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文檔簡介
礦山地質(zhì)災害防治措施一、礦山地質(zhì)災害防治概述
礦山地質(zhì)災害是指在礦產(chǎn)資源開采過程中,由于地質(zhì)環(huán)境擾動引發(fā)的自然或人為災害,主要包括滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降、地裂縫等。這些災害不僅威脅礦山生產(chǎn)安全,還可能造成人員傷亡和財產(chǎn)損失,破壞生態(tài)環(huán)境。因此,采取有效的防治措施至關重要。
礦山地質(zhì)災害防治應遵循“預防為主、防治結合”的原則,結合礦山地質(zhì)條件、開采方式及環(huán)境特征,制定科學合理的防治方案。以下從預防、監(jiān)測、治理等方面詳細闡述具體措施。
二、礦山地質(zhì)災害預防措施
(一)地質(zhì)勘察與風險評估
1.前期地質(zhì)勘察:在礦山開發(fā)前,進行詳細的地質(zhì)勘察,查明礦床地質(zhì)構造、巖土體穩(wěn)定性、水文地質(zhì)條件等,為防治工作提供依據(jù)。
2.風險評估:根據(jù)勘察結果,評估滑坡、崩塌、地面沉降等災害的風險等級,確定重點防治區(qū)域。
3.編制防治預案:針對不同風險等級區(qū)域,制定專項防治預案,明確防治目標、措施和責任分工。
(二)優(yōu)化開采工藝
1.控制開采強度:合理規(guī)劃開采范圍和步驟,避免過度擾動地質(zhì)體,減少災害發(fā)生概率。
2.改進支護技術:采用先進的支護結構(如錨桿、錨索、噴射混凝土等),增強圍巖穩(wěn)定性,防止巖體失穩(wěn)。
3.減少爆破影響:優(yōu)化爆破參數(shù),控制爆破規(guī)模和次數(shù),降低對周邊地質(zhì)環(huán)境的沖擊。
(三)生態(tài)環(huán)境保護
1.植被恢復:在礦區(qū)及周邊區(qū)域實施植被恢復工程,增強土壤固持能力,減少水土流失。
2.排水系統(tǒng)建設:設置完善的截排水設施,防止地表水滲入礦體,降低巖土體飽和度。
3.廢石堆放管理:科學設計廢石場,設置擋土墻和排水溝,防止廢石滑坡或潰壩。
三、礦山地質(zhì)災害監(jiān)測措施
(一)監(jiān)測系統(tǒng)建設
1.布設監(jiān)測點:在重點區(qū)域設置位移監(jiān)測點、裂縫監(jiān)測點、地下水位監(jiān)測點等,實時掌握地質(zhì)體變化情況。
2.選擇監(jiān)測設備:采用自動化監(jiān)測設備(如GPS、全站儀、傳感器等),提高數(shù)據(jù)精度和傳輸效率。
3.建立數(shù)據(jù)庫:將監(jiān)測數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫,進行動態(tài)分析,及時發(fā)現(xiàn)異常趨勢。
(二)預警機制
1.設定預警閾值:根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和地質(zhì)特征,設定位移、水位等參數(shù)的預警閾值。
2.發(fā)布預警信息:當監(jiān)測數(shù)據(jù)接近閾值時,立即啟動預警程序,通過電話、短信或現(xiàn)場警報器通知相關人員。
3.應急演練:定期開展應急演練,提高人員避險自救能力。
(三)專業(yè)監(jiān)測管理
1.委托專業(yè)機構:聘請地質(zhì)監(jiān)測機構進行長期跟蹤監(jiān)測,確保數(shù)據(jù)可靠性。
2.定期校準設備:定期檢查和校準監(jiān)測設備,防止數(shù)據(jù)誤差。
3.分析監(jiān)測報告:每月或每季度匯總分析監(jiān)測報告,調(diào)整防治措施。
四、礦山地質(zhì)災害治理措施
(一)滑坡治理
1.削坡減載:在滑坡體上部清除部分巖土,降低下滑力。
2.抗滑結構:設置抗滑樁、擋土墻等,增強抗滑穩(wěn)定性。
3.排水處理:在滑坡體下方設置排水溝,防止地下水積聚。
(二)崩塌治理
1.被動防護:安裝被動防護網(wǎng)(如鋼絲繩網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)等),攔截落石。
2.主動加固:對不穩(wěn)定巖體進行錨固或注漿,提高其承載力。
3.設置隔離帶:在崩塌風險區(qū)與重要設施間設置隔離帶,減少災害影響。
(三)地面沉降治理
1.控制地下水開采:調(diào)整抽水方案,減少地下水位下降速度。
2.回灌技術:采用人工回灌,補充地下水量,減緩沉降速度。
3.地基加固:對沉降區(qū)域進行注漿或加筋處理,提高地基承載力。
五、總結
礦山地質(zhì)災害防治是一項系統(tǒng)性工程,需結合地質(zhì)條件、開采特點及環(huán)境因素,綜合采取預防、監(jiān)測和治理措施。通過科學管理和技術創(chuàng)新,可有效降低災害風險,保障礦山安全穩(wěn)定生產(chǎn),促進可持續(xù)發(fā)展。
一、礦山地質(zhì)災害防治概述
礦山地質(zhì)災害是指在礦產(chǎn)資源開采過程中,由于地質(zhì)環(huán)境擾動引發(fā)的自然或人為災害,主要包括滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降、地裂縫等。這些災害不僅威脅礦山生產(chǎn)安全,還可能造成人員傷亡和財產(chǎn)損失,破壞生態(tài)環(huán)境。因此,采取有效的防治措施至關重要。
礦山地質(zhì)災害防治應遵循“預防為主、防治結合”的原則,結合礦山地質(zhì)條件、開采方式及環(huán)境特征,制定科學合理的防治方案。以下從預防、監(jiān)測、治理等方面詳細闡述具體措施。
二、礦山地質(zhì)災害預防措施
(一)地質(zhì)勘察與風險評估
1.前期地質(zhì)勘察:在礦山開發(fā)前,進行詳細的地質(zhì)勘察,查明礦床地質(zhì)構造、巖土體穩(wěn)定性、水文地質(zhì)條件等,為防治工作提供依據(jù)。
(1)勘察內(nèi)容:需查明地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構造(斷層、褶皺等)、巖體結構、風化程度、地下水類型、水位動態(tài)、土壤類型、植被覆蓋等。特別關注不良地質(zhì)現(xiàn)象(如軟弱夾層、裂隙發(fā)育區(qū)、滑坡體、崩塌源等)的分布和規(guī)模。
(2)勘察方法:綜合運用工程地質(zhì)測繪、鉆探取樣、物探(如電阻率法、地震波法)、原位測試(如巖體力學試驗)等多種手段,獲取全面準確的地質(zhì)資料。
(3)成果應用:編制詳細的地質(zhì)勘察報告,繪制地質(zhì)圖、工程地質(zhì)剖面圖等,為后續(xù)設計和防治提供基礎數(shù)據(jù)。
2.風險評估:根據(jù)勘察結果,評估滑坡、崩塌、地面沉降等災害的風險等級,確定重點防治區(qū)域。
(1)風險因子識別:分析地形坡度、高差、巖土性質(zhì)、降雨、地震活動性、地下水位變化、開采活動(如爆破、開挖)等可能誘發(fā)或加劇災害的因素。
(2)風險等級劃分:采用定性與定量相結合的方法(如專家打分法、模糊綜合評價法、極限平衡法等),對每個區(qū)域進行危險性、易損性評價,劃分高風險、中風險、低風險區(qū)域。
(3)編制風險評估報告:明確各區(qū)域的風險特征、可能發(fā)生災害的類型和規(guī)模、潛在影響范圍,為制定差異化防治策略提供依據(jù)。
3.編制防治預案:針對不同風險等級區(qū)域,制定專項防治預案,明確防治目標、措施和責任分工。
(1)預案內(nèi)容:應包括基本情況、風險分析、防治目標、預防措施、監(jiān)測計劃、應急響應程序、保障措施、經(jīng)費預算等。
(2)預案分類:可分為總體預案和專項預案(如滑坡防治預案、地面沉降防治預案)。專項預案應更具體地針對特定災害類型和區(qū)域。
(3)動態(tài)更新:根據(jù)勘察結果、監(jiān)測數(shù)據(jù)和防治效果,定期對預案進行評估和修訂。
(二)優(yōu)化開采工藝
1.控制開采強度:合理規(guī)劃開采范圍和步驟,避免過度擾動地質(zhì)體,減少災害發(fā)生概率。
(1)分區(qū)開采:將礦體劃分為若干開采區(qū)段,按順序、分步驟進行開采,避免同時大規(guī)模開挖,給巖土體留出足夠的調(diào)整時間。
(2)限制爆破規(guī)模:控制爆破藥量、單次起爆規(guī)模、臨近距離,采用預裂爆破、光面爆破等技術,減少爆破對周邊巖體的沖擊和振動影響。
(3)優(yōu)化開采參數(shù):根據(jù)巖體力學性質(zhì),合理確定采場寬度、高度、跨度等參數(shù),避免形成不穩(wěn)定的結構面組合。
2.改進支護技術:采用先進的支護結構(如錨桿、錨索、噴射混凝土等),增強圍巖穩(wěn)定性,防止巖體失穩(wěn)。
(1)錨桿支護:根據(jù)圍巖等級和變形要求,選擇合適的錨桿類型(砂漿錨桿、樹脂錨桿等)、直徑、長度和密度,進行合理布置和施工。
(2)錨索支護:對于大型跨度巷道或地質(zhì)條件復雜的區(qū)域,采用預應力錨索進行加固,提供強大的抗拉力。
(3)噴射混凝土支護:在圍巖破碎或變形較大的地段,及時噴射混凝土,封閉巖面,提高圍巖整體性和強度,并配合鋼筋網(wǎng)或金屬網(wǎng)使用效果更佳。
3.減少爆破影響:優(yōu)化爆破參數(shù),控制爆破規(guī)模和次數(shù),降低對周邊地質(zhì)環(huán)境的沖擊。
(1)分段分次起爆:將一次大規(guī)模爆破分解為多次小規(guī)模、短延時的分段爆破,減少單次震動累積效應。
(2)采用非電雷管:優(yōu)先使用非電雷管,減少爆破過程中可能引起的靜電或感應電流風險,間接降低對巖體的擾動。
(3)震動監(jiān)測與控制:爆破前在周邊設置震動監(jiān)測點,實時監(jiān)測震動速度,根據(jù)監(jiān)測結果調(diào)整爆破參數(shù)(如減少藥量、調(diào)整段別),將震動控制在允許范圍內(nèi)。
(三)生態(tài)環(huán)境保護
1.植被恢復:在礦區(qū)及周邊區(qū)域實施植被恢復工程,增強土壤固持能力,減少水土流失。
(1)選擇適宜植物:根據(jù)當?shù)貧夂蚝屯寥罈l件,選擇耐旱、耐瘠、根系發(fā)達的鄉(xiāng)土植物進行種植。
(2)科學配置:采用喬、灌、草結合的方式,提高植被覆蓋率和生態(tài)穩(wěn)定性。在坡面可設置梯田、魚鱗坑等,減緩水流速度。
(3)撫育管理:定期對恢復的植被進行澆水、施肥、補植、除草等撫育管理,確保其成活和生長。
2.排水系統(tǒng)建設:設置完善的截排水設施,防止地表水滲入礦體,降低巖土體飽和度。
(1)截洪溝:在礦區(qū)上部和開采區(qū)周邊設置環(huán)形或半環(huán)形截洪溝,攔截坡面徑流,引導至安全地點排放。
(2)排水溝:在開采場、廢石場、尾礦庫等區(qū)域設置排水溝,收集和排除生產(chǎn)廢水和地表水。
(3)滲水處理:對可能產(chǎn)生滲漏的區(qū)域(如巷道底板、廢石堆下方),設置滲水盲溝或排水層,將地下水有組織地引導至排水系統(tǒng)。
3.廢石堆放管理:科學設計廢石場,設置擋土墻和排水溝,防止廢石滑坡或潰壩。
(1)場地選擇:選擇地形相對平坦、地質(zhì)條件穩(wěn)定、遠離重要設施和居民點的區(qū)域作為廢石堆放場。
(2)分層堆放與壓實:采用自下而上分層堆放,每層堆放高度控制在安全范圍內(nèi),并及時進行壓實,減少堆體內(nèi)部應力集中。
(3)設置擋墻:在廢石堆邊坡設置漿砌片石、混凝土或土工材料擋墻,提高邊坡穩(wěn)定性。
(4)坡面防護:對廢石堆邊坡進行植被防護或設置混凝土預制塊、格構梁等,防止沖刷和風化剝落。
(5)排水措施:在廢石場內(nèi)設置排水溝,并考慮設置滲水層和排水井,及時排除廢石內(nèi)部積水。
三、礦山地質(zhì)災害監(jiān)測措施
(一)監(jiān)測系統(tǒng)建設
1.布設監(jiān)測點:在重點區(qū)域設置位移監(jiān)測點、裂縫監(jiān)測點、沉降監(jiān)測點、地下水位監(jiān)測點等,實時掌握地質(zhì)體變化情況。
(1)位移監(jiān)測點:針對滑坡、崩塌風險區(qū),布設地表位移監(jiān)測點??刹捎靡棙恕PS、全站儀直接觀測,或布設測斜管、測縫計等內(nèi)部監(jiān)測點。
(2)裂縫監(jiān)測點:在潛在開裂區(qū)域(如巖體表面、邊坡、建筑物基礎)布設裂縫計或人工裂縫觀測標志,定期測量裂縫寬度、長度和位置變化。
(3)沉降監(jiān)測點:針對地面沉降風險區(qū),布設水準點,定期測量地面高程變化。也可在鉆孔中設置沉降儀,監(jiān)測分層沉降。
(4)地下水位監(jiān)測點:在礦區(qū)及周邊布設地下水觀測井,定期測量地下水位埋深或水頭高程,分析水位動態(tài)變化。
(5)監(jiān)測點布設原則:監(jiān)測點應覆蓋風險區(qū)域的關鍵部位和變形梯度帶,布設密度應能反映變形場特征。監(jiān)測點應設置明顯標志,并做好保護措施。
2.選擇監(jiān)測設備:采用自動化監(jiān)測設備(如GPS、全站儀、傳感器等),提高數(shù)據(jù)精度和傳輸效率。
(1)自動化監(jiān)測:對于重要監(jiān)測點,可安裝自動化監(jiān)測設備,如自動全站儀(AMTS)、光纖傳感系統(tǒng)(如BOTDR/BOTDA)、GPS/GNSS接收機等,實現(xiàn)無人值守、自動采集和傳輸數(shù)據(jù)。
(2)傳感器選擇:根據(jù)監(jiān)測對象和量測精度要求,選擇合適的傳感器。例如,測量微小裂縫可用電阻式應變計或電感式傳感器,測量較大位移可用位移計或拉線位移計。
(3)數(shù)據(jù)傳輸:采用無線傳輸(如GPRS、LoRa)或有線傳輸方式,將監(jiān)測數(shù)據(jù)實時或定期傳輸至數(shù)據(jù)中心。
3.建立數(shù)據(jù)庫:將監(jiān)測數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫,進行動態(tài)分析,及時發(fā)現(xiàn)異常趨勢。
(1)數(shù)據(jù)庫建設:建立包含監(jiān)測點信息、設備參數(shù)、歷史數(shù)據(jù)、分析結果、預警信息等內(nèi)容的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。
(2)數(shù)據(jù)處理:對原始數(shù)據(jù)進行預處理(如去噪、校準),計算變形速率、變形量等指標。
(3)趨勢分析:采用時間序列分析、空間分析等方法,研究監(jiān)測數(shù)據(jù)的動態(tài)變化規(guī)律,識別異常突變或加速發(fā)展趨勢。
(二)預警機制
1.設定預警閾值:根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和地質(zhì)特征,設定位移、水位等參數(shù)的預警閾值。
(1)閾值確定方法:可通過統(tǒng)計分析歷史監(jiān)測數(shù)據(jù),結合地質(zhì)模型計算,參考類似工程經(jīng)驗,并考慮安全儲備,綜合確定不同等級的預警閾值(如黃色、橙色、紅色預警對應不同變形速率或位移量)。
(2)分級預警:根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)與閾值的接近程度,設定不同的預警級別,明確各級別對應的災害風險程度。
(3)動態(tài)調(diào)整:隨著災害風險的變化或防治措施的實施效果,定期評估和調(diào)整預警閾值。
2.發(fā)布預警信息:當監(jiān)測數(shù)據(jù)接近閾值時,立即啟動預警程序,通過電話、短信或現(xiàn)場警報器通知相關人員。
(1)預警流程:建立清晰的預警發(fā)布流程,包括監(jiān)測數(shù)據(jù)異常判斷、閾值比對、預警級別確定、信息發(fā)布、響應啟動等環(huán)節(jié)。
(2)發(fā)布渠道:通過專用預警平臺、短信群發(fā)系統(tǒng)、廣播、警報器等多種渠道,確保預警信息及時、準確地傳達給礦山管理人員、作業(yè)人員及可能受影響的周邊單位或人員。
(3)信息內(nèi)容:預警信息應包含災害類型、預警級別、影響區(qū)域、建議措施、聯(lián)系方式等關鍵內(nèi)容。
3.應急演練:定期開展應急演練,提高人員避險自救能力。
(1)演練計劃:制定年度應急演練計劃,明確演練目的、時間、地點、參與人員、場景設置(如模擬滑坡、崩塌發(fā)生)、流程步驟等。
(2)演練內(nèi)容:演練內(nèi)容應包括預警發(fā)布與響應、人員疏散與避險、傷員救治、設備轉移、現(xiàn)場處置等環(huán)節(jié)。
(3)評估總結:演練結束后,對演練過程進行評估,總結經(jīng)驗教訓,修訂應急預案和演練計劃。
(三)專業(yè)監(jiān)測管理
1.委托專業(yè)機構:聘請地質(zhì)監(jiān)測機構進行長期跟蹤監(jiān)測,確保數(shù)據(jù)可靠性。
(1)機構選擇:選擇具有相應資質(zhì)和經(jīng)驗的專業(yè)監(jiān)測機構,確保其技術能力、設備水平和人員素質(zhì)滿足監(jiān)測要求。
(2)服務內(nèi)容:明確委托機構的具體監(jiān)測任務、頻率、報告要求等。
(3)質(zhì)量控制:建立對監(jiān)測數(shù)據(jù)和質(zhì)量報告的審核機制,確保監(jiān)測工作的規(guī)范性和數(shù)據(jù)的有效性。
2.定期校準設備:定期檢查和校準監(jiān)測設備,防止數(shù)據(jù)誤差。
(1)校準周期:根據(jù)設備說明書和實際使用情況,制定設備校準計劃,通常每年至少校準一次,或在使用前、更換環(huán)境后進行。
(2)校準方法:采用標準儀器或標準物質(zhì)對監(jiān)測設備進行校準,確保其量測精度在允許范圍內(nèi)。
(3)記錄保存:詳細記錄校準過程、結果和責任人,并將校準證書存檔。
3.分析監(jiān)測報告:每月或每季度匯總分析監(jiān)測報告,調(diào)整防治措施。
(1)報告內(nèi)容:要求監(jiān)測機構定期提交詳細的監(jiān)測報告,包括監(jiān)測數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)圖表、變形趨勢分析、異常情況說明、處理建議等。
(2)綜合分析:礦山技術和管理人員應結合監(jiān)測報告,分析災害風險動態(tài)變化,評估現(xiàn)有防治措施的效果。
(3)措施調(diào)整:根據(jù)分析結果,及時調(diào)整或補充防治措施,如增加監(jiān)測點、調(diào)整爆破參數(shù)、加固關鍵部位、啟動應急預案等。
四、礦山地質(zhì)災害治理措施
(一)滑坡治理
1.削坡減載:在滑坡體上部清除部分巖土,降低下滑力。
(1)削坡范圍:根據(jù)滑坡穩(wěn)定性計算,確定合理的削坡范圍和坡度。
(2)施工要求:削坡過程中應自上而下進行,分段進行,并做好臨時支撐和排水措施,防止引發(fā)新的滑動。
(3)棄土處理:削下的土石方應妥善處理,避免在滑坡區(qū)附近堆放,形成新的荷載。
2.抗滑結構:設置抗滑樁、擋土墻等,增強抗滑穩(wěn)定性。
(1)抗滑樁:鉆孔或挖孔,植入預制鋼筋混凝土樁,通過樁前阻力、樁后反力或土體固化來提供抗滑力。需進行詳細的設計計算和施工質(zhì)量控制。
(2)擋土墻:根據(jù)滑坡體厚度和坡度,選擇合適的擋土墻類型(如重力式、鋼筋混凝土懸臂式、扶壁式、錨桿擋土墻等),施工時確?;A穩(wěn)定和墻體尺寸準確。
(3)錨桿/錨索:將預應力錨桿或錨索打入滑坡體深部穩(wěn)定地層,通過拉力傳遞,提高滑坡體與下伏穩(wěn)定地層的整體抗滑力。
3.排水處理:在滑坡體下方設置排水溝,防止地下水積聚。
(1)地表排水:在滑坡體表面和坡腳設置截水溝、排水溝,攔截地表水并引至滑坡體外側安全地帶。
(2)地下排水:在滑坡體內(nèi)部或邊緣設置排水孔、水平排水隧洞、滲水隧洞等,降低滑坡體內(nèi)部地下水位,減少水對土體的軟化作用。
(3)反濾層:在排水孔或隧道周圍設置反濾層,防止細顆粒流失,保證排水通道長期有效。
(二)崩塌治理
1.被動防護:安裝被動防護網(wǎng)(如鋼絲繩網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)等),攔截落石。
(1)防護系統(tǒng):主要由錨固系統(tǒng)、主體防護系統(tǒng)(防護網(wǎng)、攔石網(wǎng))、減壓系統(tǒng)(如柔性柱、緩沖墊)和基礎系統(tǒng)組成。
(2)安裝要求:防護網(wǎng)應牢固地錨固在穩(wěn)定的地層或結構上,覆蓋范圍應足夠大,確保能攔截大部分潛在落石。
(3)適用性:適用于中低陡坡的落石防護,對小型、中大型落石也有一定攔截效果。
2.主動加固:對不穩(wěn)定巖體進行錨固或注漿,提高其承載力。
(1)錨固加固:采用錨桿、錨索、預應力錨索等,將松散或破碎的巖體錨固在深部穩(wěn)定巖體上,形成整體。
(2)注漿加固:通過鉆孔向巖體內(nèi)部或裂隙注入水泥漿或其他漿液,填充空隙,膠結破碎巖塊,提高巖體強度和抗變形能力。
(3)噴錨支護:對陡峭的巖質(zhì)邊坡,采用噴射混凝土和鋼筋網(wǎng)結合錨桿的復合支護方式,及時穩(wěn)定巖面,防止巖塊墜落。
3.設置隔離帶:在崩塌風險區(qū)與重要設施間設置隔離帶,減少災害影響。
(1)隔離帶寬度:根據(jù)潛在崩塌體的規(guī)模和運動速度,合理確定隔離帶的寬度,確保在崩塌發(fā)生時能有效阻擋或減緩沖擊力。
(2)隔離帶結構:可設置由土石方、擋墻、植被等構成的隔離屏障,提高防護能力。
(3)用途:主要用于保護礦山設施、重要道路或人員密集區(qū)域。
(三)地面沉降治理
1.控制地下水開采:調(diào)整抽水方案,減少地下水位下降速度。
(1)科學開采:根據(jù)礦床水文地質(zhì)條件和沉降觀測結果,優(yōu)化地下水開采方案,限制開采強度和范圍,避免超采。
(2)調(diào)整井位:將抽水井設置在沉降敏感區(qū)域的邊緣或影響范圍之外。
(3)采用高效節(jié)能泵:提高抽水效率,減少能源消耗。
2.回灌技術:采用人工回灌,補充地下水量,減緩沉降速度。
(1)回灌水源:利用礦井排水、地表水、再生水等作為回灌水源。
(2)回灌方式:通過鉆孔將水注入到含水層或特定的回灌層中??刹捎脡毫毓嗷蜃粤骰毓?。
(3)技術要求:需精確控制回灌水量、水壓和水質(zhì),防止對含水層造成污染或產(chǎn)生新的問題。
3.地基加固:對沉降區(qū)域進行注漿或加筋處理,提高地基承載力。
(1)注漿加固:向軟土地基或沉降區(qū)域注入漿液,填充孔隙,提高土體密度和強度,減少壓縮變形。
(2)加筋處理:在軟土層中埋設土工格柵、土工布等加筋材料,通過筋土相互作用,提高地基的抗拉強度和整體穩(wěn)定性。
(3)適用條件:適用于沉降量較大、影響范圍廣的區(qū)域,或用于保護重要建筑物基礎。
五、總結
礦山地質(zhì)災害防治是一項系統(tǒng)性工程,需結合地質(zhì)條件、開采特點及環(huán)境因素,綜合采取預防、監(jiān)測和治理措施。通過科學管理和技術創(chuàng)新,可有效降低災害風險,保障礦山安全穩(wěn)定生產(chǎn),促進可持續(xù)發(fā)展。
一、礦山地質(zhì)災害防治概述
礦山地質(zhì)災害是指在礦產(chǎn)資源開采過程中,由于地質(zhì)環(huán)境擾動引發(fā)的自然或人為災害,主要包括滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降、地裂縫等。這些災害不僅威脅礦山生產(chǎn)安全,還可能造成人員傷亡和財產(chǎn)損失,破壞生態(tài)環(huán)境。因此,采取有效的防治措施至關重要。
礦山地質(zhì)災害防治應遵循“預防為主、防治結合”的原則,結合礦山地質(zhì)條件、開采方式及環(huán)境特征,制定科學合理的防治方案。以下從預防、監(jiān)測、治理等方面詳細闡述具體措施。
二、礦山地質(zhì)災害預防措施
(一)地質(zhì)勘察與風險評估
1.前期地質(zhì)勘察:在礦山開發(fā)前,進行詳細的地質(zhì)勘察,查明礦床地質(zhì)構造、巖土體穩(wěn)定性、水文地質(zhì)條件等,為防治工作提供依據(jù)。
2.風險評估:根據(jù)勘察結果,評估滑坡、崩塌、地面沉降等災害的風險等級,確定重點防治區(qū)域。
3.編制防治預案:針對不同風險等級區(qū)域,制定專項防治預案,明確防治目標、措施和責任分工。
(二)優(yōu)化開采工藝
1.控制開采強度:合理規(guī)劃開采范圍和步驟,避免過度擾動地質(zhì)體,減少災害發(fā)生概率。
2.改進支護技術:采用先進的支護結構(如錨桿、錨索、噴射混凝土等),增強圍巖穩(wěn)定性,防止巖體失穩(wěn)。
3.減少爆破影響:優(yōu)化爆破參數(shù),控制爆破規(guī)模和次數(shù),降低對周邊地質(zhì)環(huán)境的沖擊。
(三)生態(tài)環(huán)境保護
1.植被恢復:在礦區(qū)及周邊區(qū)域實施植被恢復工程,增強土壤固持能力,減少水土流失。
2.排水系統(tǒng)建設:設置完善的截排水設施,防止地表水滲入礦體,降低巖土體飽和度。
3.廢石堆放管理:科學設計廢石場,設置擋土墻和排水溝,防止廢石滑坡或潰壩。
三、礦山地質(zhì)災害監(jiān)測措施
(一)監(jiān)測系統(tǒng)建設
1.布設監(jiān)測點:在重點區(qū)域設置位移監(jiān)測點、裂縫監(jiān)測點、地下水位監(jiān)測點等,實時掌握地質(zhì)體變化情況。
2.選擇監(jiān)測設備:采用自動化監(jiān)測設備(如GPS、全站儀、傳感器等),提高數(shù)據(jù)精度和傳輸效率。
3.建立數(shù)據(jù)庫:將監(jiān)測數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫,進行動態(tài)分析,及時發(fā)現(xiàn)異常趨勢。
(二)預警機制
1.設定預警閾值:根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和地質(zhì)特征,設定位移、水位等參數(shù)的預警閾值。
2.發(fā)布預警信息:當監(jiān)測數(shù)據(jù)接近閾值時,立即啟動預警程序,通過電話、短信或現(xiàn)場警報器通知相關人員。
3.應急演練:定期開展應急演練,提高人員避險自救能力。
(三)專業(yè)監(jiān)測管理
1.委托專業(yè)機構:聘請地質(zhì)監(jiān)測機構進行長期跟蹤監(jiān)測,確保數(shù)據(jù)可靠性。
2.定期校準設備:定期檢查和校準監(jiān)測設備,防止數(shù)據(jù)誤差。
3.分析監(jiān)測報告:每月或每季度匯總分析監(jiān)測報告,調(diào)整防治措施。
四、礦山地質(zhì)災害治理措施
(一)滑坡治理
1.削坡減載:在滑坡體上部清除部分巖土,降低下滑力。
2.抗滑結構:設置抗滑樁、擋土墻等,增強抗滑穩(wěn)定性。
3.排水處理:在滑坡體下方設置排水溝,防止地下水積聚。
(二)崩塌治理
1.被動防護:安裝被動防護網(wǎng)(如鋼絲繩網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)等),攔截落石。
2.主動加固:對不穩(wěn)定巖體進行錨固或注漿,提高其承載力。
3.設置隔離帶:在崩塌風險區(qū)與重要設施間設置隔離帶,減少災害影響。
(三)地面沉降治理
1.控制地下水開采:調(diào)整抽水方案,減少地下水位下降速度。
2.回灌技術:采用人工回灌,補充地下水量,減緩沉降速度。
3.地基加固:對沉降區(qū)域進行注漿或加筋處理,提高地基承載力。
五、總結
礦山地質(zhì)災害防治是一項系統(tǒng)性工程,需結合地質(zhì)條件、開采特點及環(huán)境因素,綜合采取預防、監(jiān)測和治理措施。通過科學管理和技術創(chuàng)新,可有效降低災害風險,保障礦山安全穩(wěn)定生產(chǎn),促進可持續(xù)發(fā)展。
一、礦山地質(zhì)災害防治概述
礦山地質(zhì)災害是指在礦產(chǎn)資源開采過程中,由于地質(zhì)環(huán)境擾動引發(fā)的自然或人為災害,主要包括滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降、地裂縫等。這些災害不僅威脅礦山生產(chǎn)安全,還可能造成人員傷亡和財產(chǎn)損失,破壞生態(tài)環(huán)境。因此,采取有效的防治措施至關重要。
礦山地質(zhì)災害防治應遵循“預防為主、防治結合”的原則,結合礦山地質(zhì)條件、開采方式及環(huán)境特征,制定科學合理的防治方案。以下從預防、監(jiān)測、治理等方面詳細闡述具體措施。
二、礦山地質(zhì)災害預防措施
(一)地質(zhì)勘察與風險評估
1.前期地質(zhì)勘察:在礦山開發(fā)前,進行詳細的地質(zhì)勘察,查明礦床地質(zhì)構造、巖土體穩(wěn)定性、水文地質(zhì)條件等,為防治工作提供依據(jù)。
(1)勘察內(nèi)容:需查明地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構造(斷層、褶皺等)、巖體結構、風化程度、地下水類型、水位動態(tài)、土壤類型、植被覆蓋等。特別關注不良地質(zhì)現(xiàn)象(如軟弱夾層、裂隙發(fā)育區(qū)、滑坡體、崩塌源等)的分布和規(guī)模。
(2)勘察方法:綜合運用工程地質(zhì)測繪、鉆探取樣、物探(如電阻率法、地震波法)、原位測試(如巖體力學試驗)等多種手段,獲取全面準確的地質(zhì)資料。
(3)成果應用:編制詳細的地質(zhì)勘察報告,繪制地質(zhì)圖、工程地質(zhì)剖面圖等,為后續(xù)設計和防治提供基礎數(shù)據(jù)。
2.風險評估:根據(jù)勘察結果,評估滑坡、崩塌、地面沉降等災害的風險等級,確定重點防治區(qū)域。
(1)風險因子識別:分析地形坡度、高差、巖土性質(zhì)、降雨、地震活動性、地下水位變化、開采活動(如爆破、開挖)等可能誘發(fā)或加劇災害的因素。
(2)風險等級劃分:采用定性與定量相結合的方法(如專家打分法、模糊綜合評價法、極限平衡法等),對每個區(qū)域進行危險性、易損性評價,劃分高風險、中風險、低風險區(qū)域。
(3)編制風險評估報告:明確各區(qū)域的風險特征、可能發(fā)生災害的類型和規(guī)模、潛在影響范圍,為制定差異化防治策略提供依據(jù)。
3.編制防治預案:針對不同風險等級區(qū)域,制定專項防治預案,明確防治目標、措施和責任分工。
(1)預案內(nèi)容:應包括基本情況、風險分析、防治目標、預防措施、監(jiān)測計劃、應急響應程序、保障措施、經(jīng)費預算等。
(2)預案分類:可分為總體預案和專項預案(如滑坡防治預案、地面沉降防治預案)。專項預案應更具體地針對特定災害類型和區(qū)域。
(3)動態(tài)更新:根據(jù)勘察結果、監(jiān)測數(shù)據(jù)和防治效果,定期對預案進行評估和修訂。
(二)優(yōu)化開采工藝
1.控制開采強度:合理規(guī)劃開采范圍和步驟,避免過度擾動地質(zhì)體,減少災害發(fā)生概率。
(1)分區(qū)開采:將礦體劃分為若干開采區(qū)段,按順序、分步驟進行開采,避免同時大規(guī)模開挖,給巖土體留出足夠的調(diào)整時間。
(2)限制爆破規(guī)模:控制爆破藥量、單次起爆規(guī)模、臨近距離,采用預裂爆破、光面爆破等技術,減少爆破對周邊巖體的沖擊和振動影響。
(3)優(yōu)化開采參數(shù):根據(jù)巖體力學性質(zhì),合理確定采場寬度、高度、跨度等參數(shù),避免形成不穩(wěn)定的結構面組合。
2.改進支護技術:采用先進的支護結構(如錨桿、錨索、噴射混凝土等),增強圍巖穩(wěn)定性,防止巖體失穩(wěn)。
(1)錨桿支護:根據(jù)圍巖等級和變形要求,選擇合適的錨桿類型(砂漿錨桿、樹脂錨桿等)、直徑、長度和密度,進行合理布置和施工。
(2)錨索支護:對于大型跨度巷道或地質(zhì)條件復雜的區(qū)域,采用預應力錨索進行加固,提供強大的抗拉力。
(3)噴射混凝土支護:在圍巖破碎或變形較大的地段,及時噴射混凝土,封閉巖面,提高圍巖整體性和強度,并配合鋼筋網(wǎng)或金屬網(wǎng)使用效果更佳。
3.減少爆破影響:優(yōu)化爆破參數(shù),控制爆破規(guī)模和次數(shù),降低對周邊地質(zhì)環(huán)境的沖擊。
(1)分段分次起爆:將一次大規(guī)模爆破分解為多次小規(guī)模、短延時的分段爆破,減少單次震動累積效應。
(2)采用非電雷管:優(yōu)先使用非電雷管,減少爆破過程中可能引起的靜電或感應電流風險,間接降低對巖體的擾動。
(3)震動監(jiān)測與控制:爆破前在周邊設置震動監(jiān)測點,實時監(jiān)測震動速度,根據(jù)監(jiān)測結果調(diào)整爆破參數(shù)(如減少藥量、調(diào)整段別),將震動控制在允許范圍內(nèi)。
(三)生態(tài)環(huán)境保護
1.植被恢復:在礦區(qū)及周邊區(qū)域實施植被恢復工程,增強土壤固持能力,減少水土流失。
(1)選擇適宜植物:根據(jù)當?shù)貧夂蚝屯寥罈l件,選擇耐旱、耐瘠、根系發(fā)達的鄉(xiāng)土植物進行種植。
(2)科學配置:采用喬、灌、草結合的方式,提高植被覆蓋率和生態(tài)穩(wěn)定性。在坡面可設置梯田、魚鱗坑等,減緩水流速度。
(3)撫育管理:定期對恢復的植被進行澆水、施肥、補植、除草等撫育管理,確保其成活和生長。
2.排水系統(tǒng)建設:設置完善的截排水設施,防止地表水滲入礦體,降低巖土體飽和度。
(1)截洪溝:在礦區(qū)上部和開采區(qū)周邊設置環(huán)形或半環(huán)形截洪溝,攔截坡面徑流,引導至安全地點排放。
(2)排水溝:在開采場、廢石場、尾礦庫等區(qū)域設置排水溝,收集和排除生產(chǎn)廢水和地表水。
(3)滲水處理:對可能產(chǎn)生滲漏的區(qū)域(如巷道底板、廢石堆下方),設置滲水盲溝或排水層,將地下水有組織地引導至排水系統(tǒng)。
3.廢石堆放管理:科學設計廢石場,設置擋土墻和排水溝,防止廢石滑坡或潰壩。
(1)場地選擇:選擇地形相對平坦、地質(zhì)條件穩(wěn)定、遠離重要設施和居民點的區(qū)域作為廢石堆放場。
(2)分層堆放與壓實:采用自下而上分層堆放,每層堆放高度控制在安全范圍內(nèi),并及時進行壓實,減少堆體內(nèi)部應力集中。
(3)設置擋墻:在廢石堆邊坡設置漿砌片石、混凝土或土工材料擋墻,提高邊坡穩(wěn)定性。
(4)坡面防護:對廢石堆邊坡進行植被防護或設置混凝土預制塊、格構梁等,防止沖刷和風化剝落。
(5)排水措施:在廢石場內(nèi)設置排水溝,并考慮設置滲水層和排水井,及時排除廢石內(nèi)部積水。
三、礦山地質(zhì)災害監(jiān)測措施
(一)監(jiān)測系統(tǒng)建設
1.布設監(jiān)測點:在重點區(qū)域設置位移監(jiān)測點、裂縫監(jiān)測點、沉降監(jiān)測點、地下水位監(jiān)測點等,實時掌握地質(zhì)體變化情況。
(1)位移監(jiān)測點:針對滑坡、崩塌風險區(qū),布設地表位移監(jiān)測點??刹捎靡棙?、GPS、全站儀直接觀測,或布設測斜管、測縫計等內(nèi)部監(jiān)測點。
(2)裂縫監(jiān)測點:在潛在開裂區(qū)域(如巖體表面、邊坡、建筑物基礎)布設裂縫計或人工裂縫觀測標志,定期測量裂縫寬度、長度和位置變化。
(3)沉降監(jiān)測點:針對地面沉降風險區(qū),布設水準點,定期測量地面高程變化。也可在鉆孔中設置沉降儀,監(jiān)測分層沉降。
(4)地下水位監(jiān)測點:在礦區(qū)及周邊布設地下水觀測井,定期測量地下水位埋深或水頭高程,分析水位動態(tài)變化。
(5)監(jiān)測點布設原則:監(jiān)測點應覆蓋風險區(qū)域的關鍵部位和變形梯度帶,布設密度應能反映變形場特征。監(jiān)測點應設置明顯標志,并做好保護措施。
2.選擇監(jiān)測設備:采用自動化監(jiān)測設備(如GPS、全站儀、傳感器等),提高數(shù)據(jù)精度和傳輸效率。
(1)自動化監(jiān)測:對于重要監(jiān)測點,可安裝自動化監(jiān)測設備,如自動全站儀(AMTS)、光纖傳感系統(tǒng)(如BOTDR/BOTDA)、GPS/GNSS接收機等,實現(xiàn)無人值守、自動采集和傳輸數(shù)據(jù)。
(2)傳感器選擇:根據(jù)監(jiān)測對象和量測精度要求,選擇合適的傳感器。例如,測量微小裂縫可用電阻式應變計或電感式傳感器,測量較大位移可用位移計或拉線位移計。
(3)數(shù)據(jù)傳輸:采用無線傳輸(如GPRS、LoRa)或有線傳輸方式,將監(jiān)測數(shù)據(jù)實時或定期傳輸至數(shù)據(jù)中心。
3.建立數(shù)據(jù)庫:將監(jiān)測數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫,進行動態(tài)分析,及時發(fā)現(xiàn)異常趨勢。
(1)數(shù)據(jù)庫建設:建立包含監(jiān)測點信息、設備參數(shù)、歷史數(shù)據(jù)、分析結果、預警信息等內(nèi)容的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。
(2)數(shù)據(jù)處理:對原始數(shù)據(jù)進行預處理(如去噪、校準),計算變形速率、變形量等指標。
(3)趨勢分析:采用時間序列分析、空間分析等方法,研究監(jiān)測數(shù)據(jù)的動態(tài)變化規(guī)律,識別異常突變或加速發(fā)展趨勢。
(二)預警機制
1.設定預警閾值:根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和地質(zhì)特征,設定位移、水位等參數(shù)的預警閾值。
(1)閾值確定方法:可通過統(tǒng)計分析歷史監(jiān)測數(shù)據(jù),結合地質(zhì)模型計算,參考類似工程經(jīng)驗,并考慮安全儲備,綜合確定不同等級的預警閾值(如黃色、橙色、紅色預警對應不同變形速率或位移量)。
(2)分級預警:根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)與閾值的接近程度,設定不同的預警級別,明確各級別對應的災害風險程度。
(3)動態(tài)調(diào)整:隨著災害風險的變化或防治措施的實施效果,定期評估和調(diào)整預警閾值。
2.發(fā)布預警信息:當監(jiān)測數(shù)據(jù)接近閾值時,立即啟動預警程序,通過電話、短信或現(xiàn)場警報器通知相關人員。
(1)預警流程:建立清晰的預警發(fā)布流程,包括監(jiān)測數(shù)據(jù)異常判斷、閾值比對、預警級別確定、信息發(fā)布、響應啟動等環(huán)節(jié)。
(2)發(fā)布渠道:通過專用預警平臺、短信群發(fā)系統(tǒng)、廣播、警報器等多種渠道,確保預警信息及時、準確地傳達給礦山管理人員、作業(yè)人員及可能受影響的周邊單位或人員。
(3)信息內(nèi)容:預警信息應包含災害類型、預警級別、影響區(qū)域、建議措施、聯(lián)系方式等關鍵內(nèi)容。
3.應急演練:定期開展應急演練,提高人員避險自救能力。
(1)演練計劃:制定年度應急演練計劃,明確演練目的、時間、地點、參與人員、場景設置(如模擬滑坡、崩塌發(fā)生)、流程步驟等。
(2)演練內(nèi)容:演練內(nèi)容應包括預警發(fā)布與響應、人員疏散與避險、傷員救治、設備轉移、現(xiàn)場處置等環(huán)節(jié)。
(3)評估總結:演練結束后,對演練過程進行評估,總結經(jīng)驗教訓,修訂應急預案和演練計劃。
(三)專業(yè)監(jiān)測管理
1.委托專業(yè)機構:聘請地質(zhì)監(jiān)測機構進行長期跟蹤監(jiān)測,確保數(shù)據(jù)可靠性。
(1)機構選擇:選擇具有相應資質(zhì)和經(jīng)驗的專業(yè)監(jiān)測機構,確保其技術能力、設備水平和人員素質(zhì)滿足監(jiān)測要求。
(2)服務內(nèi)容:明確委托機構的具體監(jiān)測任務、頻率、報告要求等。
(3)質(zhì)量控制:建立對監(jiān)測數(shù)據(jù)和質(zhì)量報告的審核機制,確保監(jiān)測工作的規(guī)范性和數(shù)據(jù)的有效性。
2.定期校準設備:定期檢查和校準監(jiān)測設備,防止數(shù)據(jù)誤差。
(1)校準周期:根據(jù)設備說明書和實際使用情況,制定設備校準計劃,通常每年至少校準一次,或在使用前、更換環(huán)境后進行。
(2)校準方法:采用標準儀器或標準物質(zhì)對監(jiān)測設備進行校準,確保其量測精度在允許范圍內(nèi)。
(3)記錄保存:詳細記錄校準過程、結果和責任人,并將校準證書存檔。
3.分析監(jiān)測報告:每月或每季度匯總分析監(jiān)測報告,調(diào)整防治措施。
(1)報告內(nèi)容:要求監(jiān)測機構定期提交詳細的監(jiān)測報告,包括監(jiān)測數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)圖表、變形趨勢分析、異常情況說明、處理建議等。
(2)綜合分析:礦山技術和管理人員應結合監(jiān)測報告,分析災害風險動態(tài)變化,評估現(xiàn)有防治措施的效果。
(3)措施調(diào)整:根據(jù)分析結果,及時調(diào)整或補充防治措施,如增加監(jiān)測點、調(diào)整爆破參數(shù)、加固關鍵部位、啟動應急預案等。
四、礦山地質(zhì)災害治理措施
(一)滑坡治理
1.削坡減載:在滑坡體上部清除部分巖土,降低下滑力。
(1)削坡范圍:根據(jù)滑坡穩(wěn)定性計算,確定合理的削坡范圍和坡度。
(2)施工要求:削坡過程中應自上而下進行,分段進行,并做好臨時支撐和排水措施,防止引發(fā)新的滑動。
(3)棄土處理:削下的土石方應妥善處理,避免在滑坡區(qū)附近堆放,形成新的荷載。
2.抗滑結構:設置抗滑樁、擋土墻等
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