災害具有以下特點:
(1)種類多,分布廣,影響大。據初步統計,全國因采礦引起的塌陷有180多處,塌陷坑1600個,塌陷面積1150km2。全國發生采礦塌陷災害的城市近40個,造成嚴重破壞的25個。因露天采礦、開挖和各類廢渣、廢石、尾礦堆置等直接破壞與侵占的土地已達1.4~2.0萬km2,并以每年200km2 的速度增加。
(2)災害類型與礦山規模、開采方式、礦產類型及所處地域相關。一般來說,露天礦山災害類型多為水土流失、排土場(山體)滑坡、泥石流、邊坡坍塌等。地下開采受采空區影響,災害類型多為地面塌陷、地裂縫、冒頂、巖爆、突水、瓦斯、地表水土污染、尾礦泥石流以及礦井抽排水導致的近地表水源枯竭等。
礦山地質災害誘發因素各不相同。有些是開采過程中難以避免的,如開采深度的增加,使得地應力相應增大引起冒頂、片幫、脫盤甚至巖爆的嚴重地壓災害;有的是開采中忽視預防或開采不規范、管理不科學導致的,如采空區不及時充填、廢渣廢水隨意排放、水文地質及構造不了解、巷道偏離、盲目指揮、違章作業、私挖亂采等,非穩定因素積聚到一定限度引發各種災害;曾一度泛濫的民采風潮掠奪式的開采活動也對部分國有大中型礦山造成嚴重干擾和資源、環境破壞,如我公司孝義鋁礦就因民采破壞,被迫縮小克俄礦區境界,浪費儲量達230萬T。
三、礦山地質災害的防治對策:
現階段,我國礦山地質災害的發生幾率、頻度、強度及災害損失均呈顯著上升態勢,對災害的全面預防和徹底治理已是刻不容緩。愈演愈烈的礦山災害、大量潛伏的災害隱患、日漸惡化的礦山環境說明礦山地質災害的防治必須上升到政府監管的高度,納入國家防災減災工作范疇。注重礦山地質災害的防治研究,將其列入礦業領域的基礎性研究,把礦山災害、環保、安全生產統一起來。災害研究要充分依靠科技進步,采用高新技術,研究災害的發生機制,建立災害的監測、預報和評估信息系統。我國煤炭礦山正著手建立GIS系統的地質災害信息庫,涉及災害的時空分布、強度與頻度、數據分析、災害預報及災情評估等,為災害防治提供有效服務。礦產資源開發對礦區生態環境的破壞,相當一部分是排放“三廢”造成的。通過貧礦尾礦的資源化利用、固體廢棄物填溝造地覆土綠化、“廢水”閉路循環運用和零排放、有害固體廢棄物的安全填埋技術等措施,可緩解資源供給與需求壓力,防止地質災害,減輕環境污染,達到改善礦區生態環境的目的,實現礦業的可持續發展。
⑴、治理規劃及分區:
1、進行區內環境影響評價和生態環境評價,編制齋堂地區礦山環境治理總體規劃方案,制定預期目標和相應的治理措施。
2、將治理規劃區分為重點治理區和一般治理區。包括主要道路兩側,風景區、自然保護區范圍內,清水河保護范圍內,市區鎮主要規劃區內,礦山環境強烈影響區,對人民生命財產安全有較大影響或潛在不安全因素的地區。一般治理區為目前礦山地質環境破壞較小但環境地質背景較脆弱,可適當延后恢復治理的區域。
⑵、主要預防措施:
1、對煤礦礦區的居民區下不明采空區進行勘查:老空區勘查工作的進行可以減輕當地居民的心理壓力,各級政府部門可以據此科學的決策預防方案、治理措施或遷村計劃,以避免減災行動的盲目性和無謂損失,以最少的經濟投入獲取最大的社會、經濟效益。
2、加強塌陷危險區的管理:嚴格制定遵守有關規定。本區違反塌陷危險區有關管理制度的情況屢有發生,造成嚴重后果,其教訓應予以汲取。建議今后對塌陷危險區的管理,除以國營礦山名義發文警告外,更需政府部門制定法規,特別注意新建、改建問題,不應再人為地增加新的災害點。嚴禁濫采亂挖,落實依法采礦不亂采、不越界。對于治理工作應本著“先急后緩、以防為主、防治結合”的原則進行,從本區面臨的減災局勢,應采取以下措施,并在具體實施前進行充分的效益論證工作。
3、加強新建、改建建筑工程的選址論證工作:新建、改建的建筑工程,都要事先預防建立在老采空分布區上。特別是本區平地面積很少,改建、遷建建筑工程(包括村莊)的選址余地不大的情況下,此項工作尤顯重要。若在建設前先進行地下采空區的地表普查探測工作,搞清采空區的分布現狀,采取相應的減災、防災措施(如搬遷、充填老空、加固房基等),就可以避免或減少經濟損失。
四、礦山安全防治新技術的應用與發展:
過去礦工僅憑經驗來預測事故征兆,其中敲幫問頂就是最常用的方法!隨著科學技術的不斷進步,預測事故征兆的手段也不斷得到改進,預測水平越來越高。事故征兆預測由經驗法向科學預測技術發展。近幾年,國內外礦山積極采用新的預警技術,有效控制了礦山事故的發生或減少了人員傷亡和財產損失。
以微電子技術和信息技術為先導的世界新技術革命的成果,正迅速滲透到礦山領域。例如:美國、加拿大、澳大利亞等國的采礦生產工藝正向遙控和自動化發展。采礦工業正由勞動密集向資本密集和技術密集轉化,礦山生產高度機械化和計算機化。這一切變革也促使一些國家的礦山工人在結構和素質上發生重大變化,技術的巨大變化促使礦工更年輕。技術更熟練、效率更高,同時工作條件變得更安全衛生。實踐表明:只有高素質的礦工,才能適應現代化礦井生產的需要。安全生產是一項系統工程,必須依靠完善法律、社會、經濟、行政等各方面手段。經過長期的努力來實現,增加安全投資并完善投資的實際效果,無疑是一項盡快控制和扭轉事故多發的重要措施,而依靠技術進步,可促進生產效率的提高和安全狀況的改善。
1、預測預警儀器:
1)、地震層析X射線攝影機!地震層析X射線攝影機對測定地下礦山深部礦柱的相對應力是一種很有效的工具。如測得高應力區,則可在掘進前去除應力或避開這些高應力區進行掘進,通過連軒地震測量,便知應力是否降低到可安全掘進的狀態。用地震層析X射線攝影機識別高應力區具有技術可靠、成本低、效率高等優點。
2)、攜帶式熱應力監測計。澳大利亞芒特艾薩鉛鋅礦。原巖溫度達600C。因此,監測巖石溫度對礦工所產生的熱應力影響成為等待解決的問題。同時,還可測量濕球/干球溫度、空氣冷卻量、平均輻射熱溫度、風速和相對濕度,以及接收有關著裝、工作負荷和工作強度方面的輸入數據。
2、巖土工程治理技術:
0.引言
近些年來,我國重大地質災害明顯上升的趨勢,其種類多、分布廣、影響大、造成的損失嚴重。礦山地質災害是地質災害的一個分支,是人類開采礦山而直接誘發的人為地質災害。而由于礦山的地質災害大都在深部發生,其勘查多采用遙感信息技術與物理勘查方法。
1.礦山地質災害的勘查方法
1.1地球信息技術綜合方法
目前的信息技術主要是利用遙感集合“3S”技術,及時掌握地質災害可能的分布.發生地點與區域。如利用全球衛星定位系統對地質災害發生的高危點位精確定位,并利用遙感衛星進行疊加分析,預測災變發生趨勢。
1.2地球物理勘查方法
主要指應用物理手段,探測巖土圈層相關信息,確定采空區、斷層位移、磁場變化等可能的災害伴發信息,對地質災害進行提前分析與預測。地球物理勘查礦山地質災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。這些方法是預測潛在礦山地質災害重要技術手段。
1.3環境化學勘測方法
在礦山地質災害預防過程中,人們也常常使用地球化學勘查方法。例如對礦區環境污染的監測,化學探測方法具有不可替代的優勢。這種方法的應用能夠有效確定污染因素、預測污染趨勢、追溯污染源、劃分污染區,為污染治理方案的制定提供重要的科學依據和技術支持。
2.礦山地質災害的主要類型
礦山地質災害種類繁多,按成災與時間的關系,可分為突發性礦山地質災害(如礦坑突水、瓦斯爆炸、巖爆等)和緩發性礦山地質災害(如采空區的地面變形、環境污染等)。但最常見的是以災害的空間分布和成因關系分類:
2.1巖土體變形災害
(1)礦山地面和采空區塌陷地面塌陷主要發生在地下以井巷開采的礦山。在礦山采空區,若保留礦柱不足,或因礦柱受損而失去支撐能力,就會造成地面塌陷。特別是那些礦體埋藏較淺,產狀較平緩的礦區(如煤礦),地面塌陷的現象更為常見。礦體埋藏相對較深的地下開采礦山,如果不能及時回填和崩落采空區,當其達到一定規模就會產生大面積塌陷。此外,在巖溶分布區,還會因礦山排水疏干而導致溶洞上方地面塌陷。地面塌陷不僅破壞可耕地資源.建筑物,毀壞道路.水庫,還可直接導致礦山某些地下巷道的塌毀,或使大氣降水和地表水沿塌陷裂縫灌入坑內,造成淹井事故,直至停工停產。(2)采礦場邊坡失穩.滑坡與巖崩主要原因是不合理開采如采剝失調、邊坡角度過陡等造成,這種災害多發生在露天開采的非金屬礦山和建材礦山。(3)坑內巖爆坑內巖爆又稱礦山沖擊,這是因礦坑周邊和頂底板圍巖,在受到強大的地殼應力作用而被強烈壓縮,一旦因采掘挖空出現自由面,即有可能產生巖石地應力的驟然釋放,導致巖石大量破裂成碎塊,并向坑內大量噴射、爆散,給礦山帶來危害和災難。(4)采礦誘發地震因采礦活動而誘發的地震,震源淺、危害大,小震級的地震即可導致井下和地表的嚴重破環。
2.2地下水位改變引起的災害
(1)礦坑突水涌水這是最常見的礦山災害,突發性強.規模大,后果嚴重。生產過程中常因對礦坑涌水量估計不足,采掘過程中打穿老窿,貫穿透水斷層,驟遇蓄水溶洞或暗河,導致地下水或地面水大量涌入,造成井巷被淹.人員傷亡災難。(2)坑內潰沙涌泥這是常與礦坑突水相伴而生的災害。當采掘過程中驟遇蓄水溶洞,常見溶洞中充填的泥沙和巖屑伴隨地下水一起涌入,另外一些透水斷層和地裂縫也常會使淺部第四紀沉積物隨下漏的地表徑流涌入坑內。其結果是使坑道被泥沙阻塞,機器、人員被泥沙所埋,嚴重時甚至會使礦山遭受毀滅性的打擊。(3)環境污染環境污染是礦山災害的另一種重要形式。因采礦、選礦產生的“三廢”物質,由于未經有效處理就被排放到江河湖海中,造成環境污染公害事件。采礦還會造成水土流失、土地砂化、鹽漬化、地下水斷流等。
2.3礦體內因引起的災害
(1)瓦斯爆炸和礦坑火災這種災害最常見于煤礦。由于通風不良,使瓦斯積聚發生爆炸,造成井下作業人員傷亡,礦井被毀;礦坑火災除見于煤礦外,也見于一些硫化礦床。因硫化物氧化生熱,在熱量聚積到一定程度時則發生自燃,引發礦山火災。礦山火災的危害極大,而且還嚴重損耗地下礦產資源,如有的煤礦在地下已燃燒上百年,其資源損耗量十分巨大,使當地氣候發生改變,農作物和樹木大量死亡,田地荒蕪,環境嚴重惡化。(2)地熱隨著開采深度加大,地熱危害不斷加劇。我國已有許多礦山開采深度達到800m以下,礦山因含硫量高,開采深度又大,地溫非常高。礦山地熱災害導致礦工勞動環境惡劣,嚴重影響了有關礦山的正常生產。
3.礦山地質災害的防治措施
根據不同礦山的地質條件和地形特點及礦山的開發利用方案,以及災點的分布特點劃分不同層次的防治區,以便采取相應的防治措施。一般分為重點防治區.次重點防治區和一般防治區。
3.1重點防治區防治措施
(1)合理設計邊坡參數,加強邊坡監測,建議作擋墻穩固邊坡,開挖后如果出現開裂變形,建議做專門的工程地質勘察。(2)對于原有的災害點,做好邊坡加固和預防工作,盡量消除因礦山開采而誘發災害復發的隱患。(3)渣場棄渣嚴格作好方量及邊坡坡度的設計,作好擋墻設計,設置攔渣壩,防止泥石流的產生。并充分\合理利用渣場,嚴禁隨意棄渣(特別在公路沿線)。(4)對于坑道開采,在坑道內一定要作好支護,做到邊開采邊支護,防止因礦頂坍塌.冒頂等而產生的危害,尤其上方有住戶處要預防引起上部地面開裂。(5)作好坑道的排水設計,以防因礦坑涌水造成危害。(6)設置監測點,作好監測記錄與分析工作,確保在易于發生災害地段防患于未然。
3.2次重點防治區防治措施
在進場公路、礦山生活區建設中,會形成大量的邊坡和一定數量的棄渣,可能形成邊坡失穩,造成滑坡和塌方;沿途不合理的棄渣可能造成水土流失,可能形成坡面泥石流,可能有滾石和飛石危害。
(1)科學合理設計邊坡參數,并進行合理支護和加固,邊坡上方應設置排水溝,做好地表擋排水措施。(2)加強工地管理,合理堆放棄渣,嚴禁隨意棄渣;在險要地段建設攔擋滾石和飛石的設施。(3)開采結束后,將棄渣場扒平覆土,植樹還林,恢復植被。
3.3地質環境恢復方案及措施
為防止水土流失和恢復植被和景觀,礦山須規劃進行礦山復墾工作,以恢復礦山生態功能。開采棄渣切勿胡亂堆放,必須統一堆放到開采境界線以外的礦山棄渣場內,在開采過程中,有計劃地將棄渣回填到采空區。棄渣場經處理后再敷表土.植草種樹。
4.結語
礦山地質災害類型多,引發因素多樣,不同類型的礦山地質災害有著不同的形成機制和表現形式。針對不同礦區的地質環境特點,我們應該選擇適當的礦山開采方案,并進行積極的地質災害勘查方法,做到將災害消滅在萌芽期。綜觀當前對礦山地質災害類型.勘查技術方法和預防措施,查明礦山地質災害特征,預測災害體的發展變化,提出防治措施,為礦山防災減災提出合理建議。
參考文獻
[中圖分類號] P5 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-3-211-2
礦山地質災害作為一種自然災害,隨著國民經濟的發展和人類活動的加劇,其發生頻率和造成的經濟損失也日益增大,已引起各級政府的高度重視,其防治工作迫在眉睫。作為采礦大國,我國的礦山開采環境也在不斷惡化,近年來重大的地質災害事件不斷發生,更是為礦山的建設者敲響了警鐘。
1礦山的建設過程中容易出現地質災害的原因
我國的經濟建設發展迅速,對資源的需求量一直比較大,我國的礦產儲量豐富,礦區的開采量也比較大,因為開采技術和開采方法的制約,礦山的建設過程中存在有較多問題,極易引發地質災害。
在傳統的礦山開采中,一般采取如圖所示的開采方法,以一條斜井靠近礦體,然后在巷道內對礦產進行開采。在許多中小煤礦的礦區內,因缺乏專業的管理手段,或采用了不適宜的開采方法,一旦巖土變形,或者地下水位發生突然的變化,都會對作為唯一出口的斜井造成破壞,從而引起嚴重的地質災害,危及到礦區的生產安全。在進行礦山開采之前,必須進行詳細的地質勘測,做好相關的地質災害的防治措施,為礦區建設的順利進行提供保障。
2礦山建設過程中容易出現的水文地質災害類型
我國是地質災害多發的國家,因地殼運動活躍本身就給礦山的建設和開采帶來較多難題,在礦山的開采過程中,一旦不注意勘測水文地質環境,或者不進行有效的防護措施,發生地質災害之后,礦井關閉和設備損毀會造成直接經濟損失,也危及到井內進行開采作業的礦工的安全,礦山的建設過程中,容易出現的水文地質災害,主要有以下幾種:
2.1由地下水位的突然變化引起的地質災害
在礦山的開采過程中,挖開的礦井接觸到地下的蓄水溶洞或者暗河的可能性比較大,會導致地下水直接涌入巷道,也有可能是泥沙涌入巷道,遇到透水斷層或者淺表的裂縫時,地表徑流會帶著一些沉積物進入巷道,這些水、泥沙和沉積物堵塞巷道會造成造成人員傷亡,掩埋作業機器,甚至會使礦山的發掘系統直接崩潰。這種自然災害具有極強的突發性,一旦發生往往波及面較廣,造成的后果也極為嚴重。
2.2由礦體內的易燃物質造成的地質災害
礦體內可能含有易燃易爆的甲烷氣體,隨著礦井的深度的增加,礦井內部的溫度也會在地熱的影響下不斷升高,含硫量也比較大,在這種惡劣條件下進行作業的礦工,本身就存在較大的健康隱患,一旦因為通風不良,易燃氣體大量積聚之后發生爆炸,必然導致慘痛的后果。這種情況多見于煤礦,后果最為嚴重,但是具有較強的可預防性,在礦井的建設過程中做好日常的維護和管理工作,可以很大程度上避免災害的發生。
2.3由巖土層變形引起的地質災害
礦區在進行一段時間的開挖之后,已采空的礦體需要進行支撐,在一些埋藏較淺的礦區,會因為礦山采空而導致地面塌陷,如果不能對采完的礦體進行及時的回填和崩落,最終會引起大面積的塌方,造成嚴重的后果。礦井開挖造成的地面塌陷在淺表煤礦中普遍存在,會影響到地面的建筑物,會破壞耕地,給礦區周圍居民的生產和生活帶來較大的負面影響。因礦區的開發,需要對礦脈附近的巖石進行引爆,一旦事先的勘測數據不夠準確,起爆點的選擇出現偏差,致使巖石塊發生破裂呈噴射狀,會對礦井內執行作業任務的礦工造成人身傷害。
3對礦山中可能發生的水文地質災害采取有效的防治措施
不同地區的礦山因形成條件不同,有不同的水文地質特點,在防治地質災害的措施上,也各不相同,但是針對地質災害的主要類型,也可以采取相應的有效防治手段。
3.1施工之前進行全面的勘測
在礦山開挖之前,必須對斜井或豎井的位置進行全面的工程勘察,預測好斜井內的涌水量,以及周邊的含水部分的水文地質構造,詳細繪制地質平面的剖面圖,并根據施工情況隨時修訂預測結果,按照嚴格的施工步驟進行施工,由上級主管單位進行規范驗收。對勘測過程中已知的含水部分,要綜合考慮其位置以及距離井巷的深度,提前進行導水工程的建造,在建造的過程中,根據涌水量以及工程要求采取合理的預防措施。對礦山的生產過程中可能出現的滑坡以及塌方,要及時對礦山周邊的不穩定因素進行勘察,結合當地的氣象水文情況,對惡劣天氣條件下的滑坡和泥石流做好預防。
3.2做好防治工程的設計
在進行礦山的設計時,要考慮到可能發生的崩塌和滑坡現象,以及礦山附近的水文地質因素,結合危險事故的成因和發生特點,進行有針對性的設計方案,保證防治工程的工程質量。對易發生危險事故的重點區域,做好加固工作,避免因礦山開采導致的災害復發現象;對礦上的邊坡,要由專業的勘測人員進行及時的監控,注意相關參數的控制,一旦在開挖后出現變形,要有相應的應急預案。礦山在進行成產之前,必須由相關的專家進行安全評價,對防治工程進行規范化的驗收,保證礦山的生產安全。
3.3施工中應該采取的工程防治措施
在礦山的開挖過程中,要實時地采取相應的工程防范措施。在礦區周圍要做好雨季的排水,在周邊設置合理的截洪溝,及時將礦區外部的積水排出,以免外部積水倒流入巷道造成事故;針對開采面的設計,要禁止從下部開挖形成傘檐,懸空的傘檐有可能崩塌形成事故,需要從上而下對礦體進行臺階狀開采;在礦區內的巷道,一定要注意通風,隨時監測巷道內的甲烷濃度,在超標狀態下進行暫時性停工作業排除險情;在巷道內進行礦體爆破時,要注意爆破點的選擇;在結束開采之后,及時清理巷道周圍的危巖,同時在破碎面周圍和高危地區設置警戒線,以避免人員損傷。
3.4施工中應該采取的生物防治措施
因爆破殘留的粉塵較多,導致礦區周圍也存在一定程度的空氣污染,礦山的開采過程中,也難免會對礦區周圍的生態環境造成一定程度的破壞,被破壞的生態環境又會直接危害到礦區的生產安全,以及周邊居民的生產和生活,所以在礦山建設中應該注意對水文地質災害采取生物防治措施。礦區開采的平臺和棄土的堆放,為了避免礦井涌水所采用的防治措施,這些都會對當地原有的生態地貌,以及當地的大氣降水和自然環境造成影響,在礦山周圍要種植植被,主要引進鄉土樹種,經濟實惠的速生植物可以有效發揮綠色植物的固土作用,達到防災減災的目的。
4結語
在礦山的建設過程中,因行業的特殊性,容易出現嚴重的水文地質災害,為了保證礦工的生命安全以及礦區的資源安全,礦區的負責人必須端正態度,提高認識,成立由專業地質勘測人員組成的勘測部門,對礦區周圍易于導致地質災害的危險因素進行全面篩查,及時掌握礦山的安全運行狀況,采取有效的防治措施,保證礦山的安全運行以及可持續發展。
參考文獻
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中圖分類號:X4 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2016)07(c)-0062-02
近年來,我國因地質災害而造成人員傷亡的事故時有發生,這也在一定程度上阻礙了社會的發展。因此,我國的有關部門應當對此類事件加以重視,通過采用相應的防治措施來降低此類自然事故所造成的損失程度。隨著全球氣候的不斷變化,許多地區的降水量與降雨量在不斷上升,伴隨而來的就是地質災害隱患的增多。特別是隨著人類活動的加劇和活動范圍的不斷擴大,工程建設造成的地質性破壞越來越多。在中國由于土地廣大、地貌復雜,所以地質災害的類型以及危害大小都會有很大不同,所以應當根據不同的地質情況而采用不同的防治措施。
1 目前我國地質災害的具體情況
首先,地質災害的含義為由于自然環境以及人們活動造成的傷害人民群眾生命和財產的地質災害。在相關的條例中有說明:地質災害涵蓋了山體的塌陷、泥石流以及陸地凹陷、陸地產生縫隙等情況。而當今時代,又因為全球氣候的不合理變化,各個國家、地區的降雨情況日益嚴重,這使得地質災害存在較大隱患。再加之人們的活動面積不斷增加,這對地質的損傷極大。而我國國土面積較廣,人又多,這使得地質災害較為嚴重。而地質災害危及的方面大概有以下幾個方面。
1.1 危及人民群眾的生命安全
從1990至2014年,因為山體的塌陷、泥石流以及陸地凹陷等情況的地質災害使得兩、三萬的人死亡。這在大多數的自然災害當中,死亡的人數只少于地震等重大災害。并且有一些災害產生的死亡人數十分多,例如:1998年某地區的礦洞發生坍塌,其中有295人死亡;另外在某省出現泥石流現象,使得3個村莊受到損傷,并且死亡246人,嚴重受傷的有30人。而從這個時期開始,因為這類災害引發的死亡人數在不斷增多,并且在1998年死亡的人數特別多,大概有1 642人,而在2000年以后死亡的人數又有相應的減少。
1.2 嚴重損害工程建筑以及社會財產
在工程建筑方面,地質災害通常會損害人們居住、生活、工作的房屋以及道路、供電站等。而在九幾年中,因為滑坡引發的重大道路事件大概有兩百多件,并且有30多個重大橋梁被損壞,在這些事件中投入運用的資金大概有1.5個億。與此同時,大型江河是發生滑坡的常發地帶,這使得船運受到重大損害,例如:長江的某一段,因為滑坡事件,使得輪船無法及時運行。
1.3 引發重大的經濟損失
根據相關調查發現,這幾年由于地質災害引發的重大經濟損失,大概有其他環境災害的1/4。另外因為這類災害產生的損失在逐年增加,大概估計在20世紀90年代我國的滑坡、泥石流等災害引發的經濟損失低于5個億,而在2000年后經濟損失增長到20多億,甚至有的時候達到上百億。不僅如此,這類災害還會嚴重影響農業,并且制約工業及第三產業的健康有效發展。
2 地質災害防治措施
目前,我國在地質災害的防治工作中有一定的成效。不過因為這類災害具有多樣性,并且產生的不利影響較大,損害性較強,加之人們的活動面積不斷增加,致使情況更加惡化。所以在地質災害的防治中,一定要強化有效的管理工作,并采用合理的管理辦法,進而縮小這類災害損傷,保護人民生命及財產,從而推動經濟的健康有效發展。
2.1 強化地質災害研究調查和規制
在這類災害的規制工作中,有效的調查工作是其重點。因此要大概了解目前國家這類災害的基本狀況,設置出合理的計劃,推測出這類災害的后續情況,進而區分出災害高發區、需要加大防治力度的區域,并且根據其防治目標制定出有效的方案,分清事件的大小,有安排地達到降低損耗的要求。
2.2 強化地質災害的估算,降低人類活動引發災害產生
在這方面,最先要做好的事情應是要加強對地質災害防治知識的指導教育工作,讓人民群眾都能清楚地了解到有效的防治措施與方法。并且讓他們在進行工程建筑時能自覺遵守自然規律,避免對大自然造成傷害而引發地質災害產生,只有如此才能有效地提高人們的防治能力。除此之外,還應進行合理的地質災害的估算工作,預算其危害大小。若是工程建筑還應考慮其危害出現的概率,并且考慮其完工后有可能出現危害的概率,并制定出有效的防治辦法。
2.3 多種方式籌集地質災害防治費用
在我國,對于地質災害安全隱患一直沒有能夠構建系統的防治體系,在地質災害的發生階段不能夠及時地籌集到足夠的防治經費,這些因素也是導致我國地質災害頻頻發生的重要原因。在實際的地質災害發生階段,即便能夠意識到災害所產生的嚴重后果,但是沒有足夠的經費來開展相關工作,防治手段仍不能夠有效進行,防治工作的運作陷入被動狀態。在開展籌集地質災害的防治經費階段,如果僅僅依賴政府的支持是遠遠不夠的,應當結合社會中的多方面共同進行,采用多種渠道共同進行的籌集方法。中央財政主要投入國家地質災害防治管理能力建設、國家重大工程建設區地質災害防治,地方財政主要投入影響當地城鄉居民生活的地質災害防治工作。由于工程建設項目(修路、開礦、建房)等人為活動引發的地質災害的防治經費,按照“誰引發、誰治理”的原則,責任單位自主負擔。這樣就形成了政府投入占主體,全社會共同參與的多渠道、多元化的投資體系,為地質災害防治奠定良好的基礎。
2.4 強化法律制度的制約作用并嚴格按照法律條例來執行
目前,由于我國在不斷發展社會市場經濟,在這之中法律的作用不容忽視,它能起到規范人們生活、工作的良好作風。而當今時代,政府的工作任務有了較大改變,它從一開始的命令、下發任務變成服務以及監管監察,而法律法規在這當中便起到很好的效果。與此同時,在地質災害的法律體系中,由于這類法律起步較晚,并且不夠健全。在地質災害的防治工作中其作用無法凸顯出來。因此,需強化法律制度的制約作用,并嚴格按照法律條例來執行,從而增強法律效應提高地質災害的防治效果。
3 結語
地質災害的防治工作是一項需要長期運作的工程,應當提前做好相關的預防工作,以防止在地質災害的發生階段防治工作陷入被動狀態。在我國的第十六屆五中全會中之處構建環境友好型社會是當前的主要目標,對于地質災害的防治工作應當嚴格地落實到位,采用最為先進、高效、環保的方式進行地質災害的防治工作。
參考文獻
一、監測技術地質災害監測技術發展及應用
狀況自20世紀50年代末期以來,現代科技成就,特別是電子技術和計算技術的成就被引用到地質工程及巖土工程中來,極大地推動了勘察測試技術的進展(魏道垛,1998)。作為工程建設重要內容的監測技術的發展與進步,加速了信息化施工的推行,反過來又迅速提高了人們對地質災害深層次的認識。
地質災害監測系統的總體結構隨著高新技術的發展,地質災害監測系統具有了一定的數字化、自動化和網絡功能。即將災害發生前的特征信息通過傳感器轉化為數字化信息,自動采集或匯集,數字化傳輸,數據庫存儲并提供使用,在全國范圍內通過互聯網實現前兆數據的分布式共享;建立多維地質災害監測系統,即三維空間和不同的時間尺度,可分為大時間尺度的面上掃描和小時間尺度的單體突發性地質災害的實時監測。大時間尺度的監測主要是以遙感(RS)為主,配合中長距離的GPS監測,主要了解大范圍地質環境演變過程,為災害危險性區劃服務。通常數月或幾年復測一次,以便掌握在不同階段地質環境的演變過程。小時間尺度的監測主要監測單體突發性地質災害,以實時自動監測手段為主,輔以個別間斷監測手段(如三角測量、水準測量、鉆孔傾斜儀測量)。
根據災害體的具體情況,選定監測內容。主要手段有位移、地電、地應力、微震、地下水位、地下水溫、水化學、地球物理探測(磁法、電法、地質雷達)等,但各單體地質災害所選用的手段不一定相同,要根據實際情況有效地組合達到最佳效果。
二、地質災害監測技術方法
1地面沉降監測技術方法
地面沉降主要誘發因素是地下水過量超采。地面沉降具有區域性,不可逆轉性,危害是長期的、永久的。我國已有50 多座大中城市出現了地面沉降,約占全國城市的30%,其中80%分布在沿海,較嚴重的是上海、天津、蘇州、寧波,內陸盆地型如內蒙呼和浩特、山西大同,沖積洪積平原如河南鄭州、安徽阜陽。對地面沉降的監測技術方法主要有地下水水位動態監測、土體應力應變分析系統、大地測量法、GPS 全球定位系統、遙感圖片解譯、標志物的絕對測量等,這些方法綜合應用,確定沉降速率,通過監測,及時采取防治措施,減少災害的進一步發生。
2地裂縫監測技術方法
地裂縫的主要監測技術方法有,大地測量法,GPS全球定位系統法,簡易人工觀測、應力計等技術方法,用于監測裂縫變化情況和地質條件的變化。根據監測數據,分析地裂縫的發育程度和發展變化趨勢,進行預測預報,采取處理措施,防止地裂縫開裂速率增大和開裂面積擴大。為城市規劃和建設提供基礎資料。
3地面塌陷監測技術方法
地面塌陷根據成因不同分兩大類,即巖溶塌陷和非巖溶塌陷(包括礦區塌陷,黃土濕陷及人防工程塌陷等)。巖溶塌陷主要發育在廣西桂林、貴州六盤水等巖溶發育地區,產生塌陷的主要原因是過量汲取巖溶水。主要監測技術方法以地下水動態監測網監測為主,以人工定期測量和水位自動記錄測量為主要方法,并觀測開采井的水的混濁度。非巖溶塌陷主要發生在老礦區和黃土地區,老礦區由于疏干開采長期地表負荷增大等原因造成突然塌陷,在老礦區和廢棄礦區上進行開發建設前,進行勘察,確定采空區范圍,利用經緯儀等進行地表變形監測;在黃土地區由于黃土的濕陷性在灌區易形成塌陷,主要靠監測黃土的含水量和飽水性來控制其塌陷。
4海水入侵監測技術方法
海水入侵主要發生在沿海城市地區,形成的主要原因是地下淡水過量開采,其次是沉積環境和人類工程建設及風暴潮等。主要監測方法為人工定期測量和取樣化驗水樣,或自動水位水質記錄儀自動監測,人工定期采集數據。主要以監測地下水水位和礦化度為主。根據水質中氯離子含量的變化,判別咸淡水的過渡帶及海水入侵的特征。氯離子濃度變化快說明海水入侵強烈,氯離子濃度變化慢說明海水入侵相對緩慢。根據監測結果采取相應的防范措施。
5 土地沙漠化監測技術方法
土地沙漠化在西北干旱地區普遍存在,監測方法主要采用地下水水位動態監測和地面GPS 監測以及遙感衛星圖片監測等。由于不利的自然條件、干旱少雨和人類不合理的開發利用土地、亂砍濫伐等造成生態環境破壞,水土流失,土地沙漠化越來越嚴重。水系的變遷和灌溉水源的減少是土地沙漠化的主要原因,所以地下水水位監測尤為重要。
三、質災害的防治對策
人類工程活動對地質災害的影響不是單向的,而是具有雙向性。關鍵在于人類對自然規律的認識、利用程度和開展工程活動行為方式的規范化、科學化程度。因此,其對策有以下幾個方面:
(1)科學論證,合理規劃要開展全面的科學論證工作,評價地質環境容量,論證工程活動對地質環境的影響程度及其相互作用,按照區域合理布局,科學規劃。
(2)加大立法、執法力度,規范工程活動行為各級政府要加強對國家已經制定的《環境保護法》、《礦產資源法》、《水法》和《城市規劃法》的執法力度。同時,也應盡快完善相關法律法規,規范工程活動行為方式,克服任意性和盲目性。
(3)認真貫徹“以預防為主,防治結合”的方針 防,不能再停留在消極被動的地位,而應當變消極為積極,變被動為主動。在人類工程活動特別是對地質災害可能有影響的活動進行之前,就要納入議事日程。對地質災害的處理也要來一個認識上的飛躍和行動上的飛躍。通常認為地質災害是“天要下雨,娘要嫁人”的事,采取的是災后救災的辦法。在科學技術相對發達和人類對地質災害規律也有相當認識的今天,要加強對地質災害的預先治理工作。把治理與開發利用有機地結合起來。
(4)開展地質災害普查工作確定災害區劃,建立數據庫和信息網絡,制定防治規劃,加強綜合治理。
(5)增加對地質災害防治工作的投入地質災害一旦發生,其社會危害和經濟損失巨大,國家與各級政府部門應站在防患于未然的高度,加大對這項工作的經費投入,以解決目前開展此項工作經費嚴重不足的狀況。
(6)加強宣傳教育,實行責任制管理要喚起人們的災患意識,提高人們對人類工程活動誘發地質災害帶來的嚴重危害的認識,切實規范人類工程活動。必須加強宣傳教育力度,形成良好的社會減災防災環境,讓全民都關心和重視這項工作,自覺遵循自然規律。同時,要實行減災防災的分級負責制,開展群防群治,實現減災防災社會化。
四、地質災害防治措施
針對轄區基本情況,要認真貫徹執行“以防為主,防治結合,群策群防”的防御工作方針,并嚴格按照以下措施做好今年的地質災害防御工作:
(一)加強領導、落實責任。地質災害防治工作是事關人民群眾生命財產安全的大事,是構建和諧社會的重要組成部分。成立了街道防汛抗旱、預防地質災害工作領導小組,建立健全地質災害防治管理體系和監測預報網絡,落實地質災害群策群防責任制,及時安排街道防汛抗旱、預防地質災害值班表,做到任務到人,責任到人。街道主任為第一責任人,負責組織落實地質災害防治措施和地質災害(隱患)點監測工作及發生地質災害后及時組織轉移群眾撤離工作。
(二)廣泛宣傳,提高全民防災意識。充分利用公開欄、宣傳欄、科普畫廊等社區文化宣傳陣地,廣泛深入地宣傳《地質災害防治條例》及地質災害防治科普知識,以此提高廣大群眾的防災救災意識和自救、互救能力。
(三)加強動態監測和險情巡查,做好預警預報。汛前,對轄區內的地質災害(隱患)點進行一次檢查,并落實好以下工作:
1、成立了街道防汛抗旱、預防地質災害工作領導小組,并充分發揮社區平安中心戶長和樓幢長的作用,切實做好地質災害的預防、信息反饋、宣傳等工作。
2、落實社區地質災害(隱患)點監測人員,并制定和完善社區地質災害(隱患)點的防治工作預案,使受地質災害威脅范圍內的每個居民了解災害隱患、撤離路線、防災避災措施等事項。
3、各社區要督促居民、基層單位加強對地質災害(隱患)點的監測,尤其是汛期加強監測頻率,密切觀察地質災害的發展趨勢,并做好記錄。發現異常情況立即向上級部門及領導報告,如情況緊急要立即報告,并迅速組織人員撤離。
4、加強對地質災害(隱患)點的險情巡查,做好防范突發性地質災害工作,并做好值班記錄。對重點的地質災害隱患點,要及時協調有關單位,落實群測群防責任制,并采取有效的減災措施。
5、要建立地質災害氣象預警預報機制。當天氣情況發生變化時,立即將相關信息通知到轄區各有關單位、企業、地災監測人和受威脅的群眾,并做好有關防災減災工作。
[中圖分類號] F407.1 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2014)-8-101-1
1地質環境條件
1.1地形地貌
評估區處于柴達木盆地最低凹處,青海省格爾木市轄區察爾汗鹽湖場地內。評估區地貌單元屬昆侖山前第四系湖積、化學沉積作用為主的湖積平原。微地貌單元為湖湘沉積末端。評估區內地表呈現為鹽湖灘地,場區內海拔標高2685.00m-2686.50m,地面高差1.50m。
1.2地層巖性
根據現場調查,評估區內地表廣泛分布第四系全新統化學沉積、湖積層:廣泛分布于評估區地表,地表形態以波狀為主,局部海綿狀。巖性以灰黃色、褐黃色的含石鹽的粉砂、細砂為主,局部有亞砂土、亞粘土和粘土。厚度25-30m。
1.3工程地質條件評價
評估區內土體主要為強氯鹽漬土,根據在察爾汗地區進行的試驗,鹽為主導,平均含鹽量大于50g/kg,屬強-過鹽漬土。由于鹽湖地區干燥少雨,蒸發量大,鹽漬土中的易溶鹽遇淡水浸泡后溶解、流失,具有溶陷的特性,在地表形成堅硬的鹽殼,故該層的工程力學性質不良。強-過鹽漬土是擬建工程的主要地基土層,物理力學性質較差。受不良地質現象的影響,設計、施工處治不當時,易引發建(構)筑物基礎的鹽溶塌陷等工程地質問題。綜上所述,擬建場地工程地質條件為復雜。
1.4水文地質條件評價
評估區位于柴達木盆地腹地察爾汗鹽湖內,為四周構造所包圍的相對封閉的湖盆,在區域水文地質單元中屬最終排泄區。本次調查評估區內的地下水均為潛鹵水,按照瓦里亞什科水化學分類,礦區內地下水均為氯化物型。
2地質災害危險性綜合分區評估及防治措施
2.1地質災害危險性綜合分區評估
2.1.1地質災害危險性
評估區內地質環境條件復雜,現狀地質災害為1處鹽溶塌陷(Xy),不良地質現象主要是鹽漬土,現狀地質災害危險性中等。工程建設和運營加劇鹽溶塌陷災害的可能性大、危險性大。工程建設引發地質災害的類型主要有巖溶塌陷、土質挖方邊坡的滑塌等;擬建工程的建設和運營遭受鹽溶塌陷災害的可能性中等、危險性中等、危害性中等,防治難度中等;擬建工程的建設和運營遭受土質挖方邊坡的滑塌等災害的可能性小,危險性小,危害性小,防治難度難度為易于防治。
2.1.2地質災害危險性綜合評估
評估區地質環境條件復雜,工程建設和運營引發和遭受地質災害的類型主要為鹽溶塌陷,擬建工程建設和運營引發、遭受上述地質災害的可能性中等,危險性中等,危害性中等。
2.2地質災害防治措施
(1)擬建場地區內鹽溶塌陷較發育,在工程建設的各個階段,都應做好地質災害防治和巖土工程問題的處理工作。
(2)對評估區鹽溶塌陷災害應做好防地表淡水及雨水的過量入滲,對建(構)造物基礎做好防腐措施。
3結論與建議
3.1結論
(1)擬建格爾木金鎂園區生活垃圾填埋場建設工程屬一般建設項目,地質環境條件復雜程度為復雜。根據評估區地質環境條件復雜程度及工程建設項目的重要性,綜合判定,本項目地質災害危險性評估等級為二級。
(2)地質災害現狀評估。現狀條件下崩塌、滑坡、泥石流等突發性地質災害不發育,評估區存在鹽溶塌陷災害,現狀條件下,對評估區危害性中等,危險性中等。
(3)地質災害預測評估。修建垃圾填埋場基礎設施引發基坑(槽)邊坡失穩致災的可能性中等,危害性中等,預測評估危險性中等;工程建設加劇和建設工程遭受地質災害的可能性中等,危害性中等,預測評估危險性中等。
(4)地質災害綜合分區評估。修建垃圾填埋場基礎設施引發基坑(槽)邊坡失穩致災的可能性中等,危害性中等,預測評估危險性中等;工程建設加劇和建設工程遭受地質災害的可能性中等,危害性中等,預測評估危險性中等。綜合評估為地質災害危險性中等區(Ⅱ),場地適宜性為基本適宜。
3.2建議
(1)建議對建設場地進行詳細巖土工程勘察,應查明地基巖土層結構、工程特性及空間分布情況,尤其應重點查明鹽漬土的厚度和工程特性及在工況條件下引鹽溶塌陷的可能性與危險性、地下水位季節性變化范圍和規律。
(2)工程建設和運營中應注意地表坡面流水的防滲,加強對地下水的保護。
(3)應加強對地質環境管理,嚴格規劃、規范人類活動,加強對地質環境的保護工作。
參考文獻
[1]《巖土工程勘察規范》(GB50021-2001)(2009版).
[中圖分類號] F407.1 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2015)-9-341-1
0引言
我國的地質災害的類型很多,發生的頻率也很高,發生的范圍廣而且一旦發生地質災害就會造成重大損失。根據近幾年的調查數據顯示,每年因為地質災害而傷亡的人數超過2000人,造成的經濟損失高達數百億元。
1地質災害的成因與特點
地質災害的成因:地質災害是在一定的條件下形成的,它的成因與人類的生產活動息息相關,也有一部分地質災害與自然的地質作用相關。總之,地質災害的產生不但與地形地貌、氣候特點有關,還與人類的工程活動有著密切的聯系。
地質災害的影響:地質災害主要包括:山體滑坡、泥石流、崩塌等。導致這些地質災害的因素有:一是當地的特殊地形和地貌;二是地層的巖石類型;三是地質構造的特點;四是地表水和降水的影響;五是人類活動產生的影響。人為因素和自然因素都會產生塌陷,地貌地形就是自然因素。一般情況下,地質條件、地貌類型及氣候都會影響泥石流的發生。
2地質災害的風險區劃
易發性分區:易發性分區指的就是根據地質災害的發生來進行分區。這種易發性分區是建立在對地質災害的特征和分布情況進行分析的基礎上,對它的評價要考慮當地的地形地貌、巖石類型、降水狀況和人類活動等。根據以上情況,易發性分區包括四個分區,即高易發區、中易發區、低易發區和非易發區等四個區。
危險性分區:根據地質災害的強度大小。從危險性對地質災害分區:它的規模、發生的頻率及密度、影響其發生的自然條件及地質條件、降水程度、人類的生產活動等。通過以上的影響因素從危險性的大小對地質災害分為高危險區、中危險區、低危險區和無危險區等幾個區域。
3地質災害的預防措施
地質災害的預防措施很多,例如工程措施、避讓措施、生物措施和法律措施等,一般情況下根據當地的災情來進行選擇。一般災情的預防主要以避讓為主,工程措施加以輔助防治,同時檢測災情,最好一同采取生物措施及法律措施。
3.1斜坡地質的防治
抗滑措施:抗滑的措施主要由搭建抗滑樁及建立一個擋墻為主,這也是針對容易發生滑坡災害而采取的預防措施。這也是一種常見的措施。此外,針對滑坡的易發區或者是高危區應該全面建立擋墻,這樣對滑坡的預防是一種非常適用的措施。
排水措施:滑坡發生的最主要因素就是降水偏多,所以根據水多的原因,針對滑坡這種地質災害,排水是非常有效的預防方法,排水法主要就是攔截和旁引的方法排除地表水及地下水,地下水要用減少空隙水壓力為主,但是這種方法工程量大、程序復雜,要求有很高的排水技術。因此,一般的排水技術主要是研究排地表水;減重與加載:減重與加載的方法主要是用過力學的平衡的原理,對滑體進行改變。減重用于滑坡后部的牽引區域,注意考慮到滑坡區域的推力及滑動面的推力。加載的措施主要是用于滑坡前部,采用填方壓腳的方式,這樣會使抗滑能力大大提高。
3.2塌陷預防措施
加大預測的力度:對容易發生地質災害的區域如:山體的過度開采和經常期的自然風化剝蝕所形成的險境,采取相應的排險措施,防止地質災害的發生;對地質災害要注重全面培訓:改變傳統的易發區預防災害的理念,由以前的發現災情及時治理轉變為預測災情和防止災情發生,采用評估、調查和收集等方法,根據“誰破壞,誰治理”的根本要求,對污染企業收取一定的地質環境破壞費;綜合治理:綜合治理就是對地質環境已經被破壞的區域進行綜合治理,例如加固房屋、設立排水措施,對一部分易受影響的村莊恢復相應的植被等,最后規劃和設計容易發生地質災害的區域的住宅、學校和醫院。
3.3一些管理措施
加強對地質環境的管理:在當地政府的引導下,大力建設地質災害的管理機構,制定一些地質環境管理辦法和預防地質災害發生的法規,要因地制宜的制定不同的地質災害防治規則;加大監督和管理:地質災害不僅能夠對居民的正常生活造成重大的影響,還會影響著國民經濟的發展,由此開來,地質災害的治理工作需要整個社會伸出援助之手,大家一起治理;增強抗災意識:增強抗災意識首先應該是領導起著帶頭作用,加強領導的抗災減災意識;其次還應該加強地質災害易發區民眾的抗災意識,給民眾及監測人員講解一下地質災害的預防知識;最后可以利用一些現代化的傳媒手段,例如媒體、報刊、電視廣播來宣傳,大力普及抗災減災的知識來增強社會民眾的抗災意識。
4結語
地質災害的發生因素有很多,它不僅僅與自然地質條件息息相關,其中影響最大的是人類的生產生活活動,所以地質災害的發生是可以預防的,我們應該嚴格控制不良的生產活動。在平日的工作中加強地質環境的監督管理力度,還要增強廣大人民的減災意識,確保在災害發生之前盡快轉移民眾,最大限度的降低災害損失,此外還要規范人類的生產活動,尤其是那些對地質環境產生嚴重破壞的生產活動,要按照國家的法定標準責令停止或者是關閉,這樣可以大大的減少對地質災害的破壞,尤其是地質災害的易發區和高危區,從而在根本上減少地質災害的發生。
參考文獻
開展地質災害評估,落實防治措施。進行地質災害危險性評估是為水利水電工程建設相關的立項、征地、投資決策、合理確定開發方案及地質災害防治工程設計等工作,提供科學依據,防止工程建設遭受地質災害的危害,使國家、企業或人民群眾的生命、財產受到損失,避免由于預防和治理地質災害失策,不合理地增加工程建設投資,或者影響企業的經濟效益。開展地質災害評估,落實防治措施。進行地質災害危險性評估是為水利水電工程建設相關的立項、征地、投資決策、合理確定開發方案及地質災害防治工程設計等工作,提供科學依據,防止工程建設遭受地質災害的危害。強化施工管理,確保質量安全。不少工程邊坡變形破壞、地下洞室坍塌冒頂、臨時圍堰潰決或被沖毀均與施工質量有關,包括施工方法不當、施工質量差及工程搶險留下隱患等等,導致了很多可以避免的災害發生。加強預測預報,及時有效處理。加強施工地質,對地質災害進行超前預測預報,是水電工程施工中不可缺少的環節,是一道至關重要的工序,對于指導施工,確保巖(土)體穩定是必不可少的,尤其是地下工程。大量的工程實踐證明,對巖(土)體穩定性加強超前預測預報(如地下工程采用地質雷達與地質分析相結合的超前預測預報,地基與邊坡工程采用變形監測預報等),對有安全隱患或已變形開裂甚至局部失穩破壞的巖土體進行及時有效處理,是有效防治地質災害發生或發展、減小危害程度、降低工程建設風險的重要手段。
中圖分類號:TD83.1 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)11-0126-01
1.引言
煤礦企業只有科學地認識各種地質災害發生的規律,在開采過程中采取綜合有效地預防措施,才能盡可能的減少不必要的人員和財產損失,提高煤炭資源的開采率,促進企業的長遠發展。
2.礦井地質災害的種類
礦井的地質構造是影響地質災害的關鍵性因素,在礦井的開發和建設過程中會打破地下原有的封閉環境,改變地質構造,造成安全隱患。地質構造受外界環境改變的刺激所產生的變化種類復雜,后果也不盡相同。以往的研究和實踐表明,地表移動、瓦斯泄漏和巖層滲水等是較為常見的礦井地質災害。
2.1 地表移動及覆巖破壞
較為常見的地下水位下降、地表裂縫和開采沉降均歸因于地下開采面積過大,在礦區范圍內,尤其是煤層淺埋區,大面積的煤層開采形成采場空間,會引起圍巖的原始應力變化,當圍巖所承受的應力超過它的極限強度時,就會發生位移、開裂甚至斷裂,造成覆巖破壞、產生地表裂縫等。雖然煤礦企業會對裂縫地區采取回填、土地復墾等措施,但很難恢復到地質構造變化前的效果,這不僅涉及到生態環境的破壞,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過程中伴隨產生的氣體,由以甲烷為主的各種有害氣體構成。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生的劇烈氧化反應。瓦斯濃度、氧氣的濃度以及引火溫度是瓦斯爆炸的三個條件,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,情況通常較為復雜。更為重要的是爆炸產生的高溫高壓,會促使附近的氣體產生極大的沖擊力,造成人員傷亡和巷道、器材破壞,其揚起的煤塵使之參與爆炸,形成連續爆炸,破壞力驟然提升。
煤塵爆炸是指煤礦生產中的各種礦物細微顆粒在一定條件下發生的燃燒或爆炸反應,在此過程中產生的CO等有毒氣體能導致人員窒息身亡。
2.3 礦井水害
透水事故在近期發生的礦井災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。大多數地方的煤礦均在煤層淺部開采,將井筒建在老空區或周圍有老空區的現象普遍存在,古老煤礦形成的老空區積水量很難預測,開采范圍也難以確定,極易引發透水事故。
3.礦井地質災害的特點
充分地掌握礦井地質災害的特點對有效預防事故發生、及時減小災害損失起到關鍵性作用。綜合來看,礦井地質災害主要有連發、區域性強、可預測性等特征。
3.1 連發性
生態系統具有明顯的聯動性,牽一發而動全身,某一方面出現變動必然會引發其他自然因素的改變,這個道理同樣適用于煤礦開采的過程中。當礦井的地下構造因開采而發生改變時,就會引發其他地質要素發生某種程度上的改變或破壞,這種連鎖式的改變達到一定程度后就會引發地質災害,且災害的種類極可能具有非唯一性,產生復雜的、連發性的地質災害。
3.2 區域性
幾乎每個不同的區域都具有獨特的地質構造特征,其耐受性和受破壞程度通常具有較大的差別,因此,不同區域的礦井面臨的地質災害威脅不盡相同,由地區特性決定。
3.3 可預測性
隨著科技的進步和我國科研能力的提高,相關部門關于地質災害的認知程度不斷加深,煤礦企業也從多種渠道獲得了有關知識和實踐經驗,對地質災害的預兆、形式等有了進一步的把握,不再單純憑借以往的經驗教訓,先進的科學設備得到了廣泛的應用,地質災害的可預測性表現突出。然而,由于地質結構復雜多樣,現階段仍難以實現全面的地質災害預防工作。
4.礦井地質災害的預防措施
4.1 減輕地下開采對地面影響的措施
為了降低地下開采對地面造成的不良影響,應對開采可能影響到的地質結構及其應力能力進行透徹的分析,并采取有針對性的措施加以預防。當地下開采面積達到一定規模時會對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、膨脹系數等變化其塌陷帶波及上部巖層所造成的裂隙高度會不盡相同,但其裂隙高度仍然是有限的。對于厚煤層來講,由于采取與薄煤層不同的開采方式,開采過程對巖層的破壞程度也明顯加強,基本上為開采厚度的2-8倍。裂隙沉降帶高度能達到不規則塌陷帶的2倍多,若覆巖層的厚度超過了以上數據計算的破壞影響高度,則地面可以免受波及,幾乎不會產生破壞跡象,否則,要充分考慮應對地面破壞的預防措施。然而,從煤礦企業的角度出發,即便是沒有影響,也應該制定科學合理的控制性預防措施。
4.2 預防瓦斯與煤塵爆炸的措施
4.2.1 防止瓦斯爆炸的措施
預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。
對于預防瓦斯氣體聚積可以從三方面加以控制。首先,要加強礦井的通風管理,使瓦斯濃度保持在《煤礦安全規程》規定的濃度以下,在各工作面設置獨立的進回風系統,使瓦斯濃度在進風風流中不超過0.5%,回風風流中不超過1%,礦井總回風流中低于0.75%。其次,要建立健全瓦斯檢查制度,保證檢查的及時性和全面性,利用先進的甲烷檢查儀器對各用風地點的瓦斯濃度進行精準測量,發現隱患并及時處理,嚴禁超限作業。最后,從降低煤層及采空區瓦斯產生量的角度減低瓦斯濃度,采取瓦斯抽放的方式對含量大的煤層進行事先處理。
4.2.2 防止煤塵爆炸的措施
根據煤塵爆炸發生的特征,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生量;二是采取全方位的火源隔絕措施,堅決禁止因摩擦等產生高溫火源。
4.3 礦井水害的預防措施
礦井水害不僅關系到煤礦企業的利益和員工安全,更關系著水資源的合理利用與保護,要給予足夠的重視。對于預防礦井水害,企業管理人員可以從以下幾個方面進行:首先,要摒除工作人員的保守思想,充分調動其工作熱情,灌輸礦井水害的相關知識,讓他們切身體會到礦井水害的危害,提高警惕。其次,要加強預先探測,明確分工和工作職責,對于相關崗位的工作人員要嚴格執行崗位責任制,保證探測工作及時進行,同時也要引進先進的技術和探測設備,確保獲得全面、準確的高質量探測結果,爭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,在礦井選址的過程中要事先對水害的風險進行評估,結合工程的實際效果進行綜合考量,充分降低水害發生的概率。
5.結語
中圖分類號:F407.1 文獻標識碼:A 文章編號:
廣西的地貌屬于東南沿海丘陵與云貴高原之間的過渡地帶,多以山地為主,面積占總面積的65.2%,地貌以巖溶峰叢洼地和峰林平原為主,大部分山體坡度較大,高低海拔懸殊。而廣西的巖溶區還有遍布面廣的特點,在全區4個地市的33個縣中,都屬于巖溶區,碳酸鹽巖分布面積8.95萬平方公里,占全區面積的37.8%,占中國南方喀斯特面積的17%。因此,如何才能有針對性地對巖溶地區實行有效的防治,成為了全廣西地質防治中一項刻不容緩的重要工作。
一、廣西巖溶地區的特點
巖溶塌陷是我國主要的地質災害之一。一般來說,巖溶塌陷可以分為基巖塌陷和上覆土層塌陷這兩種形式。通常情況下,由基巖洞穴發展成的塌陷常產生深達十幾米到數百米的井筒狀塌陷漏斗;由土洞發展成的塌陷,也產生深幾米到幾十米的圓形塌陷坑。巖溶塌陷在我國廣泛分布,而廣西是我國巖溶塌陷最為嚴重的地區之一。據資料統計,從1999年開始進行地質災害統計以來,廣西已經查明的地質災害點就超過了15000處,其中大部分為較為不穩定的隱患點。遍布面廣、隱患多、頻率高等特點,是廣西巖溶地區最為主要的特點。
此外,在廣西巖溶地區,還聚居了瑤族、仫佬族、毛南族、壯族等小數民族,因其經濟發展水平低,加上多種地質災害的破壞,如泥石流、地面塌陷、水源漏失、旱澇交迭、土壤瘠薄、石漠化、巖溶滲漏等,使得這片巖溶地區的經濟發展陷入了惡性循環――“生態退化貧困生態進一步退化”的局面,嚴重影響了當地人們的生活與生存。因此,做好巖溶地質的防治工作,刻不容緩。
二、廣西巖溶地質災害防治技術及措施
正所謂預防勝于治療,在廣西巖溶地質災害工作中,做好相關的預防措施,是減低災害發生影響程度、減少經濟損失、確保人們生命財產安全的重要步驟。
廣西巖溶塌陷地區的預防措施
要有效地預防巖溶塌陷,首要工作就是要查明塌陷的成因,以及導致塌陷的影響因素,在此基礎上才可以有針對性地采取不同的措施來進行預防巖溶塌陷的發生。
一般可以采用設置排水系統、進行地表河流的疏導和改道、填補河床漏水點或落水洞、調整抽水井孔布局和井距、控制抽水井的降深和抽水量、限制開采井的抽水井段、重要建筑物基底下隱伏洞隙的預注漿封閉處理等方法來進行預防。進行工程建設的時候,應該要設法避開巖溶易發區而開展建設,如果無法避開的話,就要查明工程建設場地及其周圍巖溶發育情況,對巖溶塌陷易發區進行特殊地基處理,方能進行正常施工。
而對于一些線狀工程,如果實在無法繞避巖溶塌陷易發區,如我國中南和西南巖溶地區的公路、鐵路,為減輕巖溶塌陷的危害,必須在查明工程建設場地及其周圍巖溶發育情況的基礎上,按照避重就輕、興利防害的原則,采取以下預防措施:
首先,如果要在可溶性巖石分布區進行施工建設,那么路線要盡可能地選擇在難溶巖分布地段進行。且施工路線的方向不宜與構造線的方向平行,而應與之斜交或垂直。
此外,工程路線應該要盡量避開河流附近或較大斷層破碎帶,如果不可能避開的時候,就要斜交或者垂直地通過,以免由于巖溶發育或巖溶水豐富而威脅導路基的穩定。
同時,路線要盡量避開可溶巖與非可溶巖或金屬礦床的接觸帶,因這些地帶往往巖溶強烈發育,甚至有巖溶泉成群出露。在巖溶發育地區選線,應盡量在土層覆蓋較厚地段通過。但應注意土層內是否存在土洞。橋位應選在難溶巖分布區或巖溶不發育地段。而隧道的位置,則要有意識地盡量避開漏斗、落水洞和大溶洞,且避免與暗河平行。
廣西巖溶地質災害區走可持續發展道路,建設生態環保經濟型地區
針對廣西巖溶地區的氣候特點、土壤特點及地質環境特點,要改變巖溶地區環境惡劣、災害頻發、經濟落后等問題,就要實行生態環保經濟地區的建設,走可持續發展的道路。建林種樹,改善巖溶山區水土流失和石漠化、干旱等環境問題,建設農、林、果、藥、牧復合體系的示范地區,例如可以在桂西北、桂西南、桂中選擇具有典型特征的河池地區都安縣、大化縣、環江縣、百色地區平果縣果化鎮、柳州地區來賓縣小平陽鎮等五個鄉鎮作為巖溶區生態重建技術開發示范區。根據各自的地理條件、自然規律設計符合客觀實際的種植養殖沼氣種植的良性生態鏈,建立一個集農業生態、森林生態、草地生態、牧業生態于一體的可持續發展生態經濟型復合系統。提高當地人民的生活質量,通過生態環境的改善來對巖溶地區進行預防。
3、廣西巖溶地區塌陷的治理措施
科學有效的治理,才能使已經出現的巖溶塌陷的地段不再進一步惡化,一般來說,常常會使用以下的治理措施。
(1)清除填堵法:在清除溶洞或土洞中的松土之后,填入碎石、塊石等,然后再覆蓋粘土并分層夯實。利用這種方法,可以有效地改善地基土壤的性質,有效地防止塌陷的發生。為防止潛蝕的發生,可以在回填土洞的碎石上設置反濾層。對于重要建筑物一般需要將坑底或洞底與基巖面的通道堵塞,可開挖回填混凝土或灌漿處理。該方法常用于塌坑較淺或淺埋的土洞。
(2)強夯法:強夯法是通過重錘下落時的強烈沖擊波對土體進行夯實加固。此方法既可夯實塌陷區松軟的土層和塌陷坑內的回填土,又可消除隱伏土洞和軟弱帶,是一種治理與預防相結合的措施。
(3)灌漿法:對于埋藏較深的溶洞或土洞,不可能采用挖填和跨越方法處理時,可在洞體范圍內的頂板上鉆孔后,灌注水泥與粘土的混合漿液,漿液滲人到土層或回填土內部,可起到很好的膠結加固作用。但應注意灌滿并達到一定密度。
(4)樁基礎法:當土洞埋深較大時,可用樁基處理,如采用混凝土樁、鋼樁、砂樁或爆破樁等,除提高支承能力外,還可擠密土層和改變地下水滲流條件。
(5)排導法:由于地下水的活動可溶蝕、沖刷或潛蝕洞壁和洞頂,造成裂隙和洞體擴大或洞頂坍塌,因而應防止地表水入滲,可采用截排水措施將地表水引導到塌陷區以外。
三、小結
近年來,廣西針對巖溶山區現狀,有關部門已經著手開展各項攻克巖溶山區水土流失和石漠化綜合防治、干旱區綜合治理、可持續發展的資源合理開發與產業化中的重大關鍵技術難題的巖溶生態重建技術方案,通過科學合理的預防措施與治療方法,減低了巖溶地區地質災害的危害性及經濟損失。
參考文獻:
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中圖分類號:TV221 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)36-0288-01
我國正在成為一個令世界矚目的能源消耗大國,而水電資源的豐富空間,使中國完全有能力也有必要讓水電來緩解能源壓力。因此,在經濟發展中水利水電也將扮演中流砥柱的角色。西南大旱、北方冬麥區大旱都告訴我們應該大力發展水利水電事業,只有在水利水電基礎設施保證的前提下,農業生產才會有條不紊,農民生活才會進入更高階段的小康。另一方面,水利設施的建設還對調節局部小氣候起著至關重要的作用。
一、災害成災的特點
水利水電工程地質災害的發生具有時空分布規律,主要表現:前期開展勘測設計和科研工作對地質環境影響較小,工程場址主要受自然地質災害(包括滑坡、崩塌、泥石流等)的危害;建設期是工程地質災害(包括邊坡工程和地下工程地質災害)高發期,地質災害對人身財產安全、建設工期和工程投資直接或間接產生影響;運行期是水庫工程與地基工程地質災害高發期,地質災害直接威脅工程安全。
由于地質災害的產生在時間上具有突發性,在空間上具有隱蔽性,大量工程實例證明,工程地質災害的危害具體表現在以下幾個方面:對人身財產安全的影響;對工程進度的影響;對工程投資和效益的影響;對工程質量和安全的影響;對生態環境的影響。
二、地質災害預防與地質環境保護對策
由于人類還不可能完全通過工程措施解決所有的地質災害,所以進行有效的預防顯得尤為重要。根據水電工程建設特點及地質災害成因機制與成災特點,宜采取綜合預防措施,能避免的要盡量避免,對引起地質災害的人為因素要加以有效控制,不能避免的要進行有效預防,防患于未然。實踐證明,只要采取有效的預防措施,許多地質災害是可以避免的,這就要求項目建設的各個階段和環節均應充分重視地質災害的防治工作,從源頭上控制地質災害的產生和最大限度地避免地質災害造成的損失,水利水電工程地質災害的綜合預防措施應包括以下幾方面:
1.做好地質勘察,因地制宜設計
水利水電工程前期勘測設計工作是水電項目建設各階段中關鍵的一項工作,扎實的前期工作是工程順利建設、達標投產、安全運行,并取得效益的前提和保證。水利水電工程地質災害大部分與人為因素有關,其中最直接的原因就是勘測不到位、設計不合理。實踐證明,工程地質勘察工作是水利水電工程規劃、設計、施工等極為重要的前期基礎工作之一。如果前期不首先對工程地質條件進行全面、深入的研究,就無法選定最佳的工程場址,更無法確定適合地形地質特點的建筑物類型、樞紐布置和科學的施工方法,地質災害就在所難免。設計是工程建設的靈魂,脫離實際地質環境的不良設計,會誘發和加重地質災害,并留下安全隱患。因此做好前期地質勘察,依靠科技進步,提高勘察設計水平,科學合理、因地制宜地進行水利水電工程設計,是預防地質災害最直接、最有效的手段。
2.開展地質災害評估,落實防治對策
進行地質災害危險性評估是為水利水電工程建設相關的立項、征地、投資決策、合理確定開發方案及地質災害防治工程設計等工作,提供科學依據,防止工程建設遭受地質災害的危害,使國家、企業或人民群眾的生命、財產受到損失,避免由于預防和治理地質災害失策,不合理地增加工程建設投資,或者影響企業的經濟效益。根據《地質災害防治條例》,水利水電工程地質災害危險性評估工作應在可行性研究階段進行,且地質災害危險性評估不替代建設工程各階段工程地質勘察或有關的評價工作。對地質災害危險性要做出正確的評價,必須與工程緊密結合,既要進行科學的預測與評估,又要提出有針對性的預防措施,并在水利水電工程建設全過程中加以認真落實。
3.強化施工管理,確保質量安全
不少工程邊坡變形破壞、地下洞室坍塌冒頂、臨時圍堰潰決或被沖毀均與施工質量有關,包括施工方法不當、施工質量差及工程搶險留下隱患等等,導致了很多可以避免的災害發生。施工質量是工程質量與安全的基礎和保障,是工程產生經濟社會效益的前提。水利水電工程建設是綜合性的實施過程,在注重勘察設計質量的同時,要重視工程建設質量,強化施工管理,發揮好建設監理的作用,切實加強施工質量控制,確保工程質量安全。
4.進行長期監測,建立預警系統
監測資料能反映各種自然和人為因素的綜合影響和各種環境地質問題的動態變化。由于巖(土) 體變形與破壞是一個漸進的、由量變到質變的變化過程,加之客觀地質條件的復雜多樣性,要準確預測預報變形與破壞發生的時空關系是較為困難的,因此應采取巡視檢查與長期監測相結合的因地制宜的預防。對樞紐工程區的高邊坡、危巖體、所有建筑物邊坡( 特別是曾經產生過變形或破壞但已經過綜合處理的邊坡),除施工期要加強監測外,運行期應視具體情況進行長期監測。通過運行期監測,特別是水庫運行初期的監測,可以正確地預測其發展趨勢,以便發現問題,及時采取補救措施。某水電站泄洪洞進口邊坡施工期產生大塌方,由于監測到位,預報準確,及時采取應急措施,撤離現場工作人員,避免了傷亡事故發生。對于水庫工程區,按照“檢測預報、群測群防、搬遷避讓、的原則,對現在還沒有變形失穩跡象、但預計將來可能失穩的有移(居) 民點的庫岸邊坡,應加強觀察并進行必要的監測,對邊坡穩定性進行預測預報;對可能誘發地震的水利水電工程,應設立地震監測網站,適時監控蓄水后地震情況,發現新的隱患或災情,及時通報,并進行妥善安置處理。
5.保護地質環境,促進和諧發展
在保護生態的基礎上有序開發水電,做到促進經濟建設和保護生態環境并重。水利水電工程是系統工程,涉及工程建設區和影響區的地質環境、生態環境及人文環境等問題。如工程區域穩定性( 包括地震安全性及誘發地震可能性)、開發建設必要性、方案技術可行性與經濟合理性、地質災害危險性與建設場地適宜性、工程建設對陸生生態與水生生態及自然景觀(或保護區) 的影響、文物古跡及民俗文化的保護、土地與礦產資源淹沒、移民安置規劃與生產資源恢復重建等,依據國家的法律法規及相關規程規范,均要進行專門的評價和論證,并需要經過有關部門的審查和批準。其中生態環境是較為敏感的話題,從工程規劃、勘測設計到開發建設,越來越受到社會各界的關注。生態環境是地質環境的屏障,對地質環境起著巨大的保護作用,而地質環境是生態環境及人文環境的載體,也是地質災害產生的物質基礎,它們相互作用,相互影響,相互制約,又相對統一,形成完整的生態-地質-人文環境系統。水利水電工程建設涉及面廣、影響范圍大,要獲得持續、健康、穩定的發展,實現工程建設與自然環境的和諧,必須更加重視地質環境保護,做好地質環境影響評價工作,包括地質環境監測,地質災害防治,地質環境治理,地質遺跡、景觀和古生物化石保護等。
水利水電工程開發建設是認識自然、改造自然、利用自然的過程,只有充分地認識自然,才能有效地利用和改造自然。地質災害總是受所在自然地質環境控制,由于地質環境的復雜多變性,地質災害是不以人們主觀意志為轉移客觀存在的,但是,只要對地質環境有充分的認識和了解,做好地質勘察與地質災害評估、設計、加強預測預報并采取防汛措施,地質災害是可預防的。和諧與可持續發展的社會應當具備適度承受災害風險的能力及科學地應對災害和主動防災減災行為。
參考文獻