矿山地质灾害分析_矿山地质灾害类型分析
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矿山地质灾害分析
□樱散零乱
（湖北师范学院，城市与环境学院，湖北，黄石，435002）
【摘要】： 矿山地质灾害是指由于人类采矿生产活动而发的一种破坏地质环境、危及生命财产安全并带来重大经济损失的矿区灾害.矿山地质灾害关系到国计民生，关系到社会的可持续发展。常见的矿山地质灾害包括矿井突水、瓦斯爆炸、采空区塌陷、崩塌、滑坡、泥石流、水土流失、土地沙化和盐碱化、三废污染、煤层自燃、尾矿库溃坝、地方病、矿震等。煤矿环境地质灾害影响到方方面面，如从矿工伤亡到对矿区群众心理影响；从直接经济损失到对间接经济损失的影响：从灾害本身到对矿区环境质量的影响；从地质灾害到对矿区群众关系的影响；从煤矿经济损夫到对本地区经济发展的影响等。根据灾害的空间分布和成因关系，矿山地质灾害主要有岩土体变形灾害、地下水位改变引起的灾害。和矿体内因引起的灾害等三大类型，对这些类型及其亚类型进行了论述。分析矿山地质灾害的成因，以避免矿山开采中因地质灾害造成的危害与损失。
【关键词】：矿山 地质灾害 成因
滑坡 崩塌 泥石流
一．引言: 我国是地质灾害的多发国家之一。由于矿产开采过程势必改变原有稳定的矿藏条件，改变了当地的地质环境，而由于人为的采矿活动改变了地质环境所引起或诱发的灾害被称为矿山地质灾害。地质灾害种类多、分布广、影响大、造成损失严重。矿山地质灾害是地质灾害的一个分支，是人类开采矿山而直接诱发的人为地质灾害。我国是采矿大国，开采技术和设备相对落后，导致矿山开采环境不断恶化。近年来，重大地质灾害明显上升。
二．矿业开发与地质灾害
伴随着煤矿的开采逐步发展起来的城市，无论是社会经济文化，还是生态环境，都与矿山密不可分，尤其是城市建设的方方面面更是无法摆脱矿山环境地质灾害所形成的阴影。经济的快速发展加快了对矿物的需求与消耗，这也为矿产开采企业带来更大的发展机会。然而由于迅猛发展的中小型矿山疏于管理，加之小型矿山的开采方法和选矿工艺落后，大多无环保措施，加剧破坏矿区环境。开采环境明显恶化，矿山地质灾害问题日趋严重，潜在的致灾隐患不断增多，且随时可能发展成灾，造成人员伤亡、设备报废、设施损毁甚至矿井关闭、资源浪费等严重后果。严重制约了社会经济的可持续发展。
三．矿山地质灾害成因
1、滑坡的成因分析
（1）自然因素
昼夜的温差、季节温度的变化，使岩石强烈风化，破坏岩石结构，降低了岩土的抗剪强度。夏季炎热干燥，使残坡积层中粘性土层龟裂，遇雨水体积膨胀增大，粘聚力降低，促使了滑坡产生。大气降水渗透进入土体孔隙或岩石裂隙，使岩土体的胶(固)结程度和抗剪强度降低，水沿坡面流动加速了软弱层的侵蚀，同时水体的下渗使土体达流塑性状态，当水渗入到残坡积层底部与硬岩接触面时，减少了接触面的摩擦力和粘聚力，上部土体产生滑动。（2）人为因素
露天矿边帮开挖边坡产生临空面是产生滑坡最主要因素之一。另外，法律法规的不健全，管理工作的不到位以及公众生态环境保护意识较差，导致毁林开荒、陡坡垦植，不适当的毁林造田、乱砍滥伐、陡坡垦植，破坏了植被，有利于雨水的渗入，诱发滑坡地质灾害的发生。
2、崩塌的成因分析
（1）地面塌陷的成因
地面塌陷地质灾害的发育受多种因素控制，首先，矿区断裂发育，纵横交错，这些断裂破坏基岩的原生结构，使岩石非常破碎，再加上岩石风化裂隙带很厚，岩石软弱，抗压能力小，多数煤层顶板不稳，为地面塌陷创造了客观条件。其次，煤矿第四系地层薄，多为砂砾石，地下水丰富，降水量大而集中，地表水发育，这些条件十分有利于塌陷的形成和发生。第三，矿区大规模地长期地疏排地下水，形成人工集中排泄区，水力坡度和流速加大，改变了矿区地下水的补给、径流和排泄条件。井巷和工作面在推进过程中直接穿越含水层或充水断层等诱发塌陷敏感部位，在排水点或突水地带往往形成塌陷坑。第四，深部采矿活动的爆破震动，使地质体的结构状态和特性改变，且会引起地表振动，导致浅部岩层的失稳。第五，煤田开采时间长、面积广，保留一些煤柱、矿柱因长期风化、水的侵蚀等原因而失去支撑能力。（2）地裂缝的成因
产生地裂缝的岩石刚性强度大，当其内部的拉应力超过砾岩层的强度极限时，它就发生脆性变形；变形发生在拉伸变形区。地下矿产开采后，随着采空区空间的不断增大，在采空区周围的岩体内的应力也逐步增大，当应力超过极限时，砾岩层就像-个钢体梁-样，发生了脆性变形；在移动盆地边缘的拉伸变形区断开，反映到地面即出现地表裂缝；如果砾岩层较厚，井下开采强度大时，这种断裂就-直通到井下采空区。（3）水土侵蚀的成因
随着矿区人口的增加，耕地面积不断扩大，人为的滥砍乱伐，陡坡开荒，乱采砂石、开矿、取土，使局部山林遭到严重破坏，地表沟壑纵横，加重了风蚀和水蚀，大大加速了这种过程的发生与发展。特别是遍布全省的各个采石场以及砂金过采区严重破坏地表植被，水土侵蚀极其严重。此外，江河沿岸挖砂取土，汛期河水上涨淹没耕地，边岸坍塌等造成程度不同的水土侵蚀。（4）土地沙化、盐碱化、草地退化的成因
地下油气资源的开采和地下水的超采造成地下水水位下降，油田建设开发过程中，修建油田道路、埋设各种管线、挖掘引水渠、建筑油水泵站及厂矿等，占据了大面积草地，过度放牧等致使草原严重降低了自身的调节功能，使得土地沙化、盐碱化、草地退化日趋严重。
（5）地面沉降的成因分析
我省地面沉降主要分布在大庆油田区。在大庆油田（大庆长垣）周围，分布有46座水源地，尤其是在长垣北部核心区两侧分布有东西两个大规模的承压水降落漏斗。由于承压水水位的降低，必然导致含水层本身和其上覆相对隔水层孔隙水压力的随之减小，引起土层成比例的固结。
从地质、水文地质条件来看，疏松的多层含水层岩层(组)、适于长期开采的水量丰富的承压含水层、顶板厚层状正常固结或欠固结的可压缩性粘性土等是造成地面沉降的基础地质条件，而大庆市同时具备了这些条件。大庆市第四系为100~200m厚的河湖相堆积层。在潜水含水层和承压含水层之间普遍分布-层隔水层，岩性为淤泥质粘土或淤泥质粉土，是区内的主要压缩层。在下更新统承压含水层之间还分布有一至二层粘性土层，分布不连续，是次要压缩层。
地下水水位的下降给土层内部应力累进性变化提供了条件。在平面上地面沉降变形区与地下水下降漏斗中心位完全吻合，地面沉降变形的强度是随着距离漏斗中心位置不同而变化。1986~2001年水准点对比资料显示在漏斗中心部位地面沉降量最大，西部地下水漏斗中心区达99mm,东部地下水漏斗中心区地面沉降最大达71mm，这充分说明了地面沉降是由于地下水水位下降引起的。
三．矿山地质灾害的主要类型
1.岩土体变形灾害
（1）矿山地面和采空区塌陷 地面塌陷主要发生在地下以井巷开采的矿山。在矿山采空区，若保留矿柱不足，或因矿柱受损而失去支撑能力，就会造成地面塌陷。特别是那些矿体埋藏较浅，产状较平缓的矿区(如煤矿)，地面塌陷的现象更为常见。矿体埋藏相对较深的地下开采矿山，如果不能及时回填和崩落采空区，当其达到一定规模就会产生大面积塌陷。此外，在岩溶分布区，还会因矿山排水疏干而导致溶洞上方地面塌陷。地面塌陷不仅破坏可耕地资源、建筑物，毁坏道路、水库，还可直接导致矿山某些地下巷道的塌毁，或使大气降水和地表水沿塌陷裂缝灌入坑内，造成淹井事故，直至停工停产。
（2）采矿场边坡失稳、滑坡与岩崩 主要原因是不合理开采如采剥失调、边坡角度过陡等造成，这种灾害多发生在露天开采的非金属矿山和建材矿山。
（3）坑内岩爆 坑内岩爆又称矿山冲击，这是因矿坑周边和顶底板围岩，在受到强大的地壳应力作用而被强烈压缩，一旦因采掘挖空出现自由面，即有可能产生岩石地应力的骤然释放，导致岩石大量破裂成碎块，并向坑内大量喷射、爆散，给矿山带来危害和灾难。
（4）采矿诱发地震 因采矿活动而诱发的地震，震源浅、危害大，小震级的地震即可导致井下和地表的严重破环。
（5）场库失稳 场库失稳主要是由于尾矿坝溃决崩塌继而形成泥石流造成的危害。尾矿坝崩坝事故常给矿区居民生命财产带来巨大危害，同时也给环境造成巨大破坏和污染。
2.地下水位改变引起的灾害
（1）矿坑突水涌水 这是最常见的矿山灾害，突发性强、规模大，后果严重。生产过程中常因对矿坑涌水量估计不足，采掘过程中打穿老窿，贯穿透水断层，骤遇蓄水溶洞或暗河，导致地下水或地面水大量涌入，造成井巷被淹、人员伤亡灾难。
（2）坑内溃沙涌泥 这是常与矿坑突水相伴而生的灾害。当采掘过程中骤遇蓄水溶洞，常见溶洞中充填的泥沙和岩屑伴随地下水一起涌入，另外一些透水断层和地裂缝也常会使浅部第四纪沉积物随下漏的地表径流涌入坑内。其结果是使坑道被泥沙阻塞，机器、人员被泥沙所埋，严重时甚至会使矿山遭受毁灭性的打击。
（3）环境污染 环境污染是矿山灾害的另一种重要形式。因采矿、选矿产生的“三废”物质，由于未经有效处理就被排放到江河湖海中，造成环境污染公害事件。采矿还会造成水土流失、土地砂化、盐渍化、地下水断流等。3.矿体内因引起的灾害
（1）瓦斯爆炸和矿坑火灾 这种灾害最常见于煤矿。由于通风不良，使瓦斯积聚发生爆炸，造成井下作业人员伤亡，矿井被毁;矿坑火灾除见于煤矿外，也见于一些硫化矿床。因硫化物氧化生热，在热量聚积到一定程度时则发生自燃，引发矿山火灾。矿山火灾的危害极大，而且还严重损耗地下矿产资源，如有的煤矿在地下已燃烧上百年，其资源损耗量十分巨大，使当地气候发生改变，农作物和树木大量死亡，田地荒芜，环境严重恶化。
（2）地热 随着开采深度加大，地热危害不断加剧。我国已有许多矿山开采深度达到800m以下，矿山因含硫量高，开采深度又大，地温非常高。矿山地热灾害导致矿工劳动环境恶劣，严重影响了有关矿山的正常生产。四．结束语
矿山地质灾害的防治是项综合的系统工程。矿山腐败现象和官商勾结敛财害民是矿山地质灾害发生的深层次原因，应予高度重视。合理有效地利用资源、保护矿山环境、加强监测与信息化管理、防止矿山地质灾害、实现矿业的可持续发展，是一个长期而重要的工作。
参考文献：
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