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矿山环境地质下灾害问题与勘查论文

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2023-05-21 16:18:49    来源:    作者:xieshijia

摘要:  针对矿山环境地质灾害问题展开探讨,简要介绍了常见的矿山环境地质灾害及其防治措施,包括塌陷、滑坡、地震、泥石流、矿区突水,深入分析了引发矿山环境地质灾害的因素,包括违规操作、疏干排水以及采掘影响三个方面,然后介绍了矿山环境地质灾害勘查内容,最后提出了矿山环境地质灾害勘查策略。根据研究结果可知,通过合理运用勘查技术手段、建立勘查制度、科学分析勘查资料等方式,能够有效提高矿山环境地质灾害勘查水平。

  摘要:针对矿山环境地质灾害问题展开探讨,简要介绍了常见的矿山环境地质灾害及其防治措施,包括塌陷、滑坡、地震、泥石流、矿区突水,深入分析了引发矿山环境地质灾害的因素,包括违规操作、疏干排水以及采掘影响三个方面,然后介绍了矿山环境地质灾害勘查内容,最后提出了矿山环境地质灾害勘查策略。根据研究结果可知,通过合理运用勘查技术手段、建立勘查制度、科学分析勘查资料等方式,能够有效提高矿山环境地质灾害勘查水平。

  关键词:矿山环境;地质灾害;勘查

  随着近年来社会和经济的发展,对于矿产资源的需求量不断提升,矿产开采范围逐渐扩大,矿业得到了良好发展。但与此同时,矿山的开采也增加了地质灾害发生的概率,对于现场工作人员、周围群众的生命财产安全都产生了极大的影响。因此,加强对于矿山环境地质灾害问题以及勘查策略的探讨和研究是十分有必要的。

  1常见矿山环境地质灾害及其防治措施

  1.1塌陷

  在实际进行矿山开采的过程中,采空区域的顶板岩层会在重力的作用之下发生形变甚至移动,在此过程中,采空区域的内部张应力不断增加,当其超过岩层的抗拉强度时,采空区域顶板就会出现裂缝等不良情况,随着时间的推移,岩层的弯曲度不断增加,进而产生断裂、塌陷。而且随着采矿工作的推进,塌陷范围也会不断扩大。当前处理山体塌陷问题的主要措施就是填充,使用粉煤灰等材料对挖孔区域进行填充处理,即能够解决山体塌陷问题,同时还能实现固体废弃物的有效处理,是当前矿山环境当中常用的灾害预防处理手段。

  1.2滑坡

  山体滑坡也是矿山环境中常见的地质灾害种类,是矿山开挖、山体走势、环境以及降雨情况等多种因素综合作用导致的。尤其在雨季,岩石风化的差异性,使得土地结构面发生变化,岩石出现崩塌、破碎的情况,岩石的破碎程度越高,地质灾害情况出现的概率越大,影响也越严重。在矿山挖掘施工之下,区域应力发生变化,无法满足山体以及岩石的荷载需求,使得边坡稳定性有所下降,也增加了滑坡出现的概率。在实际进行矿山施工的过程中,针对山体滑坡问题的预防处理措施主要包括以下几种:第一,做好定期检查和维护工作,确保边坡稳定,降低灾害发生概率;第二,成立专业的边坡维护队伍,保障边坡维护质量效果,并结合实际情况,设置排水系统,避免雨水在矿坑中聚集;第三,避免施工作业过程中,破坏边坡稳定性,确保施工过程安全、稳妥。

  1.3地震

  地震是由于地球应力不平衡而产生的,地震灾害对于矿山环境的影响是巨大的。我国地处太平洋、印度洋以及欧亚板块交汇处,因此板块活动相对活跃,十分容易出现地震灾害。除此之外,地下水开采超限、深井注水,或者采矿、爆破等活动的发生,也都会孕期地震灾害。由于地震发生的不可预测性较强,破坏力较大,难以进行有效防治和处理,对此,需要在矿山开采施工之前,做好相应勘查工作,合理展开矿山开采。

  1.4泥石流

  不同环境情况下,泥石流的产生机理和发生规律存在较大差异,在实际采矿施工的过程中,应有针对性地采取相应预防措施。当矿山处于开采的状态时,不仅矿山的结构会发生改变,而且存在大量土地施工,在暴雨天气下,很容易引发泥石流灾害。对此,可采取以下防治措施:第一,引发泥石流的主要因素为矿山施工过程中产生的大量匪徒,因此,需做好废土的处理,避免土体过于松散;第二,合理运用工程措施,结合实际开采计划以及矿山地形,采取有效支护手段,抵御山体上游部分的松散固体物质;第三,合理设置排水设施,确保雨水排出顺畅,避免对下游施工现场造成不良影响;第四,做好沿途沟道边坡支护,同时修建泥石流排出管道,全面保障泥石流预防、处理效果。

  1.5矿区突水

  矿区突水是指在实际进行矿山开采的过程中,大量地下水涌入矿井,对矿井、洞室等造成严重破坏,不仅会对地下施工产生直接影响,同时也威胁着施工人员的生命安全。造成矿区突水的主要原因在于开采过程中,对土体当中的富水层等结构造成严重破坏,或者由于暴雨天气,地下水水位持续上涨,水压不断攀升,导致地下水冲入矿井。对此,应加强对于施工前土地结构的勘测重视,合理规划矿井挖掘方案和路线,严格按照施工方案展开挖掘施工。

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  2矿山环境地质灾害成因分析

  2.1违规操作

  根据上述分析可知,造成矿山环境地质灾害的主要原因之一就是违规操作。矿山施工本身会对地质造成极大的扰动,若出现违规操作情况,如非法采矿、私挖乱挖等,将会加剧矿山施工带来的不良影响,引发各种地质灾害,威胁人们的生命财产安全。因此,矿山企业应加强对于此方面的重视,避免出现违规操作行为,严格按照行业标准和国家相关规范,组织矿山施工活动。

  2.2疏干排水

  在实际进行矿山开采施工之前,企业为降低地下水影响,通常会采取疏干排水措施,实现对于地下水的深度排出。但殊不知,该措施也是引发地质灾害的主要原因之一。部分矿产资源上覆与下覆地层为石灰岩,其本身含水量较高,随着开采工作的不断深入,地下水压力差也在逐渐增加,导致矿层受到地下水压迫,进而造成矿井突水灾害。除此之外,在进行疏干排水操作的过程中,因此,加强对于疏干排水措施的重视和科学设计是十分有必要的。

  2.3采掘影响

  采掘影响主要指开采过程中的开采深度、范围以及采空区情况,此类因素不稳定性较强,当相应因素积累到一定程度之后,就会引发地质灾害。如开采深度过深,会导致应力过大,容易出现冒顶、岩爆等情况;若采空区域回填不均匀,也会导致地表出现不均匀塌陷情况;而且随着开采工作的逐步推进,开采范围不断扩大,开采区域周围的岩石压力发生改变,或者由于地下水的排出,使得岩层平衡受到坡脚,土地结构的不稳定性将会有所提升,顶层岩石需要承受的应力也会逐渐变大,当达到某个阈值时,就会引发地质灾害。

  3矿山环境地质灾害勘查内容

  由于矿山开采对于土地的影响和扰动较大,为保障实际施工安全,减少对于周围居民和环境的不良影响,以免出现地质灾害情况,需要提前做好地质勘查工作。结合实际矿山环境特点以及开采工作需求,科学展开地质勘查工作,确保相应技术措施选择合理,地质调查全面、准确。

  3.1地质条件调查

  地质条件调查是地质勘查当中的主要内容,对于后续勘查、开采工作的开展有着直接影响。地质条件调查主要包括地形地貌调查、地层岩性调查、地质构造调查以及水文地质调查等多个方面,并针对其中存在的不良物理地质现象展开详细分析,包括变形、滑坡、岩溶等,以此明确矿区地质环境条件特征,以及存在的地质问题和危害影响等,以此为后续勘查技术措施的选择提供可靠指导和依据,保障勘查工作的有效性以及可靠性。

  3.2制定勘查措施

  矿山地区本身地形地貌特征相对复杂,因此实际勘查难度也较大,为保障勘查结果的准确性、可靠性以及高效性,需要结合实际情况科学制定相应勘查措施。在制定勘查措施时,需结合实际地质条件情况,合理确定勘查深度,明确勘查点的设置位置,控制好看差点之间的间隔,确保勘查结果准确、有效,能够更好地适应不同地形勘查需求。此外,在实际进行勘查的过程中,还需要采取有效控制措施,实现对于勘查孔深的把握,以免引发安全事故,保障勘查工作得以安全、顺利地落实。

  3.3选择测量技术

  对于地质勘查而言,测量技术的选择是影响勘查质量效果的重要因素之一,为保障测量结果的准确性,需要合理应用不同测量技术手段。例如,在实际展开测量工作的过程中,经常会存在钻孔偏差问题,不仅会影响勘查结果的准确性,而且还可能会引发安全事故,对此,需要采取平均角度总距离法进行计算分析,以此强化对于钻孔偏差的有效控制。除此之外,为保障矿山开采作业的安全性,还需提高勘查精度,为后续开采方案的设计提供可靠数据支持,对此,可采用多次瞬态面波法以及高密度电阻法进行分析,全面保障测量技术应用效果。

  4矿山环境地质灾害勘查策略

  4.1合理应用勘查技术手段

  第一,地理信息技术。地理信息技术是地质勘查过程中的常用技术,也是最为关键的技术,主要包括GIS技术、GPS技术以及RS技术。其中RS技术能够实现对于区域情况的宏观勘查,通过获取航空卫星照片,能够得到矿区清晰的地理信息图像,有助于提高勘查工作的质量和效率。GPS技术的主要应用优势表现在覆盖范围广泛、精度较高方面,如矿山周围自然环境和水文地质条件的调查研究,可先使用GPS技术进行定位,获取矿区的三维数据坐标,以供后续开采方案的制定。GIS技术能够实现矿山灾害的模拟分析和有效预测,帮助施工企业明确实际开采过程中可能存在的引发地质灾害的因素,并展开定量评价,从时间和空间两个角度,对矿山地质灾害的发生规律进行预测,并实现矿区的精准定位,明确不同灾害的破坏程度以及在矿区内的分布。

  第二,地球物理勘查。地球物理勘查主要包括以下几种:其一,高密度电阻率法,是基于岩石、土壤的导电性能差异,通过对传导电流分布规律的分析,实现地质勘查,在此过程中,需要设置高密度观测点,并获取参数反眼成像,以此获得精确的断面地质信息。该技术的应用有效解决了传统模式下存在的电机故障以及干扰问题,能够获得相对全面的断面结构特征等地质信息,还能够结合调查资料,构建剖面曲线图,自动形成相应成果图,明确地下空洞以及异常情况等,合理确定开采范围。该技术措施的合理应用,不仅能够保障勘测效果,同时还能够实现对于风险隐患的预测和分析,提高矿山开采的安全性。其二,浅层地震法,该技术的主要原理为借助地震波在地层当中的传导情况展开地层分析,明确地质构造以及岩性等,该技术的主要应用优势在于能够实现对于滑坡、断裂等地质灾害的有效勘查,更好的保障矿山开采安全。其三,环境试验法,高方法主要包括岩土力学测试和水文地质测试两个方面内容,其中前者是针对岩土物理性质的试验,后者则是对于水质情况、土壤污染情况等方面的测试,是当前地质灾害调查当中的关键性技术措施。

  第三,自动化技术。随着现代信息技术的发展,矿山地质灾害调查工作从传统的人工调查作业,转变为了自动化设备调查,既能够保障工作人员的安全性,同时也能够提升调查结果的可靠性以及勘查效率。例如,可先使用红外扫描技术,形成地质结构图,并以此展开水文分析,然后再使用遥测设备、传感器等进行精细测量,实现对于地下水位的实时监测,当水位上升到危险区域时,自动化系统能够及时发出警报信号,以此保障施工人员生命安全,提醒工作人员及时采取有效措施预防地质灾害。

  4.2建立明确地质勘查制度

  地质勘查的主要目的在于明确矿山开采范围内的实际地质情况,以便提前针对可能发生的地质灾害问题及时采取有效处置和预防措施,减少地质灾害发生的概率,在实现经济发展的同时,确保矿山生态环境稳定、安全。对此,在展开矿山地质勘查之前,需要相关部门结合实际情况建立明确的地质勘查制度,加强对于地质灾害的重视程度,全面提高勘查结果的可靠性,强化灾害抵御能力。一方面,应明确水文地质勘查标准,以此为勘查工作提供可靠指导,确保地质勘查工作落实有效、到位,并结合实际调查结果以及矿山具体情况,有针对定的采取相应生态环境治理措施。另一方面,合理进行勘查区域的划分,并根据实际勘查结果,结合矿山情况,提出最佳处置方案,以此全面保障地质调查工作的质量和效率。

  4.3做好强降雨水分流处理

  根据上文分析可知,强降雨是导致诸多地质灾害的主要因素之一,为提升地质勘查结果的可参考价值,在勘查过程中,应加强对于地下水源以及区域强降雨情况的综合分析,并以此确定矿区地质灾害发生的主要原因,有针对性地制定相应解决和处置方案。若矿山开采区域降雨量较大、降雨频繁,还应关注排水系统的设置,避免暴雨或者强降雨气候,导致矿区内出现内涝情况。除此之外,由于矿区地下水存量,对于区域承载力以及水资源的利用等有着直接影响,关乎着矿山开采施工作业的稳定性以及顺利性,因此,在实际展开地质勘测工作的过程中,应加强对于地质环境以及当地气候特点的调查和研究,合理进行排水系统设计,积极应用现代化技术手段,实现强降雨水分流改造,确保矿区排水顺畅,地下水资源分配合理。

  4.4科学利用分析勘查资料

  地质勘查工作不仅在于对于区域地质情况的测量,同时还需要结合勘查数据信息,展开深入分析,以此为后续矿山开采工作提供可靠指导和科学支持。新时期背景下,互联网、大数据、人工智能等先进信息技术的发展和应用,极大地降低了实际地质勘查工作的成本,提高了勘测的质量和效率。基于此,在实际展开地质勘查工作的过程中,需积极应用现代化信息技术手段,结合勘测人员自身经验,针对地质调查资料数据展开全面、详尽的分析,并通过可视化图表、三维模型等方式,将勘查结果直观地呈现出来,深化勘查资料分析,提升勘查结果的参考价值。与此同时,还应加强对信息技术、共享平台的应用,以此为企业员工创建良好、高效的沟通环境,实现资源共享,提高沟通效率以及准确性,保障协同工作成效,为相关决策的制定提供良好支持。

  4.5完善环境地质调查体系

  矿山地质调查工作内容较多,复杂性较强,因此调查难度较高,为保障地质调查工作得以顺利开展,提高地质灾害防治能力,还应结合实际情况完善环境地质调查体系,以此确保整个调查勘测流程能够形成闭环。地质灾害并不是无故发生的,在灾害发生之前,通常会有一定先兆,如出现异常情况等,先兆的出现具有较强的警示作用,通常也是地质灾害防治、应对的最后机会。基于此,一方面需要矿山开采施工单位具备较强的安全意识,以及完善的安全管理机制,既能够在施工过程中严格遵守相关规范标准,避免出现违规行为,同时还需要在施工过程中及时发现安全隐患、异常情况等,并引起相关管理人员的重视,以此避免造成严重的人身伤亡和财产损失。另一方面,需要矿区所在地的地质部门等相关机构,针对矿区构建地质灾害监测预警体系,尤其应着重关注灾害频发地区,并对相应企业做好教育宣传工作,普及灾害预防知识和自救知识,以此提升企业对于地质灾害调查的重要性,降低地质灾害发生的概率,减少灾害发生时带来的损失。

  5结语

  矿山环境地质灾害是困扰矿区开采的主要问题,一旦发生地质灾害,不仅影响范围巨大,而且会威胁到现场工作人员以及周围居民的生命财产安全,常见的泥石流、塌陷、滑坡以及地震等灾害其后果都较为严重,造成灾害的主要因素既包括地形地貌、气候环境,也包括开采行为。对此,为降低灾害发生概率,实现风险的有效规避处理,需加强对于地质调查的重视,不仅要构建相应调查体系、制度,加强对于勘查资料的分析和研究,同时还应合理应用地理信息技术、物理勘查技术以及自动化等现代化技术,全面提高地质勘查水平。