1、概述 由于礦產(chǎn)開采過程勢(shì)必改變?cè)蟹€(wěn)定的礦藏條件,改變了當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境,而由于人為的采礦活動(dòng)改變了地質(zhì)環(huán)境所引起或誘發(fā)的災(zāi)害被稱為礦山地質(zhì)災(zāi)害。礦山地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境、自然資源和經(jīng)濟(jì)社會(huì)造成不可估量的危害和破壞。 我國(guó)的礦產(chǎn)開采具有相當(dāng)長(zhǎng)的歷史,在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi),我國(guó)礦產(chǎn)開采技術(shù)和
設(shè)備都比較落后,這種條件下的礦產(chǎn)開采導(dǎo)致礦山地質(zhì)環(huán)境不斷惡化,礦山地質(zhì)災(zāi)害事故頻發(fā)。危及生命的礦難和環(huán)境災(zāi)害時(shí)有發(fā)生,近年來還有逐漸上升的趨勢(shì)。因此,根據(jù)我國(guó)礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生及發(fā)展規(guī)律、特點(diǎn),將礦山地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行詳細(xì)分類,并根據(jù)其各自特點(diǎn)提出防治災(zāi)害的措施,是一項(xiàng)十分必要的工作。
2、礦山地質(zhì)災(zāi)害類型
就目前的科學(xué)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r而言,采礦活動(dòng)的范圍仍多數(shù)被限定在地球表面和巖石圈層內(nèi)部。在礦脈開采之前,礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境是處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)。而采礦過程,是從地殼內(nèi)部的土壤、巖石圈層挖出大量的土石方,對(duì)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行了巨大的破壞,使其處于非穩(wěn)定狀態(tài)。我們可以看出,不論鉆井開采、掘坑開采、注液開采,還是露天開采,都改變了原有的地質(zhì)環(huán)境,這種不平衡性的出現(xiàn)導(dǎo)致了地殼物質(zhì)的不穩(wěn)固,進(jìn)而容易引發(fā)災(zāi)難性地質(zhì)改變。
礦山地質(zhì)災(zāi)害類型很多,若單從災(zāi)害發(fā)生的速率加以區(qū)別,可分為突變型礦山地質(zhì)災(zāi)害,如礦坑突水、瓦斯爆炸、巖爆等,另一種就是緩發(fā)型礦山地質(zhì)災(zāi)害,如采空區(qū)的地面沉降,水體污染等。然而,在我們最常用的地質(zhì)災(zāi)害分類,常常是以地質(zhì)災(zāi)害的時(shí)空分布和成因關(guān)系來分類。這種分類方法有利于對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的成因進(jìn)行深入探究,才能根據(jù)各種地質(zhì)災(zāi)害類型制定相宜的防治措施。人為地質(zhì)作用過程中不合理或者不科學(xué)改變地質(zhì)環(huán)境,進(jìn)而誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害基本涵蓋了除火山噴發(fā)之外的所有地質(zhì)災(zāi)害類型,本文將就其特點(diǎn)簡(jiǎn)要分類闡述。
2.1 巖土圈層形變?yōu)暮?/p>
這部分礦山地質(zhì)災(zāi)害是由于采礦活動(dòng)改變了礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境,導(dǎo)致地區(qū)地下和地表巖土圈層形變,進(jìn)而引發(fā)的災(zāi)難性后果。
2.1.1 誘發(fā)性地震
由于采礦活動(dòng)致使巖土圈層結(jié)構(gòu)性失衡,這種失衡狀態(tài)反映在巖土圈層內(nèi)部就是地震與斷層錯(cuò)位。短時(shí)間的斷層劇烈錯(cuò)位容易產(chǎn)生誘發(fā)性地震。由于人為地質(zhì)改變而誘發(fā)的淺源性地震,深度小,危害和破壞力卻十分巨大。小震級(jí)的地震,就可能致使井下和地表巖土圈層的劇烈改變,從而對(duì)建筑物、地表結(jié)構(gòu)造成危害。
2.1.2 斷層錯(cuò)位
斷層錯(cuò)位也是圈層結(jié)構(gòu)性失衡的一種表現(xiàn),不過由于斷層錯(cuò)位具有緩發(fā)性,能量在緩慢積聚,短時(shí)間內(nèi)不易被測(cè)量和察覺。但是,可以預(yù)見,隨著開采活動(dòng)的不斷進(jìn)行,礦脈被采空后,斷層積聚能量會(huì)在短時(shí)間釋放,終究會(huì)造成巨大的危害,這種災(zāi)害對(duì)礦山及周邊地質(zhì)環(huán)境的破壞力也十分巨大。
2.1.3 地面圈層形變
地下巖土圈層的形變,往往導(dǎo)致地表巖土圈層下陷、沉降、開裂等,進(jìn)而引發(fā)危害性巨大的礦山地質(zhì)災(zāi)害。例如,礦山地面和采空區(qū)塌陷、礦區(qū)地面沉降,地面開裂。一般的礦區(qū)地面塌陷主要發(fā)生在井巷開采的礦山地區(qū)。礦脈埋藏較淺,礦區(qū)地面平緩,地面塌陷與沉降的現(xiàn)象較為常見。而礦脈埋藏深、距地表較遠(yuǎn)的開采區(qū),如果不能及時(shí)回填礦渣,就有可能發(fā)生大面積塌陷,地面塌陷、沉降和開裂不僅可破壞水土、建筑物,還可能毀壞道路、水庫(kù)等公共資源與建筑,造成更大的危害。
2.1.4 斜坡巖土體運(yùn)動(dòng)
這一類災(zāi)害是由于采礦區(qū)地質(zhì)邊坡或地表斷層邊緣結(jié)構(gòu)不穩(wěn)造成的災(zāi)害,如崩塌、滑坡、泥石流等。例如采礦邊坡失穩(wěn),常常會(huì)造成邊坡巖土滑坡,巖崩等災(zāi)難,泥土邊坡在雨后形成流動(dòng)性土體,形成災(zāi)害性泥石流等。這些地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要原因是不合理造成的采剝失調(diào)、邊坡角度過陡等形成不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。此一類型礦山地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)生在露天開采或掘坑開采礦山。這種災(zāi)害常常瞬時(shí)發(fā)生,但造成結(jié)果危害性更大,如礦山山崩,往往使礦產(chǎn)毀于一旦,造成人員大量傷亡,危害極大,是此類災(zāi)害的典型例子。
2.1.5 礦坑工程災(zāi)害
不合理的礦山開采手段與落手的開采方式,常會(huì)造成礦山地下工程災(zāi)害事故的發(fā)生,如洞井塌方、冒頂、偏幫、鼓底、巖爆等。這些災(zāi)害均是因?yàn)榈V井、礦坑內(nèi)的巖土圈層發(fā)生地殼應(yīng)力變化,而導(dǎo)致巖層、土層應(yīng)力突然釋放,導(dǎo)致大量巖石、碎屑,并向坑井內(nèi)突進(jìn),給礦井開采帶來危害,危急礦工安全并造成財(cái)產(chǎn)損失。例如坑內(nèi)巖爆就是因礦坑周邊和頂?shù)装鍑鷰r,在受到巨大的巖石圈層應(yīng)力作用狀況下,一旦因采掘面不能維持平衡,即有可能產(chǎn)生巖石圈層應(yīng)力突然釋放,導(dǎo)致巖石破裂迸裂,并向坑內(nèi)大量噴射
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