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金屬礦山地質災害定義

發布時間: 2021-02-11 17:31:15

地質災害的概念及特徵

(1)地質災害的概念

聯合國減災組織(UNDRO)(1984)對災害的定義是:一次在時間和空間上較為集中的事故,事故發生期間當地的人類群體及其財產遭到嚴重的威脅並造成巨大損失,以致家庭結構和社會結構也受到不可忽視的影響。

災害也就是地球表面因自然變異、人為因素或二者共同作用所引發的對人類生命財產、生活生產和生存發展條件造成的危害。災害的種類很多,根據主導成因可分為自然災害、人為災害、自然人為災害、人為自然災害,每一類災害又可進一步劃分出多個災種。

地質災害(GeologicalDisaster)是指在地球內動力、外動力或人為地質動力作用下,地球發生異常能量釋放、物質運動、岩土體變形位移及環境異常變化等,危害人類生命財產、生活與經濟活動或破壞人類賴以生存與發展的資源、環境的現象或過程。

地質災害包含了致災動力條件和災害事件的後果兩個方面的含義。動力條件包合了外營力、內營力及人為活動的影響。災害事件的後果強調的是對人類生命財產和生存環境產生影響或破壞。若某種地質過程僅僅改變地質環境,並沒有破壞人類生命財產或影響生產、生活,則不是地質災害。

(2)地質災害的屬性特徵

地質災害既有自然屬性,又有社會經濟屬性。自然屬性是指與地質災害的動力過程有關的自然特徵,如地質災害的規模、強度、頻次以及孕育條件,變化規律等。社會經濟屬性主要指與成災活動密切相關的人類社會經濟特徵,如人口和財產的分布、工程建設活動、資源開發、經濟發展水平、防災能力等。

地質災害的屬性特徵主要有:①地質災害的必然性與可防禦性;②地質災害的隨機性和周期性;③地質災害的突發性和漸進性;④地質災害的群體性和誘發性;⑤地質災害的成因多元性和原地復發性;⑥地質災害的區域性;⑦地質災害的破壞性與「建設性」;⑧地質災害影響的復雜性和嚴重性;⑨人為地質災害的日趨顯著性;⑩地質災害防治的社會性和迫切性。

❷ 礦山與地下工程地質災害

地下采礦和地下工程開挖,最基本的生產過程就是破碎和挖掘岩石與礦石,同時維護頂板和圍岩穩定。如果對地下洞室不加以支撐維護,則洞室圍岩在地應力的作用下發生變形或破壞,這種現象在采礦界稱為地壓顯現。由地壓造成的災害,對礦井來說,主要表現為頂板下沉和垮落、底板隆起、岩壁垮幫、支架變形破壞、采場冒落、岩層錯動、煤與瓦斯突出及岩爆等。因采空區處理不當而引起的大規模地壓災害在地面表現為地表開裂、地面下沉、建築物倒塌、水源枯竭等。對於煤礦,尤其是露天煤礦,常常表現為滑坡、崩塌、傾倒等邊坡失穩及其引起的地面變形破壞。而煤與瓦斯突出是高瓦斯煤礦開采過程中最常見、危害性最大的地壓災害。這里主要討論危害大、發生頻率高、分布范圍廣的冒頂垮幫、岩爆、煤與瓦斯突出。

(一)冒頂垮幫

1.冒頂垮幫的特徵及其影響因素

地下洞室開挖後,由於卸荷回彈,應力和水分的重新分布常使圍岩的性狀發生很大變化。如果圍岩岩體承受不了回彈應力或重新分布應力的作用,就會發生變形或破壞。圍岩岩體變形及破壞的形式和特點,除與岩體內的初始應力狀態和洞形有關外,主要取決於圍岩的岩性和結構(表92)。

冒頂事故是對礦山工人人身安全威脅大且發生頻率最高的礦山地質災害之一。據不完全統計,我國各種礦山每年工傷死亡人數中有40%死於礦坑冒頂,死亡頻率占各種礦山地質災害之首。

表9-2 圍岩的變形破壞形式及其與圍岩岩體和結構的關系

續表

(據張倬元等,1994)

湖南錫礦山南礦的開采實踐表明,當失去支撐能力的礦柱達到全采場礦柱60%左右時,采空區頂板就可能冒落。而一個采空區的冒落會在相鄰采空區引起連鎖反應,導致采場地壓急劇增大,采場和巷道嚴重破壞,人員傷亡。美國、英國、日本等國金屬礦山冒頂事故死亡人數均占井下事故死亡總人數的1/3~1/2,日本為40.7%,美國為30.2%,英國、俄羅斯、波蘭和比利時等國約佔30%~50%。

我國冶金礦山頂板冒落及其他地壓災害死亡人數佔全部傷亡人數的25%~27%;大中型統配煤礦近年發生的重大死亡事故中,頂板冒落災害佔30%左右。

頂板冒落或側壁垮幫的徵兆有:頂板掉渣由小而大,由稀變密,裂隙數量增多、寬度加大,煤幫煤質在高壓下變軟,支架壓壞、折斷,瓦斯湧出量突然增多,淋水量增大等。

2.采空區處理方法

防止采空區大冒落的處理方法可歸納為「充填」、「崩落」、「支撐」、「封閉」8個字(隋鵬程,1998)。

1)充填法:采空場采礦開采完畢後,要及時用碎石、尾礦砂、水沙、混凝土等物質充填采空區,從而起到支撐頂板、減小其承受上覆岩土體壓力的作用。如湖南錫礦山南礦在3次大冒落後,新采區地壓劇增,地表不斷沉陷,為保證安全,對采空區進行了全面充填處理,充填率達90.6%,使地壓活動得以緩和。

2)崩落法:指利用深孔爆破的方法將采空區圍岩崩落,充填采空區。

3)支撐法:以礦柱或支架等支撐采空區,防止其發生危險變形。

4)封閉法:常用來處理與主要礦體相距較遠、圍岩崩落後不會影響主礦體坑道和其他礦體開採的孤立小采空區。封閉這些小采空區的目的主要是防止圍岩突然冒落時空氣沖擊波對人員和設備的危害。

為有效預防冒頂垮幫,還必須採取合理的開采方案,避免片面追求產量而采富棄貧,堅決杜絕開采保護礦柱的亂採行為;採用合理的設計方案,進行科學的頂板管理;根據圍岩應力集中大小與分布形式,採用聲發射監測技術及其他測定地應力方法,預測預報頂板來壓的強度和時間,掌握地壓規律,及時採取有效措施;制定科學合理的工作面作業規程、支護規程、采空區處理規程等。

(二)岩爆

岩爆又稱沖擊地壓,是指承受強大地壓的脆性煤、礦體或岩體,在其極限平衡狀態受到破壞時向自由空間突然釋放能量的動力現象,是一種采礦或隧道開挖活動誘發的地震。在煤礦、金屬礦和各種人工隧道中均有發生。

岩爆發生時,岩石碎塊或煤塊等突然從圍岩中彈出,拋出的岩塊大小不等,大者直徑可達幾米甚至幾十米,小者僅幾厘米或更小。大型岩爆通常伴有強烈的氣浪巨響,甚至使周圍的岩體發生振動。岩爆可使洞室內的采礦設備和支護設施遭受毀壞,有時還造成人員傷亡。

1.岩爆的類型和特點

由於發生部位和釋放能量的差異,岩爆表現為多種不同的類型,它們的特點也各不相同(張倬元等,1994)。

1)圍岩表部岩石破裂引起的岩爆:在深埋隧道或其他類型地下洞室中發生的中小型岩爆多屬這種類型。岩爆發生時常發出如機槍射擊的噼噼啪啪響聲,故被稱為岩石射擊。一般發生在新開挖的工作面附近,掘進爆破後2~3h,圍岩表部岩石發生爆破聲,同時有中間厚、邊部薄的不規則片狀岩塊自洞壁圍岩中彈出或剝落。這類岩爆多發生於表面平整、有硬質結核或軟弱面的地方,且多平行於岩壁發生,事前無明顯的預兆。

2)礦柱圍岩破壞引起的岩爆:在埋深較大的礦坑中,由於圍岩應力大,常常使礦柱或圍岩發生破壞而引發岩爆。這類岩爆發生時通常伴有劇烈的氣浪和巨響,甚至還伴有周圍岩體的強烈振動,破壞力極大,對地下採掘工作常造成嚴重的危害,被稱為礦山打擊或沖擊地壓。在煤礦中,這類岩爆多發生於距坑道壁有一定距離的區域內。四川綿竹天池煤礦就曾多次發生此類岩爆,最大的一次將約20t的煤拋出20m以外。

3)斷層錯動引起的岩爆:當開挖的洞室或坑道與潛在的活動斷層以較小的角度相交時,由於開挖使作用於斷層面上的正應力較小,降低了斷層面上的摩擦阻力,常引起斷層突然活動而形成岩爆。這類岩爆一般發生在活動構造區的深礦井中,破壞性大,影響范圍廣。

2.岩爆的產生條件與發生機制

岩爆是洞室圍岩突然釋放大量潛能的劇烈的脆性破壞。從產生條件來看,高儲能體的存在及其應力接近於岩體極限強度是產生岩爆的內在條件,而某些因素的觸發則是岩爆產生的外因(張倬元等,1994)。

圍岩內高儲能體的形成必須具備兩個條件:①岩體能夠儲聚較大的彈性應變能;②在岩體內部應力高度集中。彈性岩體具有最大的儲能能力,受力變形時所能儲聚的彈性應變能非常大,而塑性岩體則無儲聚彈性應變能的能力。

從應力條件看,圍岩內高應力集中區的形成首先需要有較高的原岩應力。但在構造應力高度集中的地區,岩爆也可以發生在淺部隧洞中,甚至有可能發生在地表的基坑或採石場中。

洞室圍岩表部岩爆經常發生在如下一些高壓力集中部位:因洞室開挖而形成的最大壓應力集中區,圍岩表部高變異應力及殘余應力分布區以及由岩性條件決定的局部應力集中區,斷層、軟弱破碎岩牆或岩脈等軟弱結構面附近形成的應力集中區。

對地下洞室造成破壞的岩爆主要有三種形式:岩體擴容、岩石突出和振動誘發冒落。岩體擴容是指由於岩石的破碎或結構失穩而使岩體體積增大的現象,如果擴容的幅度很大且過程較為猛烈,就會給洞室造成危害。當遠處傳來的擾動地震波能量較高時,可直接將洞室圍岩碎塊以非常快的速度(可達2~3m/s)彈射到洞室中而形成災害,這就是以岩石突出形式發生的岩爆。振動誘發岩石冒落是當洞室頂部有松動岩塊或存在軟弱面時,在擾動地震波和巨大重力勢能作用下發生垮落的現象。

3.岩爆的預測及防治

(1)岩爆的監測預報

對岩爆災害的預測包括對岩爆發生強度、時間和地點的預測。由於地下工程開挖和岩爆現象本身的復雜性,岩爆的預測工作需要考慮地質條件、開挖情況以及擾動等許多因素。以往的岩爆記錄是預測未來岩爆的重要參考資料。

岩爆的預測預報可以分為兩個方面:①在試驗室內測量煤岩或岩塊的力學參數,依據彈性變形能量指數判斷岩爆的發生幾率和危險程度;②現場觀測,即通過觀測聲響、震動,在掘進面上鑽進時觀察測量鑽屑數量等進行預測預報。目前國內外常用的岩爆預測預報方法有鑽屑法、地球物理法、位移測試法、水分法、溫度變化法和統計方法等(張斌等,1999)。

1)鑽屑法或岩心餅化率法:對於強度很高的岩石,若鑽孔岩心取出後在地表發生餅化現象則表明地下存在較高的地應力,可根據一定厚度岩心中岩餅數量的相對大小來進行判斷。在鑽進過程中,還可藉助鑽孔中的爆裂聲、摩擦聲和卡鑽現象等動力響應進行輔助判斷。

2)地震波預測法:利用已發生岩爆(誘發地震)的信息來預測未來開挖過程中的岩爆,並建立岩爆次數、大小、分布及其與地應力場變化的關系,從而預報大中型岩爆的時空位置及數量和大小。此外,還可以利用單道地震儀對掌子面及前方岩體進行監測,如沿水平線每隔1 m逐點測試岩石彈性波速度,採用強度概念推測發生岩爆的可能性等。

3)聲發射(A-E)法:聲波發射A-E法即Acoustic-Emission方法。此方法的建立基於岩石臨近破壞前有聲發射這一實驗檢測結果,它是對岩爆孕育過程最直接的監測預報方法。其基本參數是能率和大事件數頻度,二者在一定程度上可以反映岩體內部的破裂程度和應力增長速度。岩爆發生前通常有一個能量的積蓄期,這一時期是聲發射平靜期,可以視為發生岩爆的前兆。這種方法可望在現場對岩爆進行直接的定量定位監測,是一種具有很大發展前景的監測和預報方法。

岩爆預測是地下建築工程地質勘查的重要任務之一,在總結已有的實踐經驗和研究成果的基礎上,國內外學者目前已建立了一些可行的准則。挪威曾採用巴頓的方法,將岩石單軸抗壓強度(Re)與地應力(σ1)的比值(α=Re1)作為岩爆的判別准則:

1)當α=5~2.5時,有中等岩爆發生;

2)當α<2.5時,有嚴重岩爆發生。

我國在一些工程實踐中常採用巴頓法進行預測。例如貴州天生橋電站,根據巴頓法判斷隧洞施工中可能有中等岩爆發生,工程開挖的實際情況證明預測基本成功(張倬元等,1994)。

此外,由於岩爆屬於一種誘發地震,地震震級和發震時間的預報方法可用來預測岩爆的震級和發生概率。

(2)岩爆的防治

岩爆的防治問題雖然目前尚難徹底解決,但在實踐中已摸索出一些較為有效的方法,根據開挖工程的實際情況,可採取不同的防治方法。

1)設計階段的防治對策:

·洞軸線的選擇:人們通常認為洞軸線方向應與最大主應力方向平行,以改善洞室結構的受力條件。然而,使洞室相對穩定的受力條件是圍岩不產生拉應力、壓應力均勻分布和切向壓應力最小。在選擇軸線方向時應多方面比較選擇,以減少高地應力引發的不利因素。

·洞室斷面形狀選擇:洞室斷面形狀一般有圓形、橢圓形、矩形和倒U形等。當斷面的寬度高比等於側壓系數時,可綜合考慮各種因素確定洞室斷面形狀。

2)施工階段的防治對策:

·超前應力解除法:在高地應力區,洞室開挖後易產生超高應力集中。為了有效地消除應力集中現象,可採取預切槽法、表面爆破誘發法和超前鑽孔應力解除法等提前釋放地應力。在岩爆危險地帶鑽淺孔進行爆破,造成圍岩表部松動帶,可有效防止破壞性岩爆的發生。開採煤層時,首先開采無沖擊地壓或一般沖擊地壓的煤層,作為解放壓力層。回採時,要用全面陷落法管理頂板,不要留煤柱;對不易冒落的頂板要採用深孔爆破法或強力高壓注水法強制放頂。

·噴水或鑽孔注水促進圍岩軟化:在洞室的易發生岩爆地段,爆破後立即向工作面新出露圍岩噴水,既可降塵又可緩釋圍岩應力。因為注水使裂紋尖端能量降低,裂紋擴張傳播的可能性減小,裂紋周圍的熱能轉為地震能的效率隨之降低。從而減少劇烈爆裂的危險性。

·選擇合適的開挖方式:岩爆是高壓力集中的結果,因此,開挖時可採取分步開挖的方式,人為地給圍岩岩體提供一定的變形空間,使其內部的高應力得以緩慢降低,從而達到預防岩爆的目的。

·減少岩體暴露的時間和面積:在短進尺、多循環的施工作業過程中,應及時支護,以盡量減少岩體暴露的時間和面積,防止或減少岩爆發生。

·岩爆發生的處理措施:一旦發生岩爆,應徹底停機、躲避,對岩爆的發生情況進行詳細觀察並如實記錄,仔細檢查工作面、邊牆或拱頂,及時處理、加固岩爆發生的地段。

3)合理選擇圍岩的支護加固措施:使開挖的洞室周邊或前方掌子面的圍岩岩體從單向應力狀態變為三向應力狀態,同時,圍岩加固措施還具防止岩體彈射和塌落的作用。主要的支護加固措施有:①噴混凝土或鋼纖維噴混凝土加固;②鋼筋網噴混凝土加固;③周邊錨桿加固;④格柵鋼架加固;⑤必要時可採取超前支護。

(三)煤與瓦斯突出

在煤礦地下開采過程中,從煤(岩石)壁向採掘工作面瞬間突然噴出大量煤(岩)粉和瓦斯(CH4,CO2)的現象,稱為煤與瓦斯突出。大量承壓狀態下的瓦斯從煤或圍岩裂縫中高速噴出的現象稱為瓦斯噴出。突出與噴出均是在地應力、瓦斯壓力綜合作用下產生的伴有聲響和猛烈應力釋放效應的現象。煤與瓦斯突出可摧毀井巷設施和通風系統,使井巷充滿瓦斯與煤粉,造成井下礦工窒息或被掩埋,甚至可引起井下火災或瓦斯爆炸。因此,煤與瓦斯突出是煤炭行業中的嚴重礦山地質災害。

1.煤與瓦斯突出的特徵及其影響因素

煤與瓦斯突出是地應力和瓦斯氣體體積膨脹力聯合作用的結果,通常以地應力為主,瓦斯膨脹力為輔。煤與瓦斯突出的基本特徵是固體煤塊(粉)在瓦斯氣流作用下發生遠距離快速運移,煤、碎塊和粉塵呈現分選性堆積,顆粒越小被拋得越遠。突出時有大量瓦斯(CH4或CO2)噴出,由於瓦斯壓力遠大於巷道內通風壓力,噴出的瓦斯通常逆風前進;煤與瓦斯突出具有明顯的動力效應,可搬運巨石、推翻礦車、毀壞設備、破壞井巷支護設施等。

發生突出的煤層具有瓦斯擴散速度快、濕度小,煤的力學強度低且變化大、透氣性差等特點,大多屬於遭構造作用嚴重破壞的「構造煤」。突出的次數和強度隨煤層厚度的增加而增多,突出最嚴重的煤層一般都是最厚的主採煤層。突出的時間多發生在爆破落煤的工序。

煤與瓦斯突出災害隨採掘深度的增加而增加,其主要影響因素有礦區的地質構造條件、地應力分布狀況、煤質軟硬程度、煤層產狀以及厚度和埋深等。一般說來,煤層埋深大,突出的次數多,強度也大。

此外,水力沖孔和震動放炮可使地應力作用下的高壓瓦斯煤體在人為控制下發生突出。

2.煤與瓦斯突出的預防措施

預防煤與瓦斯突出的技術措施主要有以下4種:

1)首先開采沒有突出危險或突出危險性較小的煤層。由於受采動影響,地應力以彈性潛能得以緩慢釋放,煤層因卸壓而膨脹變形,透氣性增大,或者因層間岩石移動形成裂隙與孔道,有突出危險的煤層中瓦斯緩慢排放而使瓦斯壓力和瓦斯含量明顯下降,從而避免或降低煤與瓦斯突出的危險。

2)在有突出危險的煤層內均勻布置鑽孔並預先抽放一定時間的瓦斯,以降低瓦斯壓力與瓦斯含量,並使地應力下降、煤層強度增加。

3)在工作面前方一定距離的煤體內,超前鑽探一定數量的大口徑鑽孔,使煤層內的瓦斯得以提前釋放。

4)利用封堵、引排、抽放等綜合方法處理洞穴內積存的瓦斯。

為防止煤與瓦斯突出造成嚴重危害,必須加強煤層頂板管理和地應力監測,加強職工安全教育。

❸ 地質災害的定義是什麼

地質災害是指由於自然和人為地質作用,使生態環境遭到破壞的災內害事件。在我國,主容要地質災害包括地震、崩塌、滑坡、泥石流、水土流失、地面塌陷、地裂縫、土地沙漠化、火山爆發等,其中除地震、火山爆發等災害外,其他大多數地質現象都是由人為因素引發的。據國土資源部統計,近年來,我國每年因地質災害(不包括地震)造成的經濟損失約占各種自然災害的1/5~1/4。因此,減少或制止破壞生態環境行為,及時採取防範和治理措施,是減少損失的主要途徑。

中國地質災害形成的原因

地質災害是指在自然或者人為因素的作用下形成的,對人類生命財產造成的損失、對環境造成破壞的地質作用或地質現象。地質災害在時間和空間上的分布變化規律,既受制於自然環境,又與人類活動有關,往往是人類與自然界相互作用的結果。[1]

中文名
地質災害
外文名
Geological disasters
特點
突然,廣泛,區域,不可避免等
簡稱
地災
類型
滑坡、泥石流
快速
導航
基本特點

基本分類

分級標准

成因分析

危險性評估

防治知識

應用

速報制度

防禦

相關條例

中國地質災害

瑞士的地質災害

期刊

信息化建設
定義
簡稱地災。[2] 以地質動力活動或地質環境異常變化為主要成因的自然災害。在地球內動力、外動力或人為地質動力作用下,地球發生異常能量釋放、物質運動、岩土體變形位移以及環境異常變化等,危害人類生命財產、生活與經濟活動或破壞人類賴以生存與發展的資源、環境的現象或過程。不良地質現象通常叫做地質災害,是指自然地質作用和人類活動造成的惡化地質環境,降低了環境質量,直接或間接危害人類安全,並給社會和經濟建設造成損失的地質事件。地質災害是指,在自然或者人為因素的作用下形成的,對人類生命財產、環境造成破壞和損失的地質作用(現象)。如崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫、地面沉降、地面塌陷、岩爆、坑道突水、突泥、突瓦斯、煤層自燃、黃土濕陷、岩土膨脹、砂土液化,土地凍融、水土流失、土地沙漠化及沼澤化、土壤鹽鹼化,以及地震、火山、地熱害等。[2]
地質災害的背景
影響或控制地質災害形成與發展的基礎環境和總體條件。它與地質災害形成條件既存在密切聯系又有一定區別。地質災害形成條件指的是造成地質災害的直接因素;地質災害背景指的是控制和影響地質災害的更高層次的基礎條件。地質災害背景由兩個系列組成:[2]
①以地球動力活動為核心的自然背景;
②以人口、經濟、社會發展水平為核心的社會經濟背景。地質災害背景雖然不能直接決定一個具體災害事件的發生和發展,但從宏觀上控制了一個地區一種或多種地質災害的成災程度和變化的總體趨勢。因此研究地質災害背景條件是進行地質災害宏觀評價的重要內容
我國相關法律法規中的界定
根據2003年11月19日國務院頒發的《地質災害防治條例》(中華人民共和國國務院令第394號)規定,地質災害,通常指由於地質作用引起的人民生命財產損失的災害。地質災害可劃分為30多種類型。由降雨、融雪、地震等因素誘發的稱為自然地質災害,由工程開挖、堆載、爆破、棄土等引發的稱為人為地質災害。常見的地質災害主要指危害人民生命和財產安全的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等六種與地質作用有關的災害。
基本定義
地質災害是指由於自然或人為作用,多數情況下是二者協同作用引起的,在地球表層比較強烈地破壞人類生命財產和生存環境的岩土體移動事件。地質災害在成因上具備自然演化和人為誘發的雙重性,它既是自然災害的組成部分,同時也屬於人為災害的范疇。在某種意義上,地質災害已經是一個具有社會屬性的問題,已經成為制約社會經濟發展和人民安居的重要因素。因此,地質災害防治就不僅是指預防、躲避和工程治理,在高層次的社會意識上更表現為努力提高人類自身的素質,通過制定公共政策或政府立法約束公眾的行為,自覺地保護地質環境,從而達到避免或減少地質災害的目的。
地質災害主要是指崩塌(即危岩體)、滑坡、泥石流、岩溶地而塌陷和地裂縫等,它們是比較公認的原地殼表層地質結構的劇烈變化而產生的,且通常被認為是突發性的。
地質環境災害是指區域性地質生態環境變異引起的危害,如區域性地而沉降、海水入侵、乾旱半乾旱地區的荒漠化、石山地區的水土流失、石漠化和區域性地質構造沉降背景下平原或盆地地區的頻繁洪災等,這些問題通常都是由多種因素引起且緩慢發生的,地質界常稱其為緩變性地質災害。
當然,不能簡單地把洪水歸類於地質災害。但長時期、大范圍且爆發頻繁的洪災是與地質環境密切相關的,是人類社會工程經濟活動或防洪治水方略與地質環境演變方向比較長期的不相適應的結果。利用考古資料恢復長江荊江河段近5000 a來洪水位的上升過程,發現近2000 a來是荊江洪水位相對荊北平原上升的主要時期,累計上升13.6 m,特別是近500 a來的洪水位上升的平均視速率達20~27 mm,/a。近500 a來的荊江走堤廈其堤基的決口破壞歷史研究表明,在兩岸干堤地基的滲漏、管涌、潰決、軟上地基變形和崩岸等工程地質問題中,洪水期以北岸的管涌和漬決占絕對優勢,干早期則以南岸的崩岸引人注意,這反映了荊江高水位與其地質環境已不相適應的關系。

❺ 地質災害的概念

地質災害屬於災害的范疇。為了討論地質災害的概念,有必要先明確何謂災害。在日常生活中,人們普遍地能夠領悟或感受到災害的存在和災害的威脅,然而,對於災害的定義卻有不同的說法。

(一)災害的內涵

在自然災害學中,有一種觀點認為,災害是指「地球表面因自然變異、人為因素或二者共同作用所引發的對人類生命財產和生存發展條件造成的危害」;另外的一種觀點認為,「災害是由種種不可控制或未予控制的破壞性因素引發的、突然的或在短時間內發生的、超越本地區或本團體防救能力所能解決的大量人員傷亡與物質財產損毀的事件」。此外,還有學者認為,「災害是由反常(意外)事件導致人類社會遭受的損害」。1984年聯合國減災組織(UNDRO)對災害作了如下定義:「一次在時間和空間上較為集中的事故,事故發生期間當地的人類群體及其財產遭到嚴重的威脅並造成巨大損失,以致家庭結構和社會結構也受到不可忽視的影響。」

上述定義在文字表述上雖不完全相同,但在內涵上卻有共同之處,歸納起來有以下幾點:

(1)災害就其本意是指後果,而不是現象本身。鑒於人們對某些事物產生的後果有先驗的認識,所以,常把具體現象與其對人的損害、威脅聯系在一起,不再嚴格區分它們之間的語義差異,直接把有關的現象視為災害,如洪水災害、地震災害。

(2)從人的利益或者價值取向角度審視,許多客觀事物對人的生存、發展是不利的,但不利的程度有差異,而能夠稱之為災害的,是指其後果對人是不可接受或不可忍受(危害性最高的等級)的,即造成人員傷亡的那些事物。

(3)災害具有突發性和能量集中的特點,正是因為突然發生才使人猝不及防,而能量集中則使人難以抵禦,釀成嚴重後果。

(二)地質災害的內涵

地質災害是災害的一種特殊類型,其內涵應包括兩個方面,一是要符合災害定義的要件;二是具地質學屬性。缺少其中任一個方面都不能稱為地質災害。

目前有關地質災害的定義有許多不同的提法,其中我國《地質災害防治條例》(2003)和《地球科學大辭典》(2006)最有代表性。《地質災害防治條例》中是這樣規定的:「本條例所稱地質災害,包括自然因素或者人為活動引發的危害人民生命和財產安全的山體崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等與地質作用有關的災害。」《地球科學大辭典》中地質災害的解釋是:「以地質動力活動或地質環境異常變化為主要成因的自然災害。在地球內動力、外動力或人為地質動力作用下,地球發生異常能量釋放、物質運動、岩土體變形位移以及環境異常變化等,危害人類生命財產、生活與經濟活動或破壞人類賴以生存與發展的資源、環境的現象或過程。地質災害種類繁多、對其范圍還沒有形成統一的認識。」應該指出,上述兩個定義存在一些不完善之處:①一個准確的定義其邏輯規則應是內涵明確,外延方能清楚,而上述定義存在用災害定義災害的同義反復之嫌;②對定義災害的要件,即災害的本質特徵表述不夠清楚,缺乏「度」的控制;③定義中更多的是陳述地質災害的成因或外延(具體災種),而未能全面地概括地質災害的基本屬性和特徵。或許正是這些原因,造成了目前人們對地質災害與地質環境問題理解上的混亂。

綜合以上的分析,我們認為地質災害是指:可對人的生命財產構成嚴重危害後果的突發性的地質現象及地質過程。

弄清地質災害與地質環境問題的關系,有著重要的理論意義和社會管理方面的需要。

❻ 金屬礦山環境地質問題

西南地區金屬礦山企業有3003個,占礦山總數14.2%。其中雲南1076個,四川1210個,貴州506個,西藏89個,重慶122個。主要分布在滇中、滇東南、川西南、川北、黔中、黔東等地區。重要的礦山企業有攀枝花釩鈦磁鐵礦、個舊錫礦、遵義錳礦、羅布莎鉻鐵礦、合川鍶礦、瀘沽鐵礦、東川銅礦、務川汞礦、拉拉銅礦、里伍銅礦、天寶山鉛鋅礦、大梁子鉛鋅礦、氂牛坪稀土礦、騰沖錫礦、會澤鉛鋅礦、蘭坪鉛鋅礦、大紅山鐵礦、斗南錳礦、鶴慶錳礦、銅仁汞礦、萬山汞礦、丹寨汞礦、赫章鐵礦、大塘錳礦、清鎮鋁土礦、玉龍銅礦、藏南金礦等。小型礦山遍布各地。金屬礦山主要環境地質問題是重金屬元素污染和滑坡、泥石流等地質災害嚴重。

(一)金屬礦山環境污染

西南地區金屬礦山普遍存在重金屬污染問題,尤以有色金屬汞和鉈污染最為嚴重,特別是貴州省萬山汞礦、濫木廠汞礦、丹寨汞礦等礦山,汞元素、鉈元素已進入食物鏈,危及人體健康,成為無形的殺手。

礦山開采過程中大量礦渣以及選冶過程中的尾礦、爐渣,是經過破碎、磨礦和不同方法處理後被棄置的礦石成分。同時許多礦山尾礦,尤其是浮選尾礦,其中殘留的選礦葯劑有氯化物、氰化物、硫化物、松油、有機絮凝劑、表面活性劑等。這些物質在堆放過程中,受到陽光、雨水、空氣的作用以及它們的相互作用,會產生有害氣體、液體或酸性水,加劇了重金屬的流失,污染了地下水和土壤,使周圍及下游土壤中生長的作物受污染,有的農作物因此而使其中重金屬含量成倍或幾十倍地增加,從而進入人類的食物鏈中,破壞了生態平衡,產生了一系列環境地質問題。資料表明,肺癌的高發與大氣中As,Cd,Ni,Mn,Tl,Be等微小顆粒有明顯關系。Pb,Hg,As可導致人急性中毒死亡,Cd,Mn,Ni等還誘發心血管疾病。可以看出,不論是大氣、水體還是土壤中,這些重金屬物質,都可以通過各種渠道進入人體,成為人類可怕的殺手。

1.貴州萬山汞礦山汞污染

貴州萬山汞礦原屬中央大型礦山企業,開采時間始於明洪武元年,至今已有600餘年的歷史。目前,該礦資源已枯竭,礦山關閉,但數百年采冶造成汞金屬對環境的污染,破壞了該地區生物鏈的良性循環,由於礦山空氣污染、土壤污染、水體污染、農田污染、農作物污染,對礦區及周圍居民的身體健康和生存環境造成了嚴重損害。造成了嚴重的經濟社會問題。萬山鎮普通居民尿汞平均超標3.5倍,煉汞工人尿汞超標一個數量級。汞中毒患病率占冶煉工人的40%,鄉鎮企業煉汞人員超過50%。全區338km2的流域總面積中,有180km2不同程度受到了汞污染的危害。礦毒性稻田達433.29hm2,占水稻總面積的27%。玉米、水稻含汞量分別超標10.25倍和33.1倍,含汞量最高的小白菜超標達98.1倍。礦區采礦巷道總長達970km,形成大片采空區,造成地表水大量滲漏,地下水位大幅度下降且多被污染,致使許多地區人畜飲水困難。當地特區政府不惜高價從17km以外的湖南省新冕縣境內引水解決礦區飲水困難問題,但目前仍有3.5萬人還在飲用被汞金屬污染的水。由此可見,水資源和土壤一旦被污染,要恢復生態環境,治理難度很大,使當地人民的身體健康受到嚴重威脅,形成了礦山及其周圍地區經濟社會問題。貴州是汞礦大省,類似的情況在其他礦山亦復存在,問題相當嚴峻。

2.貴州濫木廠汞礦山鉈污染

鉈(Tl)在地殼中的賦存狀態是以同價類質同象、異價類質同象、膠體吸附和獨立礦物存在,在內生作用下主要以類質同象存在,在外生作用下以吸附狀態存在。

在貴州黔西南、黔東北少數汞、銻、硫鐵礦床及其附近的土壤里都含有鉈組分,鉈主要賦存於相關的礦床中,特別與汞礦床關系密切。貴州客寨含鉈硒汞礦床、貴州戈塘含鉈銻金礦床、貴州濫木廠汞鉈共生礦床就含有鉈的組分。尤以濫木廠汞鉈礦床中鉈的含量最高。

鉈污染屬於局部污染,但其毒性不亞於As,S,Hg等。在貴州興仁濫木廠的汞鉈礦區已形成鉈污染區,區內的土壤、泉水、蔬菜及動物體內含量超標。濫木廠開采汞鉈礦導致鉈中毒在世界上是首例(張天付等,2005),中毒症狀是頭痛、肚子痛、渾身痛、失明、脫發、致死。人體只要攝入T12SO41g就會致死。濫木廠附近的村民僅在1960年1年中就有87例具有上述中毒症狀,1961年至1962年間就有200多人有上述症狀,嚴重的致死。直至1986年至1987年的研究才知道上述患者可能是鉈中毒。濫木廠村民鉈中毒主要是飲用了受鉈污染的水和吃了含高鉈糧食和蔬菜所致。

貴州濫木廠汞鉈礦的開采始於明末清初。1957年至1960年,經地勘隊伍勘明為大型汞礦,因為貧礦又是隱伏礦體,進一步探采較困難,就將其擱置。1958年以來,當地村民采礦煉汞,將堆積如山的礦石、礦渣堆置於山野。由於原生礦石、礦渣暴露地表,長期受風化淋濾,鉈改變了賦存狀態,從鉈的硫化物、砷酸鹽中進入土壤、水體、農作物和人體,由於鉈的表生地球化學循環,污染了土壤、水體、糧食、蔬菜等,人們飲用鉈污染水,食用了鉈污染的糧食和蔬菜導致鉈中毒。但當時還不知道是鉈中毒,是1995年6月中央電視台和中國青年報道了清華大學21歲的女生朱令患急性鉈中毒病狀與濫木廠村民病狀極其相似,才肯定了濫木廠村民病狀為鉈中毒。

3.貴州丹寨汞礦山環境污染

貴州丹寨汞礦,每年形成煉汞渣、尾礦、采礦廢石等固體廢棄物約21000t,其中含Hg0.001%~0.06%;選冶尾礦水、洗汞水、沖渣水、爐氣凝結水等廢水中,汞濃度為0.008~0.07mg/L;每年排放廢氣約達3500×104dm3,其汞濃度為50mg/dm3(林齊維等,1998)。由於「三廢」排放,礦山周圍土壤中汞含量為5.91~327.5mg/kg,而通過水體、大氣攜帶的汞,其污染范圍達數百平方千米。

4.雲南省錫、鉛礦山環境污染

雲南都龍錫礦共有選廠11家,其中僅銅街、興發、曼家寨、共和集團等約6家建有尾礦庫,其餘5家未建尾礦庫。另外還有約10餘家個體非法作坊式的小洗選廠,更是隨意亂排廢水尾礦。據統計,都龍錫礦每年直接排入河流的選洗礦污水達120×104m3,其中含有尾礦渣約27.8×104t。據雲南省地質環境監測總站監測,污水中硫酸根離子含量高達1160mg/L,懸浮物>200mg/L,Zn為5.30mg/L,有8項指標超過GB8978—96《污水綜合排放標准》。雲南個舊錫礦火谷都尾礦庫1965年潰壩淹埋,污染的土地到2003年尚有8hm2「礦毒田」不能耕種。

雲南會澤鉛鋅礦冶煉廢水日排放總量7587m3,其中約1163m3的含酸廢水僅加石灰處理就排入石咀落水洞及水庫中。含酸廢水酸含量為30180mg/L,鋅4380mg/L,氟200.0mg/L,氮200.0mg/L,含大量有毒有害物質的廢水直接排入石咀落水洞中,從牛欄江黑魚洞排出,從而使深層地下水受到污染。另外,不含酸的冶煉廢水以882m3/d注入牛欄江中,不僅造成河水污染,還使河流兩岸砂礫層潛水受到污染。

(二)金屬礦山地質災害

西南地區金屬礦山環境地質災害比較突出,尤以雲南省最為嚴重。

1.金屬礦山滑坡地質災害

滑坡常發生於采空區,因塌陷引起地表陡坡失穩而致。大致有兩種類型:一是采空區位於山體下部,地下采空區面積過大,在重力、雨水或地震作用下產生冒頂,加之采空區地表山體坡度較陡,山體下部形成臨空面,山體上部拉裂,在雨水滲入作用下山體產生崩塌滑坡;二是采空區位於山體上部,采空區地表塌陷形成滑坡。

滑坡是常見的礦山地質災害,以雲南元陽老金山金礦曾發生過規模較大的滑坡。該礦具有600多年的采礦歷史,1992年群采活動劇烈,高峰期采礦人員達7000餘人。礦區岩體結構破碎,風化強烈,山坡陡峻,雨量豐富,滑坡災害發育。據雲南地質環境監測總站調查,在方圓27.6km2的范圍內就發育有體積大於500m3的滑坡、崩塌36個。其中以1996年發生的老金山「5.31」和「6.3」滑坡危害最嚴重,數天之內接連兩次滑坡共造成372人死亡或失蹤,直接經濟損失1.4億余元。滑坡發生於老金山礦區金子河南西岸老金山的北東坡群采區大木崗—柒合金礦段,3天內2次滑動,其崩滑過程和堆積體分布於老金山北東坡,直達金子河河道,全長1614.5m,寬120~300m,總面積26×104m2,堆積物厚0.5~7m不等,滑坡周界清晰,滑坡後壁呈東西走向的波狀陡立面,坡度70°~88°,長120m,高16~48m,標高1400~1210m;西側壁長180m,高7~10m,坡度55°,東側壁長120m,高10~15m,坡度55°,剪出口呈北西-南東向弧形展布,前緣為陡臨空面,寬200m(圖3-5,圖3-6),滑坡主滑方向20°~23°,前後2次滑動總體積約43×104m3。該滑坡啟動快,滑距短,崩解迅速,滑體離開剪出口解體後,具明顯的碎屑流運動特徵,滑面為中志留統硅質白雲岩中、強風化帶。目前滑坡後壁仍不穩定,在雨季常發生小規模的塌滑。

圖3-5 雲南元陽老金山滑坡平面圖

(據武軍等,2003)

1—滑體周界;2—滑坡-碎屑流邊界;3—剪出口;4—沖壁陡坎;5—滑坡分區界線;6—次生滑坡;7—次生堆積扇;8—裸露基岩;9—滑動方向;10—泉;11—危岩體邊界;12—采礦活動強烈區;13—滑坡分區代號;14—剖面及編號;15—斷層;16—地質界線;17—假整合地質界線;18—泥盆系中統老阱寨組灰岩;19—泥盆系中統宋家寨組頁岩夾灰岩;20—泥盆系中統馬鹿硐組灰岩;21—志留系中統白雲岩;22—閃長岩;23—輝長輝綠岩;24—河流

圖3-6 雲南元陽老金山滑坡縱剖面圖(Ⅰ-Ⅰ′剖面)

(據武軍等,2003)

1—白雲岩;2—灰岩;3—泥頁岩夾灰岩;4—閃長岩;5—滑坡巨塊石堆積物;6—滑坡碎石、粘土堆積物;7—中泥盆統宋家寨組;8—中泥盆統馬鹿硐組;9—中志留志統;10—閃長岩;11—泉;12—斷層;13—地層界線;14—岩層產狀;15—滑源區原地形線;16—滑坡分區代號:Ⅰ—滑源區線,Ⅱ—滑體崩解分離區,Ⅲ—平台阻容消能塊石堆積區,Ⅳ—剝蝕溝槽壠崗堆積區,Ⅴ—表皮鏟舌碎屑流堆積區,Ⅵ—金子河河道碎屑流扇堆積區

2.金屬礦山泥石流地質災害

西南地區金屬礦山的泥石流以小型為主,中、大型較少,類型主要有暴雨型泥石流(四川瀘沽鐵礦山泥石流)和尾礦庫潰壩型泥石流(雲南富民鈦礦和個舊火谷都泥石流)。其中暴雨型泥石流按物源又可分為以滑坡、崩塌、水土流失等鬆散堆積物為主和以采礦棄石土為主的兩種類型。因采礦棄石土堆放不當引起的泥石流較常見,約占總數的90%以上;以滑坡、崩塌等鬆散堆積物為主引發的泥石流所佔比例較少,約占總數的5%左右;尾礦庫潰壩型泥石流約占總數的4%左右。

(1)采礦棄土棄石堆放不當引起的泥石流

以四川省冕寧縣瀘沽鐵礦山泥石流地質災害為例,瀘沽鐵礦山位於四川涼山州冕寧縣瀘沽鎮,屬中山區。該礦為20世紀60年代建設、70年代投產的中型國有礦山。由於建礦以來,大量的廢渣堆積於鐵礦山礦區和大頂山礦區之間的鹽井溝內,致使1970~1984年間溝內暴發多次泥石流,直接經濟損失達1000萬元。其中1970年5月26日的泥石流就有104人死亡(劉希林等,2004),同時由於大量泥沙向下游輸送,使成昆鐵路、瀘(沽)—越(西)公路中斷運行,經濟損失巨大。

四川省政府對此非常重視,於1982年投資30萬元進行了應急治理,1986年開始進行全面治理,1990年5月治理工程完成。具體工程有:①修建3號攔渣壩一座(照片3-7);②修建5號攔渣壩一座;③修建排導堤一段;④鹽井溝兩側山坡進行植樹造林;⑤鹽井溝鐵路大橋加「魚咀」工程;工程費用約500多萬元。工程投入運行後,又修建了2號攔渣壩、大頂山支溝壩等工程。該治理工程效果顯著,經過多年暴雨考驗,特別是1987年7月10 日92.9mm降雨及1989年1月8日110.4mm暴雨,雖然溝內發生泥石流,但各大壩成功攔截,工程運行正常,壩體安然無恙,起到了防災減災作用,達到了「固床穩坡、攔排兼施」的目的。具體成效為:①鐵礦山排土場坡腳趨於穩定;②溝床固體鬆散物質下運受到控制;3 號、5 號壩、大頂山支溝壩等攔蓄上游物質,回淤線大大上移,流失物減少,塊石搬動能力降低;③溝床縱坡得到新的調整,坡度降低,流速減弱;④溝床中下游兩側的擴寬逐步減弱(姜建軍等,2000)。

照片3-7 四川冕寧縣瀘沽鐵礦鹽井溝泥石流治理工程之一

盡管如此,但由於當地老鄉在鐵礦排土場挖礦、選礦,破壞了排土場的穩定,加上各攔渣壩內沙石已快堆滿,攔渣壩即將失去作用,新的泥石流隱患又在形成中。

(2)潰壩型泥石流地質災害

潰壩型泥石流主要發生在一些民營礦山,由於尾礦庫未經正規設計、尾礦盲目堆放和管理不力所造成。如滇中地區的富民縣、武定縣近年來就發生兩起尾礦庫潰壩事件。一些國有礦山由於尾礦壩設計不合理,也曾發生過潰壩型泥石流事件,如滇南的個舊錫礦火都谷尾礦庫等。

雲南富民縣單單箐羅仕德鈦礦廠潰壩型泥石流:單單箐位於富民縣北東部,為一「U」形沖溝,匯水面積2.8km2,縱坡降8.5%。羅仕德鈦礦廠為民營企業,其尾礦庫位於單單箐上游,尾礦庫長150m,平均寬約70m。匯水面積0.2km2,壩體為機械碾壓土壩,壩高19m,頂寬12m,背水坡坡比1∶1。由於壩體未經設計,尾礦堆放不合理(壩前為清水區,無干灘)導致壩體浸潤線位置較高,加之庫容小,壩體增高過快,導致壓實度達不到要求而出現管涌,1999年7月壩體出現直徑約2m的管涌後造成潰壩。潰壩後庫中蓄積的尾礦和廢水藉助壩頂與壩底落差及較陡的溝谷縱坡,瞬間形成沖擊力巨大的泥石流,約4×104m3的泥沙尾礦和廢水急速下泄,沖入下游150m處的另一個民營企業的尾礦庫中,在壩上沖出一缺口後繼續下泄,最後沖出谷口,匯入散旦河,沿途掃盪溝中民房和農田。此次災害共8人死亡、4戶民房和下游兩個村莊的飲水工程被沖毀,溝谷兩岸長約3km的大片農田被淤埋,距壩體1km、庫容約12000m3的農灌水庫被淤滿決堤,局部溝床被抬高1~2m,直接經濟損失上百萬元。

雲南個舊錫礦火谷都尾礦庫潰壩型泥石流:1965年個舊錫礦火谷都尾礦壩發生壩前滑坡,造成潰壩,庫內約370×104m3尾礦泥漿形成泥石流,沖毀下游乍甸農場及12個村莊的房屋575間、耕地35.53hm2,因災死亡171人,傷92人,損失糧食67×104kg,傷耕牛37頭,沖壞公路、橋梁和水利、輸電設施多處,迫使雲錫公司及地方廠礦停產10天,經濟損失上千萬元。

3.金屬礦山地面塌陷地質災害

西南地區金屬礦山地面塌陷一般以小型規模為主,類型主要有岩溶地面塌陷和采空區地面塌陷兩類。岩溶地面塌陷主要發生於滇東和貴州碳酸鹽岩半裸露區的礦山企業,其成因主要是礦山利用岩溶漏斗或岩溶窪地堆放尾礦,在尾礦壓力及尾水侵蝕作用下,庫底產生岩溶塌陷。岩溶塌陷具有突發性,往往造成人員傷亡、財產損失和地下水污染。雲南個舊錫礦、玉溪上廠鐵礦和貴州遵義、松桃錳礦等都發生過地面塌陷。

(1)礦山岩溶地面塌陷地質災害

個舊錫礦岩溶地面塌陷:個舊錫礦先後使用過31個尾礦庫,設計總庫容達19550.7×104m3,尾礦庫大多位於岩溶漏斗或岩溶窪地中,其中有27個尾礦庫先後發生過規模不一的岩溶塌陷,火都谷、牛壩荒、老廠等尾礦庫岩溶塌陷危害較大。

玉溪上廠鐵礦岩溶地面塌陷:玉溪上廠鐵礦選擇用選廠附近的岩溶窪地作尾礦庫,岩溶窪地處於背斜軸部、地表分水嶺地帶,窪地西側發育一落水洞,地下岩溶管道發育。尾礦庫建成後,多次發生岩溶塌陷,其中危害最大的1次發生在1980年12月,這次塌陷使近10×104m3的礦泥和水沿落水洞灌入地下岩溶管道中,堵塞了地下暗河,使下游供應近萬畝農田灌溉和3個自然村人畜飲水的大龍潭泉水斷流,直接經濟損失140萬元。

(2)采空區地面塌陷地質災害

易門銅礦塌陷:礦山開採的4個礦段均發生塌陷,塌陷面積達530hm2,其中獅子山礦段塌陷面積達400hm2,塌陷影響和破壞山林21hm2、耕地16.7hm2,威脅3個村莊安全,部分生產生活設施搬遷,14人死亡。

東川銅礦塌陷:塌陷面積達111.5hm2,嚴重威脅礦區生產生活安全。

都龍錫礦塌陷:有花石頭等6個采空區地表發生塌陷,總面積大於50hm2,塌陷坑最大深度40m,有4人死亡,42戶民房損壞,28hm2耕地被毀。

個舊礦區塌陷:地面塌陷總面積約19.5×104m2,破壞建築物面積為4000m2,破壞森林、農田、耕地共約10hm2,僅老廠塌陷40餘棟8000餘m2房屋破壞,財產損失約2000萬元。現在仍有居民1000餘人和財產4000萬元受到威脅。

4.金屬礦山礦坑突水地質災害

西南地區金屬礦山礦坑突水地質災害相對於能源礦山要少,一般形成於斷裂破碎帶或不規范、無設計開採的坑道。如雲南省大理市鶴慶北衙金礦主斜井及通風井E211與E212接觸帶1789~1819m標高段發生的突水,其涌水量為80~120m3/h,瞬時最大突水量為150m3/h,造成1734m(1760m)中段車場及北沿脈和1774m(1800m)中段車場被淹,采場進水,部分坑段垮塌的嚴重後果,為處理事故停產達40天。該礦坑涌水的原因,主要是主斜井鄰近東山河,在掘進過程中遇斷裂破碎帶,由於支護不及時,導致頂板隔水層變形、冒落而引起河流漏水而造成。

5.金屬礦山地裂縫地質災害

地裂縫一般與采空區有關,常常是采空區塌陷造成地面開裂。地面開裂將損壞民房,破壞耕地,威脅礦區生產安全。如雲南省易門銅礦獅子山東南坡、鳳山西北坡、東坡、起步郎山頂等伴隨采空區塌陷,山體均發生開裂,裂縫長10~600m不等,寬0.5m至數米,最大的深不見底,裂縫發展主要在雨季,導致地表山體失穩,發生崩塌和滑坡。雲南都龍錫礦曼家寨采區主要是民采區,有曼家寨和大地村兩個相鄰的村寨,共110戶517 人,兩村附近有采礦坑道83個,由於采礦形成大面積的采空區,使地表發生不均勻沉降造成地面開裂,曼家寨和大地村共有42戶民房發生開裂變形,其中有16戶房屋牆體開裂、傾斜嚴重,曼家寨村後山坡開裂,形成一條長200m,寬20~30m的裂縫,使兩村寨村民生命安全受到嚴重威脅,目前村民已逐步搬遷。

西藏羅布莎鉻鐵礦區和朗縣鉻鐵礦都有地裂縫,前者有10條(照片3-8),後者有5條,長3~20m,寬0.1~0.5m,深0.4~1.0m(李震等,2005),形態上寬下窄,呈「V」字形,或漏斗形。其成因與采空區塌陷拉張應力有關。

(三)金屬礦山對資源的破壞

西南地區金屬礦山佔用和破壞土地資源面積較能源礦山和非金屬礦山為少。根據四川省統計的資料,四川礦山佔用土地面積為91720.72hm2,其中能源礦山佔用土地面積最大,達68251hm2,非金屬礦山佔用土地面積次之,為19386.2hm2,金屬礦山佔用土地面積最少,為4119.52hm2。金屬礦山一般是采場、固體廢棄物及尾礦庫佔用土地面積較大。如四川攀鋼集團礦業公司攀枝花鐵礦為全國有名的大型鐵礦山,采場和固體廢棄物堆放占壓土地面積1039hm2

西藏自治區礦業開發比較滯後,礦山企業較少,共有253個,但由於露采礦山較多,特別是砂金礦的開采,仍占壓和破壞了大量土地。西藏自治區礦業開發共占壓、破壞土地9940.46hm2,其中50%以上為砂金礦山所佔壓,對礦區草場破壞造成了嚴重後果(照片3-9至3-12)。

照片3-8 西藏羅布莎鉻鐵礦區地裂縫

照片3-9 西藏達查砂金礦選礦場

照片3-10 西藏馬攸木砂金礦采礦場

照片3-11 西藏崩納藏布砂金礦選礦場

照片3-12 西藏崩納藏布砂金礦采礦場

❼ 礦山開采過程中引起哪些地質災害

地面礦山地質災害

主要有地面塌陷、地面沉降、地裂縫、滑坡、崩塌、泥石流、煤自燃等專,
井下礦山地質災害屬

主要有冒頂、片幫、突水、突泥、井下熱害、礦震、岩爆、井下煤自燃、油氣井管套損壞、礦坑水污染等。狹義的礦山地質災害是指發生在井下的地質災害。
在各種礦井中,以煤礦最嚴重,其礦井地質災害種類多,發生頻率高,分布廣,破壞損失最大。除煤礦外,鐵礦、銅礦、鉛鋅礦等金屬礦和一些非金屬礦也有不同程度的礦山地質災害。開采放射性礦產,還有放射性災害。
望採納

❽ 金屬非金屬礦山定義是什麼

金屬非金屬礦山是指除煤礦、煤系硫鐵礦以及與煤共生、伴生礦山、石油礦山以外所有礦山企業。

❾ 礦山地質災害現狀

(一)礦山地質災害災種和規模

西南地區礦山地質災害類型復雜多樣。主要災種有滑坡、泥石流、崩塌、地面塌陷、地裂縫、煤矸石自燃、土地沙化、尾礦庫潰壩、礦井突水等礦山地質災害(圖3-1)。據不完全統計,各類礦山地質災害共計達2061次(表3-10),其中滑坡432次,占總災數的20.9%;泥石流175次,占總災數的8.4%;地面塌陷和沉降527次,占總災數的25.5%;崩塌316次,占總災數的15.3%;地裂縫484處,占總災數的23.5%;礦坑突水121處,占總災數的5.87%;其他礦山地質災害6次,佔0.51%。上述礦山地質災害中,以地面塌陷和地裂縫居多,滑坡、崩塌次之。

表3-10 西南地區礦山地質災害統計 單位:次

註:其他地質災害包括煤矸石自燃、尾礦庫潰壩等。

根據全國礦山地質環境調查與評估實施細則(中國地質環境監測院,2002)對礦山地質災害規模的劃分標准(表3-11),將西南地區礦山地質災害劃分為大、中、小3類。其中大型礦山地質災害58次,占總災數的2.81%;中型147次,占總災數的7.13%;小型1856次,占總災數的90.06%(表3-12)。

表3-11 常見地質災害規模等級劃分

備註:只要其中一項指標符合即可。

表3-12 西南地區礦山地質災害規模

西南地區礦山地質災害以雲南省發生的次數最多,為694次(表3-12),占總災數的33.67%。其次是四川省586次,占總災數的28.43%;再次是貴州481次,占總災數的23.34%;重慶市254次,占總災數的12.32%;西藏發生礦山地質災害次數最少,為46次,占總災數的2.23%。

1.雲南省礦山地質災害災種和規模

該省礦山地質災害694次,主要發生在有色金屬礦山。據不完全統計,雲南省有采礦場(坑)3065處,選礦廠1000餘處,廢渣堆2912處,尾礦庫(堆)544年(表3-13)。形成各類礦山地質災害災種有滑坡171處(大型14處、中型23處、小型134處),崩塌56處(中型6處、小型50處),泥石流78處(大型4處、中型12處、小型71處),地面塌陷169處(大型3處、中型19處、小型153處),礦坑涌水41處,地裂縫179處,疏干泉點100個。以滑坡、地裂縫和地面塌陷礦山地質災害災種較多,其他類型較少。

2.貴州省礦山地質災害災種和規模

貴州省礦山地質災害主要發生在煤礦山,其次是有金屬礦山,各類礦山地質災害481次。其中大型8處,占總災數的1.66%;中型12處,占總災數的2.50%;小型461處,占總災數的95.84%。滑坡62處,大型2處,中型5處,小型55處;崩塌57次,大型1次,中型2次,小型54次;泥石流12次,大型1次,中型2次,小型9次;地面沉降55次,中型1次,小型54次;地面塌陷106次,大型1次,中型1次,小型104次;地裂縫161次,大型1處,中型1處,小型159處;礦坑突水28次,大型2次,小型26次(表3-14)。

3.四川省礦山地質災害災種和規模

四川省發生各類礦山地質災害的次數僅少於雲南省,為586次。其中滑坡130次,佔四川總災數的22.9%;泥石流78次,佔四川總災數的13.3%;地面塌陷147次,佔四川總災數的25.1%;崩塌的102次,佔四川總災數的16.9%;地裂縫87處,佔四川總災數的14.8%;礦坑突水37次,佔四川總災數的6.3%;其他礦山地質災害5次。各種礦山地質災害中,大型21次,占總災數的3.6%;中型53次,占總災數的9.1%;小型512次,占總災數的87.4%。

表3-13 雲南省主要礦山環境地質問題

表3-14 貴州省礦山地質災害類型規模及危害程度統計

4.重慶市礦山地質災害災種和規模

重慶市礦山地質災害亦比較嚴重,主要發生在煤礦山。據不完全統計,各類礦山地質災害254次。其中滑坡69處,佔27.1%;泥石流6次,佔2.4%;地面塌陷39處,佔15.3%;崩塌87次,佔34.2%;地裂縫37處,佔14.6%;礦坑突水15次,佔5.9%;其他礦山地質災害1次。各礦山地質災害大型6次,佔2.30%;中型18次,佔7.09%;小型230次,佔90.55%。

5.西藏自治區礦山地質災害

西藏礦產開發尚時間較短,規模不大,礦山地質災害問題尚不突出。據西藏地質環境監測總站不完全統計,西藏礦山地質災害有46次。其中崩塌14次,地裂縫20次,地面塌陷11次,泥石流1次。西藏礦山地質災害主要發生在羅布莎鉻鐵礦山、朗縣鉻鐵礦山,其次是玉龍銅礦礦山等。

(二)礦山地質災害危害性

西南地區礦山地質災害危害性相當嚴重,造成直接經濟損失25.62億元,死亡人數1982人。從經濟損失來看,以貴州省最為嚴重,直接經濟損失15.80億元,佔西南地區損失總數的61.67%;其次是重慶市,直接經濟損失3.83億元,佔西南地區損失總數的15.34%;再次雲南省,直接經濟3.07億元,佔西南地區損失總數的11.90%;四川直接經濟損失2.90億元,佔西南地區損失總數的11.31%;西藏礦山地質災害直接經濟損失最少,為0.0178億元。貴州省和重慶市造成直接經濟損失大的原因,與煤礦山發生的泥石流和礦坑突水災種有關。

從礦山地質災害死亡人數看,雲南省死亡人數最多,為1203人,佔西南地區礦山地質災害死亡總人數的60.70%;其次是四川省,死亡人數358人,佔西南地區礦山災害死亡總人數的18.06%;再次是貴州省,死亡288人,佔西南地區死亡總人數的14.53%;重慶市死亡130人,佔西南地區礦山災害死亡總人數的12.32%;西藏礦山地質災害死亡人數最少,為3人,佔西南地區礦山地質災害死亡總人數的0.15%。雲南省礦山地質災害死亡人數多的原因,與有色金屬礦山形成的突發性泥石流和滑坡災種有關。貴州省經濟損失最大的礦山地質災害是地面沉降。

1.雲南省礦山地質災害危害性

雲南省礦山地質災害累計造成直接經濟損失3.07億元,死亡1203人。該省歷年來礦山地質災害至少破壞或威脅200餘條公路、500餘個村莊安全,掩埋耕地4000餘hm2。其中滑坡和崩塌(227次)危害性最嚴重,影響和破壞土地面積2163.36hm2、各種建築物120×104m2、公路100餘條,直接經濟損失1.41億元,死亡729人;泥石流78次,造成直接經濟損失0.79億元,死亡362人;地面塌陷169處,塌陷面積994.54hm2,單個面積0.1~64hm2,以中、小型規模為主,形態以圓形、半圓形和長條狀為主,塌陷深度0.3~10m,影響和破壞公路近100條,150多個村寨房屋開裂,造成直接經濟損失0.63億元,死亡15人;地裂縫179處,常與礦山采空區相伴產生,呈群帶狀分布,單縫寬1cm至數米,長數米至2000餘m,主要危害是損壞民房,破壞耕地,威脅礦區安全生產等,造成直接經濟損失0.024億元;礦坑突水41次,主要是由於開采地下水位以下的礦體時,掘穿隔水底板或打通原采礦老硐,或主平坑位於河流附近,受斷層破碎帶影響及支護不力導致頂板隔水層變形、冒落而引起河流漏水等因素而致。礦坑突水的主要危害是淹井,影響礦區生產,威脅井下人員安全,有些場合還會造成地表河流斷流。如玉溪煤礦礦坑突水淹沒礦井長380m,造成龍潭斷流,北衙金礦礦坑突水停產40天等。

2.貴州省礦山地質災害危害性

貴州省各類礦山地質災害累計造成直接經濟損失15.41億元,間接經濟損失22.48億元,死亡288人。其中滑坡62次,以淺層鬆散層滑坡為主,岩質滑坡較少,造成直接經濟損失2.16億元,間接經濟損失4.11億元,死亡48人;崩塌是貴州省常見也是威脅最大的一個災種,突發性強,不易防範,危害性大,崩塌57處造成死亡84人,威脅房屋12061間,威脅人口12516人,威脅公路117.5km,毀壞耕地22.0hm2,毀壞房屋15間,直接經濟損失1.25億元,間接經濟損失3.79億元;泥石流12處,死亡27人,破壞土地87.85hm2,直接經濟損失4.15億元,間接經濟損失6.73億元;地面塌陷106處,塌陷坑直徑一般2~30m,最大120m,最小1.5m,深一般0.5~3m,最深15m,面積最大0.4km2,形態大多呈豎井狀或巨形鍋底狀。附近伴生有較多地裂縫和大面積沉降,地裂縫長10~100m,寬0.2~6m。塌陷展布受采空區控制,兩者分布基本一致。其危害破壞耕地、林地501.67hm2,破壞公路150餘條,100多個村寨房屋開裂,直接經濟損失約0.05億元;地裂縫161處,常與采空區伴生,少數因地下水位下降形成,成群出現,裂縫間距0.2~1.5m,延伸一般20~200m,少量達500~800m,個別長1000m,裂寬一般0.2~1.5m,少量2~5m,個別6~9m,裂深一般0.4~5.5m,個別達100m(從地表可見100m以下開采坑道冒出熱氣),單個裂縫群分布面積一般100~1000m2,少數1~2km2。如六盤水市鍾山區汪家寨銅廠坡地裂縫群分布面積為2km2。其危害造成直接經濟損失0.03億元,100多戶民房、倉庫、學校牆體撕裂、垮塌,耕地漏水荒蕪,坑道滲水淹沒,牲畜滑進裂縫致死,僅大河—納福一帶毀壞耕地5km2;地面沉降55處,主要分布在煤礦山,如六盤水市19個礦山采空區造成地面沉降破壞耕地2850hm2,林地436.3hm2,破壞各類公路418km,310多個村寨房屋開裂,直接經濟損失約5.78億元,為貴州省經濟損失最大的礦山地質災害;礦坑突水28處,死亡53人,直接經濟損失近億元。

3.四川省礦山地質災害危害性

四川省各類礦山地質災害累計造成直接經濟損失2.90億元,死亡358人,影響范圍51352.59hm2。其中滑坡130次,直接經濟損失1.4億元,死亡88人,間接經濟損失近3億元;泥石流78次,直接經濟損失0.2億元,死亡168人;地面塌陷147處,陷坑直徑5~10m,坑深6m,呈漏斗狀,僅寶頂地區煤礦采空區塌陷變形面積達15.79km2,地面塌陷造成直接經濟損失0.82億元,死亡36人;地裂縫87處,縫深一般0.5~3m,最深5m,寬0.05~0.4m,最寬1m,長十幾米至數百米,最長達1000m,主裂縫間距3~5m,造成直接經濟損失0.03億元,死亡8人;崩塌102處,造成直接經濟損失0.02億元,死亡48人。

4.重慶市礦山地質災害危害性

重慶市各類礦山地質災害累計造成直接經濟損失3.83億元,死亡130人,影響范圍9375.78hm2。其中崩塌死亡人數最多,為58人,占死亡總數的44.61%,如1973年5月22日合川市康佳鄉雞公咀發生崩塌死亡42人,1994年4月30日武隆縣雞冠嶺發生崩塌死亡16人。崩塌造成直接經濟損失1億元,間接經濟損失7億元;矸石山滑坡死亡22人,占死亡人口總數的16.91%,直接經濟損失0.25億元;礦坑突水是重慶市直接經濟損失最大的礦山地質災害,為2.4億元,占直接經濟損失總數的65.28%,死亡21人,如2003年9月10日秀山縣涌洞鄉川河煤礦發生特大穿水事故,造成18人死亡。

重慶市發生的各類礦山地質災害以能源礦山(煤礦)造成的危害最大,其中死亡118人,直接經濟損失3.68億元,占總損失的96.08%;金屬礦山(主要是錳礦)造成的危害次之,死亡8人,直接經濟損失0.08億元,占總損失的2.09%;非金屬礦山4人死亡,直接經濟損失0.07億元,占總損失的1.83%。

5.西藏自治區礦山地質災害危害性

西藏各類礦山地質災害主要發生在鉻鐵礦山和銅礦山,其次是煤礦山,累計造成的直接經濟損失為0.0178億元,死亡3人。其中崩塌14處,死亡3人,造成經濟損失113萬元,占總損失的64.04%;其次是地面塌陷11處,塌陷面積約10hm2,直接經濟損失60萬元,占總損失的33.70%;地裂縫20條,直接經濟損失4萬元,占總損失的2.24%;泥石流1處,直接經濟損失1萬元,占總損失的0.06%。

❿ 礦山地質環境與礦山地質災害的區別

據了解,這次由國土資源部和中部、中國地質調查局部署組織、中國地質環境檢測院承擔實施、歷時五年的調查研究,是我國首次全面系統開展的礦山地質環境調查預評估。摸清了全國礦山地質環境現狀,查明了主要地質環境問題及危害,為合理開發礦產資源、保護礦山地質環境和開展礦山環境整治、礦山生態恢復與重建、實施礦山地質環境監督管理提供了決策依據和建議。
這項調查涉及各類非油氣礦山113149個、開采礦種193種,估算年開采礦石總量82.05億噸。由於長時間、高強度的礦山開采,造成大量土地荒廢,生態環境惡化,甚至有的地方發生大范圍的地面塌陷等地質災害。調查統計,到2005年底,全國礦山開采引發地質災害12379起,造成4251人死亡,直接經濟損失161.6億元。因采礦活動形成的采空區面積80.96萬公頃,引發地面塌陷面積35.22萬公頃,佔用和破壞土地面積143.9萬公頃。
采礦留下後遺症
通過對所調查的礦山進行綜合研究與分析評估發現,所有礦山活動都對采礦區地質環境造成影響。其中,嚴重影響的礦山達8457個,影響區域面積約5.3萬平方千米,在建礦、采礦過程中強制性抽排地下水以及采空區上部塌陷,使地下水、地表水滲漏,嚴重破壞了水資源的均衡和經排條件,導致礦區及周圍地下水的水位下降,引起植被枯死等一系列生態環境問題。
采礦形成的礦坑水、選礦廢水以及采礦廢石、煤矸石、尾礦渣等堆放不當,也構成了礦區水位和土壤的污染源。調查數據顯示,全國采礦活動平均每年產生廢水、廢液約60.89億噸,排放量47.9億噸;產生尾礦或固體廢棄物約16.73億噸,排放量14.54億噸。到2005年底,全國尾礦或固體廢棄物累計積存量219.62億噸。
另據了解,礦山開采已經造成一些城市資源枯竭。今年四月,國家發改委、國土資源部等聯合公布了12個首批資源枯竭城市名單,涉及煤炭、石油、有色和黑色冶金等行業,分別是焦作、萍鄉、大冶、阜新、伊春、遼源、白山、盤綿、石嘴山、白銀、個舊以及大興安嶺。
正待再造綠色礦山
針對我國礦山地質環境面臨的嚴峻形勢,最近國家啟動了礦山環境治理工程,根據礦山地質環境評估結果劃分出礦山地質環境重點治理區73個,面積28.61萬平方千米;一般治理區92個,面積81.34萬平方千米。全國共規劃礦山地質環境治理工程212個,治理礦山總數15678個,其中近期治理礦山7080個。
去年底,國務院發布了《關於促進資源型城市可持續發展的若干意見》,提出到2010年前,基本解決資源枯竭城市存在的突出矛盾和問題,大多數資源型城市基本建立資源開發補償和衰退產業轉型扶持機制,2015年前這項機制覆蓋到全國范圍。對確定的首批資源枯竭城市,國家給予各項優惠政策和資金支持,包括連續四年撥付一定數額的財力性轉移支付資金;通過補償和扶持解決資源開發後的礦區治理、礦工安置及經濟轉型等突出問題;安排專項資金用於環境治理和生態保護等。
記者了解到,近年來全國各地紛紛開展了礦山地質環境恢復治理行動,再造綠色礦山。
大量的調查研究證明,許多地區的貧窮、經濟落後、發展緩慢、生態環境惡化等均與礦山地質環境相關。因此,為了保障社會可持續發展,必須防治礦山地質環境的惡化;增大防治力度,則更有利於社會的可持續發展。由此說明,礦山地質環境防治是社會可持續發展事業的一個重要組成部分。
水土流失、土地荒漠化、土地鹽漬化、地面沉降、地下水水位下降等,是生態環境惡化的重要原因。從某種意義上講,生態環境保護與礦山地質環境是密不可分的,因此,防治礦山地質環境的惡化不僅是一個復雜的自然科學問題,也是一個極其嚴肅的社會科學問題。所以要動員世界各國政府和民眾的共同參與,充分發揮科學技術和公共管理的作用,共同防治礦山環境惡化,保護社會可持續發展。而社會的可持續發展,必然使社會財富增多。而且在社會發展過程中,由於礦山生產與開采過程中減弱對環境防治的意識導致環境惡化、災害叢生,進而成為人為的災害源,從而又危害了人類與社會。因此,在社會經濟可持續發展戰略中,防治礦山地質環境惡化,具有重要的地位和作用。

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