顧婧媛,王 強(qiáng),張學(xué)紅
隨著礦山開采活動的不斷發(fā)展,出現(xiàn)了越來越多的礦山地質(zhì)環(huán)境問題。如何盡量減少礦山開采活動對礦山地質(zhì)環(huán)境問題的影響,是至關(guān)重要的,本文著重探討了礦山地質(zhì)災(zāi)害誘因以及如何對各類礦山地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行防治,以保障礦區(qū)工作人員及礦區(qū)周邊居民的人身財產(chǎn)安全。
礦山開采所誘發(fā)的山體滑坡、崩塌,是礦區(qū)常見的突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害之一。由于采礦開挖而形成的高陡邊坡,長期受風(fēng)化、雨水等侵蝕易形成破碎危巖帶及山體開裂等,尤其是在運(yùn)用崩落法采礦、暴雨不當(dāng)時,極易誘發(fā)山體滑坡、崩塌等現(xiàn)象。泥石流是溝谷中,由暴雨、冰雪融水等含有大量泥沙石塊的特殊洪流,在礦山的資源開采中,由于山上的植被和巖石遭到破壞,特別是在暴雨天氣經(jīng)過水的搬運(yùn)作用,會形成降雨性的泥石流,這種泥石流的發(fā)生也有其自身的特點(diǎn),一般由石塊、沙礫和粘土組成,目前我國礦山泥石流的發(fā)生主要與礦山開采中的廢石堆較多、攔護(hù)措施差、結(jié)構(gòu)松散等有關(guān)。礦山開采所引發(fā)地面塌陷也被稱之為采空塌陷。采空區(qū)塌陷的現(xiàn)象主要發(fā)生在以空場法、崩落法進(jìn)行開采的地下礦山區(qū)域,在形成一定規(guī)模后自然發(fā)生垮落,一旦無法及時有效地進(jìn)行預(yù)防處理,將會誘發(fā)嚴(yán)重的事故隱患,甚至在近地表的巖移中,威脅到地表建筑和道路的使用質(zhì)量安全,嚴(yán)重的還可進(jìn)一步引發(fā)大規(guī)模山體滑移。根據(jù)目前對礦山地質(zhì)災(zāi)害的研究,滑坡災(zāi)害發(fā)生時,因其平面范圍、滑體體積、前后緣高差、巖土體結(jié)構(gòu)等不同,滑坡失穩(wěn)之后的嚴(yán)重程度也會明顯不同。因此,對任何地區(qū),都需要加強(qiáng)對滑坡災(zāi)害的重視,要堅持“以防為主,防治結(jié)合”的原則,科學(xué)做好預(yù)防和治理工作,改善礦山地質(zhì)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境。
對礦山資源進(jìn)行建設(shè)和開發(fā)期間,由局部地下水位比較充足的地方對其進(jìn)行建設(shè)開發(fā),需要對充足地下水位開展抽取排除操作,以便達(dá)到礦山開采的要求。然而很多地下水位的抽取排除就會導(dǎo)致這個地區(qū)的地下水位下降,很大程度上會使地下水系統(tǒng)受到損壞,甚至嚴(yán)重情況會由于缺少地下水支撐,導(dǎo)致地質(zhì)環(huán)境受到不均衡影響而造成地表塌陷情況,同時也會出現(xiàn)地面缺水干枯等現(xiàn)象。另外,礦山建設(shè)和開發(fā)過程中,也存在礦山礦井和地下暗河等相互連通的問題,導(dǎo)致地下水資源流入到巷道內(nèi),對于礦山開采的工作造成不利影響。其次,地下水并不是純凈水,在這些地下水當(dāng)中摻雜著非常多的泥、沙等雜質(zhì),其會隨著地下水資源流入到井內(nèi)或者巷道內(nèi)的縫隙和設(shè)備當(dāng)中,導(dǎo)致巷道出現(xiàn)堵塞,影響設(shè)備正常使用的情況。
2.2.1 地面塌陷災(zāi)害
所謂的地面塌陷指的就是礦山中相應(yīng)礦井、礦山地表和巖石等塌陷問題,這樣問題是礦山建設(shè)中經(jīng)常遇到的地質(zhì)災(zāi)害,災(zāi)害問題的發(fā)生除了會對地面住宅樓和人們的生命財產(chǎn)安全造成威脅以外,也會給礦山附近居民日常生產(chǎn)生活產(chǎn)生不利影響。所以在實(shí)際開展礦山建設(shè)和研發(fā)過程中,一定要對礦山礦脈附近巖石層進(jìn)行更深層次的探究和勘察,對開采的安全性等開展評價,并且選擇必要的防護(hù)對策和起爆對策。在此期間,一定要確??疾爝^程的全面性和準(zhǔn)確性,以免發(fā)生勘查錯誤問題,確保人們生命安全。
2.2.2 塌方災(zāi)害
礦山塌方指的是礦山在建設(shè)期間由于操作原因或巖石自身原因而導(dǎo)致的礦山結(jié)構(gòu)出現(xiàn)改變之后,礦山表面上的巖石和沙石等會發(fā)生快速下落情況。在這些砂石和巖石等下落過程中會導(dǎo)致礦山大規(guī)模的出現(xiàn)崩塌問題而出現(xiàn)嚴(yán)重事故,塌方也是一種經(jīng)常遇到的礦山地質(zhì)災(zāi)害。踏方過程中,土體和巖石直接降落通常都是因?yàn)橹亓υ蛩鶎?dǎo)致。其次,導(dǎo)致這種問題發(fā)生到外在原因是地表沖刷以及暴雨天氣沖刷等,當(dāng)然有時也會由于開采建設(shè)設(shè)備和方法使用不恰當(dāng)而導(dǎo)致的塌方問題。經(jīng)常遇到的人為原因是礦山地表挖空而導(dǎo)致的礦山坡體出現(xiàn)失衡性。
2.2.3 滑坡與泥石流災(zāi)害
所謂的滑坡災(zāi)害主要出現(xiàn)在礦山斜坡的地方,其主要是指堆積在一些巖石或者土體上的礦山斜坡,在遭受到暴雨沖刷以及地下水活動的影響等情況下,巖石或土體會因?yàn)橹亓υ蚨S著斜坡向下滑落,甚至嚴(yán)重的滑坡災(zāi)害會導(dǎo)致生命和設(shè)備受到嚴(yán)重?fù)p害。另外,導(dǎo)致泥石流災(zāi)害的原因非常多,其中經(jīng)常遇到的是因?yàn)榄h(huán)境受到損害,植被減少,導(dǎo)致礦山的表面砂石等裸露在外,無法被有效的固定而出現(xiàn)松動情況,在遭遇到暴雨沖刷之后,泥土和礦體會被雨水沖刷引發(fā)泥石流災(zāi)害。
礦山資源在開采建設(shè)過程中,通常都會伴隨甲烷等可燃?xì)怏w,而這些氣體的可燃性會受到地?zé)嵊绊?。由于礦山內(nèi)部的礦井深度越來越大,溫度也會隨之增加,其中對應(yīng)的氣體含硫量也會加大,所以就需要礦井內(nèi)設(shè)置充足的通風(fēng)設(shè)備,確保井內(nèi)的含氧量,確保含硫量降低到適合的濃度。不然通風(fēng)情況不加工作人員在礦井內(nèi)操作,會發(fā)生缺氧中毒等問題,甚至?xí)ζ渖眢w健康造成影響,嚴(yán)重的時候會發(fā)生中毒身亡或爆炸等事件,導(dǎo)致事故發(fā)生。經(jīng)常遇到的礦山易燃物地質(zhì)災(zāi)害就是礦井開采過程中的瓦斯爆炸。雖然這種物質(zhì)危害性非常強(qiáng),但是一種可以預(yù)見和預(yù)防的災(zāi)害,所以一定要加強(qiáng)進(jìn)行管理,定期對有害物質(zhì)以及可燃物的含量等開展測量,設(shè)置必要的通風(fēng)對策,預(yù)防事故發(fā)生。
礦山地質(zhì)災(zāi)害大多是由于人類工程活動對山體的過度開發(fā),導(dǎo)致邊坡的穩(wěn)定性下降,最終引發(fā)滑坡問題。例如礦區(qū)道路、生產(chǎn)生活等基礎(chǔ)工程建設(shè)開挖山體,在缺少對現(xiàn)場充分勘查研究,以及科學(xué)開發(fā)計劃的情況下,基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)將改變邊坡結(jié)構(gòu)和受力特點(diǎn),從而對邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生嚴(yán)重影響,最終引發(fā)礦山地質(zhì)災(zāi)害問題。結(jié)合工程施工實(shí)踐情況,很多項(xiàng)目會使用爆破技術(shù),爆破過程中產(chǎn)生的震動將會影響邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,為追求施工進(jìn)度,有些工程中會頻繁使用爆破技術(shù),將導(dǎo)致邊坡內(nèi)部巖體出現(xiàn)錯位,埋下發(fā)生泥石流的隱患;在對現(xiàn)場情況缺少充分了解的情況下,如果對坡腳盲目開挖,也會導(dǎo)致嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害。
降雨的作用下,邊坡位置的地下水位會開始上升,巖體強(qiáng)度會因?yàn)橛晁治g降低,邊坡內(nèi)部的空隙水壓力也會明顯增大,導(dǎo)致邊坡受到的外部壓力增加,自身強(qiáng)度降低。一般情況下,雨水并不會改變邊坡的硬質(zhì)結(jié)構(gòu),但是會進(jìn)入巖體的結(jié)構(gòu)面中,如果巖體周圍濕度較高,雨水長期浸潤,就會導(dǎo)致其填充物的強(qiáng)度降低,巖體將會失去抗剪強(qiáng)度,最終造成邊坡出現(xiàn)失穩(wěn)的問題。如果有強(qiáng)降雨出現(xiàn),將會導(dǎo)致地下水位大幅度增高,一些水位上升受到限制的局部地區(qū)就會出現(xiàn)失穩(wěn)的情況。由于地下水壓力的轉(zhuǎn)變,會加速巖體裂隙的發(fā)育,導(dǎo)致巖體破碎之后滲透系數(shù)增大。邊坡的孔隙率也受到雨水影響增大,最終對邊坡的穩(wěn)定性將產(chǎn)生破壞性影響。
對礦產(chǎn)資源的勘查工作中,物化探是比較常用的技術(shù)手段,而且隨著技術(shù)的發(fā)展,正在發(fā)揮越來越重要的作用。使用該方法相比普通找礦法具有明顯的優(yōu)勢,尤其可以發(fā)現(xiàn)一些隱伏礦。在礦產(chǎn)的預(yù)查和普查工作中,可以使用物化搖技術(shù),能夠完成直接找礦和間接找礦工作。該技術(shù)一般對大型、特大型礦床或者礦產(chǎn)比較有效,能夠了解礦床內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造,滿足資源開發(fā)和利用的要求。
電法勘探在地球物理學(xué)中應(yīng)用比較多的技術(shù),該技術(shù)的實(shí)用性很強(qiáng),能夠了解巖石、礦體的構(gòu)成成分,和分析地殼的地質(zhì)構(gòu)造。探測的原理在于利用不同類型的地質(zhì)結(jié)構(gòu),在電磁特性、介電性、電化學(xué)性質(zhì)上都有所不同,在探測的過程中,就能夠根據(jù)這些差異性和獲得結(jié)果中特征,來對巖石、礦石的各種物理參數(shù)進(jìn)行分析,判斷是否有礦體存在,研究礦體的形狀和大小,以及確定礦體的位置和埋藏深度,能夠滿足勘探目標(biāo)的需要,而且對解決工程地質(zhì)深部問題也有一定的幫助。
傳統(tǒng)的勘探工作中,會使用平面圖或者剖面圖顯示勘探的結(jié)構(gòu)和當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造,雖然可以比較精確地表示各種信息,但是存在表達(dá)不直觀、對專業(yè)性要求高的問題。隨著技術(shù)的發(fā)展,計算機(jī)可以利用勘探的數(shù)據(jù)、結(jié)果、性質(zhì)信息等等繪制當(dāng)?shù)氐娜S圖,能夠比較明晰地表示礦體的特征,方便勘探人員直觀地對礦體的情況展開分析,具有極高的實(shí)用性。
進(jìn)行固體找礦地質(zhì)開采的工作中,也可以對是礦體的情況進(jìn)行直接觀察和分析,獲得當(dāng)?shù)刂苓叺刭|(zhì)條件、地質(zhì)構(gòu)造的物理性質(zhì)、化學(xué)特性就能夠了解當(dāng)?shù)氐牡貙又惺欠窈械V產(chǎn)資源。使用該方法,能夠初步對礦產(chǎn)的位置進(jìn)行評估,以及分析礦產(chǎn)的含量,之后結(jié)合電磁波和元素分析,就可以確定礦產(chǎn)的種類和儲量,是一種比較基本的勘查技術(shù)。
為了加大對災(zāi)害問題的研究力度,將災(zāi)害預(yù)防工作當(dāng)作礦山建設(shè)的重要研究項(xiàng)目,將災(zāi)害問題發(fā)生的概率降低。這就必須要付諸于行動中,比如把目前科技發(fā)展中的遠(yuǎn)程把控以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引入到災(zāi)害防治工作中,建設(shè)GIS防止系統(tǒng)等災(zāi)害預(yù)防方法以及技術(shù)探究工作,對礦山建設(shè)當(dāng)中的情況進(jìn)行監(jiān)管,并開展有效的管控力度和預(yù)報,給預(yù)防工作奠定良好基礎(chǔ)。從各項(xiàng)礦山地質(zhì)水文條件勘察檢測當(dāng)中,根據(jù)每項(xiàng)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行探究解析,構(gòu)建對應(yīng)的數(shù)據(jù)解析圖和文件,建立起地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)庫,為其防治提供有效數(shù)據(jù)支撐。
第一,運(yùn)用培育教育等方法將有關(guān)工作人員對地質(zhì)災(zāi)害的了解程度提高,加強(qiáng)這些人員對災(zāi)害問題的重視度,使其愿意為地質(zhì)發(fā)展的探究投入資金。轉(zhuǎn)變有關(guān)工作人員理念,使其了解到生命的可貴,在開展礦山建設(shè)前期需要對其內(nèi)部有關(guān)地質(zhì)資源開展探究調(diào)查,對災(zāi)害問題進(jìn)行預(yù)測,并且要積極采取有效預(yù)防對策,以免發(fā)生災(zāi)害。第二,制定科學(xué)的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查制度。這項(xiàng)制度工作務(wù)必要符合我國以及行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以及要求,同時還要根據(jù)實(shí)際礦山各項(xiàng)特征進(jìn)行制定,務(wù)必要確保制度符合礦山實(shí)際情況。第三,制定的制度當(dāng)中需要對實(shí)際的調(diào)查過程、調(diào)查工作人員職責(zé),績效考核等詳細(xì)進(jìn)行規(guī)定,確保調(diào)研過程有據(jù)可依。第四,專門設(shè)置監(jiān)督管理機(jī)構(gòu)和工作人員對調(diào)研內(nèi)容的完整性和科學(xué)性等開展監(jiān)管和檢查,及時指出監(jiān)管期間所出現(xiàn)的問題,同時,監(jiān)管有關(guān)工作人員需要根據(jù)規(guī)范開展二次調(diào)研和勘察工作,確保每項(xiàng)數(shù)據(jù)的真實(shí)性以及科學(xué)性。
地質(zhì)技術(shù)類型目前常見的是地理信息技術(shù),簡稱3S技術(shù)。該技術(shù)中包含了地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)以及遙感技術(shù)等等。該系統(tǒng)中有若干個子系統(tǒng)組成,通過全球定位系統(tǒng)對于地質(zhì)空間進(jìn)行詳細(xì)的定位,后期再用地理信息系統(tǒng)進(jìn)行管理和查詢工作,對于整體地質(zhì)條件的數(shù)據(jù)進(jìn)行更新,在有效的空間分析應(yīng)用情況下,對整個地質(zhì)災(zāi)害情況進(jìn)行評價工作。在此過程中,技術(shù)人員可以根據(jù)地理信息系統(tǒng)的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)對于整個地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域內(nèi)的參數(shù)數(shù)據(jù)分析。從而在推動數(shù)據(jù)綜合模擬的情況下展現(xiàn)其過硬的分析能力。通過空間過程演化模擬給出準(zhǔn)確的模擬反饋結(jié)果。明確該地域地質(zhì)災(zāi)害環(huán)境情況的同時,更好的推出相關(guān)針對性的方案,進(jìn)行災(zāi)害預(yù)防。全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)非常的適宜地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查和應(yīng)用。其具有的高精度和全天候的定位優(yōu)勢,能夠更好地幫助人們對于地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域內(nèi)的受災(zāi)情況和實(shí)際地質(zhì)問題進(jìn)行有效的分析和研究,根據(jù)準(zhǔn)確定位的實(shí)際功能,在鎖定區(qū)域位置的同時,為技術(shù)人員后續(xù)的治理工作提供良好的基礎(chǔ)。由于全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用過程中對于天氣因素的干擾問題影響性不大,在惡劣天氣下,該系統(tǒng)依舊可以為區(qū)域內(nèi)的技術(shù)人員工作,保持自身功能的同時所獲得的數(shù)據(jù)也具備高精度的優(yōu)點(diǎn)。更好的為后期的治理方案提供良好的決策規(guī)劃。
地質(zhì)在地質(zhì)災(zāi)害治理過程中的應(yīng)用策略較多,最為常見的為泥石流和滑坡處理。在地震災(zāi)害的作用一下,很容易發(fā)生泥石流和地面崩塌,在特定的區(qū)域之內(nèi),如果出現(xiàn)大面積的坍塌或者泥石流滑坡問題,不僅會破壞當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境,周邊的人民正常生活也會受到非常大的影響,不僅會危害其財產(chǎn)安全。周邊人身安全也會受到極大的威脅。因此,為了更好地預(yù)防該類災(zāi)害問題的發(fā)生,就可以運(yùn)用地質(zhì)技術(shù)進(jìn)行預(yù)防處理。技術(shù)人員在自然系統(tǒng)承受之內(nèi),可以采用干預(yù)手段來修復(fù)當(dāng)?shù)氐淖匀幌到y(tǒng),保證其穩(wěn)定性的同時可以引入大數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和預(yù)警監(jiān)測體系。新春全天候的遠(yuǎn)程監(jiān)督管理,同時對于當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析,實(shí)時掌握泥石流和地面崩塌的準(zhǔn)確位置,從而更好地進(jìn)行預(yù)警和監(jiān)測工作。
開采單位和有關(guān)部門都應(yīng)該加強(qiáng)內(nèi)部的環(huán)保理念培訓(xùn),確保工作人員都能夠意識到環(huán)保工作的重要性。其次,還應(yīng)該發(fā)揮現(xiàn)代媒體的作用,積極通過互聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)布環(huán)保有關(guān)的視頻和內(nèi)容,引導(dǎo)社會大眾能夠保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源。同時,社會大眾也可以利用社會媒體對有關(guān)部門和企業(yè)進(jìn)行監(jiān)督,形成強(qiáng)大的社會壓力,減少違規(guī)亂紀(jì)行為的出現(xiàn)。
礦山開采勢必會對礦山環(huán)境帶來一定的影響,對此有關(guān)部門和企業(yè)應(yīng)該加強(qiáng)技術(shù)研究和投入,通過技術(shù)手段減少礦山地質(zhì)環(huán)境問題的嚴(yán)重性,實(shí)現(xiàn)針對性防治的工作目的。針對此,部門、企業(yè)應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)氐V山的實(shí)際情況,針對性制定相應(yīng)的治理手段和技術(shù)模式,凸顯處理工作的針對性與科學(xué)性。其次,還應(yīng)該加強(qiáng)對礦山環(huán)境的研究和實(shí)驗(yàn)投入,積極借鑒其他地區(qū)、國家的治理經(jīng)驗(yàn)和模式,不斷提升我國的礦山地質(zhì)環(huán)境處理水平。
我國在落實(shí)礦山地質(zhì)環(huán)境防治工作時,也應(yīng)該加強(qiáng)資金的投入,確保環(huán)境保護(hù)和防治工作都能夠有相應(yīng)的資金支持,有利于提高工作的執(zhí)行能力和水平。其次,政府還應(yīng)該出臺相應(yīng)的優(yōu)惠政策,對礦山資源實(shí)行多元化管理,引導(dǎo)社會各界人士都能夠參與到礦山環(huán)境的保護(hù)工作之中,引導(dǎo)開采企業(yè)實(shí)行可持續(xù)發(fā)展模式,讓企業(yè)認(rèn)識到礦山治理對自身經(jīng)濟(jì)利益的影響意義,主動將治理工作納入到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展體系之中。
工程項(xiàng)目開始前期一定要提前做好準(zhǔn)備工作,身為施工團(tuán)隊(duì),一定要了解地質(zhì)勘查的重要性,在工程準(zhǔn)備前期要制定更健全的地質(zhì)勘查規(guī)劃。從根源上避免發(fā)生各類水文地質(zhì)問題,工作人員要探究現(xiàn)場施工的水文地質(zhì)狀況,其中包含地下水的類型以及水位等各方面。同時針對這些方面進(jìn)行更深層次的調(diào)查。最后將解析調(diào)查獲得的數(shù)據(jù)當(dāng)作將來工程項(xiàng)目正式建設(shè)依據(jù),與此同時,為工程設(shè)計人員提供方案設(shè)計的數(shù)據(jù)支撐,確保工程設(shè)計的科學(xué)合理性,為后面工程有效開展提供有利條件。此外,有效的數(shù)據(jù)解析更有助于開展應(yīng)急預(yù)案的制定工作,以免水文地質(zhì)問題在建設(shè)期間不斷擴(kuò)大。為減少水質(zhì)災(zāi)害對工程造成的影響,有必要進(jìn)一步規(guī)范工程地質(zhì)勘查標(biāo)準(zhǔn)。在嚴(yán)格規(guī)范的地質(zhì)勘查標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)下,高效規(guī)范地開展水文地質(zhì)勘察工作,為提高工程設(shè)計和施工的合理性提供技術(shù)支持。在實(shí)際勘察過程中,工作人員要嚴(yán)格按照國家規(guī)定的勘察標(biāo)準(zhǔn),以地質(zhì)勘查規(guī)章制度中的勘察目的、任務(wù)和評價為指導(dǎo),選擇合理的探測方法,全面探測興衰、業(yè)績和變化根據(jù)水文地質(zhì)的實(shí)際情況對地下水等相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行綜合評價,從而為建筑材料和服務(wù)方案的選擇提供技術(shù)支持。同時,結(jié)合檢測結(jié)果分析地下水的變化規(guī)律,然后根據(jù)變化規(guī)律制定科學(xué)的防治方案,對潛在的地下水噴發(fā)進(jìn)行有效處理。
總之,我國礦山建設(shè)時經(jīng)常出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害,給我國礦山建設(shè)帶來極大危害,造成人民生命財產(chǎn)安全的損失。因此,研究礦山建設(shè)中地質(zhì)災(zāi)害的類型和成因,找出當(dāng)前防治中存在的問題,有針對性地采取措施,減少礦山地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,對我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展具有積極意義。