黃德富,鄭 云

(四川會理鉛鋅股份有限公司, 四川會理縣 615105)

四川會理天寶山礦區(qū)工程地質(zhì)災(zāi)害分析及其防治措施

黃德富,鄭 云

(四川會理鉛鋅股份有限公司, 四川會理縣 615105)

介紹了天寶山Ⅱ礦體礦區(qū)工程地質(zhì)災(zāi)害的情況,分析研究了工程地質(zhì)災(zāi)害類型及其產(chǎn)生的原因。針對礦山地質(zhì)環(huán)境破壞的特點(diǎn)、方式、分布及危害程度,提出了因害設(shè)防,綜合治理的措施,采取攔、填、疏、排、護(hù)等治理措施,對礦山開采環(huán)境進(jìn)行綜合治理,取得了很好的效果。

工程地質(zhì)災(zāi)害;防治措施;防治效果

會理縣天寶山Ⅱ礦體目前是會理鉛鋅股份有限公司開采的礦體之一。天寶山鉛鋅礦位于四川會理縣城北約50 km的白果鄉(xiāng)境內(nèi)。礦區(qū)處于龍帚山北端,主分水嶺之東坡,山高坡陡,溝壑縱橫,年降雨量1160 mm以上,多集中在7,8,9月份。礦體東西最長285 m,平均水平厚度69.36 m,垂直延深372 m,傾角75°～85°,礦體總的形態(tài)為一厚度巨大、陡傾、向下有簡單分枝的似柱狀礦體。在礦體上部地表是兩條山溝的交匯處,三面環(huán)山。礦山采礦歷史可追溯至1703年,1952年成立國營會理鋅礦,現(xiàn)已發(fā)展成為年采選生產(chǎn)能力為30萬t的中型礦山。

由于礦區(qū)內(nèi)地形復(fù)雜,滑坡、地表沉陷等工程地質(zhì)災(zāi)害突出,嚴(yán)重制約了礦山的正常生產(chǎn),給周圍人員和財產(chǎn)的安全造成了威脅。

1 礦山開采情況

礦山采礦歷史悠久,可追溯至1703年,1952年成立國營會理鋅礦。礦山于1985年改擴(kuò)建,生產(chǎn)規(guī)模為33萬t/a。采用平硐加輔助豎井聯(lián)合開拓,采礦方法由干式充填法改為有底柱階段強(qiáng)制崩落法, 1990年擴(kuò)建完工投入試生產(chǎn)。由于生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大,加快了對礦產(chǎn)資源的需求與消耗,也加劇了礦區(qū)環(huán)境的破壞。地表塌陷、植被破壞、地面匯集水順著陷落區(qū)流下,井下壓力增大,泥石流、冒頂片幫時有發(fā)生,地質(zhì)災(zāi)害問題日趨嚴(yán)重,潛在的致災(zāi)隱患不斷增多,嚴(yán)重制約了企業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

2 礦山工程地質(zhì)災(zāi)害的主要種類

(1)塌陷。由于采用有底柱階段強(qiáng)制崩落法開采,地表覆蓋層隨著礦石的放出逐漸下沉,在地表形成較大面積的塌陷。隨著礦山開采的延深和規(guī)模擴(kuò)大,塌陷范圍也逐漸擴(kuò)大。大氣降水和地表水沿塌陷裂縫灌入坑內(nèi),容易造成淹井事故。

(2)滑坡。開采高度下降,采礦崩落使地表覆蓋層也不斷下降,邊坡角度變陡。隨著開采高度下降越深,地表移動范圍擴(kuò)大,大氣降水沿塌陷裂縫滲入引起滑坡。

(3)泥石流。暴雨、山洪等自然災(zāi)害易引發(fā)山體滑坡,并攜帶有大量泥石形成特殊洪流,在塌陷區(qū)匯集滲入地下開采區(qū),形成井下泥石流。井下泥石流具有突然性和強(qiáng)破壞力,易造成巨大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。

(4)礦坑突水。在生產(chǎn)過程中常因?qū)ΦV坑涌水量估計不足,采掘過程中打穿老窿,貫穿透水?dāng)鄬?導(dǎo)致地下水或地面匯集水大量涌入礦坑,造成井巷被淹。隨著開采深度的下降,地下水位也隨之而降,且涌水量增大。如九中段當(dāng)初由于對涌水量估計不足,設(shè)計的巷道斷面和排水溝斷面不足,井下涌水排泄不暢通,造成運(yùn)輸困難。采掘過程中驟遇透水?dāng)鄬雍偷亓芽p,常會使淺部第四紀(jì)沉積物隨地表徑流涌入坑內(nèi),導(dǎo)致坑道被泥沙阻塞,機(jī)器設(shè)備被泥沙所埋,使礦山遭受毀滅性的打擊。

(5)冒頂片幫。礦坑周邊和頂?shù)装鍑鷰r,在受到強(qiáng)大的地殼應(yīng)力作用時,被強(qiáng)烈壓縮,一旦因采掘挖空出現(xiàn)自由面,即有可能產(chǎn)生巖石地應(yīng)力的驟然釋放,導(dǎo)致巖石大量破裂成碎塊,并向坑內(nèi)大量噴射、爆散,給礦山帶來危害和災(zāi)難,如E807采場。

3 工程地質(zhì)災(zāi)害實(shí)例

(1)1995年12月31日下午2點(diǎn),由于七中段主溜井內(nèi)的存窿礦石和混雜的泥沙膠結(jié),在主溜井內(nèi)形成高位懸頂,放礦員工在等待放礦時,膠結(jié)的礦石突發(fā)涌出,將放礦員工淹埋,造成一名放礦員工窒息死亡的悲慘事故。

(2)1995年,六中段東部采場中央回風(fēng)平巷施工打穿古采礦老窿,數(shù)千立方米老窿水涌出,造成淹井事故。

(3)1998年,由于采礦在地表形成范圍約1500 m2、深10 m的塌陷坑,積水并形成泥石流,數(shù)千立方米泥石流直接從六中段采場沿放礦漏斗通道沖出,造成淹井事故,直接經(jīng)濟(jì)損失數(shù)百萬元,導(dǎo)致全公司停工停產(chǎn)兩個月。

(4)2000年,九中段運(yùn)輸平巷掘進(jìn)過程中打穿F30斷層,數(shù)百立方米地下水夾雜斷層碎隙物傾泄而出,直接經(jīng)濟(jì)損失數(shù)十萬元,造成巷道施工停工半個月。

(5)2001年5月,當(dāng)?shù)貗D女私自進(jìn)入礦區(qū)塌陷范圍內(nèi)偷撿礦石,由于當(dāng)時礦山正在進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè),放礦過程中地表陷落區(qū)因礦巖移動,發(fā)生塌陷,瞬間將一名撿礦婦女掩埋致死。

(6)2005年,八中段開拓工程施工,由于在施工過程中支護(hù)不及時造成巷道大面積片幫冒頂,使上部采礦工程施工困難,經(jīng)濟(jì)損失超百萬元,造成采掘失調(diào),導(dǎo)致生產(chǎn)供礦困難。

4 礦山工程地質(zhì)災(zāi)害的防治措施

公司領(lǐng)導(dǎo)十分重視礦山工程地質(zhì)災(zāi)害所造成的一系列問題,每年都要投入大量的人力、物力和財力盡最大努力解決。因?yàn)椴煌墓こ痰刭|(zhì)災(zāi)害具有一定的相關(guān)性,根據(jù)礦山的地質(zhì)條件和地形特點(diǎn)及礦山的開發(fā)利用方案,以及重點(diǎn)的分布特點(diǎn)劃分不同層次的防治區(qū),積極采取相應(yīng)的防治措施。

(1)塌陷、滑坡、泥石流的防治措施。加強(qiáng)礦山地表陷落區(qū)山體位移的監(jiān)測、觀察,及時掌握地表陷落區(qū)山體位移的動態(tài)變化,提供科學(xué)數(shù)據(jù),制定相應(yīng)對策措施。對居住在地表移動范圍周邊的村民進(jìn)行避險搬遷安置,撤除行洪溝兩側(cè)的建筑物、構(gòu)筑物,在礦區(qū)工程地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)域用廢舊鋼繩編織隔離帶,設(shè)立警示標(biāo)志牌,嚴(yán)禁人員進(jìn)入和放牧牲畜。在采礦地表移動范圍以外修筑截洪溝,將大部分大氣降水排出。在每年雨季來臨前對塌陷區(qū)采取回填和疏通的方法,即利用廢石對塌陷區(qū)進(jìn)行回填,使暴雨、山洪在塌陷區(qū)不會形成積水。在陷落區(qū)建立小型排水溝網(wǎng),降低排水溝深度,疏導(dǎo)洪水從陷落區(qū)自然排出,防止井下泥石流的發(fā)生。在山溝下游構(gòu)筑多級攔渣壩,防止泥石流對下游的生產(chǎn)設(shè)施和工作人員造成危害。

(2)礦坑突水的防治措施。根據(jù)礦山的水文地質(zhì)資料,以及礦山以前的最大涌水量,作好坑道的排水設(shè)計,依據(jù)工程已經(jīng)揭露的導(dǎo)水?dāng)鄬拥姆植记闆r及涌水量等資料指導(dǎo)施工,做到“有疑必探、先探后采”,提前采用鉆孔探放水,消除礦坑突水潰沙涌泥的事故發(fā)生。

(3)冒頂片幫的防治措施。對于坑道開采,在坑道內(nèi)一定要作好支護(hù),做到邊掘進(jìn)邊支護(hù),對礦巖不穩(wěn)定的地段,必須短掘短支。防止因礦巖不穩(wěn)固而產(chǎn)生的頂板坍塌、冒頂?shù)任：Φ陌l(fā)生。目前礦山根據(jù)礦巖穩(wěn)固情況采取不同的支護(hù)方式,主要有木支護(hù)、鋼架支護(hù)、噴射混凝土支護(hù)、鋼筋混凝土支護(hù)、噴錨網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)等。

5 結(jié)束語

四川會理鉛鋅股份有限公司在多年的礦山工程地質(zhì)災(zāi)害防治與治理過程中,形成了自己特有的一套治理措施,那就是始終堅持以防為主,防治結(jié)合的原則,遵循自然規(guī)律,進(jìn)行全面調(diào)查摸底,科學(xué)制定預(yù)案。通過對地表以及井下采取回填、疏通、截洪等相應(yīng)的防治措施,自1999年以來,在礦山采掘過程中未發(fā)生過一次井下泥石流,2000年后未發(fā)生過一次突水潰沙涌泥事件,2005年后未發(fā)生過一次嚴(yán)重冒頂片幫的情況。礦山生產(chǎn)秩序井然,采掘能力逐年提高,2011年礦山生產(chǎn)達(dá)到33萬t/a,創(chuàng)歷史最好紀(jì)錄。2010年成為四川省第一家獲得“二級標(biāo)準(zhǔn)化礦山”的企業(yè)。

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2012-04-16)