劉藝
(江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局物化探大隊)
在大自然的演化當(dāng)中,礦山地質(zhì)處于穩(wěn)定狀態(tài),但因為礦山開采工作的介入,會破壞其原本礦山結(jié)構(gòu)之間的平衡關(guān)系,導(dǎo)致礦山土體出現(xiàn)不規(guī)則運(yùn)動,在開采工作不斷深入之下,此現(xiàn)象的程度會不斷累積,當(dāng)達(dá)到某個臨界點時,就可能爆發(fā)礦山地質(zhì)災(zāi)害。目前,我國大多數(shù)礦山開采單位為了對地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行防治,會采取許多不同種類的措施,但實際上,因為礦山地質(zhì)災(zāi)害的種類繁多,盲目的進(jìn)行防治未必能夠取得良好的效果,所以真正落實災(zāi)害防治,必須要加強(qiáng)對地質(zhì)災(zāi)害的認(rèn)知,再針對實際環(huán)境進(jìn)行勘察,確認(rèn)災(zāi)害類型后采取相應(yīng)的防治措施。
在礦山開采工作的背景下,巖土體會發(fā)生不一樣的運(yùn)動,此時就造成了局部鏤空現(xiàn)象,在此現(xiàn)象下局部巖土體的荷載能力會相對下降,此時如果上部巖土體的應(yīng)力超過荷載能力,就會導(dǎo)致巖土體出現(xiàn)變形,而變形之后荷載巖土體的力學(xué)結(jié)構(gòu)就會被破壞,通常情況下都會表現(xiàn)出荷載能力進(jìn)一步下降的問題,此時就很容易出現(xiàn)變形災(zāi)害[1]。巖土體變形災(zāi)害主要可以分為4個種類,下文對此進(jìn)行分析。
(1)滑坡巖崩災(zāi)害。當(dāng)?shù)V山開采工作出現(xiàn)過度開采現(xiàn)象時,可能會導(dǎo)致采剝失調(diào)問題,此問題最大的特點在于邊坡的傾斜度過大,同時會對開采巷道的整體應(yīng)力結(jié)構(gòu)形成破壞,之后因為應(yīng)力結(jié)構(gòu)不足以支撐上部巖土體、因為傾斜角度過大造成了上部巖土體下滑應(yīng)力加大,引發(fā)滑坡或者巖崩災(zāi)害,此災(zāi)害常發(fā)生在建材礦山當(dāng)中,具有較高的威脅性。
(2)坑內(nèi)巖爆。坑內(nèi)巖爆同樣是一種極具威脅性的巖土體變形災(zāi)害,其形成原因在于,因為開采工作的不斷深入,導(dǎo)致巖土體發(fā)生運(yùn)動,使得巖土體局部對于地殼運(yùn)動的抵抗能力下降,此時在地殼運(yùn)動之下,會對某個挖空區(qū)域的自由面帶來巨大的擠壓應(yīng)力,此時應(yīng)力會先將部分巖土擠壓成碎塊狀,再將應(yīng)力向自由面釋放帶動碎塊噴發(fā),當(dāng)這些碎塊噴發(fā)至開采人員身上時,會造成重大的物理打擊,導(dǎo)致人員負(fù)傷甚至可能出現(xiàn)死亡,所以需要對此保持重視。
(3)地震現(xiàn)象。地震現(xiàn)象的產(chǎn)生原因與地殼運(yùn)動有著密切聯(lián)系,坑內(nèi)巖爆現(xiàn)象可以被看作地震災(zāi)害的前兆。一般情況下,如果礦山開采工作中出現(xiàn)了不規(guī)范的開采動作,就可能導(dǎo)致坑內(nèi)巖爆現(xiàn)象發(fā)展為地震現(xiàn)象,而且因此類原因形成的地震的震源較淺,所以其影響面十分廣泛,會對開采巷道的上下部位、開采井等造成巨大破壞,同時容易誘發(fā)滑坡、巖崩問題,所以地震的威脅性在各類巖土體變形災(zāi)害當(dāng)中首屈一指。
(4)場庫失穩(wěn)。場庫失穩(wěn)現(xiàn)象的主要原因在于尾壩出現(xiàn)崩塌,并形成了泥石流現(xiàn)象。當(dāng)場庫失去了應(yīng)有的穩(wěn)定性,泥石流會傾斜而出,此時其不帶會對開采人員造成巨大危害,還可能對周邊環(huán)境的居民打來威脅,所以要對此保持重視。
我國地質(zhì)環(huán)境十分復(fù)雜其中存在許多地下河道、暗流等地下水體,在天然的環(huán)境下,地下水體往往不會發(fā)生太多變化,但是在礦山開采工作當(dāng)中,會因為多種原因的影響,導(dǎo)致地下水位發(fā)生變化,并引發(fā)一系列災(zāi)害事件[2]。下文將對2類地下水位變化災(zāi)害進(jìn)行分析。
(1)地下水位涌入開采巷道。因為礦山開采工作屬于地下作業(yè)類型,所以在開采過程當(dāng)中,很容易遭遇地下水體,一般為了避免地下水體的影響,在正式開采之前,都需要對水體進(jìn)行預(yù)估,了解其走向或者規(guī)模等,但因為地下水體的復(fù)雜性,預(yù)估計算容易出現(xiàn)計算錯誤的現(xiàn)象,此時當(dāng)開采行為挖穿了地下水體的防護(hù)壁,就會導(dǎo)致水體瞬間涌入巷道當(dāng)中,使得巷道水位迅速上漲,對開采人員造成巨大的威脅。
(2)礦坑泥沙堵塞。當(dāng)出現(xiàn)地下水位涌入開采巷道現(xiàn)象時,涌入巷道的除了水體以外,還包含了大量的礦坑泥沙,因為泥沙的規(guī)模龐大、自重較輕,所以在水體的帶動下,泥沙會在很短的時間內(nèi)在某個階段堆積,最終會形成堵塞現(xiàn)象導(dǎo)致水流無法從巷道出口流出,由此可以開導(dǎo)地下水體涌入的危害會更加嚴(yán)重,很容易對人的生命造成威脅。
在礦山開采工作當(dāng)中,即使沒有引發(fā)巖土體變形或者地下水位變化災(zāi)害,也會因為一些正常因素而導(dǎo)致災(zāi)害發(fā)生,例如瓦斯爆炸、地?zé)岈F(xiàn)象等。在瓦斯爆炸方面,因為地下環(huán)境當(dāng)中很容易存在沼氣,沼氣當(dāng)中就帶有瓦斯成分,如果開采巷道的通風(fēng)效果不好,就會使得瓦斯開始聚集,在與某種化學(xué)物質(zhì)結(jié)合之下就可能會引發(fā)爆炸現(xiàn)象;在地?zé)岈F(xiàn)象方面,主要是因為礦山內(nèi)部存在大量的硫,所以會散發(fā)出較大的熱量,此現(xiàn)象隨著開采深度的增長會愈發(fā)嚴(yán)重,但一般情況下如果能控制好開采的深度,此現(xiàn)象的威脅性較小。
在開采巷道當(dāng)中,不同區(qū)域發(fā)生災(zāi)害的概率并不相同,因此依照概率,可以劃分為重災(zāi)區(qū)域以及次重災(zāi)區(qū)域,下文將對此兩個區(qū)域的災(zāi)害防治對策進(jìn)行分析。
在重災(zāi)區(qū)域當(dāng)中,首先需要進(jìn)行地質(zhì)勘察工作,工作當(dāng)中需要采用先的科學(xué)設(shè)備來對地質(zhì)的強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)、走向、復(fù)雜性等進(jìn)行分析,在此分析基礎(chǔ)上設(shè)定開采方案。其次,需要采用監(jiān)控設(shè)備實時的對開采邊坡的變化進(jìn)行監(jiān)督,以此可以有效避免巖土體變形的災(zāi)害。最終,要重視開采當(dāng)中的安全隱患,即針對某些已經(jīng)出現(xiàn)災(zāi)害趨勢的節(jié)點,需要盡快采取防護(hù)措施,例如建設(shè)擋土墻等,來防治地下水位的噴涌現(xiàn)象。此外,在開采當(dāng)中,需要注意礦渣的清理工作避免造成環(huán)境污染。
次災(zāi)區(qū)域主要是指開采工作的周邊環(huán)境,針對此環(huán)境,需要重視開采基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)工作。以地下水為例,為了避免地下水的污染現(xiàn)象,在開采之前需要重視排水系統(tǒng)的建設(shè),例如排水溝,排水溝不但可以避免少量地下水的污染現(xiàn)象,還能夠?qū)﹂_采工作中產(chǎn)生的廢水進(jìn)行管控,避免對周邊環(huán)境造成影響。
本文主要分析了礦山地質(zhì)災(zāi)害主要類型及防治對策。首先,本文介紹了礦山地質(zhì)災(zāi)害的主要類型,主要包括巖土體變形災(zāi)害、地下水位變化災(zāi)害兩類,之后針對重災(zāi)區(qū)域、次災(zāi)區(qū)域提出了相關(guān)的防治對策。