矿山环境地质灾害问题与勘查方法研究论文

2024-04-07 10:10:07 来源: 作者:heting
摘要:矿山环境勘查是一项非常复杂的系统工程,涉及地质、水文、环境、生态等多学科的内容。在矿产资源开发过程中,由于开采活动的影响,使矿区及其周围地区的地质环境遭受破坏,引起一系列严重的地质灾害。在矿产资源开发利用过程中,矿山环境的保护与治理已成为矿产资源开发利用中不可忽视的重要问题。矿山环境勘查是指对矿山进行全面系统调查的基础上,查明影响其发展和利用的各种地质和环境条件,进行必要的分析和评价。为此,本文就以矿山环境地质灾害问题为例,对其勘查方式进行深入分析。
摘要:矿山环境勘查是一项非常复杂的系统工程,涉及地质、水文、环境、生态等多学科的内容。在矿产资源开发过程中,由于开采活动的影响,使矿区及其周围地区的地质环境遭受破坏,引起一系列严重的地质灾害。在矿产资源开发利用过程中,矿山环境的保护与治理已成为矿产资源开发利用中不可忽视的重要问题。矿山环境勘查是指对矿山进行全面系统调查的基础上,查明影响其发展和利用的各种地质和环境条件,进行必要的分析和评价。为此,本文就以矿山环境地质灾害问题为例,对其勘查方式进行深入分析。
关键词:矿山环境,地质灾害,勘查方法
1矿山环境地质灾害问题分析
1.1常见的矿山地质灾害类型
在矿山环境中常见的地质灾害主要有水灾、滑坡、泥石流等,这些地质灾害在矿山环境中均会对大众的生命财产安全造成严重影响,并且还会导致整个城市的经济发展受到限制。其中水灾是最为常见的地质灾害之一,主要是由采矿过程中所产生的废水引起,并且由于采矿过程中开采的方法不当或者是开采的规模过大等原因,导致出现大量的废水,如果这些废水不能得到有效处理,就会对周围环境造成一定程度的影响。滑坡主要是指在矿山开采过程中由于地形、岩层等原因导致地下产生断层和褶皱等地质构造,这会在一定程度上对当地居民的生命财产安全造成严重影响。泥石流是指在矿山开采过程中由于降水过多或者是下雨等原因导致地下水位上升,最终使地下水流入到周围岩层中形成泥石流。矿山环境中常见的地质灾害类型非常多,不同类型地质灾害所产生的危害也有所不同,工作人员需要根据实际情况对其进行全面分析。
1.2矿山地质灾害的成因分析
矿山地质灾害的主要成因有两个,第一是矿山开采对周围环境的破坏,由于人类对矿产资源的需求不断增加,大众对于矿产资源的开采也越来越频繁。然而在开采过程中一般会对周围的环境造成一定的破坏,同时还会导致地面塌陷、滑坡、泥石流等问题出现。第二是采矿过程中出现的地质灾害问题。采矿过程中经常会出现一些滑坡和泥石流等问题,严重情况下还会导致人员伤亡和财产损失。
因此在采矿过程中必须要重视地质灾害问题,加强对其防治力度,确保采矿活动能有序进行。
2矿山环境勘查方法研究
2.1 RS矿山勘查
该技术是一种以地球表面或地球上的一种自然现象作为研究对象,通过对自然现象和变化特征的分析和研究,获取相关信息,从而达到对自然资源和环境进行调查、监测、评估和预测的目的。该技术具有覆盖范围广、获取信息快、经济实用等特点,可用于矿山环境勘查。该技术勘查包括两个方面,一是从卫星图像中提取矿山信息,二是获取矿山信息后进行综合分析。由于该技术获取的卫星图像信息量大,工作人员可利用影像信息丰富的特点,快速确定矿产资源分布和区域构造位置,这是该技术应用于矿山环境勘查的主要优势。在具体实施过程中,需选择典型地区进行实验,确定最佳处理方法和数据配准方法。首先,矿山信息提取。矿山信息提取是该技术应用于矿山环境勘查的关键环节。根据矿山所在地区的地理位置,利用该技术获取矿山的分布情况、植被状况、岩石分布等信息。在提取信息时,需要根据区域内的矿产资源分布情况,结合该技术数据特点,对目标区域的光谱特征进行分析,包括植被与岩石类型、岩石的矿物类型等。同时,还要根据提取信息时得到的数据特点,利用分类和阈值方法提取矿山信息。其次,矿山环境综合分析。矿山环境综合分析包括区域地质构造分析、矿产资源分布与勘查区内地表植被和地形地貌的关系、矿区地质灾害与采矿活动关系以及矿山开采对区域水文和大气环境的影响等几个方面。通过对矿产资源分布、矿区地质构造、地表植被与地形地貌等的综合分析,实现对矿山环境问题的有效监测。如通过该技术对矿产资源分布进行分析,可获取矿产资源储量信息,根据矿区地质灾害分布情况,开展矿山地质灾害的监测与防治工作。通过该技术还可以开展地表植被覆盖状况监测、地下水开发利用状况监测和矿区大气环境质量监测等工作,从而为矿山环境保护提供依据。
2.2 GPS—RTK矿山勘查
该技术是在GPS定位技术的基础上发展起来的,以GPS接收机为硬件,通过数据链将已知点的坐标信息与坐标转换公式实时地传输到基准站,再由基准站将接收到的坐标信息在全国范围内进行快速的连续测量。具有实时性好、精度高、操作方便等优点,能达到实时测量、测高测量等要求。GPS—RTK技术应用于矿山环境勘查,就是将GPS技术与矿山勘查技术结合起来,建立矿山环境监测系统。首先,在矿区周边建立“动态监测点”。由矿区周边布设固定的“动态监测点”组成一个监测网,通过GPS定位技术将“动态监测点”进行定位。其次,在监测系统内设置一个基准站,在矿区内已有的固定“动态监测点”上架设基站。最后,由基准站将信息发送到固定的“动态监测点”上。当矿山环境发生变化时,可以随时将变化情况通知到基准站上,使得整个矿区环境的变化都可以在第一时间内得到监测。
2.3力学试验
由于矿山开采和地下空间的开发,使得矿山周围的岩层及围岩受到了较大的破坏。因此,对矿山周围岩体的力学性质进行测试是评价矿山环境、进行采矿设计和工程建设的基础。岩体在矿山开采和地下空间开发过程中会产生变形、位移和破坏,其中最常见的变形是地基沉降变形和顶板下沉变形。在环境评价时要进行矿山周围岩体的变形、位移和破坏情况调查,并根据不同的工程需要选用适当的测试方法对测试结果进行分析评价。岩体在矿山开采和地下空间开发过程中会产生一定程度上的破坏,如塌陷、岩体开裂等。这些破坏是由于围岩本身结构强度降低、承载能力变弱造成的,因此,要研究围岩的稳定性和评价矿山开采的安全性。如塌陷可通过对顶板下沉量进行观测来分析,岩体开裂可通过对裂缝长度、宽度、深度等进行观测来分析。滑坡是指在重力作用下或岩土体受水浸入后发生不正常滑动并引起严重后果的地质现象。危岩是指岩体上突然塌落形成危岩体或危岩堆积体。因此,在矿山环境评价中应考虑上述地质现象,并进行必要的试验研究和评价。研究表明,根据矿山开采和地下空间开发过程中产生的变形和破坏情况,可分为矿山开采引起的地面沉降、塌陷和边坡稳定、矿山开采引起的岩层破坏、断层带位移以及矿区周围地下水的变化、矿区地下工程引起的围岩应力变化以及岩体变形和破坏、矿区周围自然条件变化及矿山开采引起的生态环境变化。为了研究矿山环境,就必须了解矿山周围岩体的物理力学性质,即岩体的强度和稳定性。岩石的强度和稳定性是指岩石受力时所表现出来的力学性质,用弹性模量、屈服应力、单轴抗压强度和抗拉强度等指标来描述。岩体强度和稳定性还包括岩石在受力变形过程中所表现出来的塑性变形。塑性变形是指岩体受力后,在其内部出现裂纹并发展,直至破坏而产生塑性变形。岩石的塑性变形包括塑性流动、弹性变形、弹塑性变形。岩体的弹塑性变形是指岩体在受力后,从弹性阶段进入到弹塑性阶段而发生了弹性—塑性流动、弹性—塑性—弹塑性流动等形式。岩体的力学性质是指岩石在受力后,其强度和稳定性随应力和时间而变化的性质。对岩体进行力学性质测试是评价矿山环境、进行采矿设计和工程建设的基础。岩体的力学性质测试有室内试验和现场试验两种方法,其中室内试验是在实验室条件下进行的。
2.4物探勘查
该技术是利用物理学原理进行地球物理勘查工作的方法。通过观测和研究地球物理场特征,了解和分析地球物理场特征与地质现象的关系,从而达到对矿产资源和矿山环境进行勘查的目的。根据物探资料可推断地下矿体、地质构造、地形地貌、岩石岩性特征,确定矿区范围,帮助工作人员发现地下隐伏的断裂构造及矿体,为矿山设计提供依据。物探技术方法按其作用原理可分为电法、重力、地震等方法。目前,我国正在矿山环境勘查中广泛采用物探技术方法。对于某些矿床,由于地质构造复杂,矿体埋藏深,难以用地面物探方法寻找或验证矿体,或即使在地面物探方法上找到矿体后,也很难用地面物探方法直接勘查矿体的空间分布。因此,在这些地区必须采用地面物探与地下物探相结合的综合勘查技术方法进行矿产资源勘查。
3预防地质灾害,提高勘查水平的有效措施
3.1完善防护体系
为了从根源上提高地质勘查工作质量,减少自然灾害出现的概率,企业在具体作业时需要做好监督,加强日常监督力度,进而保证工作人员第一时间了解矿山环境的具体情况,及时预防相应的自然灾害,全面提高勘查工作水平,预防地质灾害。首先,需要根据矿山的实际情况,对相应区域范围内的地质灾害开展全方位的调查,进而了解矿山周围的具体情况。同时要做好边坡与排水的设计与治理工作,避免土壤中的水分过多,导致地面出现塌陷,发生边坡失稳的情况。而对于重点区域,需要以科学性和合理性为原则开展准确设计,让其设计与治理工作均能符合地质灾害预防需求,实现规范化标准化作业。其次,工作人员还需要根据我国矿山的实际发展情况,以当地环境为依据,在相应范围以内合理应用相应的勘查设备,进而保证设备的准确性,让数据更具有表现性。而在开采过程中也需要做好设备检验,保证其设备的性能符合开展工作需求,避免在开采过程中因设备问题出现安全隐患事故,加大地质灾害出现的概率。最后,工作人员还需要以针对性为原则,做好现场管理工作,明确各部门的责任以及义务,提高每一位工作人员的安全意识,进而让工作人员能以安全生产为依据开展开采工作,实现长远规划。在实际作业过程中工作人员需要做好前期调研,了解矿山需求,以此为依据,合理划分相应的设备。并且在施工完成以后,做好填平边坡的工作,避免因长期开采导致边坡出现失稳,加大环境污染问题出现。
3.2合理应用先进技术
如今我国已经进入新时代,科学技术的发展速度良好,尤其是信息技术,在信息技术的推动下,各项技术的应用范围逐渐扩大,对于我国生产领域改革与创新有着深远影响。工作人员在开展勘查工作时,也要合理应用信息技术,对现有问题开展优化,进而提高勘查工作质量,对各问题开展有效管理,实现全面控制,保障地质环境的稳定性和安全性。工作人员需要根据矿山区域的实际情况,对现有环境进行全方位地分析,以相应结果为依据,编制地质勘查报告,并且将其与各项活动相结合,提高报告的利用率,保证报告的代表性、准确性及有效性。信息技术与传统技术相比,具有较强的数据收集能力,覆盖范围较为广泛,可以根据勘查工作的实际情况,对数据开展全方位的收集,在一定程度上提高数据的利用率。例如,RS技术主要是在开展工作推进过程中,对相应数据进行全方位的获取,让数据满足各阶段开展工作的需求,保证数据的价值。并且该技术不仅能根据矿山的实际情况确定勘查范围,还能优化传统工作形式,让工作更加细致,做好细节工作,确保勘查工作的全面开展。
3.3提高重视程度
近几年,我国地质灾害发生频率较高,对于大众日常生活产生了较大的影响。因此国家以及相关政府需要发挥自身的引领作用,以全局观入手,对矿山开采工作进行全方位的分析,明确矿山开采过程中所带来的不良影响,根据矿山的实际情况以及管理需求,调整相应的政策,进而约束企业的生产行为,让企业将环境保护与开展工作全面结合,提高企业的责任意识,做好环境保护工作。为了让企业充分了解到地质灾害与矿山开采工作之间的影响,相关政府还需要合理利用新媒体技术,将新旧媒体全面结合,扩大宣传途径,加强宣传范围,让更多的工作人员以及企业了解在开采过程中进行环境保护的重要性以及必要性。例如,政府可以通过微信、微博、短视频等方式,告诫大众矿区地质灾害防护的重要性,进而让工作人员以及企业对开采工作有着全新的认知,明确开采工作可能会对周围环境所带来的影响,以政府纲要为依据,建立全面的防护体系,进而提高每一位工作人员的责任心,加强其实重视程度,实现通力合作的良好局面,让管理工作得到大幅度提升。
3.4加强人员培训
随着时代的发展,各类勘查技术应运而生,其中不乏具有较新的技术。新技术与传统技术相比,无论应用要点还是方式都具有一定差异,如果在应用过程中工作人员没有准确把握其技术的应用需求,不仅无法发挥相应技术的优势,还会导致勘查工作质量低下,无法起到预防地质灾害的作用。企业在勘查过程中需要做好人员培训,让每一位工作人员都能了解新型技术的应用要点,根据矿山环境的实际情况,合理利用相应技术,将各类技术全面结合,建立先进的勘查体系,保证其工作的准确性和合理性。企业需要通过定期或者不定期的方式加强培训力度,通过人员培训的方式让每一位工作人员都能了解到自身工作的重要性,转化传统勘查意识,以先进的理念为依据合理开展作业,进而提高各项新技术的应用价值。同时企业还需要通过专家会议、对外学习等方式为工作人员提供学习的平台,让工作人员养成终身学习的良好意识,在实际作业时开展全方位的总结,结合实际工作经验,对现有技术体系进行优化,做好完善工作。为了提高工作人员的积极性,企业需要将其培训结果与工作人员的绩效挂钩,建立奖惩制度,对于培训积极并且提出实质性创新意见的工作人员可以给予相应的奖励。培训完成以后,企业要对工作人员进行全方位的考核,避免工作人员出现敷衍的状态,影响后续勘查工作水平。
4结语
矿山环境比较特殊,在实际作业过程中会容易出现地质灾害,会影响的矿山的安全性和稳定性,还会对周围居民以及当地经济发展产生巨大的阻碍。工作人员在具体作业时,需要对地质灾害引起重视,通过不同的方式开展全方位的勘查,进而及时发现并解决相应的问题,实现安全生产目标。同时,在生产过程中也需要落实环境保护理念,将矿山开采与可持续发展理念全面结合,实现矿山的持久运营。
