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        探討礦山地災(zāi)類型、危險(xiǎn)性與地質(zhì)災(zāi)害勘查技術(shù)方法

        2020-12-08 09:44:36黃建平
        世界有色金屬 2020年11期
        關(guān)鍵詞:危險(xiǎn)性泥石流采空區(qū)

        黃建平,劉 鵬

        (四川省煤田地質(zhì)局一四一隊(duì),四川 德陽 618000)

        我國的礦產(chǎn)資源較為豐富,但是在之前的礦山開采過程中,由于開采技術(shù)、開采理念有些落后,忽視了開采過程中的科學(xué)性以及礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性。近年來,礦山地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的現(xiàn)象更是屢見不鮮,對于我國的社會(huì)穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展都帶來了巨大的影響。因此,有針對性的采取相應(yīng)的地質(zhì)災(zāi)害勘查技術(shù)手段,能夠準(zhǔn)確的判別地質(zhì)災(zāi)害的類型、地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性,因此本文就將對此進(jìn)行詳細(xì)的分析和研究。

        1 礦山地質(zhì)災(zāi)害的主要類型及危險(xiǎn)性

        (1)采空區(qū)塌陷。①成因分析。采空區(qū)塌陷這是最為常見的礦山地質(zhì)災(zāi)害類型之一,采空區(qū)是礦山開采過程中的主要作業(yè)區(qū),在開采的過程中會(huì)嚴(yán)重的破壞采空區(qū)的內(nèi)部地質(zhì)結(jié)構(gòu),所以容易引發(fā)各類地質(zhì)問題?,F(xiàn)有的研究分析表明,人為原因是采空區(qū)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的主要原因,也就是開采人員對于礦山的不合理的開發(fā)而導(dǎo)致。在進(jìn)行礦山開采過程中,頂板巖層重力與上覆蓋巖層的壓力,就會(huì)產(chǎn)生向下的彎曲或者移動(dòng)[1]。一旦頂板巖層承受的荷載超過自身的最大承受荷載,頂板巖層就會(huì)出現(xiàn)斷裂或者塌陷的問題。對礦山的過度開采則會(huì)進(jìn)一步增加頂板巖層的受力范圍和受到的荷載,容易引發(fā)采空區(qū)塌陷的危險(xiǎn),所以在開采過程中要注意適度開采,用合理的技術(shù)手段來進(jìn)行開采,不能僅僅追求經(jīng)濟(jì)利益,而造成嚴(yán)重的礦山地質(zhì)災(zāi)害。②危險(xiǎn)性分析。采空區(qū)塌陷會(huì)造成嚴(yán)重的危險(xiǎn),會(huì)危害周圍的建筑、水利設(shè)施、周圍居民的生命財(cái)產(chǎn)安全,為了避免造成嚴(yán)重的危害,要采取嚴(yán)格的控制措施來降低采空區(qū)塌陷發(fā)生的概率。進(jìn)行礦山開采活動(dòng)本身是為了滿足人民生活和社會(huì)發(fā)展的需求,是造福社會(huì)的好事,但是如果發(fā)生了嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害,反而會(huì)威脅社會(huì)的發(fā)展,起到相反的效果。另外,礦山的開采過程會(huì)造成一定程度上的地質(zhì)破壞,勢必會(huì)影響淺層的含水功能,影響正常的地下水循環(huán),更是會(huì)影響周圍的植被的正常生產(chǎn),長久以往會(huì)影響開采區(qū)的整體環(huán)境。同時(shí),采空區(qū)塌陷還會(huì)造成土地資源的流失。

        (2)泥石流。①成因分析。泥石流這種地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要原因是自然因素,就是采礦區(qū)周圍的地質(zhì)環(huán)境較為惡劣而導(dǎo)致的礦山開采過程中的泥土流失。泥石流和采礦區(qū)塌陷的主要在于泥石流災(zāi)害的預(yù)防更為困難,因此針對泥石流災(zāi)害只能是盡量的減少其帶來的經(jīng)濟(jì)損失和造成的人身危害。泥石流發(fā)生的原因主要有以下幾個(gè):第一,泥石流主要發(fā)生在山地較多的地區(qū);第二,泥石流發(fā)生地區(qū)一定擁有非常豐富的水資源,水流為泥石流的發(fā)生提供了載體,這也是泥石流形成的一個(gè)必要條件;第三,泥石流物源,泥石流物源是泥石流發(fā)生的必不可缺的因素之一,物源是泥石流發(fā)生的重要基礎(chǔ)。在開采的過程中,廢物廢渣的隨意堆放更是成為了泥石流發(fā)生的主要物源,另外,植被的亂砍濫伐造成流失的水土也會(huì)成為泥石流的物源。②危險(xiǎn)性分析。在礦山開采過程中,會(huì)對開采區(qū)的內(nèi)部地質(zhì)造成較大的破壞,會(huì)造成各種各樣的廢棄物,尤其是廢土、廢石、固體垃圾等等。在礦山開采過程時(shí),往往不會(huì)注意清理這些廢棄物,這不僅嚴(yán)重影響了周圍的植被,也提高了泥石流發(fā)生的概率。這時(shí)候,一旦有大量的降水出現(xiàn),就極其容易發(fā)生泥石流地質(zhì)災(zāi)害。所以,在開采的過程中,一定要注意對各種廢棄物的及時(shí)處理,做好相應(yīng)的監(jiān)管工作,避免出現(xiàn)大量的廢棄物堆積,這樣就可以在一定程度上避免泥石流的形成。尤其是在靠近河流等水資源豐富地區(qū)的礦山開采,更是要注意對于廢棄物的處理。

        泥石流一旦發(fā)生,就會(huì)對周圍的房屋造成影響,進(jìn)而會(huì)影響河流河道等等,更有嚴(yán)重者,會(huì)破壞公路、鐵路等交通運(yùn)輸設(shè)施,危害周圍居民的生命安全。一般來說,泥石流發(fā)生難以控制,在流動(dòng)的過程中可能會(huì)引發(fā)更為嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害,造成更為嚴(yán)重的影響。因此,在礦山的地質(zhì)災(zāi)害中,泥石流是需要重點(diǎn)預(yù)防的地質(zhì)災(zāi)害。

        (3)滑坡。①成因分析。滑坡和泥石流這兩種災(zāi)害發(fā)生的情況較為相似,不過在成因上有所不同:泥石流主要是由于自然因素造成,而滑坡則是受到人為因素和自然因素這兩方面的影響[2]。首先,在自然因素方面主要有三種,開采坡面的選擇,開采時(shí)如果巖體的不連續(xù)面傾斜度傾向于坡面時(shí),就會(huì)造成滑坡;邊坡受到風(fēng)化作用的影響降低了邊坡的穩(wěn)定性,也會(huì)造成滑坡;其他地質(zhì)災(zāi)害引發(fā)的滑坡現(xiàn)象的造成滑坡,比如地震等。因此在礦山開采的過程中要給予注意,做好滑坡的預(yù)警,盡量減少其造成的危害。人為原因主要是開采人員在礦山開采的過程中,開采技術(shù)和開采方法的問題,例如對于坡腳的不合理開挖等等。②危險(xiǎn)性分析?;轮饕褪且?yàn)殚_采過程中的坡體或者坡腳的形狀和位置的不合理導(dǎo)致的,一般來說,滑坡發(fā)生的危險(xiǎn)性大小是以滑坡發(fā)生后造成的經(jīng)濟(jì)損失來確定的,會(huì)造成嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失?;聲?huì)造成河流、河道的阻塞,如果發(fā)生在主要交通路線上,也會(huì)破壞道路等正常的交通運(yùn)行,由此可見,滑坡的地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性也相對較為嚴(yán)重,在實(shí)際中要給予充分的重視。

        (4)水土流失。①成因分析。除了上述三種常見的地質(zhì)災(zāi)害之外,水土流失也是礦山開采過程中極其容易發(fā)生的一種地質(zhì)災(zāi)害。同滑坡災(zāi)害一樣,水土流失主要發(fā)生的原因也是受到人為因素和自然因素兩個(gè)方面的影響。首先,水土流失的自然原因在于氣候、地質(zhì)地貌、植被、土壤地形的變化等等,也就是在開采的過程中,會(huì)因?yàn)殚_采工作而導(dǎo)致的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、生態(tài)環(huán)境等改變而造成的水土資源流失,或者在滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害中,連帶的將植被和表層的土地資源的滑落,進(jìn)而造成了水土流失人為原因主要是人們不合理的利用礦山資源,濫砍濫發(fā)等不合理的行為造成對植被造成了嚴(yán)重的破壞,進(jìn)而造成了嚴(yán)重的水土流失現(xiàn)象,水土流失的主要原因是因?yàn)橹脖缓蜕鷳B(tài)破壞。另外,在實(shí)際的開采過程中,造成水土流失的一個(gè)重要原因就是水利侵蝕,對于一些涉及的水利工程來說,一旦水利工程得不到有效的控制,就容易造成水土流失的隱患。②危險(xiǎn)性分析。水土流失最為直接的危害就是造成大量的水土面積的流失,對植被造成嚴(yán)重的破壞,改變原有的地質(zhì)地貌,破壞了開采區(qū)的生態(tài)環(huán)境的平衡。水土流失的危害很難會(huì)直接對人們的人身和財(cái)產(chǎn)安全造成影響,但是這種對于自然環(huán)境的破壞,會(huì)間接的影響人們的生產(chǎn)生活,所以,在進(jìn)行礦山開采的過程中,要注意對于植被和周圍環(huán)境的保護(hù),預(yù)防水土流失。

        2 礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查技術(shù)方法

        2.1 地球信息綜合勘查技術(shù)

        近年來,信息技術(shù)的快速發(fā)展,也帶動(dòng)了礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查技術(shù)不斷進(jìn)步,在礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查過程中可以運(yùn)用地球信息綜合勘察技術(shù),對采空區(qū)進(jìn)行準(zhǔn)確的勘查[3]。地球信息綜合技術(shù)主要來說包括以下3中具體技術(shù)的應(yīng)用。第一,GPS技術(shù)。GPS技術(shù)的運(yùn)用主要是為了對災(zāi)害發(fā)生地區(qū)進(jìn)行準(zhǔn)確的定位,進(jìn)而能夠?qū)Φ刭|(zhì)災(zāi)害的分布情況、發(fā)展規(guī)律等進(jìn)行相關(guān)的梳理和總結(jié),能夠有效的對地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)警;第二,RS技術(shù)。RS技術(shù)主要是用來分析地貌的受到破壞的程度、塌陷地區(qū)的形態(tài)以及廢舊物的面積等等,通過這些信息能夠?qū)﹂_采過程中的技術(shù)利用和位置選擇提供有效幫助,防治出現(xiàn)一些安全隱患事故出現(xiàn);第三,GIS技術(shù)。該技術(shù)主要用來分析礦山的空間災(zāi)害信息,對采空區(qū)的塌陷進(jìn)行有效的監(jiān)測和預(yù)防,避免因?yàn)橐恍┎缓侠淼牟僮髟斐傻牟煽諈^(qū)塌陷,提高開采過程的安全性。同時(shí)能夠有效保證開采人員的生命安全,對礦山周邊地區(qū)的環(huán)境以及居民都能夠起到良好的保護(hù)作用。

        2.2 化學(xué)勘查法

        化學(xué)勘查法就是利用化學(xué)反應(yīng)對礦山周圍的環(huán)境進(jìn)行調(diào)查,化學(xué)勘查法主要應(yīng)用在環(huán)境勘查工作中,針對周圍環(huán)境的污染情況提出相應(yīng)的治理辦法,為環(huán)境治理提供參考信息?;瘜W(xué)勘查法主要是針對泥石流和水土流失這類地質(zhì)災(zāi)害,化學(xué)勘查的具體方法有很多,但是其主要的工作原理都是通過相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)來達(dá)到對周圍環(huán)境的評估,進(jìn)而來測定檢測區(qū)域的水土流失和泥石流發(fā)生的概率。尤其是對于水土流失的勘查,利用化學(xué)勘查法可以測定檢測區(qū)域的地質(zhì)地貌、水文氣象等是否穩(wěn)定,進(jìn)而采取相應(yīng)的治理措施,預(yù)防礦山地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

        2.3 物理勘查技術(shù)

        對于滑坡或者采空區(qū)塌陷,可以采用物理勘查技術(shù),常用的方法主要有以下幾種,下面進(jìn)行簡單的分析。

        (1)高密度電阻率法。該方法是根據(jù)巖體的導(dǎo)電性的差異來進(jìn)行物理勘查,可以一次性的采集多種數(shù)據(jù),來分析深度方向和水平方向的電性變化。對異常的數(shù)據(jù)進(jìn)行重點(diǎn)分析,推測災(zāi)害發(fā)生的影響范圍。該方法主要適用于較淺的采空區(qū)的勘查。

        (2)視電阻率法。該方法主要對采空區(qū)的填充空氣的電阻率和硫化物礦體的電阻率的進(jìn)行鑒別,判斷該采空區(qū)是否存在有價(jià)值的礦產(chǎn)資源,避免對一些不含礦物的地層進(jìn)行開采,節(jié)省人力物力,盡可能的降低對于原有地質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變,進(jìn)而保護(hù)原有的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。

        (3)淺層地震法。該方法是通過人工手段來分析地震波傳播的規(guī)律,對地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地層巖性進(jìn)行物理勘查,主要應(yīng)用于滑坡和采空區(qū)的勘查。通過人工模擬的地震比可以檢測周圍地質(zhì)情況能夠承受的最大地震力,從而對檢測區(qū)域的地質(zhì)情況能夠有效的掌握。

        3 結(jié)束語

        綜上所述,由于受到各種自然因素和人為因素的影響,礦山在開采的過程中常常會(huì)發(fā)生各種地質(zhì)災(zāi)害,本文主要分析了最為常見的四種危害,即采空區(qū)塌陷、滑坡、泥石流和水土流失。這四種危害無論哪一種發(fā)生,都會(huì)對周圍環(huán)境、人員的生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的威脅,必須要提高地質(zhì)災(zāi)害的勘查水平,采取相應(yīng)的措施來進(jìn)行防范,降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的幾率,提高礦山開采工作的安全性和穩(wěn)定性。

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