金属矿山地质灾害定义
❶ 地质灾害的概念及特征
(1)地质灾害的概念
联合国减灾组织(UNDRO)(1984)对灾害的定义是:一次在时间和空间上较为集中的事故,事故发生期间当地的人类群体及其财产遭到严重的威胁并造成巨大损失,以致家庭结构和社会结构也受到不可忽视的影响。
灾害也就是地球表面因自然变异、人为因素或二者共同作用所引发的对人类生命财产、生活生产和生存发展条件造成的危害。灾害的种类很多,根据主导成因可分为自然灾害、人为灾害、自然人为灾害、人为自然灾害,每一类灾害又可进一步划分出多个灾种。
地质灾害(GeologicalDisaster)是指在地球内动力、外动力或人为地质动力作用下,地球发生异常能量释放、物质运动、岩土体变形位移及环境异常变化等,危害人类生命财产、生活与经济活动或破坏人类赖以生存与发展的资源、环境的现象或过程。
地质灾害包含了致灾动力条件和灾害事件的后果两个方面的含义。动力条件包合了外营力、内营力及人为活动的影响。灾害事件的后果强调的是对人类生命财产和生存环境产生影响或破坏。若某种地质过程仅仅改变地质环境,并没有破坏人类生命财产或影响生产、生活,则不是地质灾害。
(2)地质灾害的属性特征
地质灾害既有自然属性,又有社会经济属性。自然属性是指与地质灾害的动力过程有关的自然特征,如地质灾害的规模、强度、频次以及孕育条件,变化规律等。社会经济属性主要指与成灾活动密切相关的人类社会经济特征,如人口和财产的分布、工程建设活动、资源开发、经济发展水平、防灾能力等。
地质灾害的属性特征主要有:①地质灾害的必然性与可防御性;②地质灾害的随机性和周期性;③地质灾害的突发性和渐进性;④地质灾害的群体性和诱发性;⑤地质灾害的成因多元性和原地复发性;⑥地质灾害的区域性;⑦地质灾害的破坏性与“建设性”;⑧地质灾害影响的复杂性和严重性;⑨人为地质灾害的日趋显著性;⑩地质灾害防治的社会性和迫切性。
❷ 矿山与地下工程地质灾害
地下采矿和地下工程开挖,最基本的生产过程就是破碎和挖掘岩石与矿石,同时维护顶板和围岩稳定。如果对地下洞室不加以支撑维护,则洞室围岩在地应力的作用下发生变形或破坏,这种现象在采矿界称为地压显现。由地压造成的灾害,对矿井来说,主要表现为顶板下沉和垮落、底板隆起、岩壁垮帮、支架变形破坏、采场冒落、岩层错动、煤与瓦斯突出及岩爆等。因采空区处理不当而引起的大规模地压灾害在地面表现为地表开裂、地面下沉、建筑物倒塌、水源枯竭等。对于煤矿,尤其是露天煤矿,常常表现为滑坡、崩塌、倾倒等边坡失稳及其引起的地面变形破坏。而煤与瓦斯突出是高瓦斯煤矿开采过程中最常见、危害性最大的地压灾害。这里主要讨论危害大、发生频率高、分布范围广的冒顶垮帮、岩爆、煤与瓦斯突出。
(一)冒顶垮帮
1.冒顶垮帮的特征及其影响因素
地下洞室开挖后,由于卸荷回弹,应力和水分的重新分布常使围岩的性状发生很大变化。如果围岩岩体承受不了回弹应力或重新分布应力的作用,就会发生变形或破坏。围岩岩体变形及破坏的形式和特点,除与岩体内的初始应力状态和洞形有关外,主要取决于围岩的岩性和结构(表92)。
冒顶事故是对矿山工人人身安全威胁大且发生频率最高的矿山地质灾害之一。据不完全统计,我国各种矿山每年工伤死亡人数中有40%死于矿坑冒顶,死亡频率占各种矿山地质灾害之首。
表9-2 围岩的变形破坏形式及其与围岩岩体和结构的关系
续表
(据张倬元等,1994)
湖南锡矿山南矿的开采实践表明,当失去支撑能力的矿柱达到全采场矿柱60%左右时,采空区顶板就可能冒落。而一个采空区的冒落会在相邻采空区引起连锁反应,导致采场地压急剧增大,采场和巷道严重破坏,人员伤亡。美国、英国、日本等国金属矿山冒顶事故死亡人数均占井下事故死亡总人数的1/3~1/2,日本为40.7%,美国为30.2%,英国、俄罗斯、波兰和比利时等国约占30%~50%。
我国冶金矿山顶板冒落及其他地压灾害死亡人数占全部伤亡人数的25%~27%;大中型统配煤矿近年发生的重大死亡事故中,顶板冒落灾害占30%左右。
顶板冒落或侧壁垮帮的征兆有:顶板掉渣由小而大,由稀变密,裂隙数量增多、宽度加大,煤帮煤质在高压下变软,支架压坏、折断,瓦斯涌出量突然增多,淋水量增大等。
2.采空区处理方法
防止采空区大冒落的处理方法可归纳为“充填”、“崩落”、“支撑”、“封闭”8个字(隋鹏程,1998)。
1)充填法:采空场采矿开采完毕后,要及时用碎石、尾矿砂、水沙、混凝土等物质充填采空区,从而起到支撑顶板、减小其承受上覆岩土体压力的作用。如湖南锡矿山南矿在3次大冒落后,新采区地压剧增,地表不断沉陷,为保证安全,对采空区进行了全面充填处理,充填率达90.6%,使地压活动得以缓和。
2)崩落法:指利用深孔爆破的方法将采空区围岩崩落,充填采空区。
3)支撑法:以矿柱或支架等支撑采空区,防止其发生危险变形。
4)封闭法:常用来处理与主要矿体相距较远、围岩崩落后不会影响主矿体坑道和其他矿体开采的孤立小采空区。封闭这些小采空区的目的主要是防止围岩突然冒落时空气冲击波对人员和设备的危害。
为有效预防冒顶垮帮,还必须采取合理的开采方案,避免片面追求产量而采富弃贫,坚决杜绝开采保护矿柱的乱采行为;采用合理的设计方案,进行科学的顶板管理;根据围岩应力集中大小与分布形式,采用声发射监测技术及其他测定地应力方法,预测预报顶板来压的强度和时间,掌握地压规律,及时采取有效措施;制定科学合理的工作面作业规程、支护规程、采空区处理规程等。
(二)岩爆
岩爆又称冲击地压,是指承受强大地压的脆性煤、矿体或岩体,在其极限平衡状态受到破坏时向自由空间突然释放能量的动力现象,是一种采矿或隧道开挖活动诱发的地震。在煤矿、金属矿和各种人工隧道中均有发生。
岩爆发生时,岩石碎块或煤块等突然从围岩中弹出,抛出的岩块大小不等,大者直径可达几米甚至几十米,小者仅几厘米或更小。大型岩爆通常伴有强烈的气浪巨响,甚至使周围的岩体发生振动。岩爆可使洞室内的采矿设备和支护设施遭受毁坏,有时还造成人员伤亡。
1.岩爆的类型和特点
由于发生部位和释放能量的差异,岩爆表现为多种不同的类型,它们的特点也各不相同(张倬元等,1994)。
1)围岩表部岩石破裂引起的岩爆:在深埋隧道或其他类型地下洞室中发生的中小型岩爆多属这种类型。岩爆发生时常发出如机枪射击的噼噼啪啪响声,故被称为岩石射击。一般发生在新开挖的工作面附近,掘进爆破后2~3h,围岩表部岩石发生爆破声,同时有中间厚、边部薄的不规则片状岩块自洞壁围岩中弹出或剥落。这类岩爆多发生于表面平整、有硬质结核或软弱面的地方,且多平行于岩壁发生,事前无明显的预兆。
2)矿柱围岩破坏引起的岩爆:在埋深较大的矿坑中,由于围岩应力大,常常使矿柱或围岩发生破坏而引发岩爆。这类岩爆发生时通常伴有剧烈的气浪和巨响,甚至还伴有周围岩体的强烈振动,破坏力极大,对地下采掘工作常造成严重的危害,被称为矿山打击或冲击地压。在煤矿中,这类岩爆多发生于距坑道壁有一定距离的区域内。四川绵竹天池煤矿就曾多次发生此类岩爆,最大的一次将约20t的煤抛出20m以外。
3)断层错动引起的岩爆:当开挖的洞室或坑道与潜在的活动断层以较小的角度相交时,由于开挖使作用于断层面上的正应力较小,降低了断层面上的摩擦阻力,常引起断层突然活动而形成岩爆。这类岩爆一般发生在活动构造区的深矿井中,破坏性大,影响范围广。
2.岩爆的产生条件与发生机制
岩爆是洞室围岩突然释放大量潜能的剧烈的脆性破坏。从产生条件来看,高储能体的存在及其应力接近于岩体极限强度是产生岩爆的内在条件,而某些因素的触发则是岩爆产生的外因(张倬元等,1994)。
围岩内高储能体的形成必须具备两个条件:①岩体能够储聚较大的弹性应变能;②在岩体内部应力高度集中。弹性岩体具有最大的储能能力,受力变形时所能储聚的弹性应变能非常大,而塑性岩体则无储聚弹性应变能的能力。
从应力条件看,围岩内高应力集中区的形成首先需要有较高的原岩应力。但在构造应力高度集中的地区,岩爆也可以发生在浅部隧洞中,甚至有可能发生在地表的基坑或采石场中。
洞室围岩表部岩爆经常发生在如下一些高压力集中部位:因洞室开挖而形成的最大压应力集中区,围岩表部高变异应力及残余应力分布区以及由岩性条件决定的局部应力集中区,断层、软弱破碎岩墙或岩脉等软弱结构面附近形成的应力集中区。
对地下洞室造成破坏的岩爆主要有三种形式:岩体扩容、岩石突出和振动诱发冒落。岩体扩容是指由于岩石的破碎或结构失稳而使岩体体积增大的现象,如果扩容的幅度很大且过程较为猛烈,就会给洞室造成危害。当远处传来的扰动地震波能量较高时,可直接将洞室围岩碎块以非常快的速度(可达2~3m/s)弹射到洞室中而形成灾害,这就是以岩石突出形式发生的岩爆。振动诱发岩石冒落是当洞室顶部有松动岩块或存在软弱面时,在扰动地震波和巨大重力势能作用下发生垮落的现象。
3.岩爆的预测及防治
(1)岩爆的监测预报
对岩爆灾害的预测包括对岩爆发生强度、时间和地点的预测。由于地下工程开挖和岩爆现象本身的复杂性,岩爆的预测工作需要考虑地质条件、开挖情况以及扰动等许多因素。以往的岩爆记录是预测未来岩爆的重要参考资料。
岩爆的预测预报可以分为两个方面:①在试验室内测量煤岩或岩块的力学参数,依据弹性变形能量指数判断岩爆的发生几率和危险程度;②现场观测,即通过观测声响、震动,在掘进面上钻进时观察测量钻屑数量等进行预测预报。目前国内外常用的岩爆预测预报方法有钻屑法、地球物理法、位移测试法、水分法、温度变化法和统计方法等(张斌等,1999)。
1)钻屑法或岩心饼化率法:对于强度很高的岩石,若钻孔岩心取出后在地表发生饼化现象则表明地下存在较高的地应力,可根据一定厚度岩心中岩饼数量的相对大小来进行判断。在钻进过程中,还可借助钻孔中的爆裂声、摩擦声和卡钻现象等动力响应进行辅助判断。
2)地震波预测法:利用已发生岩爆(诱发地震)的信息来预测未来开挖过程中的岩爆,并建立岩爆次数、大小、分布及其与地应力场变化的关系,从而预报大中型岩爆的时空位置及数量和大小。此外,还可以利用单道地震仪对掌子面及前方岩体进行监测,如沿水平线每隔1 m逐点测试岩石弹性波速度,采用强度概念推测发生岩爆的可能性等。
3)声发射(A-E)法:声波发射A-E法即Acoustic-Emission方法。此方法的建立基于岩石临近破坏前有声发射这一实验检测结果,它是对岩爆孕育过程最直接的监测预报方法。其基本参数是能率和大事件数频度,二者在一定程度上可以反映岩体内部的破裂程度和应力增长速度。岩爆发生前通常有一个能量的积蓄期,这一时期是声发射平静期,可以视为发生岩爆的前兆。这种方法可望在现场对岩爆进行直接的定量定位监测,是一种具有很大发展前景的监测和预报方法。
岩爆预测是地下建筑工程地质勘查的重要任务之一,在总结已有的实践经验和研究成果的基础上,国内外学者目前已建立了一些可行的准则。挪威曾采用巴顿的方法,将岩石单轴抗压强度(Re)与地应力(σ1)的比值(α=Re/σ1)作为岩爆的判别准则:
1)当α=5~2.5时,有中等岩爆发生;
2)当α<2.5时,有严重岩爆发生。
我国在一些工程实践中常采用巴顿法进行预测。例如贵州天生桥电站,根据巴顿法判断隧洞施工中可能有中等岩爆发生,工程开挖的实际情况证明预测基本成功(张倬元等,1994)。
此外,由于岩爆属于一种诱发地震,地震震级和发震时间的预报方法可用来预测岩爆的震级和发生概率。
(2)岩爆的防治
岩爆的防治问题虽然目前尚难彻底解决,但在实践中已摸索出一些较为有效的方法,根据开挖工程的实际情况,可采取不同的防治方法。
1)设计阶段的防治对策:
·洞轴线的选择:人们通常认为洞轴线方向应与最大主应力方向平行,以改善洞室结构的受力条件。然而,使洞室相对稳定的受力条件是围岩不产生拉应力、压应力均匀分布和切向压应力最小。在选择轴线方向时应多方面比较选择,以减少高地应力引发的不利因素。
·洞室断面形状选择:洞室断面形状一般有圆形、椭圆形、矩形和倒U形等。当断面的宽度高比等于侧压系数时,可综合考虑各种因素确定洞室断面形状。
2)施工阶段的防治对策:
·超前应力解除法:在高地应力区,洞室开挖后易产生超高应力集中。为了有效地消除应力集中现象,可采取预切槽法、表面爆破诱发法和超前钻孔应力解除法等提前释放地应力。在岩爆危险地带钻浅孔进行爆破,造成围岩表部松动带,可有效防止破坏性岩爆的发生。开采煤层时,首先开采无冲击地压或一般冲击地压的煤层,作为解放压力层。回采时,要用全面陷落法管理顶板,不要留煤柱;对不易冒落的顶板要采用深孔爆破法或强力高压注水法强制放顶。
·喷水或钻孔注水促进围岩软化:在洞室的易发生岩爆地段,爆破后立即向工作面新出露围岩喷水,既可降尘又可缓释围岩应力。因为注水使裂纹尖端能量降低,裂纹扩张传播的可能性减小,裂纹周围的热能转为地震能的效率随之降低。从而减少剧烈爆裂的危险性。
·选择合适的开挖方式:岩爆是高压力集中的结果,因此,开挖时可采取分步开挖的方式,人为地给围岩岩体提供一定的变形空间,使其内部的高应力得以缓慢降低,从而达到预防岩爆的目的。
·减少岩体暴露的时间和面积:在短进尺、多循环的施工作业过程中,应及时支护,以尽量减少岩体暴露的时间和面积,防止或减少岩爆发生。
·岩爆发生的处理措施:一旦发生岩爆,应彻底停机、躲避,对岩爆的发生情况进行详细观察并如实记录,仔细检查工作面、边墙或拱顶,及时处理、加固岩爆发生的地段。
3)合理选择围岩的支护加固措施:使开挖的洞室周边或前方掌子面的围岩岩体从单向应力状态变为三向应力状态,同时,围岩加固措施还具防止岩体弹射和塌落的作用。主要的支护加固措施有:①喷混凝土或钢纤维喷混凝土加固;②钢筋网喷混凝土加固;③周边锚杆加固;④格栅钢架加固;⑤必要时可采取超前支护。
(三)煤与瓦斯突出
在煤矿地下开采过程中,从煤(岩石)壁向采掘工作面瞬间突然喷出大量煤(岩)粉和瓦斯(CH4,CO2)的现象,称为煤与瓦斯突出。大量承压状态下的瓦斯从煤或围岩裂缝中高速喷出的现象称为瓦斯喷出。突出与喷出均是在地应力、瓦斯压力综合作用下产生的伴有声响和猛烈应力释放效应的现象。煤与瓦斯突出可摧毁井巷设施和通风系统,使井巷充满瓦斯与煤粉,造成井下矿工窒息或被掩埋,甚至可引起井下火灾或瓦斯爆炸。因此,煤与瓦斯突出是煤炭行业中的严重矿山地质灾害。
1.煤与瓦斯突出的特征及其影响因素
煤与瓦斯突出是地应力和瓦斯气体体积膨胀力联合作用的结果,通常以地应力为主,瓦斯膨胀力为辅。煤与瓦斯突出的基本特征是固体煤块(粉)在瓦斯气流作用下发生远距离快速运移,煤、碎块和粉尘呈现分选性堆积,颗粒越小被抛得越远。突出时有大量瓦斯(CH4或CO2)喷出,由于瓦斯压力远大于巷道内通风压力,喷出的瓦斯通常逆风前进;煤与瓦斯突出具有明显的动力效应,可搬运巨石、推翻矿车、毁坏设备、破坏井巷支护设施等。
发生突出的煤层具有瓦斯扩散速度快、湿度小,煤的力学强度低且变化大、透气性差等特点,大多属于遭构造作用严重破坏的“构造煤”。突出的次数和强度随煤层厚度的增加而增多,突出最严重的煤层一般都是最厚的主采煤层。突出的时间多发生在爆破落煤的工序。
煤与瓦斯突出灾害随采掘深度的增加而增加,其主要影响因素有矿区的地质构造条件、地应力分布状况、煤质软硬程度、煤层产状以及厚度和埋深等。一般说来,煤层埋深大,突出的次数多,强度也大。
此外,水力冲孔和震动放炮可使地应力作用下的高压瓦斯煤体在人为控制下发生突出。
2.煤与瓦斯突出的预防措施
预防煤与瓦斯突出的技术措施主要有以下4种:
1)首先开采没有突出危险或突出危险性较小的煤层。由于受采动影响,地应力以弹性潜能得以缓慢释放,煤层因卸压而膨胀变形,透气性增大,或者因层间岩石移动形成裂隙与孔道,有突出危险的煤层中瓦斯缓慢排放而使瓦斯压力和瓦斯含量明显下降,从而避免或降低煤与瓦斯突出的危险。
2)在有突出危险的煤层内均匀布置钻孔并预先抽放一定时间的瓦斯,以降低瓦斯压力与瓦斯含量,并使地应力下降、煤层强度增加。
3)在工作面前方一定距离的煤体内,超前钻探一定数量的大口径钻孔,使煤层内的瓦斯得以提前释放。
4)利用封堵、引排、抽放等综合方法处理洞穴内积存的瓦斯。
为防止煤与瓦斯突出造成严重危害,必须加强煤层顶板管理和地应力监测,加强职工安全教育。
❸ 地质灾害的定义是什么
地质灾害是指由于自然和人为地质作用,使生态环境遭到破坏的灾内害事件。在我国,主容要地质灾害包括地震、崩塌、滑坡、泥石流、水土流失、地面塌陷、地裂缝、土地沙漠化、火山爆发等,其中除地震、火山爆发等灾害外,其他大多数地质现象都是由人为因素引发的。据国土资源部统计,近年来,我国每年因地质灾害(不包括地震)造成的经济损失约占各种自然灾害的1/5~1/4。因此,减少或制止破坏生态环境行为,及时采取防范和治理措施,是减少损失的主要途径。
❹ 中国地质灾害形成的原因
地质灾害是指在自然或者人为因素的作用下形成的,对人类生命财产造成的损失、对环境造成破坏的地质作用或地质现象。地质灾害在时间和空间上的分布变化规律,既受制于自然环境,又与人类活动有关,往往是人类与自然界相互作用的结果。[1]
中文名
地质灾害
外文名
Geological disasters
特点
突然,广泛,区域,不可避免等
简称
地灾
类型
滑坡、泥石流
快速
导航
基本特点
基本分类
分级标准
成因分析
危险性评估
防治知识
应用
速报制度
防御
相关条例
中国地质灾害
瑞士的地质灾害
期刊
信息化建设
定义
简称地灾。[2] 以地质动力活动或地质环境异常变化为主要成因的自然灾害。在地球内动力、外动力或人为地质动力作用下,地球发生异常能量释放、物质运动、岩土体变形位移以及环境异常变化等,危害人类生命财产、生活与经济活动或破坏人类赖以生存与发展的资源、环境的现象或过程。不良地质现象通常叫做地质灾害,是指自然地质作用和人类活动造成的恶化地质环境,降低了环境质量,直接或间接危害人类安全,并给社会和经济建设造成损失的地质事件。地质灾害是指,在自然或者人为因素的作用下形成的,对人类生命财产、环境造成破坏和损失的地质作用(现象)。如崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面沉降、地面塌陷、岩爆、坑道突水、突泥、突瓦斯、煤层自燃、黄土湿陷、岩土膨胀、砂土液化,土地冻融、水土流失、土地沙漠化及沼泽化、土壤盐碱化,以及地震、火山、地热害等。[2]
地质灾害的背景
影响或控制地质灾害形成与发展的基础环境和总体条件。它与地质灾害形成条件既存在密切联系又有一定区别。地质灾害形成条件指的是造成地质灾害的直接因素;地质灾害背景指的是控制和影响地质灾害的更高层次的基础条件。地质灾害背景由两个系列组成:[2]
①以地球动力活动为核心的自然背景;
②以人口、经济、社会发展水平为核心的社会经济背景。地质灾害背景虽然不能直接决定一个具体灾害事件的发生和发展,但从宏观上控制了一个地区一种或多种地质灾害的成灾程度和变化的总体趋势。因此研究地质灾害背景条件是进行地质灾害宏观评价的重要内容
我国相关法律法规中的界定
根据2003年11月19日国务院颁发的《地质灾害防治条例》(中华人民共和国国务院令第394号)规定,地质灾害,通常指由于地质作用引起的人民生命财产损失的灾害。地质灾害可划分为30多种类型。由降雨、融雪、地震等因素诱发的称为自然地质灾害,由工程开挖、堆载、爆破、弃土等引发的称为人为地质灾害。常见的地质灾害主要指危害人民生命和财产安全的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等六种与地质作用有关的灾害。
基本定义
地质灾害是指由于自然或人为作用,多数情况下是二者协同作用引起的,在地球表层比较强烈地破坏人类生命财产和生存环境的岩土体移动事件。地质灾害在成因上具备自然演化和人为诱发的双重性,它既是自然灾害的组成部分,同时也属于人为灾害的范畴。在某种意义上,地质灾害已经是一个具有社会属性的问题,已经成为制约社会经济发展和人民安居的重要因素。因此,地质灾害防治就不仅是指预防、躲避和工程治理,在高层次的社会意识上更表现为努力提高人类自身的素质,通过制定公共政策或政府立法约束公众的行为,自觉地保护地质环境,从而达到避免或减少地质灾害的目的。
地质灾害主要是指崩塌(即危岩体)、滑坡、泥石流、岩溶地而塌陷和地裂缝等,它们是比较公认的原地壳表层地质结构的剧烈变化而产生的,且通常被认为是突发性的。
地质环境灾害是指区域性地质生态环境变异引起的危害,如区域性地而沉降、海水入侵、干旱半干旱地区的荒漠化、石山地区的水土流失、石漠化和区域性地质构造沉降背景下平原或盆地地区的频繁洪灾等,这些问题通常都是由多种因素引起且缓慢发生的,地质界常称其为缓变性地质灾害。
当然,不能简单地把洪水归类于地质灾害。但长时期、大范围且爆发频繁的洪灾是与地质环境密切相关的,是人类社会工程经济活动或防洪治水方略与地质环境演变方向比较长期的不相适应的结果。利用考古资料恢复长江荆江河段近5000 a来洪水位的上升过程,发现近2000 a来是荆江洪水位相对荆北平原上升的主要时期,累计上升13.6 m,特别是近500 a来的洪水位上升的平均视速率达20~27 mm,/a。近500 a来的荆江走堤厦其堤基的决口破坏历史研究表明,在两岸干堤地基的渗漏、管涌、溃决、软上地基变形和崩岸等工程地质问题中,洪水期以北岸的管涌和渍决占绝对优势,干早期则以南岸的崩岸引人注意,这反映了荆江高水位与其地质环境已不相适应的关系。
❺ 地质灾害的概念
地质灾害属于灾害的范畴。为了讨论地质灾害的概念,有必要先明确何谓灾害。在日常生活中,人们普遍地能够领悟或感受到灾害的存在和灾害的威胁,然而,对于灾害的定义却有不同的说法。
(一)灾害的内涵
在自然灾害学中,有一种观点认为,灾害是指“地球表面因自然变异、人为因素或二者共同作用所引发的对人类生命财产和生存发展条件造成的危害”;另外的一种观点认为,“灾害是由种种不可控制或未予控制的破坏性因素引发的、突然的或在短时间内发生的、超越本地区或本团体防救能力所能解决的大量人员伤亡与物质财产损毁的事件”。此外,还有学者认为,“灾害是由反常(意外)事件导致人类社会遭受的损害”。1984年联合国减灾组织(UNDRO)对灾害作了如下定义:“一次在时间和空间上较为集中的事故,事故发生期间当地的人类群体及其财产遭到严重的威胁并造成巨大损失,以致家庭结构和社会结构也受到不可忽视的影响。”
上述定义在文字表述上虽不完全相同,但在内涵上却有共同之处,归纳起来有以下几点:
(1)灾害就其本意是指后果,而不是现象本身。鉴于人们对某些事物产生的后果有先验的认识,所以,常把具体现象与其对人的损害、威胁联系在一起,不再严格区分它们之间的语义差异,直接把有关的现象视为灾害,如洪水灾害、地震灾害。
(2)从人的利益或者价值取向角度审视,许多客观事物对人的生存、发展是不利的,但不利的程度有差异,而能够称之为灾害的,是指其后果对人是不可接受或不可忍受(危害性最高的等级)的,即造成人员伤亡的那些事物。
(3)灾害具有突发性和能量集中的特点,正是因为突然发生才使人猝不及防,而能量集中则使人难以抵御,酿成严重后果。
(二)地质灾害的内涵
地质灾害是灾害的一种特殊类型,其内涵应包括两个方面,一是要符合灾害定义的要件;二是具地质学属性。缺少其中任一个方面都不能称为地质灾害。
目前有关地质灾害的定义有许多不同的提法,其中我国《地质灾害防治条例》(2003)和《地球科学大辞典》(2006)最有代表性。《地质灾害防治条例》中是这样规定的:“本条例所称地质灾害,包括自然因素或者人为活动引发的危害人民生命和财产安全的山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等与地质作用有关的灾害。”《地球科学大辞典》中地质灾害的解释是:“以地质动力活动或地质环境异常变化为主要成因的自然灾害。在地球内动力、外动力或人为地质动力作用下,地球发生异常能量释放、物质运动、岩土体变形位移以及环境异常变化等,危害人类生命财产、生活与经济活动或破坏人类赖以生存与发展的资源、环境的现象或过程。地质灾害种类繁多、对其范围还没有形成统一的认识。”应该指出,上述两个定义存在一些不完善之处:①一个准确的定义其逻辑规则应是内涵明确,外延方能清楚,而上述定义存在用灾害定义灾害的同义反复之嫌;②对定义灾害的要件,即灾害的本质特征表述不够清楚,缺乏“度”的控制;③定义中更多的是陈述地质灾害的成因或外延(具体灾种),而未能全面地概括地质灾害的基本属性和特征。或许正是这些原因,造成了目前人们对地质灾害与地质环境问题理解上的混乱。
综合以上的分析,我们认为地质灾害是指:可对人的生命财产构成严重危害后果的突发性的地质现象及地质过程。
弄清地质灾害与地质环境问题的关系,有着重要的理论意义和社会管理方面的需要。
❻ 金属矿山环境地质问题
西南地区金属矿山企业有3003个,占矿山总数14.2%。其中云南1076个,四川1210个,贵州506个,西藏89个,重庆122个。主要分布在滇中、滇东南、川西南、川北、黔中、黔东等地区。重要的矿山企业有攀枝花钒钛磁铁矿、个旧锡矿、遵义锰矿、罗布莎铬铁矿、合川锶矿、泸沽铁矿、东川铜矿、务川汞矿、拉拉铜矿、里伍铜矿、天宝山铅锌矿、大梁子铅锌矿、牦牛坪稀土矿、腾冲锡矿、会泽铅锌矿、兰坪铅锌矿、大红山铁矿、斗南锰矿、鹤庆锰矿、铜仁汞矿、万山汞矿、丹寨汞矿、赫章铁矿、大塘锰矿、清镇铝土矿、玉龙铜矿、藏南金矿等。小型矿山遍布各地。金属矿山主要环境地质问题是重金属元素污染和滑坡、泥石流等地质灾害严重。
(一)金属矿山环境污染
西南地区金属矿山普遍存在重金属污染问题,尤以有色金属汞和铊污染最为严重,特别是贵州省万山汞矿、滥木厂汞矿、丹寨汞矿等矿山,汞元素、铊元素已进入食物链,危及人体健康,成为无形的杀手。
矿山开采过程中大量矿渣以及选冶过程中的尾矿、炉渣,是经过破碎、磨矿和不同方法处理后被弃置的矿石成分。同时许多矿山尾矿,尤其是浮选尾矿,其中残留的选矿药剂有氯化物、氰化物、硫化物、松油、有机絮凝剂、表面活性剂等。这些物质在堆放过程中,受到阳光、雨水、空气的作用以及它们的相互作用,会产生有害气体、液体或酸性水,加剧了重金属的流失,污染了地下水和土壤,使周围及下游土壤中生长的作物受污染,有的农作物因此而使其中重金属含量成倍或几十倍地增加,从而进入人类的食物链中,破坏了生态平衡,产生了一系列环境地质问题。资料表明,肺癌的高发与大气中As,Cd,Ni,Mn,Tl,Be等微小颗粒有明显关系。Pb,Hg,As可导致人急性中毒死亡,Cd,Mn,Ni等还诱发心血管疾病。可以看出,不论是大气、水体还是土壤中,这些重金属物质,都可以通过各种渠道进入人体,成为人类可怕的杀手。
1.贵州万山汞矿山汞污染
贵州万山汞矿原属中央大型矿山企业,开采时间始于明洪武元年,至今已有600余年的历史。目前,该矿资源已枯竭,矿山关闭,但数百年采冶造成汞金属对环境的污染,破坏了该地区生物链的良性循环,由于矿山空气污染、土壤污染、水体污染、农田污染、农作物污染,对矿区及周围居民的身体健康和生存环境造成了严重损害。造成了严重的经济社会问题。万山镇普通居民尿汞平均超标3.5倍,炼汞工人尿汞超标一个数量级。汞中毒患病率占冶炼工人的40%,乡镇企业炼汞人员超过50%。全区338km2的流域总面积中,有180km2不同程度受到了汞污染的危害。矿毒性稻田达433.29hm2,占水稻总面积的27%。玉米、水稻含汞量分别超标10.25倍和33.1倍,含汞量最高的小白菜超标达98.1倍。矿区采矿巷道总长达970km,形成大片采空区,造成地表水大量渗漏,地下水位大幅度下降且多被污染,致使许多地区人畜饮水困难。当地特区政府不惜高价从17km以外的湖南省新冕县境内引水解决矿区饮水困难问题,但目前仍有3.5万人还在饮用被汞金属污染的水。由此可见,水资源和土壤一旦被污染,要恢复生态环境,治理难度很大,使当地人民的身体健康受到严重威胁,形成了矿山及其周围地区经济社会问题。贵州是汞矿大省,类似的情况在其他矿山亦复存在,问题相当严峻。
2.贵州滥木厂汞矿山铊污染
铊(Tl)在地壳中的赋存状态是以同价类质同象、异价类质同象、胶体吸附和独立矿物存在,在内生作用下主要以类质同象存在,在外生作用下以吸附状态存在。
在贵州黔西南、黔东北少数汞、锑、硫铁矿床及其附近的土壤里都含有铊组分,铊主要赋存于相关的矿床中,特别与汞矿床关系密切。贵州客寨含铊硒汞矿床、贵州戈塘含铊锑金矿床、贵州滥木厂汞铊共生矿床就含有铊的组分。尤以滥木厂汞铊矿床中铊的含量最高。
铊污染属于局部污染,但其毒性不亚于As,S,Hg等。在贵州兴仁滥木厂的汞铊矿区已形成铊污染区,区内的土壤、泉水、蔬菜及动物体内含量超标。滥木厂开采汞铊矿导致铊中毒在世界上是首例(张天付等,2005),中毒症状是头痛、肚子痛、浑身痛、失明、脱发、致死。人体只要摄入T12SO41g就会致死。滥木厂附近的村民仅在1960年1年中就有87例具有上述中毒症状,1961年至1962年间就有200多人有上述症状,严重的致死。直至1986年至1987年的研究才知道上述患者可能是铊中毒。滥木厂村民铊中毒主要是饮用了受铊污染的水和吃了含高铊粮食和蔬菜所致。
贵州滥木厂汞铊矿的开采始于明末清初。1957年至1960年,经地勘队伍勘明为大型汞矿,因为贫矿又是隐伏矿体,进一步探采较困难,就将其搁置。1958年以来,当地村民采矿炼汞,将堆积如山的矿石、矿渣堆置于山野。由于原生矿石、矿渣暴露地表,长期受风化淋滤,铊改变了赋存状态,从铊的硫化物、砷酸盐中进入土壤、水体、农作物和人体,由于铊的表生地球化学循环,污染了土壤、水体、粮食、蔬菜等,人们饮用铊污染水,食用了铊污染的粮食和蔬菜导致铊中毒。但当时还不知道是铊中毒,是1995年6月中央电视台和中国青年报道了清华大学21岁的女生朱令患急性铊中毒病状与滥木厂村民病状极其相似,才肯定了滥木厂村民病状为铊中毒。
3.贵州丹寨汞矿山环境污染
贵州丹寨汞矿,每年形成炼汞渣、尾矿、采矿废石等固体废弃物约21000t,其中含Hg0.001%~0.06%;选冶尾矿水、洗汞水、冲渣水、炉气凝结水等废水中,汞浓度为0.008~0.07mg/L;每年排放废气约达3500×104dm3,其汞浓度为50mg/dm3(林齐维等,1998)。由于“三废”排放,矿山周围土壤中汞含量为5.91~327.5mg/kg,而通过水体、大气携带的汞,其污染范围达数百平方千米。
4.云南省锡、铅矿山环境污染
云南都龙锡矿共有选厂11家,其中仅铜街、兴发、曼家寨、共和集团等约6家建有尾矿库,其余5家未建尾矿库。另外还有约10余家个体非法作坊式的小洗选厂,更是随意乱排废水尾矿。据统计,都龙锡矿每年直接排入河流的选洗矿污水达120×104m3,其中含有尾矿渣约27.8×104t。据云南省地质环境监测总站监测,污水中硫酸根离子含量高达1160mg/L,悬浮物>200mg/L,Zn为5.30mg/L,有8项指标超过GB8978—96《污水综合排放标准》。云南个旧锡矿火谷都尾矿库1965年溃坝淹埋,污染的土地到2003年尚有8hm2“矿毒田”不能耕种。
云南会泽铅锌矿冶炼废水日排放总量7587m3,其中约1163m3的含酸废水仅加石灰处理就排入石咀落水洞及水库中。含酸废水酸含量为30180mg/L,锌4380mg/L,氟200.0mg/L,氮200.0mg/L,含大量有毒有害物质的废水直接排入石咀落水洞中,从牛栏江黑鱼洞排出,从而使深层地下水受到污染。另外,不含酸的冶炼废水以882m3/d注入牛栏江中,不仅造成河水污染,还使河流两岸砂砾层潜水受到污染。
(二)金属矿山地质灾害
西南地区金属矿山环境地质灾害比较突出,尤以云南省最为严重。
1.金属矿山滑坡地质灾害
滑坡常发生于采空区,因塌陷引起地表陡坡失稳而致。大致有两种类型:一是采空区位于山体下部,地下采空区面积过大,在重力、雨水或地震作用下产生冒顶,加之采空区地表山体坡度较陡,山体下部形成临空面,山体上部拉裂,在雨水渗入作用下山体产生崩塌滑坡;二是采空区位于山体上部,采空区地表塌陷形成滑坡。
滑坡是常见的矿山地质灾害,以云南元阳老金山金矿曾发生过规模较大的滑坡。该矿具有600多年的采矿历史,1992年群采活动剧烈,高峰期采矿人员达7000余人。矿区岩体结构破碎,风化强烈,山坡陡峻,雨量丰富,滑坡灾害发育。据云南地质环境监测总站调查,在方圆27.6km2的范围内就发育有体积大于500m3的滑坡、崩塌36个。其中以1996年发生的老金山“5.31”和“6.3”滑坡危害最严重,数天之内接连两次滑坡共造成372人死亡或失踪,直接经济损失1.4亿余元。滑坡发生于老金山矿区金子河南西岸老金山的北东坡群采区大木岗—柒合金矿段,3天内2次滑动,其崩滑过程和堆积体分布于老金山北东坡,直达金子河河道,全长1614.5m,宽120~300m,总面积26×104m2,堆积物厚0.5~7m不等,滑坡周界清晰,滑坡后壁呈东西走向的波状陡立面,坡度70°~88°,长120m,高16~48m,标高1400~1210m;西侧壁长180m,高7~10m,坡度55°,东侧壁长120m,高10~15m,坡度55°,剪出口呈北西-南东向弧形展布,前缘为陡临空面,宽200m(图3-5,图3-6),滑坡主滑方向20°~23°,前后2次滑动总体积约43×104m3。该滑坡启动快,滑距短,崩解迅速,滑体离开剪出口解体后,具明显的碎屑流运动特征,滑面为中志留统硅质白云岩中、强风化带。目前滑坡后壁仍不稳定,在雨季常发生小规模的塌滑。
图3-5 云南元阳老金山滑坡平面图
(据武军等,2003)
1—滑体周界;2—滑坡-碎屑流边界;3—剪出口;4—冲壁陡坎;5—滑坡分区界线;6—次生滑坡;7—次生堆积扇;8—裸露基岩;9—滑动方向;10—泉;11—危岩体边界;12—采矿活动强烈区;13—滑坡分区代号;14—剖面及编号;15—断层;16—地质界线;17—假整合地质界线;18—泥盆系中统老阱寨组灰岩;19—泥盆系中统宋家寨组页岩夹灰岩;20—泥盆系中统马鹿硐组灰岩;21—志留系中统白云岩;22—闪长岩;23—辉长辉绿岩;24—河流
图3-6 云南元阳老金山滑坡纵剖面图(Ⅰ-Ⅰ′剖面)
(据武军等,2003)
1—白云岩;2—灰岩;3—泥页岩夹灰岩;4—闪长岩;5—滑坡巨块石堆积物;6—滑坡碎石、粘土堆积物;7—中泥盆统宋家寨组;8—中泥盆统马鹿硐组;9—中志留志统;10—闪长岩;11—泉;12—断层;13—地层界线;14—岩层产状;15—滑源区原地形线;16—滑坡分区代号:Ⅰ—滑源区线,Ⅱ—滑体崩解分离区,Ⅲ—平台阻容消能块石堆积区,Ⅳ—剥蚀沟槽垅岗堆积区,Ⅴ—表皮铲舌碎屑流堆积区,Ⅵ—金子河河道碎屑流扇堆积区
2.金属矿山泥石流地质灾害
西南地区金属矿山的泥石流以小型为主,中、大型较少,类型主要有暴雨型泥石流(四川泸沽铁矿山泥石流)和尾矿库溃坝型泥石流(云南富民钛矿和个旧火谷都泥石流)。其中暴雨型泥石流按物源又可分为以滑坡、崩塌、水土流失等松散堆积物为主和以采矿弃石土为主的两种类型。因采矿弃石土堆放不当引起的泥石流较常见,约占总数的90%以上;以滑坡、崩塌等松散堆积物为主引发的泥石流所占比例较少,约占总数的5%左右;尾矿库溃坝型泥石流约占总数的4%左右。
(1)采矿弃土弃石堆放不当引起的泥石流
以四川省冕宁县泸沽铁矿山泥石流地质灾害为例,泸沽铁矿山位于四川凉山州冕宁县泸沽镇,属中山区。该矿为20世纪60年代建设、70年代投产的中型国有矿山。由于建矿以来,大量的废渣堆积于铁矿山矿区和大顶山矿区之间的盐井沟内,致使1970~1984年间沟内暴发多次泥石流,直接经济损失达1000万元。其中1970年5月26日的泥石流就有104人死亡(刘希林等,2004),同时由于大量泥沙向下游输送,使成昆铁路、泸(沽)—越(西)公路中断运行,经济损失巨大。
四川省政府对此非常重视,于1982年投资30万元进行了应急治理,1986年开始进行全面治理,1990年5月治理工程完成。具体工程有:①修建3号拦渣坝一座(照片3-7);②修建5号拦渣坝一座;③修建排导堤一段;④盐井沟两侧山坡进行植树造林;⑤盐井沟铁路大桥加“鱼咀”工程;工程费用约500多万元。工程投入运行后,又修建了2号拦渣坝、大顶山支沟坝等工程。该治理工程效果显著,经过多年暴雨考验,特别是1987年7月10 日92.9mm降雨及1989年1月8日110.4mm暴雨,虽然沟内发生泥石流,但各大坝成功拦截,工程运行正常,坝体安然无恙,起到了防灾减灾作用,达到了“固床稳坡、拦排兼施”的目的。具体成效为:①铁矿山排土场坡脚趋于稳定;②沟床固体松散物质下运受到控制;3 号、5 号坝、大顶山支沟坝等拦蓄上游物质,回淤线大大上移,流失物减少,块石搬动能力降低;③沟床纵坡得到新的调整,坡度降低,流速减弱;④沟床中下游两侧的扩宽逐步减弱(姜建军等,2000)。
照片3-7 四川冕宁县泸沽铁矿盐井沟泥石流治理工程之一
尽管如此,但由于当地老乡在铁矿排土场挖矿、选矿,破坏了排土场的稳定,加上各拦渣坝内沙石已快堆满,拦渣坝即将失去作用,新的泥石流隐患又在形成中。
(2)溃坝型泥石流地质灾害
溃坝型泥石流主要发生在一些民营矿山,由于尾矿库未经正规设计、尾矿盲目堆放和管理不力所造成。如滇中地区的富民县、武定县近年来就发生两起尾矿库溃坝事件。一些国有矿山由于尾矿坝设计不合理,也曾发生过溃坝型泥石流事件,如滇南的个旧锡矿火都谷尾矿库等。
云南富民县单单箐罗仕德钛矿厂溃坝型泥石流:单单箐位于富民县北东部,为一“U”形冲沟,汇水面积2.8km2,纵坡降8.5%。罗仕德钛矿厂为民营企业,其尾矿库位于单单箐上游,尾矿库长150m,平均宽约70m。汇水面积0.2km2,坝体为机械碾压土坝,坝高19m,顶宽12m,背水坡坡比1∶1。由于坝体未经设计,尾矿堆放不合理(坝前为清水区,无干滩)导致坝体浸润线位置较高,加之库容小,坝体增高过快,导致压实度达不到要求而出现管涌,1999年7月坝体出现直径约2m的管涌后造成溃坝。溃坝后库中蓄积的尾矿和废水借助坝顶与坝底落差及较陡的沟谷纵坡,瞬间形成冲击力巨大的泥石流,约4×104m3的泥沙尾矿和废水急速下泄,冲入下游150m处的另一个民营企业的尾矿库中,在坝上冲出一缺口后继续下泄,最后冲出谷口,汇入散旦河,沿途扫荡沟中民房和农田。此次灾害共8人死亡、4户民房和下游两个村庄的饮水工程被冲毁,沟谷两岸长约3km的大片农田被淤埋,距坝体1km、库容约12000m3的农灌水库被淤满决堤,局部沟床被抬高1~2m,直接经济损失上百万元。
云南个旧锡矿火谷都尾矿库溃坝型泥石流:1965年个旧锡矿火谷都尾矿坝发生坝前滑坡,造成溃坝,库内约370×104m3尾矿泥浆形成泥石流,冲毁下游乍甸农场及12个村庄的房屋575间、耕地35.53hm2,因灾死亡171人,伤92人,损失粮食67×104kg,伤耕牛37头,冲坏公路、桥梁和水利、输电设施多处,迫使云锡公司及地方厂矿停产10天,经济损失上千万元。
3.金属矿山地面塌陷地质灾害
西南地区金属矿山地面塌陷一般以小型规模为主,类型主要有岩溶地面塌陷和采空区地面塌陷两类。岩溶地面塌陷主要发生于滇东和贵州碳酸盐岩半裸露区的矿山企业,其成因主要是矿山利用岩溶漏斗或岩溶洼地堆放尾矿,在尾矿压力及尾水侵蚀作用下,库底产生岩溶塌陷。岩溶塌陷具有突发性,往往造成人员伤亡、财产损失和地下水污染。云南个旧锡矿、玉溪上厂铁矿和贵州遵义、松桃锰矿等都发生过地面塌陷。
(1)矿山岩溶地面塌陷地质灾害
个旧锡矿岩溶地面塌陷:个旧锡矿先后使用过31个尾矿库,设计总库容达19550.7×104m3,尾矿库大多位于岩溶漏斗或岩溶洼地中,其中有27个尾矿库先后发生过规模不一的岩溶塌陷,火都谷、牛坝荒、老厂等尾矿库岩溶塌陷危害较大。
玉溪上厂铁矿岩溶地面塌陷:玉溪上厂铁矿选择用选厂附近的岩溶洼地作尾矿库,岩溶洼地处于背斜轴部、地表分水岭地带,洼地西侧发育一落水洞,地下岩溶管道发育。尾矿库建成后,多次发生岩溶塌陷,其中危害最大的1次发生在1980年12月,这次塌陷使近10×104m3的矿泥和水沿落水洞灌入地下岩溶管道中,堵塞了地下暗河,使下游供应近万亩农田灌溉和3个自然村人畜饮水的大龙潭泉水断流,直接经济损失140万元。
(2)采空区地面塌陷地质灾害
易门铜矿塌陷:矿山开采的4个矿段均发生塌陷,塌陷面积达530hm2,其中狮子山矿段塌陷面积达400hm2,塌陷影响和破坏山林21hm2、耕地16.7hm2,威胁3个村庄安全,部分生产生活设施搬迁,14人死亡。
东川铜矿塌陷:塌陷面积达111.5hm2,严重威胁矿区生产生活安全。
都龙锡矿塌陷:有花石头等6个采空区地表发生塌陷,总面积大于50hm2,塌陷坑最大深度40m,有4人死亡,42户民房损坏,28hm2耕地被毁。
个旧矿区塌陷:地面塌陷总面积约19.5×104m2,破坏建筑物面积为4000m2,破坏森林、农田、耕地共约10hm2,仅老厂塌陷40余栋8000余m2房屋破坏,财产损失约2000万元。现在仍有居民1000余人和财产4000万元受到威胁。
4.金属矿山矿坑突水地质灾害
西南地区金属矿山矿坑突水地质灾害相对于能源矿山要少,一般形成于断裂破碎带或不规范、无设计开采的坑道。如云南省大理市鹤庆北衙金矿主斜井及通风井E211与E212接触带1789~1819m标高段发生的突水,其涌水量为80~120m3/h,瞬时最大突水量为150m3/h,造成1734m(1760m)中段车场及北沿脉和1774m(1800m)中段车场被淹,采场进水,部分坑段垮塌的严重后果,为处理事故停产达40天。该矿坑涌水的原因,主要是主斜井邻近东山河,在掘进过程中遇断裂破碎带,由于支护不及时,导致顶板隔水层变形、冒落而引起河流漏水而造成。
5.金属矿山地裂缝地质灾害
地裂缝一般与采空区有关,常常是采空区塌陷造成地面开裂。地面开裂将损坏民房,破坏耕地,威胁矿区生产安全。如云南省易门铜矿狮子山东南坡、凤山西北坡、东坡、起步郎山顶等伴随采空区塌陷,山体均发生开裂,裂缝长10~600m不等,宽0.5m至数米,最大的深不见底,裂缝发展主要在雨季,导致地表山体失稳,发生崩塌和滑坡。云南都龙锡矿曼家寨采区主要是民采区,有曼家寨和大地村两个相邻的村寨,共110户517 人,两村附近有采矿坑道83个,由于采矿形成大面积的采空区,使地表发生不均匀沉降造成地面开裂,曼家寨和大地村共有42户民房发生开裂变形,其中有16户房屋墙体开裂、倾斜严重,曼家寨村后山坡开裂,形成一条长200m,宽20~30m的裂缝,使两村寨村民生命安全受到严重威胁,目前村民已逐步搬迁。
西藏罗布莎铬铁矿区和朗县铬铁矿都有地裂缝,前者有10条(照片3-8),后者有5条,长3~20m,宽0.1~0.5m,深0.4~1.0m(李震等,2005),形态上宽下窄,呈“V”字形,或漏斗形。其成因与采空区塌陷拉张应力有关。
(三)金属矿山对资源的破坏
西南地区金属矿山占用和破坏土地资源面积较能源矿山和非金属矿山为少。根据四川省统计的资料,四川矿山占用土地面积为91720.72hm2,其中能源矿山占用土地面积最大,达68251hm2,非金属矿山占用土地面积次之,为19386.2hm2,金属矿山占用土地面积最少,为4119.52hm2。金属矿山一般是采场、固体废弃物及尾矿库占用土地面积较大。如四川攀钢集团矿业公司攀枝花铁矿为全国有名的大型铁矿山,采场和固体废弃物堆放占压土地面积1039hm2。
西藏自治区矿业开发比较滞后,矿山企业较少,共有253个,但由于露采矿山较多,特别是砂金矿的开采,仍占压和破坏了大量土地。西藏自治区矿业开发共占压、破坏土地9940.46hm2,其中50%以上为砂金矿山所占压,对矿区草场破坏造成了严重后果(照片3-9至3-12)。
照片3-8 西藏罗布莎铬铁矿区地裂缝
照片3-9 西藏达查砂金矿选矿场
照片3-10 西藏马攸木砂金矿采矿场
照片3-11 西藏崩纳藏布砂金矿选矿场
照片3-12 西藏崩纳藏布砂金矿采矿场
❼ 矿山开采过程中引起哪些地质灾害
地面矿山地质灾害
主要有地面塌陷、地面沉降、地裂缝、滑坡、崩塌、泥石流、煤自燃等专,
井下矿山地质灾害属
主要有冒顶、片帮、突水、突泥、井下热害、矿震、岩爆、井下煤自燃、油气井管套损坏、矿坑水污染等。狭义的矿山地质灾害是指发生在井下的地质灾害。
在各种矿井中,以煤矿最严重,其矿井地质灾害种类多,发生频率高,分布广,破坏损失最大。除煤矿外,铁矿、铜矿、铅锌矿等金属矿和一些非金属矿也有不同程度的矿山地质灾害。开采放射性矿产,还有放射性灾害。
望采纳
❽ 金属非金属矿山定义是什么
金属非金属矿山是指除煤矿、煤系硫铁矿以及与煤共生、伴生矿山、石油矿山以外所有矿山企业。
❾ 矿山地质灾害现状
(一)矿山地质灾害灾种和规模
西南地区矿山地质灾害类型复杂多样。主要灾种有滑坡、泥石流、崩塌、地面塌陷、地裂缝、煤矸石自燃、土地沙化、尾矿库溃坝、矿井突水等矿山地质灾害(图3-1)。据不完全统计,各类矿山地质灾害共计达2061次(表3-10),其中滑坡432次,占总灾数的20.9%;泥石流175次,占总灾数的8.4%;地面塌陷和沉降527次,占总灾数的25.5%;崩塌316次,占总灾数的15.3%;地裂缝484处,占总灾数的23.5%;矿坑突水121处,占总灾数的5.87%;其他矿山地质灾害6次,占0.51%。上述矿山地质灾害中,以地面塌陷和地裂缝居多,滑坡、崩塌次之。
表3-10 西南地区矿山地质灾害统计 单位:次
注:其他地质灾害包括煤矸石自燃、尾矿库溃坝等。
根据全国矿山地质环境调查与评估实施细则(中国地质环境监测院,2002)对矿山地质灾害规模的划分标准(表3-11),将西南地区矿山地质灾害划分为大、中、小3类。其中大型矿山地质灾害58次,占总灾数的2.81%;中型147次,占总灾数的7.13%;小型1856次,占总灾数的90.06%(表3-12)。
表3-11 常见地质灾害规模等级划分
备注:只要其中一项指标符合即可。
表3-12 西南地区矿山地质灾害规模
西南地区矿山地质灾害以云南省发生的次数最多,为694次(表3-12),占总灾数的33.67%。其次是四川省586次,占总灾数的28.43%;再次是贵州481次,占总灾数的23.34%;重庆市254次,占总灾数的12.32%;西藏发生矿山地质灾害次数最少,为46次,占总灾数的2.23%。
1.云南省矿山地质灾害灾种和规模
该省矿山地质灾害694次,主要发生在有色金属矿山。据不完全统计,云南省有采矿场(坑)3065处,选矿厂1000余处,废渣堆2912处,尾矿库(堆)544年(表3-13)。形成各类矿山地质灾害灾种有滑坡171处(大型14处、中型23处、小型134处),崩塌56处(中型6处、小型50处),泥石流78处(大型4处、中型12处、小型71处),地面塌陷169处(大型3处、中型19处、小型153处),矿坑涌水41处,地裂缝179处,疏干泉点100个。以滑坡、地裂缝和地面塌陷矿山地质灾害灾种较多,其他类型较少。
2.贵州省矿山地质灾害灾种和规模
贵州省矿山地质灾害主要发生在煤矿山,其次是有金属矿山,各类矿山地质灾害481次。其中大型8处,占总灾数的1.66%;中型12处,占总灾数的2.50%;小型461处,占总灾数的95.84%。滑坡62处,大型2处,中型5处,小型55处;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;地裂缝161次,大型1处,中型1处,小型159处;矿坑突水28次,大型2次,小型26次(表3-14)。
3.四川省矿山地质灾害灾种和规模
四川省发生各类矿山地质灾害的次数仅少于云南省,为586次。其中滑坡130次,占四川总灾数的22.9%;泥石流78次,占四川总灾数的13.3%;地面塌陷147次,占四川总灾数的25.1%;崩塌的102次,占四川总灾数的16.9%;地裂缝87处,占四川总灾数的14.8%;矿坑突水37次,占四川总灾数的6.3%;其他矿山地质灾害5次。各种矿山地质灾害中,大型21次,占总灾数的3.6%;中型53次,占总灾数的9.1%;小型512次,占总灾数的87.4%。
表3-13 云南省主要矿山环境地质问题
表3-14 贵州省矿山地质灾害类型规模及危害程度统计
4.重庆市矿山地质灾害灾种和规模
重庆市矿山地质灾害亦比较严重,主要发生在煤矿山。据不完全统计,各类矿山地质灾害254次。其中滑坡69处,占27.1%;泥石流6次,占2.4%;地面塌陷39处,占15.3%;崩塌87次,占34.2%;地裂缝37处,占14.6%;矿坑突水15次,占5.9%;其他矿山地质灾害1次。各矿山地质灾害大型6次,占2.30%;中型18次,占7.09%;小型230次,占90.55%。
5.西藏自治区矿山地质灾害
西藏矿产开发尚时间较短,规模不大,矿山地质灾害问题尚不突出。据西藏地质环境监测总站不完全统计,西藏矿山地质灾害有46次。其中崩塌14次,地裂缝20次,地面塌陷11次,泥石流1次。西藏矿山地质灾害主要发生在罗布莎铬铁矿山、朗县铬铁矿山,其次是玉龙铜矿矿山等。
(二)矿山地质灾害危害性
西南地区矿山地质灾害危害性相当严重,造成直接经济损失25.62亿元,死亡人数1982人。从经济损失来看,以贵州省最为严重,直接经济损失15.80亿元,占西南地区损失总数的61.67%;其次是重庆市,直接经济损失3.83亿元,占西南地区损失总数的15.34%;再次云南省,直接经济3.07亿元,占西南地区损失总数的11.90%;四川直接经济损失2.90亿元,占西南地区损失总数的11.31%;西藏矿山地质灾害直接经济损失最少,为0.0178亿元。贵州省和重庆市造成直接经济损失大的原因,与煤矿山发生的泥石流和矿坑突水灾种有关。
从矿山地质灾害死亡人数看,云南省死亡人数最多,为1203人,占西南地区矿山地质灾害死亡总人数的60.70%;其次是四川省,死亡人数358人,占西南地区矿山灾害死亡总人数的18.06%;再次是贵州省,死亡288人,占西南地区死亡总人数的14.53%;重庆市死亡130人,占西南地区矿山灾害死亡总人数的12.32%;西藏矿山地质灾害死亡人数最少,为3人,占西南地区矿山地质灾害死亡总人数的0.15%。云南省矿山地质灾害死亡人数多的原因,与有色金属矿山形成的突发性泥石流和滑坡灾种有关。贵州省经济损失最大的矿山地质灾害是地面沉降。
1.云南省矿山地质灾害危害性
云南省矿山地质灾害累计造成直接经济损失3.07亿元,死亡1203人。该省历年来矿山地质灾害至少破坏或威胁200余条公路、500余个村庄安全,掩埋耕地4000余hm2。其中滑坡和崩塌(227次)危害性最严重,影响和破坏土地面积2163.36hm2、各种建筑物120×104m2、公路100余条,直接经济损失1.41亿元,死亡729人;泥石流78次,造成直接经济损失0.79亿元,死亡362人;地面塌陷169处,塌陷面积994.54hm2,单个面积0.1~64hm2,以中、小型规模为主,形态以圆形、半圆形和长条状为主,塌陷深度0.3~10m,影响和破坏公路近100条,150多个村寨房屋开裂,造成直接经济损失0.63亿元,死亡15人;地裂缝179处,常与矿山采空区相伴产生,呈群带状分布,单缝宽1cm至数米,长数米至2000余m,主要危害是损坏民房,破坏耕地,威胁矿区安全生产等,造成直接经济损失0.024亿元;矿坑突水41次,主要是由于开采地下水位以下的矿体时,掘穿隔水底板或打通原采矿老硐,或主平坑位于河流附近,受断层破碎带影响及支护不力导致顶板隔水层变形、冒落而引起河流漏水等因素而致。矿坑突水的主要危害是淹井,影响矿区生产,威胁井下人员安全,有些场合还会造成地表河流断流。如玉溪煤矿矿坑突水淹没矿井长380m,造成龙潭断流,北衙金矿矿坑突水停产40天等。
2.贵州省矿山地质灾害危害性
贵州省各类矿山地质灾害累计造成直接经济损失15.41亿元,间接经济损失22.48亿元,死亡288人。其中滑坡62次,以浅层松散层滑坡为主,岩质滑坡较少,造成直接经济损失2.16亿元,间接经济损失4.11亿元,死亡48人;崩塌是贵州省常见也是威胁最大的一个灾种,突发性强,不易防范,危害性大,崩塌57处造成死亡84人,威胁房屋12061间,威胁人口12516人,威胁公路117.5km,毁坏耕地22.0hm2,毁坏房屋15间,直接经济损失1.25亿元,间接经济损失3.79亿元;泥石流12处,死亡27人,破坏土地87.85hm2,直接经济损失4.15亿元,间接经济损失6.73亿元;地面塌陷106处,塌陷坑直径一般2~30m,最大120m,最小1.5m,深一般0.5~3m,最深15m,面积最大0.4km2,形态大多呈竖井状或巨形锅底状。附近伴生有较多地裂缝和大面积沉降,地裂缝长10~100m,宽0.2~6m。塌陷展布受采空区控制,两者分布基本一致。其危害破坏耕地、林地501.67hm2,破坏公路150余条,100多个村寨房屋开裂,直接经济损失约0.05亿元;地裂缝161处,常与采空区伴生,少数因地下水位下降形成,成群出现,裂缝间距0.2~1.5m,延伸一般20~200m,少量达500~800m,个别长1000m,裂宽一般0.2~1.5m,少量2~5m,个别6~9m,裂深一般0.4~5.5m,个别达100m(从地表可见100m以下开采坑道冒出热气),单个裂缝群分布面积一般100~1000m2,少数1~2km2。如六盘水市钟山区汪家寨铜厂坡地裂缝群分布面积为2km2。其危害造成直接经济损失0.03亿元,100多户民房、仓库、学校墙体撕裂、垮塌,耕地漏水荒芜,坑道渗水淹没,牲畜滑进裂缝致死,仅大河—纳福一带毁坏耕地5km2;地面沉降55处,主要分布在煤矿山,如六盘水市19个矿山采空区造成地面沉降破坏耕地2850hm2,林地436.3hm2,破坏各类公路418km,310多个村寨房屋开裂,直接经济损失约5.78亿元,为贵州省经济损失最大的矿山地质灾害;矿坑突水28处,死亡53人,直接经济损失近亿元。
3.四川省矿山地质灾害危害性
四川省各类矿山地质灾害累计造成直接经济损失2.90亿元,死亡358人,影响范围51352.59hm2。其中滑坡130次,直接经济损失1.4亿元,死亡88人,间接经济损失近3亿元;泥石流78次,直接经济损失0.2亿元,死亡168人;地面塌陷147处,陷坑直径5~10m,坑深6m,呈漏斗状,仅宝顶地区煤矿采空区塌陷变形面积达15.79km2,地面塌陷造成直接经济损失0.82亿元,死亡36人;地裂缝87处,缝深一般0.5~3m,最深5m,宽0.05~0.4m,最宽1m,长十几米至数百米,最长达1000m,主裂缝间距3~5m,造成直接经济损失0.03亿元,死亡8人;崩塌102处,造成直接经济损失0.02亿元,死亡48人。
4.重庆市矿山地质灾害危害性
重庆市各类矿山地质灾害累计造成直接经济损失3.83亿元,死亡130人,影响范围9375.78hm2。其中崩塌死亡人数最多,为58人,占死亡总数的44.61%,如1973年5月22日合川市康佳乡鸡公咀发生崩塌死亡42人,1994年4月30日武隆县鸡冠岭发生崩塌死亡16人。崩塌造成直接经济损失1亿元,间接经济损失7亿元;矸石山滑坡死亡22人,占死亡人口总数的16.91%,直接经济损失0.25亿元;矿坑突水是重庆市直接经济损失最大的矿山地质灾害,为2.4亿元,占直接经济损失总数的65.28%,死亡21人,如2003年9月10日秀山县涌洞乡川河煤矿发生特大穿水事故,造成18人死亡。
重庆市发生的各类矿山地质灾害以能源矿山(煤矿)造成的危害最大,其中死亡118人,直接经济损失3.68亿元,占总损失的96.08%;金属矿山(主要是锰矿)造成的危害次之,死亡8人,直接经济损失0.08亿元,占总损失的2.09%;非金属矿山4人死亡,直接经济损失0.07亿元,占总损失的1.83%。
5.西藏自治区矿山地质灾害危害性
西藏各类矿山地质灾害主要发生在铬铁矿山和铜矿山,其次是煤矿山,累计造成的直接经济损失为0.0178亿元,死亡3人。其中崩塌14处,死亡3人,造成经济损失113万元,占总损失的64.04%;其次是地面塌陷11处,塌陷面积约10hm2,直接经济损失60万元,占总损失的33.70%;地裂缝20条,直接经济损失4万元,占总损失的2.24%;泥石流1处,直接经济损失1万元,占总损失的0.06%。
❿ 矿山地质环境与矿山地质灾害的区别
据了解,这次由国土资源部和中部、中国地质调查局部署组织、中国地质环境检测院承担实施、历时五年的调查研究,是我国首次全面系统开展的矿山地质环境调查预评估。摸清了全国矿山地质环境现状,查明了主要地质环境问题及危害,为合理开发矿产资源、保护矿山地质环境和开展矿山环境整治、矿山生态恢复与重建、实施矿山地质环境监督管理提供了决策依据和建议。
这项调查涉及各类非油气矿山113149个、开采矿种193种,估算年开采矿石总量82.05亿吨。由于长时间、高强度的矿山开采,造成大量土地荒废,生态环境恶化,甚至有的地方发生大范围的地面塌陷等地质灾害。调查统计,到2005年底,全国矿山开采引发地质灾害12379起,造成4251人死亡,直接经济损失161.6亿元。因采矿活动形成的采空区面积80.96万公顷,引发地面塌陷面积35.22万公顷,占用和破坏土地面积143.9万公顷。
采矿留下后遗症
通过对所调查的矿山进行综合研究与分析评估发现,所有矿山活动都对采矿区地质环境造成影响。其中,严重影响的矿山达8457个,影响区域面积约5.3万平方千米,在建矿、采矿过程中强制性抽排地下水以及采空区上部塌陷,使地下水、地表水渗漏,严重破坏了水资源的均衡和经排条件,导致矿区及周围地下水的水位下降,引起植被枯死等一系列生态环境问题。
采矿形成的矿坑水、选矿废水以及采矿废石、煤矸石、尾矿渣等堆放不当,也构成了矿区水位和土壤的污染源。调查数据显示,全国采矿活动平均每年产生废水、废液约60.89亿吨,排放量47.9亿吨;产生尾矿或固体废弃物约16.73亿吨,排放量14.54亿吨。到2005年底,全国尾矿或固体废弃物累计积存量219.62亿吨。
另据了解,矿山开采已经造成一些城市资源枯竭。今年四月,国家发改委、国土资源部等联合公布了12个首批资源枯竭城市名单,涉及煤炭、石油、有色和黑色冶金等行业,分别是焦作、萍乡、大冶、阜新、伊春、辽源、白山、盘绵、石嘴山、白银、个旧以及大兴安岭。
正待再造绿色矿山
针对我国矿山地质环境面临的严峻形势,最近国家启动了矿山环境治理工程,根据矿山地质环境评估结果划分出矿山地质环境重点治理区73个,面积28.61万平方千米;一般治理区92个,面积81.34万平方千米。全国共规划矿山地质环境治理工程212个,治理矿山总数15678个,其中近期治理矿山7080个。
去年底,国务院发布了《关于促进资源型城市可持续发展的若干意见》,提出到2010年前,基本解决资源枯竭城市存在的突出矛盾和问题,大多数资源型城市基本建立资源开发补偿和衰退产业转型扶持机制,2015年前这项机制覆盖到全国范围。对确定的首批资源枯竭城市,国家给予各项优惠政策和资金支持,包括连续四年拨付一定数额的财力性转移支付资金;通过补偿和扶持解决资源开发后的矿区治理、矿工安置及经济转型等突出问题;安排专项资金用于环境治理和生态保护等。
记者了解到,近年来全国各地纷纷开展了矿山地质环境恢复治理行动,再造绿色矿山。
大量的调查研究证明,许多地区的贫穷、经济落后、发展缓慢、生态环境恶化等均与矿山地质环境相关。因此,为了保障社会可持续发展,必须防治矿山地质环境的恶化;增大防治力度,则更有利于社会的可持续发展。由此说明,矿山地质环境防治是社会可持续发展事业的一个重要组成部分。
水土流失、土地荒漠化、土地盐渍化、地面沉降、地下水水位下降等,是生态环境恶化的重要原因。从某种意义上讲,生态环境保护与矿山地质环境是密不可分的,因此,防治矿山地质环境的恶化不仅是一个复杂的自然科学问题,也是一个极其严肃的社会科学问题。所以要动员世界各国政府和民众的共同参与,充分发挥科学技术和公共管理的作用,共同防治矿山环境恶化,保护社会可持续发展。而社会的可持续发展,必然使社会财富增多。而且在社会发展过程中,由于矿山生产与开采过程中减弱对环境防治的意识导致环境恶化、灾害丛生,进而成为人为的灾害源,从而又危害了人类与社会。因此,在社会经济可持续发展战略中,防治矿山地质环境恶化,具有重要的地位和作用。