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地質環境是人類賴以生存的條件,一旦人類棲息地遭到破壞,將會給人民生命財產、國家建設帶來巨大災難,嚴重阻礙國家經濟建設的健康發展,因而備受國民關注。在煤礦生產實際中,經常會遇到各種地質構造,而這些構造往往對安全生產有著重大的影響。礦井地質工作是煤礦生產技術工作的基礎。對于地質、水文、瓦斯及其他相關資料的收集、整理、總結,能夠保證為生產環節的多個側面提供基礎參數,從而實現安全指導生產。優化礦井地質工作,可以有效地避免多類事故的發生,對促進煤礦的安全生產具有極其重要的意義。
1、煤礦地質災害的主要類型
我國地質條件復雜,因此煤礦遭受的自然災害種類也很多,主要有地表沉陷、煤與瓦斯突出、礦井突水淹井、井筒破裂及采礦廢棄物污染災害、水土流失等,嚴重地危及著礦山正常生產和人民生活。
1.1 地表沉陷
這是煤礦開采后經常出現的一種地質災害。由地下采空區頂板的冒落所造成的地面變形。在長期承載過程中,采空區礦柱系統中一些最薄弱部位往往會因風化、地震等作用而首先破壞。局部破壞的累積,最終波及整個系統。一般當礦柱的破壞率超過60%時,采空區頂板就要發生冒落,并或多或少地波及到地表。大范圍的采空區頂板冒落通常是突發性的,往往伴隨有強烈的氣浪沖擊,且多引起地表沉陷和張裂,造成地上或井下建筑物的破壞。有時,沉陷中形成的裂縫還可使地表水或地下水大量流入井下,直接威脅采礦工作的安全。如湖南錫礦山南礦就曾多次發生大規模的采空區冒落。最大一次冒落面積達34000平方米,使地表產生急劇的下沉和張裂,最大下沉量達1.075米,下沉范圍近96000平方米,致使地表的一些井架和煙囪偏斜和彎曲。通常,地表沉陷的范圍大于采空區。沉陷洼地的邊界與采空區邊界連線的傾角稱移動角,是預測沉陷范圍的重要數據。
1.2 煤與瓦斯突出
地質構造往往是造成同一礦區內瓦斯含量不同的主要因素。通常,張性斷層是通達地表的張性斷層,有利于瓦斯的排放;壓型斷裂不利于瓦斯排放,甚至有一定的封閉作用,促進瓦斯在煤層內聚集。褶皺構造對瓦斯分布也有重要影響。當頂板為致密巖層且未暴漏地表時,一般在背斜瓦斯含量由兩翼向軸部增大,在向斜槽部瓦斯減少。當頂板為脆性巖層且裂隙較多時,瓦斯易于擴散,因而脆性巖層頂板的煤層背斜頂部瓦斯含量減少,在向斜軸部瓦斯含量增加。大量的瓦斯地質調查資料說明,與地質構造有關的突出點所占的比例很大,地質構造與突出的關系極為密切。有些突出點雖然其附近的地質條件并無明顯異常,但卻處于某些封閉構造勸閉的范圍,或受某些特殊的構造邊界所控制。
據統計,我國在1984—1995年的11年間,煤礦中發生煤與瓦斯突出近10萬余次,造成的經濟損失約100億元。1991年4月21日,山西省洪洞縣三交河煤礦瓦斯煤塵爆炸,死亡147人。無論是從經濟效益上看,還是從人民的人身安全來看,災害的防治都是刻不容緩的。
1.3 礦井突水及淹井災害
受開采破壞與影響,通過各種自然的或人為的通道進入井巷和采掘工作面空間的水,稱為礦井水。煤礦中突水事故是比較常見的,并且嚴重影響了煤礦的生產、效益和安全。比如1975年9月26日,徐州礦務局權臺礦南二采區-225水平325工作面刮板輸送機道掘進放炮時,透老下山發生突水事故,最大突水量40m3/min,幾分鐘刮板輸送機道全被水、煤塊和矸石雜物淹沒淤塞,共29人遇險。當時跑出14人,其中1人被水沖出時受輕傷。被堵在獨頭切眼上山15人,經過12小時清淤搶救,全部脫險。給礦井帶來嚴重的人員傷亡和重大的經濟損失。
2、地質災害防治措施
為了保持經濟持續穩定發展和維持社會的安定,必須切實重視對煤礦地質災害的防御,制定防御自然災害的對策和措施。
2.1 加強科學管理
地質災害有著偶然性,但也有一定的規律可循。作為煤礦開采來說,要合理規劃開采范圍,杜絕私挖亂采現象。要在煤礦采掘資料的基礎上結合礦區實際情況,建立健全礦井地質觀測,查明影響煤礦正常生產和建設的各種地質因素,是礦井地質工作的首要任務之一。因此要再礦井地質工作中隊煤系、煤層、地質構造等進行觀測。還要建立地質災害預報制度,并提出相應的防治措施??傊刭|災害預防和管理工作是一項長期的、艱苦的工作,只有做好這項工作,才能夠做到來雨綢繆,防患于未然,才能徹底減輕災害帶來的損失。
2.2 加強政府部門對地質災害防治工作的領導
首先,要摸清地質災害底數,掌握地質災害分布規律,制定出地質災害易發區和危險區,在此基礎上擬定防治規劃、計劃。其次,堅持每年組織有關專家進行汛前、汛期和災后的檢查研究,以防為主,綜合治理。第三,加強行政管理執法力度,健全完善5個體系:建立地質災害防治的法律法規體系;完善政府部門執行法律法規的機構和體系;建立完善的地質災害監測機構體系;建立一套完善的信息體系,及時掌握地質災害動態;建立政府預測預報體系,分定期、不定期、長期、中期、近期及臨災警報等,對問題嚴重的要進行通報、曝光。
2.3 加強地質災害宣傳教育以形成全民防災意識
廣泛宣傳各種地質災害知識,培養全民災害意識,可以做到災前有防,災中不慌,災后自救,提高生存能力,減少災害損失。在廣大人民群眾中,通過各種途徑做好防災抗災的宣傳教育工作,引起人們對災害的足夠重視,增強人們的防災意識,達到心中有數、居安思危的效果。
3、結語
總之,礦井地質工作是煤礦安全工作的一個重要組成部分。加強礦井地質工作的預防,對減少和杜絕各類事故發生,實現安全生產,有著重要的基礎性意義。
1 廢棄礦山引發的環境地質災害的類型分析
廢棄礦山所引發的環境地質災害是多個方面的,但這些不同的災害現象都是相伴而生,互相依存不可分割的。對廢棄礦山引發的環境地質災害進行類型化分析是探尋治本之策的前提。
1.1 礦內污水觸發水污染
礦井關閉后一般會引發區域內大范圍的地下水污染和地表水污染,依據礦井的監測資料進行研究發現,上述后果是因為礦井關閉后其以前的排水系統也自然廢止,從而使得地下采空區內含有很多有毒有害成分的污染水和不同含水層的水相互滲透融合,從而引發潔凈水深度和廣度均極為龐大的污染。另外,礦區因礦井關閉,有毒地下水因得不到正常的疏導,就會自動上溢至地表漫流,引發地表水域的污染。廢棄的煤礦和金屬礦及有關矸石堆對河流、湖泊和水庫造成有害的影響,這些都是因為廢礦渣中所含酸性污染物質造成的。
1.2 地下水外溢淹沒礦區
礦井報廢使得地下水失去既定的人為疏導排出路徑,水位上升溢出可以導致礦區大面積的被淹沒。如1999年,陜西省就因為對沿河幾十處的小煤窯強制關閉而引發災害,其中原因正是小煤窯中的污水上漲導致河流下游地下水位抬升,涌出地表后,使得大片農田被淹,形成了大塊的沼澤地,造成嚴重的水域環境災害。
1.3 地面崩塌以及伴生的毒氣外泄
廢棄礦區地下部分有著因礦產開采形成的大面積的采空區,礦井關閉后,地下采空區缺乏必要的維護,地下構造遭受很大的破壞,經過一段時間后就會產生大面積的地面開裂、塌陷。由于礦物在密閉高壓作用下會產生許多有害氣體,這些有毒物質也會從地面裂縫中逸出,造成嚴重的空氣污染。
1.4 廢棄礦井污水入侵威脅臨近生產礦井安全
廢棄礦井所產生的廢水往往會漫流進入其他正常運行的礦井,對其他礦井的正常生產和人員安全造成極大的惡劣影響。近年來比較著名的案例是江蘇徐州礦務局、湖南資興礦務局的廢棄礦的案例,2000年兩礦在關閉礦井后,境內污染的地下水也隨機停止疏導排泄,不斷增加的廢棄礦水涌入相鄰的生產礦井內,對安全生產造成極大的威脅。
2 廢棄礦山環境地質災害的成因
眾所周知,廢棄礦山所引發的環境地質災害的影響面積大,并具有極強的隱蔽性強,且往往潛伏期較長。故而,對其地質災害形成的技術原因和人為原因進行研究顯得非常必要。
2.1 開采技術原因
采礦活動往往都會對地下水和地表水系統造成影響,從而對開采區及其周邊區域內的水文地質和地下水層系統的運行產生極大的作用力。礦山開采過程會對煤巖層進行極大的破壞,含有多種化學成分地下水從巷道、井壁及采空區等多種渠道滲入礦井與煤系巖層接觸,從而融合其中的各種成份,在此過程中,許多物理、化學反應理所當然在其中發生。成分復雜的礦井水在礦井關閉后,由于既有的正常排水渠道消失,富含有毒元素的污染水就會進一步污染其他未污染的地下水層系統,當地表開裂或塌陷后,酸性礦井水就會漫溢而出,對地表水域環境造成極大的污染。
2.2 開發過程中追求經濟效益,環境意識不強
在礦產資源的開發過程中,企業主往往過分注重經濟利益,對公共利益漠然對之,引發“公地悲劇”。在相當長的時期內,由于國家監管不到位,在利益的驅逐下,很多地區引發采礦熱,個體礦山企業和鄉鎮村集體礦山企業對礦產資源進行無序開采,所采用的開采技術也極為落后。開采過程中沒有對今后的地質環境破壞進行必要的評估,缺乏配套的礦山治理措施,從而為引發今后大規模的地質環境災害留下隱患。
2.3 缺乏關閉礦井治理的良性措施
我國許多礦山企業都是建立于計劃經濟時代,一般都是國家產權,企業的盈利很大的份額都要上繳國家財政,而政府并沒有合理留置安排足夠的礦山治理資金。開采的同時沒有注重治理,一旦礦區資源枯竭,企業難以為繼,也就根本沒有經費采取對礦山環境地質災害進行防治的經費。礦井關閉缺乏必要的預測評估的前置階段,對礦井關閉后的風險識別、預測、防范的技術系統和資金來源也就不可能形成系統的方案,也缺乏礦山恢復的一整套機制,在這樣的前提下對礦井進行關閉,對其所隱藏的危害視而不見,任其滋長,從而就為造成大規模的環境地質災害埋下伏筆。
2.4 地表復雜的自然地理環境
礦區地表地形一般均為山地、高原地區,地形地貌與地質構造都比較復雜,地面往往多高山陡坡,地質構造多斷層,在自然的風化侵蝕作用下,巖體結構破碎隨之而生。由于生產需要以及環保措施的缺位,礦區往往植被稀疏,水土流失比較嚴重。在汛期暴雨的相互作用下,關閉礦井采空區容易引發區域內發生嚴重的塌陷,還會發生泥石流、滑坡等地質災害,從而引發地下污水上溢,造成綜合性的地質環境災害。
3 廢棄礦山環境地質災害的防治措施
對廢棄礦山環境地質災害進行類型化分析,并對其產生的成因和機理進行系統的研究之后,結合我國廢棄礦井區域的各種自然條件,如水文、地質以及氣候環境等進行考量,基于我國學術界的研究現狀,借鑒國外先進經驗,可以對我國廢棄礦井引發的地質災害形成如下防治建議。
3.1 構建廢棄礦山風險評價與預報系統
對于既存廢棄礦井的相關環境進行合理的技術考量是預防災害的必要舉措。廢棄礦井的風險評價與預報系統的構建需要考慮以下一些技術問題,包括地下水流及其動態的動力學評價與預報,具體工作有流體動力學觀測,滲透介質參數試驗。另外一項比較重要的技術工作是評價采礦擾動對介質滲透性的影響,該項評價主要通過水文地球化學進行動態監測與預報來實現,主要進行以下技術性的任務,如水質遷移機理與強度,現場示蹤試驗,地下水自凈可能性,含水系統環境中物理化學狀態變化規律。
3.2 構建廢棄礦山風險識別系統
對于風險的識別與分析首先有必要建立系統管理資料的數據庫,對于數據庫所應包括的資料,技術領域一般要采集如下一些數據,即廢棄礦井的空間物理形態,含水層的水力特征,以及氣候、降水、土壤、植被等地質與相關環境數據。;廢棄礦井所含的危險因素主要存在于兩個領域,一是人力活動即采礦過程中所遺留的危險因素,二是客觀自然地理環境因素。對于人力活動所形成的危險進行評估預測必須是全面的,即包括環境的、經濟的的因素,也應該把社會的、人文的因素考慮在內。
3.3 采用先進的地質災害防治措施
【摘要】地質災害一直都是地質研究的重點問題之一,它不僅涉及到人類的生命、財產安全,同時對于自然環境而言同樣重要,例如過度開采等人為活動,會導致滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降、塌陷等現象。本文重點論述了滑坡、 崩塌、泥石流、 地面沉降與塌陷幾種主要地質災害的影響因素和防治措施。
關鍵詞 地質災害;防治措施;環境地質
0引言
隨著世界人口密度的增大,土地的過度使用,植物的大量破壞等,各種自然災害頻發。特別是隨著城市發展建設,人造工程越來越多和工程規模的日益增大會對自然環境的改造和影響也越來越大, 如邊坡的變陡會造成山體滑坡、 崩塌和泥石流的發生, 過度開采地下水和礦藏會造成地面沉降、 地裂縫和塌陷等。
1)地形因素
隨著世界人口密度的增大,土地的過度使用,植物的大量破壞等,各種自然災害頻發。,我國地形以西高東低,地形分為三大臺階,東部、西部、青藏高原三個方向為三大臺階,東部臺階多為平原地區,沉降是常見的災害,上海、寧波等東部城市,沉降都有不程度的出現。而第二臺階西部地區主要是以山劃分,從大興安嶺到雪峰山為界,這里比較容易發生滑坡、泥石流,而第三臺階的青藏高原則是滑坡的高發地,泥石流也是頻繁發生。
2)地質因素主要包括地質構造和巖性兩個方面
斷層與節理發育地帶, 容易形成滑坡, 這是因為斷層與節理使完整的巖體破碎, 使巖體強度降低。再加上節理面、斷層面、層理面通過各種運動之后,很容易產生滑動面或者是切割面,在這種情況下,山體滑動,或者推移,山體滑坡成為必然,再加上自然天氣的破壞,例如暴雨,滑坡加劇泥石流就會出現。
3)氣象因素
隨著地質災害頻繁發生,我國對于地質災害也越來越重視,專門在中央電視臺綜合頻道把天氣和地質災害的預報同時進行,這樣的預報方式被稱之為“地質災害氣象等級預報”,足見兩者之間的關系十分密切。通常來說,地質災害隱患點多為地形及地質極易產生地質災害的地方。特別是在惡劣的自然天氣面前,地質災害發生越來越多。
4)人類工程活動對地質災害影響
隨著國民經濟的飛速發展,各類人為的工程項目越來越多,例如、公路、橋梁、房屋等等不僅占據了大量的空間,同時也破壞了植被。大自然的平衡也在不自覺的情況下受到破壞,從而各種山體滑坡,泥石流,水土流失等現象頻繁發生,這些的主因完全是因為人為工程過多而造成的。
當然,植被本身也是造成地質災害的原因之一,當植被處于茂盛時期,根頸與泥土緊密結合,泥石流等現象很少會發生,一旦植被被破壞那么泥土本身稀松,泥石流就有可能會發生,為此,為了減少地質災害,對于植被的研究也應該引起重視。
1主要地質災害及其防治措施
地質災害不僅危害到國家的財產安全,同時也是危害人民生命財產安全的致命災害,為此,對于地質災害問題,不僅要加以重視,同時更應該做到提前預防,出現災害要及時治理,從而減少災害對人民生活帶來諸多不便。
1.1滑坡
1.1.1影響斜坡穩定性的因素
影響斜坡穩定性的因素十分復雜, 但可分為兩大類: 一類為主導因素, 是長期起作用的因素, 其中有巖土體類型和性質, 地質構造和巖土體結構、 分化作用、 地下水活動等。另一類為觸發因素, 是臨時起作用的因素, 如地震、 洪水、 暴雨、 人類工程活動等。
1.1.2滑坡的防治措施
1)支檔工程:它是防治滑坡最主要的一種工程措施, 它可以改善斜坡的力學平衡條件, 以達到抵抗其變形破壞的目的。常用的措施有錨固、 擋墻、 抗滑樁和支撐等。
2)排水:地表水和地下水豐富的時期,特別容易滲到坡體,當滲到滑動面時,抗滑力大幅下降,滑坡也會隨之出現,在坡頂開挖排水溝, 特別是在斜坡變形區四周開挖排水溝, 攔截地表水入滲, 排水溝應用片石或混凝土砌置。其它排水措施還有地下廊道等。
3)削減及反壓:減載主要是將較陡的邊坡變緩或將滑坡體后緣的巖土體削去一部分, 以達到減少下滑力的目的, 反壓是將削減下來的巖土體堆積在坡腳阻滑部位, 減載與反壓往往配合運用, 使之既降低下滑力, 又增加阻滑力的良好效果。
1.2崩塌
崩塌現象主要是因為巖土體拉裂面被破壞,從而與母體分離而產生位移、墜落等。造成崩塌的原因:地形是造成崩塌的主因,存在高陡臨空面的斜坡易產生崩塌地質災害。地形切割越強烈,崩塌現象越頻繁。風化是造成崩塌的第二大主因,風化會造成裂隙加大,對于崩塌起助推作用。當然,崩塌同時也因為水壓、采礦、暴雨等自然災害及人為破壞而引起崩塌現象。
崩塌是一種毫無預警的自然地質災害現象,為了更好的解決崩塌問題,不僅需要考察好地形地貌,產生的原因,以及受到破壞的范圍等,同時對于地質測繪這樣的工作是必不可少的。為了減少危害以及人民人身財產的安全,還是需要建立標知,讓百姓避開,或者直接搬遷等辦法。如果不具備搬遷條件,需要及時治理,進行相關植被的種植,以及坡底的加固。
1.3泥石流
泥石流是山區汛期常見的一種嚴重的水土流失(泥沙失穩搬運) 現象。它是泥沙在水動力作用下失穩后, 集中輸移的自然演變過程之一, 具有嚴重的災害性。
1.3.1泥石流形成條件
①地形條件:陡峭的山岳是泥石流高發區,在特殊的地形條件之下,既是形成泥石流的主因,也是泥石流活動場所,泥石流是沿著坡降大的溝谷進行活動,每一個泥石流都會自成流域。流域可以分為形成區、流通區和堆積區三大區域。
②地質條件:泥石流的物質條件主要是由地質條件所決定的,當所處的地質構造相對繁雜,巖土松軟、風化嚴峻,植被被破壞或者護理不佳,很容易就會在山坡處,或者溝谷之內堆積大量的碎狀物質,這一些物質其實也是泥石流的一個隱患。
③氣象水文條件:泥石流的形成必須有強烈的地表徑流作為動力條件。泥石流的地表徑流來源于暴雨,高山冰雪強烈融化和水體潰決等,氣象水文因素是激發泥石流發生的決定性因素。
1.3.2泥石流的防治辦法
①防治泥石流的生物措施:生物措施其實就是把原有的地質進行修復,讓地質回歸最初的形態,其中包括植被的培育,地貌的維護,特別是對于出現過崩塌的地段,或者有可能出現這種情況的地段嚴禁耕作。
②防治泥石流的工程措施:攔擋、蓄水、引水工程都是預防及治理泥石流的工程措施,壩體的建筑需要在流通區域進行建造,不僅起到加固坡體同時還具有攔擋泥石流的效果。為了起到更好的攔擋作用,壩體內還應該有排水孔,并且分布要合理科學,同時為了更好的阻攔泥石流的沖擊力,可以進行分級壩體的建設,這樣可以通過一級一級的分化泥石流的沖擊力,所造成的危害也會減少。同時還應該建設蓄水庫,截水溝、引水渠等引水工程,這些工程不僅可以分化洪水的水量,同時也可以削減洪水的沖擊力以及有效控制泥石流產生的暴發力。
2結語
近年來,地質災害一直都是危害人民生命財產(下轉第363頁)(上接第324頁)安全的一大主因。而產生地質災害的原因眾多,自然氣候也是其中之一,以及人類工程活動等等各方面都有關聯,同時也與地質條件有關。為此,減少地質災害的發生成為本文章的關鍵性問題。
參考文獻
[1]李振林,孫加榮,劉穎,袁曉軍.崩塌塊體形成原因及其演變過程探討[J].安全與環境工程,2011(04).
中圖分類號:TD161
文獻標識碼:A
一、 引言
地質災害泛指由于地質營力或人類活動而導致地質環境發生變化,并由此產生的各種危害或嚴重危害,一般可導致生態環境破壞、人類生命財產遭受損失。地質災害按照成因可分為兩類:(1)自然地質災害,即自然條件下形成的地質災害,常見的有地震、火山噴發、滑坡、泥石流、龍卷風等;(2)人類活動影響誘發的地質災害,如地面沉降等。當今社會人類活動已經觸及我們生活的空間的各個角落,甚至是宇宙太空,人類的活動已經大大影響了地質環境的正常發展,從而導致各種各樣的地質災害的發生。
我國是一個煤礦賦存、生產大國,煤炭在較長時間范圍內依然是我國主要依賴的能源礦產。然而,煤礦的開采在給國家帶來巨大的經濟效益的同時,也為煤礦區的地質環境帶來巨大的影響,通常表現為破壞性的、難以修復的地質災害,嚴重制約了國家的經濟發展。因此有必要摸清煤礦區地質災害的類型,并做好防治措施。
二、煤礦地質災害的類型及防治措施
煤礦區地質災害的類型多種多樣,總體表現為突發性和緩發性兩類。前者為突發性的,通常有礦井突水、露天礦滑坡、瓦斯爆炸、煤塵、巖爆等,突發性災害一旦發生必然會造成礦井工人生命危險;后者為緩慢的、長期的量變引起質變的地質災害,通常有地表沉降、建筑物變形、土地荒漠化等環境災害,緩發性災害的發生需要一定的過程和時間,災害發生或過程中及時發現并采取適當的方法,可以減輕災害程度。
(一)礦井突水。
礦井突水的主要原因主要有以下幾方面:(1)煤礦區地質條件比較復雜,地下水源補償豐富,隨著開采水平的不斷延深和開采范圍的不斷擴大,水壓逐漸升高,突水威脅愈加嚴重;(2)工作人員的突水危險意識低;(3)預測方法落后,野外采集和數據處理存在一定的局限;(4)防治措施不夠完善,對于一些突發的現象不能及時判斷和處理。
礦井突水應以“預防為主,防治結合”的方針,實際操作中應該在地面防水和井下防水兩個方面進行防治。
地面防水主要以修建地面防水設施,減少大氣降水和地表水直接滲入礦井井筒,防治方法如下:(1)合理選擇井筒位置;(2)井筒附近修建排水溝;(3)滲水時堵塞通道;(4)強制礦區附近有潛在危險的河流改道或新建人工河道等。
井下防水主要防治地表水、老窯積水以及含水層中的地下水在水壓力作用下,通過薄弱地段流入井下,主要防治方法有:(1)邊開采邊探測小窯老空、積水舊巷道、充水斷層及含水層的位置,并在開采前及時放水;(2)留設防水煤柱;(3)疏水降壓;(4)注漿堵截水和注漿加固改造底板;(5)設置防水建筑物等。
(二)露天礦滑坡。
滑坡是斜坡巖石在重力、水以及其外部營力的作用下,沿巖層結構軟弱面形成的巖石破壞現象。當巖體應力超過其強度時,導致巖體破壞,即形成滑坡。滑坡產生原因主要是巖體自重應力、構造力、滲透力和震動力綜合作用的結果。露天礦滑坡可以出現在任何一個露天礦開采現場,一般來說年代較老的礦山發生滑坡的危險更高。
露天礦發生滑坡主要有以下幾方面的原因:(1)巖石本身具有結構軟弱面,抗風化、抗氧化能力弱,其成為地表水、地下水、裂隙水的通道;(2)水流作用軟化巖體邊坡,降低巖體的強度;(3)露天礦爆破作業震動對邊坡穩定性產生影響。
邊坡滑坡的主要防治措施主要有以下幾個方面:(1)確定合理的臺階高度,進行分層回采;(2)利用現代化手段加強邊坡穩定性檢測;(3)及時進行地表水和層間水的疏通,減輕巖體內外部的水壓;(4)人工加固邊坡,增強邊坡的強度,改善邊坡的穩定性等。
(三)瓦斯爆炸。
瓦斯爆炸是由瓦斯和空氣混合后,在一定條件下,遇高溫熱源發生的劇烈的氧化反應,并伴有高溫及壓力(壓強)上升的現象。瓦斯爆炸產生的高溫高壓,促使爆源附近的氣體以極大的速度向外沖擊,造成人員傷亡,破壞巷道和器材設施,揚起大量煤塵并使之參與爆炸,產生更大的破壞力。爆炸后通常生成大量的有害氣體,造成人員中毒死亡。一般認為瓦斯含量達到5%-16%之間(氧含量應高于12%),遇到高溫火源就可能引起爆炸。我國煤礦中,瓦斯爆炸發生的幾率較大,必須嚴格控制瓦斯濃度和火源才能降低其發生的幾率。
瓦斯災害的防治措施主要有以下幾方面:(1)開采前及開采過程中必須進行瓦斯抽放,以減少瓦斯濃度;(2)杜絕明火火源、火花、高溫物體的存在;(3)利用先進的瓦斯監控設備嚴格檢測;(4)加強員工培訓,保證以上三個方面完全落實才能將瓦斯災害降到最低。
(四)煤塵爆炸。
煤塵是煤礦開采過程中形成的懸浮在空氣中的煤粉,這種煤粉不僅污染井下的空氣,危害工人的身體健康(形成塵肺?。?,達到一定濃度和一定溫度時同樣會發生爆炸。其通常與瓦斯爆炸共存形成鏈式反應。
預防煤塵爆炸的主要手段是向煤層中注水,在開采工作面噴霧灑水,及時通風,同時杜絕一切明火存在于工作面及巷道內。
(五)巖爆。
巖爆又稱礦山沖擊,這是因礦坑周邊和頂底板圍巖,在受到強大的地殼應力作用而被強烈壓縮,一旦因采掘挖空出現自由面,即有可能產生巖石地應力的驟然釋放,導致巖石大量破裂成碎塊,并向坑內大量飛落、噴射、爆散的現象。巖爆災害的發生影響正常的生產活動,對施工設備和財產造成損害,并危及人的生命安全。
巖爆災害的發生究其根本原因是巖體的地殼應力的減小,形成自由面,通常與礦井工作面的深度有直接關系,地殼的壓力隨著深度的增加而增大,巖爆的可能性就更大。
巖爆是一種突發性的地質災害,其防治手段應以預防為主,主要有以下手段:(1)礦井開挖前期應進行地質構造與應力預測的研究,以選擇合適的挖掘地點,避開高應力區等危險地帶;(2)根據巖爆發生的機理,依據巖體地應力和巖石力學參數,預測巖爆發生的地點、影響范圍和危害程度,提供解決方法;(3)運用爆破、注水、鉆孔等卸荷措施,使地應力得到合理分布,以防止巖爆現象的發生;(4)加強安全監測,及時預報,并做好宣傳教育工作,加強巖爆災害應急救險的教育。
(六)地表沉降、建筑物變形、土地荒漠化等災害。
富煤區地下煤炭的開采造成地下形成大面積的“空洞”,煤層上部的巖層由于應力發生變化而發生變形,在地表反映為凹陷,形成地表沉降。地表沉降與煤層開采的深度、開采范圍、煤層厚度等因素密切相關。地表的沉降通常具有滯后性,且變形范圍比開采范圍大得多。地表沉降同時造成多種衍生災害,引起地表建筑物的傾斜、變形、地表開裂等。地表下沉同樣會導致地表潛水位的下降,從而使大量植物死亡,在生態環境比較脆弱的礦區易造成土地荒漠化的嚴重后果。
地表沉降的預防與防治措施主要有以下幾個方面:(1)鑒于煤礦開采地表沉降的無法避免性,應大力投入地表沉降機理與防治措施的研究,提出適合于不同礦區的開采方式,降低沉陷幅度;(2)煤礦開采前應對地表建筑物進行評價,對于有重大意義的建筑物應該適當的設置保護煤柱;(3)對于以變形的建筑物則采用積極的加固保護措施;(4)恢復沉降區的地面標高,及時鋪墊,盡量恢復基本農業需求,植樹造林恢復生態環境。
三、總結
煤礦區各種地質災害并不是相互獨立的,總有千絲萬縷的聯系。所謂“牽一發而動全身”,各種地質災害的都應以“預防為主,防治結合”的方針對待,在生產過程中運用現代化的科學手段努力把握各種地質災害的成因機理,做到有備無患。同時,煤礦生產單位也應該具有社會主義責任心,早發現,早預防,保證生產的正常進行,工人的生命財產安全,以及礦區人民和諧的生活環境,保證煤炭行業的可持續發展。
(作者單位:湖北國土資源職業學院)
參考文獻:
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中圖分類號:F407文獻標識碼: A
一、形成滑坡的條件及主要特征
(1)、滑坡災害形成條件
1、地形特點。主要包括斜坡和洼地地段,在這些地方地表水和地下水容易匯集壯大;河流的凹岸和緩坡,因其容易受到雨水沖刷和水流侵蝕往往形成滑坡;上陡下緩的堆積體地段和下伏基巖向外傾斜的斜坡;黃土地區階梯前緣的緩坡地段等。
2、地層條件。容易風化或見水易軟化的軟質巖層;夾有軟弱夾層的硬質巖;上松下密的黏土、膨脹土層和堆積而成的黏性土地層等在具備貯水功能、聚水條件和地層有隔水軟弱面時易形成滑坡。
3、地質構造。傾向性較大的斜坡和斷層交接面以及不整合面、巖層層理面,連通節理面、褶曲兩翼的傾斜面等軟弱結構層(面),由于地質結構的脆弱性易形成滑坡。
4、環境因素。水、氣候、地裂、地震等自然因素。
5、外在因素。亂砍亂伐,破壞植被等人為破壞地表的行為。
(2)、滑坡判別特征
1、形態特征?;轮饕尸F圈椅狀或馬蹄狀環形谷。上部常有裂縫、中部是起伏的坑洼;前緣有鼓丘且常伴有扇形裂縫、后緣有陡壁和擦痕;兩側有羽狀的裂縫并常常形成雙溝谷現象?;聲r常會形成鼻狀凸丘和多級平臺,有的還會伴隨凹地積水、房屋傾斜、道路開裂和建筑倒塌等現象。
2、土層特征。滑坡發生時地層的完整性遭到破壞:巖層層位、產狀或構造與不連續;有的巖層發生重疊或順序顛倒;地表出現張性裂縫,并摻雜有樹葉及泥土等參雜物。
3、水文特征。發生滑坡災害時,地下含水層發生斷裂,完整性和連續性遭到破壞。具有單獨的含水層的滑坡體,此時水文特征變得毫無規律可言:水位變化、方向錯亂、滑動帶前緣位置溢出泉水等。
二、滑坡防止中的關鍵技術及處理方法
(1)、抗滑樁
1、滑坡治理中抗滑樁的設計
第一,確定樁群平面布置,確定樁距樁位。樁群平面布置和樁距一般是按照規定通過計算而得。樁位的確定有懸臂梁法、地基梁法、有限單元法、地質工程法、經驗法。不同樁位將影響滑坡的穩定安全系數和滑動面的形狀等。這里主要談談有限單元法。有限元折減法把滑帶和滑體的強度參數進行折減,從而得到相應安全系數。把樁看作是埋入滑坡體中的梁單元,利用有限單元法計算其推力等,從而確定樁位。通過設計滑坡推力大小、地形、地層性質及理論計算,選定樁長、錨固深度、樁截面尺寸和樁間距。第二,選定樁型,確定樁長等,根據地質條件和一般規定選擇。第三,力的分析。作用抗滑樁的力系分為作用于樁上部的滑坡推力和樁周圍地層對樁的反力也可以說是內力。一般采用地基梁法測定內力確定變形。而對于滑坡推力的,其在樁背上的作用點和大小分布與滑坡的類型、部位、變形情況、地基反力等有關??梢杂貌黄胶馔屏鬟f系數法去計算滑坡推力的大小。處于彈性階段時,地基反力按彈性抗力計算,而在塑形階段時,計算反力較復雜,但反力大小不能超過錨固段的許用承載能力。由于抗滑樁主要是承受水平荷載作用,而某些引起豎向壓力的力如摩阻力、粘著力、樁變形等對抗滑樁的穩定安全可忽略不去計算。
2、施工機械抗滑樁施工技術探析
在當前大型工程施工機械抗滑樁的施工中,技術人員需要在進行抗滑樁施工之前首先對工程項目測量放樣,并對施工圖紙中的導線點、水準點、樁位坐標進行過復測。通過測定的樁位中心進行抗滑樁樁孔的開挖。在進行水下抗滑樁孔的孔口護壁施工時由于采用孔口鋼護筒,故不需進行混凝土護壁的澆灌。施工機械抗滑樁進機械挖孔施工時一般采用隔樁施工法。每次需要對固定數量的樁基進行施工然后才能對其他樁基進行施工,以保證工程樁基之間土體的穩定。施工人員在進行樁孔土方的挖掘時,需要首先將樁孔間的土方進行挖掘,然后逐步進行周圍的擴挖。施工中施工人員需要控制樁孔截面的尺寸,每個階段的開挖高度與鋼護筒的高度相差不大。當施工中發現地質情況發生變化施工人員需要及時進行匯報并積極采取措施,保證施工的安全。技術人員在每個階段的樁孔開挖完成后及時進行施工機械抗滑樁孔徑和垂直度、樁孔中心位置的測量,保證樁孔開挖的過程中其中心位置與樁中心在同一垂線之上,保證鋼護筒的安裝的垂直性和銜接的密封性,使抗滑樁的護壁厚度和孔徑保持高度的一致。
在進行施工機械抗滑樁的施工中,樁孔挖掘過程中施工人員需要注意安全的進行施工,在施工中當樁孔挖到設定深度時需要利用桿孔規進行樁孔的直徑和井壁圓弧度的測量,若發現不符合施工機械抗滑樁的設計要求,技術人員需要及時進行修正作業,保證樁孔的上下貫通和垂直。樁孔挖掘完成后技術人員進行鋼護筒的下方和固定,每個階段下放的鋼護筒需要保證銜接的密封性和垂直性,并進行針對性的加固施工,保證施工機械抗滑樁孔中鋼護筒的有效性和穩定性。施工機械抗滑樁采用鋼護筒技術能夠有效提高滑面的抗剪力,通過科學的灌漿施工使鋼套筒樁孔具有良好的特性,如有較高的剛度,鋼套筒在樁孔中施打比較容易和便捷,其橫向剛度較小,在工程施工中布置比較靈活,有效提高施工機械抗滑樁的施工效率和施工質量。
(2)、快速錨固技術
快速錨固技術主要包括:快速鉆探成孔、快速下錨和快速注漿技術與工藝的組合,而深層自適應錨固技術具有快速、安全、經濟、創新的特點。
1、快速下錨技術與工藝概述
在復雜地層條件下,快速下錨技術以錨索的快速安裝為基礎,通過機械化輔助裝置的使用,盡量縮短長大錨索的安裝時間,實現鉆進效率高、錨索安裝速度快、注漿時間短、施工工藝先進、錨固效果好。
為了在場地狹窄的應急救災現場快速、準確地將錨索安裝到位,提高錨索施工效率,錨索輔助安裝裝置的設計原則是小型、靈活、操作簡便、適應性強,與國外大型、安裝和灌漿一體化設備互為補充。因此,機械化輔助下錨裝置技術方案為:錨索安裝系統由孔內和孔外兩大部分組成,孔內裝置主要起錨索定位作用,孔外裝置主要起孔外固定、支撐和送繩輔助作用,二者相配合達到輔助下錨的效果??變妊b置由孔底裝置和送繩裝置兩部分構成,是整個錨索快速安裝系統的核心部分,關系到錨索孔內定位的可靠性??淄庋b置由絞車、電機、減速機、聯軸器、底座、配重鋼軌等部分構成,作用是連接并牽引孔內裝置已安裝到孔底的牽引鋼繩,將錨索安裝到錨孔內的需要深度,實現機械輔助下錨準確到位,減輕錨索人工安裝的強度,提高安裝速度,從而提高錨索加固效果。
為確保安裝質量,對錨索的安裝工藝進行了研究。施工時,首先將孔底裝置送至錨索孔內底部,靠機械裝置進行固定,然后再連接錨索和送繩裝置,與孔外裝置聯合作用將錨索安裝到孔內指定位置,最后取出送繩裝置,進行錨索的下一步施工,以達到快速、準確的施工效果。
2、深層滑坡自適應錨固技術研究
在深層滑體的錨固過程中,由于滑面埋置較深、鉆孔深度大,如果采用傳統的拉力型預應力錨索,錨索勢必很長,工程造價成本較高。自適應錨固技術是指錨索在基巖和滑體中均設置錨固段,滑面位置設置自由段,利用滑體剩余下滑力在基巖與滑體中分別產生錨固力,在中部自由段(鋼絞線套管防護,套管外鉆孔注漿)產生“預應力”。當巖土體有滑動跡象時,自適應錨固即產生錨固力,中部自由段產生位移,適應巖土體變形,兩端錨固段產生錨固力,及時控制巖土體變形,達到加固巖土體的目的。同時由于不張拉、不安裝錨具、一次性注漿完成,具有快速、安全、經濟、效果好的特點。同樣的原理,這種自適應錨固技術也可用于多層滑面的快速加固工程。
為了盡快完善自適應錨固技術的程序和工藝,利用試驗和數值模擬研究自適應錨固作用的機理,探討自適應錨固的適用性,為自適應錨固的工程應用提供科學依據。試驗技術流程為:預制混凝土塊(預留孔道)―制錨―應力傳感器埋設―錨索安裝―注漿―試驗模型組裝―加載試驗及數據采集―數據分析與處理。其中關鍵技術環節包括:應變傳感器埋設、注漿、加載試驗及數據采集以及數據分析與處理。然后采用FLAC3D對室內試驗進行數值模擬,以檢驗室內試驗的可行性及試驗成果。
計算結果表明,在受外界干擾,如滑體發生較大變形時,錨索能利用巖土體與砂漿體的粘結力進行自錨固,且其內力分布模式為對稱于滑動面的雙曲線。
(3)、錨索 + 格構梁系統
該系統是利用錨索外端與格構梁聯接固定于坡面,另一端錨固在滑動面以內的穩定巖體中穿過邊坡滑動面的預應力鋼絞線,從而直接在滑面上產生抗滑阻力,增大抗滑摩擦阻力,使結構面處于壓緊狀態,以提高邊坡巖體的整體性,從而從根本上改善巖體的力學性能,有效地控制巖體的位移,促使其穩定,達到整治順層、滑坡及危巖、危石的目的。
因而在實際的滑坡體治理措施中該系統得到了廣泛的應用。其施工工藝為:確定孔位鉆機就位調整角度鉆孔清孔安裝錨索注漿制作框架梁錨索張拉封錨。施工前坡面需修整成一定的坡比,格構梁縱橫正交呈“井”字形( 或斜交呈菱形) 緊貼在坡面上,錨索設在縱橫梁的交點上,并可考慮在坡面上的梁格內植草綠化,在適當部位還可以種植一些低矮的灌木,既保證其抗滑的效果又增加了美觀性。
三、結語
總而言之,在長期的山體滑坡治理過程中,需要根據總結滑坡的防治原則,采取及時有效的滑坡預防措施,使治理方案的實施更加具有時效性和安全性。參與國家防災減難的工作人員應該根據滑坡的變形特征、滑體物質及性質組成特征、穩定性影響因素等影響程度分析,秉著“技術可行、經濟合理”的宗旨,科學合理的對地質災害中的滑坡進行防治,同時也希望滑坡的防治工作可以引起社會的廣泛關注,同時促進我國防災減災事業的發展。
參考文獻
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隨著我國對于礦山的開采,在開采的過程中由于各種自然因素和人為因素,或者二者的共同作用導致的自然災害頻繁的發生,礦山地質災害一旦出現,會給周圍的自然環境和人文環境造成很大的破壞,也會給人們的財產和生命安全造成很大的威脅,所以,我們要在礦山開采的各個階段做好相關的預防和治理工作,盡量避免礦山開采造成的各種地質災害,無法避免的情況下,也盡量的將其危害性控制在最小范圍內,這就是我們研究礦山的地質災害的最主要的目的。
我們要想合理的預防礦山的地質災害,就必須對其進行必要的了解和研究,才能做到有針對性的預防和治理,首先我們要明確的是礦山地質災害是地質災害學科的一個分支,是由于自然地質作用和人為因素導致礦山生態地質環境惡化,并造成人類生命財產損失或人類賴以生存的資源、環境嚴重破壞的災害事件,這一定義揭示了礦山地質災害的主要的產生原因和最終影響的因素,也為我們研究礦山的地質災害提供了科學的方向。隨著改革開放和市場經濟的深入,我國新一輪的經濟快速發展,社會生活的各個方面對于礦物資源的需求量大大的增加,也就導致了采礦產業的快速發展,開采量的加大也就大大的增加了環境的壓力,尤其是除了正常的開采活動外的各種開采事故的出現,對礦山的周邊的自然環境的影響是非常不利的,這種影響也會間接的通過環境的演變作用于人類的生活和生產。就我國目前礦山的開采現狀來看,雖然取得了顯著的發展的成績,為生產和生活的各個領域做出了突出的貢獻,尤其是提供資源這個方面,更是起到了非常重要的作用,據有關的資料顯示,我國的礦業為各種工業和農業提供的生產資源占其消耗的總資源的三分之二以上,可見其為經濟發展做出的重要貢獻。但是不可否認的是我國的礦業發展還存在種類多,分布廣,影響大,潛在災害隱患突出等特點,并且存在上升的趨勢,給人民生命財產安全帶來很大的威脅。因此,為了減少這種危害和威脅,加深了解礦山地質災害的主要類型,對合理有效地利用資源和防止礦山地質災害具有重要意義,下文中筆者將結合自己的經驗和知識學習,從幾個方面進行簡要的闡述。
1.我國礦山地質災害的主要類型
我國的礦山分布比較廣,也就導致了礦山的地質災害的類型的多樣。同時,礦山地質結構的不同和施工的復雜性也決定了礦山的地質災害種類繁多,但是在眾多的地質災害中常見的礦山目前涉及較廣危害較大的地質災害主要有地表崩塌,井下突水、深井巖爆等。
1.1地表塌陷
所謂礦山的地表塌陷,就是指在各種礦物的開采的過程中,我們通常會對存礦層進行深淺不同的挖掘,導致了地表與地層的分離,這種分離和采空的狀態下,如果控制不當,就會導致表層的地面發生坍塌,造成地質災害。通常情況下,地表塌陷主要發生在地下以井巷開采的礦山。在開采的過程中,礦山開采到一定的程度,就會形成大面積的采空區,這個時候的操作技術和方式是非常重要的。因為在采空區,我們通常會利用一定的支撐手段來保持地表的穩定,但是若保留的礦柱不足,或因礦柱受損而失去支撐能力,就會造成地面塌陷,不僅不利于礦物的開采,也會造成人員的傷亡和經濟的損失。一般情況下,處于開采中的礦山都會有不同程度的地表塌陷的隱患,特別是那些礦體埋藏較淺,產狀較平緩的礦區(如煤礦),地面塌陷的現象更為常見,也就要求有關的施工部門重點的進行預防。對于一些工程規模較小,或者有條件的開采作業,我們可以采取回填的方式有效的避免地表塌陷的發生。但是若采空區不回填,當礦層開采的范圍擴大到某一時刻,在地表就會形成一個比采空區大得多的塌陷盆地,一旦地表遭受到各種外力的刺激,就會出現塌陷情況,比如大量的自然降水。此外,在巖溶分布區,還會因礦山排水疏干而導致溶洞上方地面塌陷。但是,由于采礦過程是十分復雜的,并且涉及巖層的結構、構造、巖性、成分等許多因素,因而至今尚未形成公認的通用的采礦塌陷機理,不過也不是說地表塌陷就是無法預防和避免的,我們可以根據采礦的經驗和當地的地理條件的分析,得出一個地表塌陷的發生的大致情況,并據此做好相應的預防工作,并要隨時注意對各種地質情況的監測,一旦出現異常,要盡快找出原因,做出應對反應。
一旦地表塌陷發生后,我們要及時的組織好人員的撤離,以及各種相應的控制措施,以免地表塌陷引發其他的礦山地質災害,造成更大的經濟和人員的損失。
1.2井下突水
據有關的資料顯示,目前我國的已知礦山有十二萬座,且南北分布狀況復雜,這也就決定了各個礦山的具體地質情況和礦產貯藏量有著很大的不同。而且在長期的開采的過程中我們也發現,我國有許多礦山地質和水文地質條件很復雜,地下水作為對于采礦工作的一個重要的影響因素,必須引起各個部門的重視。所以,采礦時對地下水必須進行疏干排水,甚至要深降強排,在這個過程中,由于具體的操作的問題,經常會出現一系列的地質環境問題,給礦山生產帶來許多災害。井下突水是最常見的礦山水文災害,具有突發性強、規模大,后果嚴重等特點,是我們主要預防和治理的礦山水文災害之一。據統計,近30年來,我國煤礦突水,淹沒全礦井58次,部分淹井64次,造成經濟損失達27億元。由于突水的威脅,我國煤炭礦床約有150億t儲量不能開發利用,可見其危害性之大。井下突水主要由含水層引起,所以發生的位置也就是地下水的存儲位置,這種位置上的確定比較便于我們的預防工作的開展,其發生的狀況是在違規操作或者非正常開采條件下,遇到積水巷道或采空區、溶洞、地下暗河等含水體,容易引起隔離巖層失穩,從而引起災害,所以我們要強調的仍是在開采的過程中的操作問題,要注意嚴格按照事前的勘察計劃所指導的方式進行開采。尤其是在水體下采礦,應經過專門論證以及采取專門的防治措施,要結合當地的水文情況對礦區的水文特點進行綜合的判斷,以便順利的開始排水工作,對于不影響開采作業的水文情況,盡量保持原狀,以防止任意的改流和引流造成的其他地質問題的出現。另外,礦坑突水往往水文地質條件復雜,存在軟弱破碎帶及斷裂構造,造成頂、底板的穩定性差,在開采的過程中我們也要做好相關的預防工作,尤其是斷裂構造,其中的存水情況和地下水流動情況不好勘察,操作不慎即會引起大量的地下水的突水現象。
1.3深井巖爆
深井巖爆一般發生在大型的開采施工中,因為在我國,當硬巖礦山開采深度超過600m即公認為深部開采。近年,一些大型的開采工程甚至實現了部分金屬礦山進入1000m以下深部開采,遠遠超過了深度開采的標準,這也就導致了開采的難度的增加和地質災害的發生幾率的增大。尤其是高應力條件下的硬巖層往往會發生地下巖爆。巖爆問題已是困擾采礦正常生產的主要問題之一。巖爆是高地應力條件下地下工程開挖過程中,硬脆性圍巖因開挖卸荷導致洞壁應力分異,儲存于巖體中的彈性應變能突然釋放,因而產生爆裂松脫、剝落、彈射甚至拋擲現象的一種動力失穩地質災害。巖爆就其破裂機制而言,是一種開挖卸荷條件下巖石自身彈性應變能突然釋放所造成的脆性破裂或爆裂;爆裂造成的巖塊(片),則可以爆裂松脫、爆裂剝離、爆裂彈射或拋擲等不同方式脫離母體,其脫離方式、初速度和規模大小等與爆破時的破裂機制及釋放彈性應變能的多少和波及深度等諸多因素有關。它的后果是十分嚴重的,可能造成施工人員傷亡、施工設備毀壞、施工進度延緩,導致施工綜合成本增加,已成為世界性的地下工程難題之一。如紅透山銅礦目前開采已進入+900~+1100m深度,在1999年發生的一次中等程度的巖爆,導致近100m長的斜坡道一次性崩塌報廢和部分采場停產,可見其危害性之大,所以做好相關的預防工作是十分必要的。所以,基于巖爆的危害性,我們要在深井作業時,做好相關的預防工作,對于存在危險的硬巖礦山的開采,盡可能的控制其深度,對于一千米及以上的深井盡可能的不加深其開采。
2.礦山地質災害的防治措施
我們知道,礦山的開采、挖掘是直接在巖土圈進行的,所以會直接作用于礦山的自然環境,伴隨著我國礦山開采強度的增大,其所造成的環境破壞也越來越嚴重,周邊環境的不和諧也會直接或者間接的影響礦山的開采安全,嚴重的會直接誘發各種礦山地質災害,所以我們要注意加強對周邊的環境的保護,但同時也不能放松對于各種地質災害的預防和治理,這種災害的防治從某種意義上講就是一種環境的保護形式。下面筆者根據自己的工作經驗和研究結果,主要從技術方面提出幾點地質災害防治措施,僅供參考。 2.1地表塌陷的防治
金屬礦山采礦引起的地表沉降塌陷主要是由于采空區塌陷(空場采礦法礦柱支撐系統崩潰造成采空區頂板垮冒,崩落采礦法崩落頂板巖石形成覆蓋巖層)造成的。金屬礦山礦體開采多屬于非充分開采,地質條件復雜多變,地表沉降、塌陷多具有局部性、突然性、隨機性,規律性較差。因此,對采礦引起的地表沉降、塌陷,國內外開展的研究工作都較少,對于這種礦山的地表塌陷的預防我們主要依靠的是施工經驗,由于后期的治理比較困難和復雜,所以我們要以預防工作為主,做好相關的塌陷事故的預測。對于煤礦山采空區塌陷的治理方法很多,但較常用的方法是充填復墾法。這種方法是利用礦區附近的煤矸石、粉煤灰、露天礦剝離物等可供利用的充填材料充填采空塌陷地復田,將開采過后的采空無利用這些無用的材料進行回填,既可以避免材料的堆積,也可以防止地表的塌陷。這種方法多用于有足夠的充填材料且充填材料無污染,可經濟有效防護治理的地區,因其既解決了塌陷地復墾問題,又解決了礦山固體廢棄物的處理問題,所以經濟效益最佳,但是也僅限于煤礦礦山的開采后的地表塌陷的預防,并且要注意的是在回填的過程中的材料的無污染性,因為一旦材料對于地質具有污染,就會傷害到原有的地表的植被,從而導致水土流失和其他的礦山地質災害的發生。
2.2井下突水的防治
預防斷裂出水是礦井防治水工作的主要內容之一。首先應當查明工作面斷裂分布情況,為預防斷裂出水提供依據,對于斷裂處要加強支護,重點監測,防止滯后出水。水壓是造成隔離巖層出水的重要因素,通過降低水壓來減少水壓對于隔離巖層的“頂劈”作用,預防出水,所以我們在開采的過程中,要利用各種儀器和構造上的設計盡量的減少水壓對于隔離層的影響,因為水的流動性強的特點,導致了其不好控制,所以我們也只能從預防的角度來加強對于井下突水的控制。此外,應當加強對礦井開采工作的管理,嚴禁違規操作和非正常開采,因為一些中小型的企業在開礦的過程中,為了追逐利益,不顧地下水的自然情況,隨意的更改開采計劃,導致了隔離層的破壞,從而形成了突水的地質災害。
2.3深井巖爆的防治
關鍵詞: 地質災害;特征分析;誘發因素;防治措施
Key words: geological disasters;characteristic analysis;inducing factors;prevention and control measures
中圖分類號:P5 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2012)21-0296-03
0 引言
天峻縣位于青海省東北部,青海湖的西北側,東與剛察縣接壤,西與德令哈市毗連,北靠祁連縣,南部為烏蘭縣,隸屬于青海省海西蒙古族藏族自治州管轄,全縣總面積2.57萬km2??h境內交通網較為健全,青藏鐵路和國道315線橫穿縣境南部,另有鄉級簡易公路通往各鄉,總體上交通較便利。縣境內地質災害較為發育,通過對泥石流、崩塌、滑坡及不穩定斜坡等主要地質災害的發育特征、形成條件、誘發因素的分析,提出相應的防治措施及建議,對于保障人民生命安全,避免財產損失具有重要意義。
1 地質環境概況
1.1 地形地貌 天峻縣位于祁連山南麓,縣境內山巒重疊,地勢高亢,地勢總體為西北高,東南低,海拔在2850~5828m之間。
地貌形態上具有明顯的斷塊山脈與斷陷盆地相間的特點,山脈走向受地質構造控制,總體山體呈北北西或東西向展布。山脈由北向南依次為:北部為托萊南山、疏勒南山、沙果林那穆吉木嶺;中部為大通山、哈拉湖南山;南部為宗務隆山、青海南山,縣境內最高峰為團結峰,海拔5828m。海拔4500~5000m以上的高山區現代冰川發育,現代冰川和古代冰川作用的地貌類型都很豐富;山間盆地、平原地勢較平坦,海拔3300~4100m[1]。
1.2 氣象和水文條件 天峻縣屬大陸性高原氣候,寒長暑短,四季不分明,無霜期短,日溫差大,多風少雨,蒸發量大。極端最高氣溫28℃,極端最低氣溫-35.8℃。無霜期32天。天峻縣大風日數較多,全年平均砂塵暴日數5.4天,大風日數為70天,平均風速為3.6m/s,最大風速為24m/s。年平均降水量344.7mm,最大降水量60.9mm,最大積雪深度21cm。縣內東部海拔4000m以上地區,年降水量一般在400~500mm之間,縣境內絕大多數地區年降水量都在300mm左右。
縣境內水系十分發育,主要有疏勒河、哈拉湖、湟水河(黃河水系)、青海湖幾個流域。由于大多數河谷受構造控制,干、支流河道曲折,坡度大、水流急、多峽谷。
1.3 地質構造 根據1:100萬《青海省大地構造圖》,天峻縣在大地構造單元上處于秦祁昆(東昆侖、祁連、北秦嶺)晚加里東期造山系祁連造山帶與青藏北特提斯(東特提斯北部)華里西-印支造山系宗務隆山華里西造山亞帶的復合部位??h境內構造為近東西走向的復式褶皺帶和壓性斷裂帶,同時有壓扭性斷裂與之斜交,張性斷裂和它垂直。
2 天峻縣地質災害現狀
近年來各地過度放牧,使林草植被遭到嚴重破壞,水土嚴重流失,使得地質環境日趨惡化,為泥石流地質災害的頻繁發生制造了有利條件。天峻縣國土資源較豐富,隨著國家“西部大開發”戰略的實施,土地、礦產、森林、旅游等資源的開發力度逐年加大,城鄉及公路建設都得到了快速發展,受這些工程活動的影響區域內地質環境加劇破壞,地質災害問題也逐年增多。木里礦區露天采煤時不合理削坡,引發采坑邊坡部位的崩塌;修建主干公路時兩側隨意削坡、不合理開挖,導致邊坡失穩產生崩塌、滑坡;部分已建公路缺乏坡腳或坡體支護設施,導致發生崩塌、滑坡地質災害;在煤礦開采過程中,大量的礦渣、尾礦、矸石等遺棄物質堆放不科學,地質環境治理恢復未得到有效實施,存在地質災害隱患。
2008年底以來調查發現,縣境內9個鄉(鎮)具有危害、威脅人民生命財產安全和重要工程設施的地質災害點有100余處。超過90%以上地質災害類型為泥石流和崩塌,同時存在滑坡和不穩定邊坡災害[1]。
為了加強地質災害防治工作,貫徹“以人為本,以防為主”的方針,切實減輕地質災害對人民生命財產造成的危害,經鎮政府研究,現將《__鎮2014年地質災害防治方案及汛期突發性地質災害應急預案》印發給你們,請結合實際,認真貫徹執行。
__鎮地質災害防治方案
一、全鎮地質災害現狀
我鎮地處大別山區,地質構造復雜,巖石破碎風化嚴重,山高坡陡,斷層發育,在降水和地表涇流及人類工程活動(修建公路、切坡建房)作用下,易形成地質災害。地質災害類型以滑坡、崩塌為主,次為河流岸塌。尤其是汛期多發、突發。2005年我鎮“51”“92”,2006年“726”發生了大量滑坡、崩塌地質災害,造成多戶房屋倒塌,村、鄉公路多處受損,交通中斷。
根據省、市、縣調查統計,我鎮在冊主要地質災害防治點有2處,__社區楊術沖不穩定斜坡和戴家河村馬鞍山滑坡,列為2014年重點治理的地質災害隱患點。為加強地質災害防治工作,貫徹“以人為本,以防為主”的方針,根據有關規定和《__山縣2014年地質災害防治方案》(__政辦[2014]22號)文件精神,制定《2014年__鎮地質災害防治方案及汛期突發性地質災害應急預案》。
二、地質災害重點防范期
根據以往的地質災害發生的時間及規律,一般地質災害發生期以汛期為主。5-9月份是滑坡、崩塌、泥石流的重點防范期,集中強降雨或長時間連續陰雨時段及其過后2-3天是重點防范時段。臺風活動等其它極端異常天氣時期,屬動態地質災害重點防范期。人類工程活動誘發產生的崩塌、滑坡、泥石流等地質災害在時間上具有不確定性。
三、地質災害發展趨勢
2014年我鎮地質災害危害較往年仍不容樂觀,防災形勢依然嚴峻,地質災害仍以崩塌、滑坡、不穩定斜坡、泥石流等突發性地質災害為主。綜合我鎮地質災害現狀、發生規律及經濟社會發展的要求分析,在未來幾年,如不能采取有效措施防治,地質災害可能有逐年加重的演變趨勢。
1、我鎮一些已發現的穩定性差或較差的地質災害隱患點,在強降雨季節,有可能重新復活。
2、人類新的經濟活動可能會引發新的地質災害。如村村通公路建設和農民切坡建房等都可能破壞巖土體的穩定,引發新的崩塌、滑坡、泥石流災害。
四、地質災害的監測、預警責任人
地質災害防治實行分級、分部門負責的原則,全鎮地質災害預防的責任單位為鎮人民政府和縣主管局,隱患點的監測、預警責任人為鎮分管領導、地質災害所在村書記、主任、單位負責人。
五、地質災害防治措施
1、落實地質災害防治工作責任制。地質災害防治按屬地管理原則,分級、分部門負責。鎮地質災害防治工作領導組負責全鎮地質災害防治工作的領導,各村(社區)主要負責同志對本轄區地質災害防治工作負總責。鎮國土資源管理中心所負責行政區域內地質災害防治的組織、協調、指導和監督工作;農村公路管養、水利、城建、教育等其它有關部門按照各自職責負責有關的地質災害防治工作。
2、加強地質災害防治知識的宣傳和培訓。加強地質災害減災防治知識的教育,提高廣大干部群眾對地質環境的保護意識和對地質災害自測自救的能力;加強對鎮、村、組監測人員的培訓,提高其監測能力和水平。教育部門要聯系實際將地質災害防治知識作為一項教學內容,廣泛開展“如何防范地質災害,強化自我保護意識”的教育活動。
3、建立汛期應急機制。抓好汛前調查、災害預警、汛期巡查、災害應急處理工作。鎮國土根據氣象部門的通知及時天氣和地質災害預警信息,國土、農村公路養護、城建等相關部門在汛前、汛期對重點防范區段和隱患點進行調查、巡查、監督。水利、交通、教育等部門在國土資源部門的指導下,負責各自管理范圍內的地質災害調查巡查工作,及時處置發現的問題。各村、社區向每一戶受威脅的群眾發放“防災避險明白卡”,在國土所的指導下加強對監控點監測、巡查,遇有重大險情及時上報。對出現地質災害前兆的區域或地段,及時劃定危險區,予以公告;在危險區邊界設置明顯警示標志;各村、社區居民組根據實地情況,及時組織受災害威脅的居民及其他人員轉移,情況緊急時,強 行組織避災疏散。災害發生時及時上報,鎮政府視情啟動應急預案,在鎮防災救災指揮部的指揮下,按預案設計的撤離路線和避讓地點,迅速組織人員和財產轉移,確保人員生命及財產安全,并采取必要措施,防止災情進一步擴大。
4、鎮政府編制年度地質災害防治方案和重點地質災害隱患點應急預案。各村、社區在國土所的指導下,編制本地區年度地質災害防治方案和重點地質災害隱患點應急預案;根據需要成立地質災害搶險救災指揮機構及應急搶險隊伍,備足應急搶險物資,適時組織重點地質災害危險點應急預演,提高應急反應及救災能力。
5、加強地質災害的群測群防工作。鎮地質災害應急調查組對汛期地質災害防治工作進行重點巡查和應急調查。在重點防范期內,地質災害易發區的村組要加強地質災害險情的巡查,落實預防措施;逐級落實地質災害防治責任制,災害危險區段(點)的監測和防治任務,各村、社區、要落實到具體的監測人員,簽訂責任書;具體監測工作由鎮政府安排受威脅單位和個人負責,做好群測群防記錄。
6、堅持和完善汛期值班制度、險情巡查制度和災情速報制度。各村、社區在汛期特別是極端天氣要加強值班,確保通訊暢通,信息傳遞準確及時,并做好值班記錄。強化汛期定期監測和重點時段監測,做到汛期每周一次,重點時段每天監測一次或多次,發現險情及時向“鎮防指”和鎮國土所報告,接到報告后,由鎮國土所立即派人進行現場調查,采取有效措施進行處理。
7、多渠道籌措資金,防治地質災害。鎮政府根據地質災害防治工作需要,每年安排一定的地質災害防治專項經費,主要用于地質災害監測、預防,應急和自然因素形成的重點地質災害隱患點或新發生的地質災害危險點治理。因工程建設等人為因素引發的地質災害治理費用,按照“誰引發、誰治理”的原則,責成責任單位限期治理,消除地質災害隱患。
8、加強對地質災害隱患區新上工程建設項目的地質災害危險性評估、勘察,對有地質災害隱患的區域,先進行地質災害評估、勘察并治理,再規劃工程建設。
六、突發性地質災害應急預案
制定突發性地質災害應急預案,是應對突發性地質災害的重要措施,以避免和最大限度地減少人員傷亡為主要目標,在確保人員生命安全的同時努力降低財產損失。應急救援工作實行“統一指揮,分工負責,相互配合,快速高效”的原則。
(一)組織機構
根據我鎮實際工作情況,鎮設立地質災害防災治災指揮部,與鎮防汛抗旱指揮部合署辦公。在鎮黨委、政府直接指揮下,鎮指揮部統一指揮全鎮的地質災害防治工作,下設辦公室和若干應急工作組。
1、綜合辦公室主要職責:負責收集、審查、發送、管理各類信息,掌握并綜合防臺風、山洪及地質災害動態情況,負責各工作組的協調。
2、工程技術組、檢查組:負責制訂防災救災方案、搶險方案、水毀工作方案、搶險計劃和技術指導;負責組織地質災害易發區等工程巡查、人員財產安全巡查,并開展安全運行管理,負責地質災害防、避、搶、救工作檢查。
3、搶險救災組:指導或幫助組織人員與重要物資應急轉移安置、災區醫療衛生防疫;負責水利、電力、交通、通信、校舍、供水等受損設施的搶修,維護社會治安秩序。
4、查災核災組:負責了解收集人員及物資應急轉移和災害造成的損失情況,匯總、核災、上報災情數據及災情評估。
5、后勤保障組:負責搶險救災車輛、船只等應急工具,救生、搶險物資的籌措和調配;負責救災人員生活保障和接待上級工作組及慰問團事宜,配合搶險救災組做好轉移群眾的安置、臨時安置災民的主要食物及生活必需品的籌措與供應。
(二)防治方案
1、災前預報。根據氣象部門提供的異常暴雨天氣預報或監測點出現異常情況,及時向有關領導及縣指揮部報告,落實責任制,做好預警宣傳,重點檢查,管理到崗,突出“防”字。緊急情況時,鎮指揮部臨災預報。
2、臨災應急。臨災預報后,預報臨災區即進入應急期,鎮地質災害防災救災指揮部及各職能工作小組根據職責分工,進入臨災應急狀態,并迅速采取有效措施防范可能發生的地質災害,以最大限度地避免和減輕災害造成的人員傷亡和財產損失。
3、災后應急處置
(1)當發生地質災害時,協助縣地質災害防災救災指揮部工作人員迅速到現場了解災情,確定災后應急工作規模,鎮防災救災應急分隊進入災區進行人員搶救和工程搶救工作;及時動員受災群眾和受威脅居民及其它人員按預案設計的撤離路線和避讓地點轉移到安全地帶,并按規定及時向上級政府和國土資源部門速報災情。
中圖分類號:TD83.1 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)11-0126-01
1.引言
煤礦企業只有科學地認識各種地質災害發生的規律,在開采過程中采取綜合有效地預防措施,才能盡可能的減少不必要的人員和財產損失,提高煤炭資源的開采率,促進企業的長遠發展。
2.礦井地質災害的種類
礦井的地質構造是影響地質災害的關鍵性因素,在礦井的開發和建設過程中會打破地下原有的封閉環境,改變地質構造,造成安全隱患。地質構造受外界環境改變的刺激所產生的變化種類復雜,后果也不盡相同。以往的研究和實踐表明,地表移動、瓦斯泄漏和巖層滲水等是較為常見的礦井地質災害。
2.1 地表移動及覆巖破壞
較為常見的地下水位下降、地表裂縫和開采沉降均歸因于地下開采面積過大,在礦區范圍內,尤其是煤層淺埋區,大面積的煤層開采形成采場空間,會引起圍巖的原始應力變化,當圍巖所承受的應力超過它的極限強度時,就會發生位移、開裂甚至斷裂,造成覆巖破壞、產生地表裂縫等。雖然煤礦企業會對裂縫地區采取回填、土地復墾等措施,但很難恢復到地質構造變化前的效果,這不僅涉及到生態環境的破壞,更為地表水滲透提供了通道,埋下了安全隱患。
2.2 瓦斯與煤塵爆炸
礦井瓦斯是煤的生成和變質過程中伴隨產生的氣體,由以甲烷為主的各種有害氣體構成。瓦斯爆炸是一定濃度的瓦斯在引火源的作用下與一定濃度的氧氣發生的劇烈氧化反應。瓦斯濃度、氧氣的濃度以及引火溫度是瓦斯爆炸的三個條件,但三者的臨界值并不是固定不變的,受壓力及煤塵、混合氣體濃度和惰性氣體混入等影響,情況通常較為復雜。更為重要的是爆炸產生的高溫高壓,會促使附近的氣體產生極大的沖擊力,造成人員傷亡和巷道、器材破壞,其揚起的煤塵使之參與爆炸,形成連續爆炸,破壞力驟然提升。
煤塵爆炸是指煤礦生產中的各種礦物細微顆粒在一定條件下發生的燃燒或爆炸反應,在此過程中產生的CO等有毒氣體能導致人員窒息身亡。
2.3 礦井水害
透水事故在近期發生的礦井災害中所占的比例有所提高,以礦井涌水和老空透水為主的水害事故不容忽視。大多數地方的煤礦均在煤層淺部開采,將井筒建在老空區或周圍有老空區的現象普遍存在,古老煤礦形成的老空區積水量很難預測,開采范圍也難以確定,極易引發透水事故。
3.礦井地質災害的特點
充分地掌握礦井地質災害的特點對有效預防事故發生、及時減小災害損失起到關鍵性作用。綜合來看,礦井地質災害主要有連發、區域性強、可預測性等特征。
3.1 連發性
生態系統具有明顯的聯動性,牽一發而動全身,某一方面出現變動必然會引發其他自然因素的改變,這個道理同樣適用于煤礦開采的過程中。當礦井的地下構造因開采而發生改變時,就會引發其他地質要素發生某種程度上的改變或破壞,這種連鎖式的改變達到一定程度后就會引發地質災害,且災害的種類極可能具有非唯一性,產生復雜的、連發性的地質災害。
3.2 區域性
幾乎每個不同的區域都具有獨特的地質構造特征,其耐受性和受破壞程度通常具有較大的差別,因此,不同區域的礦井面臨的地質災害威脅不盡相同,由地區特性決定。
3.3 可預測性
隨著科技的進步和我國科研能力的提高,相關部門關于地質災害的認知程度不斷加深,煤礦企業也從多種渠道獲得了有關知識和實踐經驗,對地質災害的預兆、形式等有了進一步的把握,不再單純憑借以往的經驗教訓,先進的科學設備得到了廣泛的應用,地質災害的可預測性表現突出。然而,由于地質結構復雜多樣,現階段仍難以實現全面的地質災害預防工作。
4.礦井地質災害的預防措施
4.1 減輕地下開采對地面影響的措施
為了降低地下開采對地面造成的不良影響,應對開采可能影響到的地質結構及其應力能力進行透徹的分析,并采取有針對性的措施加以預防。當地下開采面積達到一定規模時會對地面建筑及道路造成不同程度的損壞,也可能造成地下水疏干和耕地、坡地裂縫。
對于薄煤層和中厚煤層而言,雖然隨著上覆巖的成分、膨脹系數等變化其塌陷帶波及上部巖層所造成的裂隙高度會不盡相同,但其裂隙高度仍然是有限的。對于厚煤層來講,由于采取與薄煤層不同的開采方式,開采過程對巖層的破壞程度也明顯加強,基本上為開采厚度的2-8倍。裂隙沉降帶高度能達到不規則塌陷帶的2倍多,若覆巖層的厚度超過了以上數據計算的破壞影響高度,則地面可以免受波及,幾乎不會產生破壞跡象,否則,要充分考慮應對地面破壞的預防措施。然而,從煤礦企業的角度出發,即便是沒有影響,也應該制定科學合理的控制性預防措施。
4.2 預防瓦斯與煤塵爆炸的措施
4.2.1 防止瓦斯爆炸的措施
預防瓦斯爆炸可以從控制爆炸條件入手,防止礦井瓦斯集聚、避免接觸高溫火源。
對于預防瓦斯氣體聚積可以從三方面加以控制。首先,要加強礦井的通風管理,使瓦斯濃度保持在《煤礦安全規程》規定的濃度以下,在各工作面設置獨立的進回風系統,使瓦斯濃度在進風風流中不超過0.5%,回風風流中不超過1%,礦井總回風流中低于0.75%。其次,要建立健全瓦斯檢查制度,保證檢查的及時性和全面性,利用先進的甲烷檢查儀器對各用風地點的瓦斯濃度進行精準測量,發現隱患并及時處理,嚴禁超限作業。最后,從降低煤層及采空區瓦斯產生量的角度減低瓦斯濃度,采取瓦斯抽放的方式對含量大的煤層進行事先處理。
4.2.2 防止煤塵爆炸的措施
根據煤塵爆炸發生的特征,要從防塵和隔絕火源兩方面防止事故的l生。一是采用靜壓灑水的方式減少礦井中煤塵的懸浮量和產生量;二是采取全方位的火源隔絕措施,堅決禁止因摩擦等產生高溫火源。
4.3 礦井水害的預防措施
礦井水害不僅關系到煤礦企業的利益和員工安全,更關系著水資源的合理利用與保護,要給予足夠的重視。對于預防礦井水害,企業管理人員可以從以下幾個方面進行:首先,要摒除工作人員的保守思想,充分調動其工作熱情,灌輸礦井水害的相關知識,讓他們切身體會到礦井水害的危害,提高警惕。其次,要加強預先探測,明確分工和工作職責,對于相關崗位的工作人員要嚴格執行崗位責任制,保證探測工作及時進行,同時也要引進先進的技術和探測設備,確保獲得全面、準確的高質量探測結果,爭取將礦井水害扼殺在搖籃中。最后,要注意礦井選址和合理改造,在礦井選址的過程中要事先對水害的風險進行評估,結合工程的實際效果進行綜合考量,充分降低水害發生的概率。
5.結語
中圖分類號 P642.14;P694 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2014)01-0250-02
凍融侵蝕是土壤侵蝕類型的一種常見形式,指在松散堆積物組成的坡面上,土壤含水量大或有地下水滲出情況下冬季凍結,春季表層融化,而下部仍然凍結,形成了隔水層,上部被水浸潤的土體呈流塑狀態,形成泥流坡面或泥流溝。凍融侵蝕對工農業生產具有嚴重的破壞性,如地質滑坡、公路路面隆起、建筑物塌陷等。凍融侵蝕主要分布在我國西北高山地區、青藏高原地區、東北北部山區,其中以青藏高原地區更為常見,持續時間也為最長[1]。
臨夏州地處青藏高原和黃土高原的過渡地帶,屬凍融性作用與凍融侵蝕造成春季滑坡地質災害高發區。據統計,全州共有34處春季地質滑坡災害高發點,而每年因凍融侵蝕導致的地質滑坡災害最多可達23起。2011年3月2日,甘肅省臨夏州東鄉族自治縣縣城撒爾塔文體廣場西北面邊坡發生大面積塌陷滑坡地質災害,滑坡區長約100 m,滑坡土方量近18萬m3,屬典型的凍融侵蝕引發的特大型地質災害?;聦е铝丝h城2/3的地方供水、供暖、排水設施和道路、電網受到嚴重損毀;滑坡同時導致地面建筑物出現下陷、傾斜、開裂,700多名群眾被緊急撤離,29家機關單位被疏散,造成直接經濟損失逾4億元。
對甘肅省臨夏州1982—2012年30年間出現的凍融侵蝕地質災害進行了分類統計,對氣象條件成因進行了分析,并提出了防御對策。
1 研究區概況
臨夏州地處青藏高原和黃土高原的過渡地帶,州內東北方為黃土高原溝壑,其余為沖積川谷臺地,梁峁溝谷相間,丘陵起伏;境內地形復雜,相對高差大。臨夏州中北部土壤多發育在砂、粉砂含量高的黃土母質上,質地較黏、偏輕;南部土壤多發育在現代殘積母質上,質地較粗。地貌條件具備了凍融侵蝕發生所需要的因子,地質結構條件也十分有利于凍土形成。氣候方面,臨夏州深居內陸,氣候類型屬于溫帶大陸性季風氣候和山地氣候特征,夏短涼爽,長冬寒冷,雨熱同季,干濕分明,氣候復雜。臨夏各地年平均氣溫位于5.2~9.4 ℃,四季為冬長夏短、春秋相連。年平均降水量在300~600 mm,境內降水分布呈現由北向南和由東向西遞增趨勢[2]。秋季降水量達到全年降水量的17%左右,具備了發生凍融侵蝕作用的條件。
2 凍融侵蝕地質災害形成因素分析
根據臨夏州1982—2012年30年凍融性地質災害分布情況來看,主要有3條分布帶。一是洮河支流廣通河流域集中分布帶,主要分布于臨夏州的廣河縣、東鄉縣一帶,以紅層滑坡和黃土滑坡為主。二是黃河干流流域、湟水流域集中分布帶,主要分布于臨夏州內黃河干流臨夏縣、東鄉縣、永靖縣、積石山縣段境內和湟水與黃河交匯地帶,以黃土滑坡為主。三是大夏河、牛津河、紅水河流域集中分布帶,主要分布于臨夏州臨夏縣、臨夏市、東鄉縣境內,屬黃土滑坡。
2.1 氣候對凍融侵蝕造成的影響
氣候變化可導致地球表層土的凍結和融化作用,并在一定區域形成季節凍土和多年凍土,成為影響土壤凍結和融化深度的主要因素。土壤凍結和融化深度不僅依賴于氣候條件,同時與地層的巖性、地中熱流、含水量以及影響地面溫度變化進程的地面性質和地形特征有關,但氣候條件尤其是氣溫與降水成為影響凍融作用與凍融侵蝕發生的最主要環境因素[3]。
臨夏地區地表均有凍融作用發生。凍融作用程度與溫度變化和降水量大小有關。一般情況下,秋季降水量越大,春季氣溫回升越快,則土壤受到的侵蝕越重;地球表層受凍結的時間越長、凍結溫度越低,則凍結程度越重,土體所受到的機械破壞越嚴重。土壤的凍結與融化過程受土壤含水量影響。
依據臨夏州30年(1982—2012年)的氣溫與降水氣候資料,探索臨夏地區凍融侵蝕地質災害發生的氣候環境條件。經對臨夏州30年34處春季地質災害高發隱患點數據統計,每年凍融侵蝕地質災害發生在2~23起;當上年度秋季降水量在20 mm以下,年平均凍融侵蝕地質災害發生0起;降水量>20 mm或≤30 mm時,年平均凍融侵蝕地質災害發生6起;降水量>30 mm或≤40 mm時,年平均凍融侵蝕地質災害發生9起;降水量>40 mm或≤50 mm時,年平均凍融侵蝕地質災害發生13起;降水量>50 mm或≤60 mm時,年平均凍融侵蝕地質災害發生17起;降水量在>60 mm時,年平均凍融侵蝕地質災害發生≥20起。連續5 d平均氣溫成為觸發凍融侵蝕地質災害發生的誘導因素。據統計,在上年度秋季降水量符合一定條件時,連續5 d平均氣溫≥7 ℃時,就可導致凍融侵蝕地質災害發生。因此,連續5 d平均氣溫≥7 ℃時,成為了導致凍融侵蝕地質災害發生的閾值。
2.2 地形對凍融侵蝕造成的影響
地形坡度的大小、坡長、坡形等都對凍融地質災害發生的程度有直接的影響,其中坡度的影響最大[4]。永靖縣鹽鍋峽黑方臺焦家崖和西可鎮二房村山體坡度大,成為凍融侵蝕高發地。
2.3 土壤本身特性對凍融侵蝕造成的影響
土壤是侵蝕作用的主要對象,因而土壤本身的抗沖性、抗蝕性、透水性等特性對土壤侵蝕也會產生很大的影響。土壤的抗沖性是指土壤對抗流水和風蝕等機械破壞作用的能力[5]。土壤抗蝕性是指土壤抵抗徑流對它們分散和懸浮的能力。土壤的透水性與質地、結構、孔隙有關。
3 防御對策
3.1 加強監測,做好地質災害群測群防體系建設
氣象部門建立地質災害多發區的氣溫、降水的監測工作,政府部門加強群測群防體系建設,組織開展應急知識的科普宣傳教育和凍融侵蝕地質災害的防治,增強群眾對凍融侵蝕地質災害的防范意識[6]。
3.2 做好地質災害氣象預警預報工作
積極開展地質災害氣象預警預報工作,各廣播電視部門要適當地增加播放地質災害氣象預報的時間,使人們及時了解地質災害相關信息,做好防范工作;政府部門有針對性地開展應急演練,有效地保障人民群眾的生命財產安全[7-8]。
3.3 做好春季險情巡查工作
在每年的2—4月,相關單位要認真組織開展凍融侵蝕地質災害隱患點、危險點的排查工作[9-10]。對臨夏州的34個重點地質災害隱患點,要設立明顯的警示標志,并向受威脅的單位、群眾發放地質災害防災“明白卡”,確定避險路線。
3.4 增強植被綠化覆蓋面
加速土壤侵蝕的先導因子是植被的破壞。增加地表植物的覆蓋、保護植被,對防治凍融侵蝕地質滑坡災害有著重要的意義[11]。
4 參考文獻
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[2] 尹憲志.臨夏氣象[M].北京:氣象出版社,2011.
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