发布时间:2023-10-10 17:16:15
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中图分类号:TD608 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)13-0222-01
1 引言
煤矿开采中的危险系数非常高,因为在实施过程中所处的环境非常的恶劣,使开采过程很容易受到外在因素的影响,从而引发各种安全事故发生,所以,降低安全事故的发生机率是露天煤矿建设与管理中重点关注的问题,其中更不可忽视电气系统在露天煤矿中所存在的不安全因素,因为,据不完全统计,露天煤矿在生产作业中所发生的安全事故,一半以上都是由于电气系统设备故障造成的。这样不仅给煤矿开采进度带来影响,最重要的是对操作人员的生命安全造成威胁。
2 露天煤矿电气系统存在的事故隐患
导致煤矿事故隐患发生的原因有很多方面,其中最为突出且主要的原因则是电气系统等设备及设施不合理造成的,在一定程度上增加了电气事故的发生几率,以下是做了具体的分析:
2.1 断路器及开关遮断容量不足
如果在露天煤矿开采过程中断路器及开关遮断容量不达标,那么就会影响到分段短路的电流能力,从而引发由于短路故障增大热量而发生的设备及电缆燃烧现象,轻则导致一些矿区停电停产,耽误工程进展速度,重则造成财产巨大损失以及人员的伤亡。
2.2 雷击过电压问题
煤矿开采过程中经常遇到各种雷雨天气,其中雷电灾害作为重大灾害之一,给煤矿开采带去的危害至关重大,当云层的电荷与其他物体或云层发生闪电或雷击时,云层中的负电荷就会快速消失,电容效应也随之不见,那么聚集在物体表面的正电荷也立即流向大地,由于电流较大,会在流动的路径上由于电阻的原因产生很大的电压。如果由于雷击过电压、电流产生火花或是击穿电缆设备,出现短路问题,电流产生的火花甚至短路问题带来的火源再将油污、电缆等易燃物品点燃,会直接引起火灾,这时配电室内没有充足的灭火设备或是没有及时安装通风排烟设备,会导致火灾很难控制,甚至可能引起事故范围不断扩大,停电、停产、人员伤及在所难免。
2.3 电源线路强度及主变压器容量不足问题
目前,很多的露天煤矿在生产运营过程中所面对的一个头疼的问题就是主变压器容量匮缺引起变压器供电能力不足而引发的事故。另外,由于电源线路的强度不足,一旦遇到各种恶劣天气就会很容易发生电源线率断掉或塔杆倒下等问题,不得不将开采工作暂停,不然容易给露天煤矿的施工人员带来生命危险,造成人身财产安全恶劣后果。
2.4 电气设备缺乏完善性引起的火花事故
从近几年我国各煤矿实际的发展情况了解后发现,露天煤矿中频发火花事故,其主因是电气设备缺乏完善性导致的。通常引发火花事故的原因分为:其一,电气设备在维修及安装过程中不符合标准要求,造成开关触点分合时出现电火花,从而引发安全隐患;其二,露天煤矿带电电缆由于外力原因拉脱、破损、电缆绝缘下降容易造成系统短路、接地,引发电气火花;其三,露天煤矿电气设备保护失灵,当出现过流、短路、接地等电气事故时拒动,使设备、电缆过载、过热印发电气火花。
3 露天煤矿电气系统存在事故隐患的解决措施
3.1 定期检查,对不足进行及时的修复
电气设备在经历了长时间使用之后肯定会有这样那样的问题存在,为了不影响整体的运行需要定期进行检查。针对于开关遮断容量不足的问题并不是不能够解决,如:更换灭弧介质,重合容量不足的开关停止重合闸的使用,经过调整降低系统短路的电流,满足开关的灭弧能力或更换全新的开关。而容量严重不足时,应改为“非自动”,作为负荷开关或隔离开关使用。
3.2 提高对防雷工作的重视度
这就需要露天煤矿在运营过程中结合国家及地方的相关规定及要求配置有效的防雷装置,这一过程中还应结合地势环境、土壤、气候、地理位置等因素进行,以此达到安全可靠、经济合理以及技术先进等目标;另外,建议换成组合式过电压保护器,换成相吻合的避雷器;也可以进行二次继电保护工作,在继电保护调试中模拟煤矿电站短路情况,可以靠近电站的过留速断跳开,因其对保护断电系统具有可靠性,而且在输电线路时,降低了雷电对段杆塔的袭击,提高了雷击杆塔的抗雷作用。
3.3 安装有效的视频监控系统
在当前科技快速发展的局面下,越来越高科技的监控系统也接连形成,可以在露天煤矿中安装相应的视频监控系统,为开采作业顺利进行树立良好的保障,同时还能够促进煤矿产量、效益及安全性的提升。因此,安装电气系统的监控设备越来越成为露天煤矿管理中的一项重要内容,对露天煤矿电气系统的安全作业提供保障,为露天煤矿开采提供有效的指导,同时还可以在事故中发挥及其重要的作用。
3.4 对电气设备的维修模式不断创新
传统的维修模式已经无法适应于全新的时代需求,为了能够及时的发现电气设备中的故障问题,不影响生产的正常运转,那么露天煤矿就应该对电气设备维修模式全面创新,并明确做出规定,定期对电气设备进行检修,合理安排检修时间、检修负责人以及检修机器数量等。一些陈旧的机器设备,性能较低,出现故障率较高,因此,可以成立管理检修小组,进行深入分析其运行状态,对设备进行实时控制,加大检修力度,确保降低成本的同时,提高机器设备的安全性。
3.5 加大对作业人员的培训力度
当前,很多煤矿所具备的电气系统负责人员不管是在综合素质还是专业能力上都有所欠缺,种种原因也使得电气设备容易出现隐患。所以 应针对岗位人员定期进行培训,不断强化他们专业能力及综合素质,增强工作人员的安全意识,调动工作的积极性。依照不同岗位进行相应的培训,通过对技能知识的讲解与技能实际操作,全面提高工作人员的专业素质,为培养全能型的技术人才。
4 结束语
总之,与其他工程相比较,煤矿开采工程的危险系数相对较高,尤其是露天煤矿中的电气系统故障隐患,如果得不到有效的防护将造成无法弥补的后果,因此受到了社会大众广泛的关注。基于此,露天煤矿应积极应对电气系统的安全问题加大改革力度和各方面的投入力度,结合现实状况不断改善,促进我国露天煤矿事业的健康发展。
参考文献
1选择合理开采工艺与机械设备露天开采工艺与设备的选择是露天矿设计中的重要环节,它的合理与否直接影响露天矿的投资成本,露天矿的初期建设以及露天矿的经济效益。而电能是清洁、环保、廉价的能源,并且目前大型的露天煤矿企业都已经与发电企业进行合并,形成了煤电联合企业,露天煤矿的一些大型设备,如电铲、吊斗铲、轮斗挖掘机、胶带、排土机等都是以电作为能源。因此,在露天煤矿设计和生产过程中,尽量使用用电设备代替用油设备,优先考虑采用半连续工艺、连续工艺、倒堆工艺等,取代单斗电铲—汽车运输的间断工艺,从而达到降低原油消耗,提高矿山经济效益,减少汽车尾气对矿区空气的影响。
2最大化的回收煤炭资源煤炭作为一种不可再生的资源,如何最大化的回采它是实现高产高效绿色矿山所要解决的问题。为了减少煤炭损失,提高回采率,露天煤矿应采用合理的采煤方法。对于近水平及缓倾斜煤层,应采用顶板拉沟向底板推进的开采方式,并使用倾斜分层,同时配以辅助设备清扫浮煤。对于倾斜和急倾斜煤层,除了采用顶板露煤和水平分层外,还要使用前装机或者推土机回采三角煤,从而减少煤炭自燃对矿区空气的影响。
3优化露天矿运输系统运输系统作为露天矿核心环节起到了纽带的作用,通过露天矿的运输系统可以将采场、排土场、储煤场联系起来。运输系统的优化是将露天矿运输距离合理化、最小化,从而减少露天矿的运输费用,提高运输效率,降低运输过程中对露天矿环境的影响。露天矿运输系统优化应按照矿、岩的流向,从运输系统的总体目标出发,合理选择运输线路和运输工具,综合考虑运距、运输方式、运输时间和运输费用,以最短的路径、最少的环节、最快速度和最少的费用组织好矿、岩运输活动,提高企业的经济效益。
4资源综合利用在露天煤矿开采的过程中产生了许多废弃的物料,这些废弃的物料如果不进行合理的利用和处理,将严重的影响矿山的环境,因此我们应该把露天开采工程中伴随产生的废气、污水、煤矸石、煤灰等看作资源,发展循环经济,形成相关产业,变废为宝。通过资源的合理利用和相关循环产业的经济效益,从而降低露天煤矿开采的成本,减轻露天开采对生态环境的影响与破坏,实现真正的绿色开采,使矿山产业可持续化、绿色化。
露天煤矿区对土地资源的破坏主要表现在露天采场的直接挖损、外排土场压占土地和工业广场的占用等。挖损是对原地表形态、浅部地层、生物种群的直接摧毁,致使原土地不复存在,压占是挖损过程中产生的废弃岩土堆置于外排土场上造成原地貌功能的丧失。挖损和压占等工程活动直接破坏了表层的植被,导致这一区域原先处于相对稳定的系统受到干扰,使区域内的土地利用、植被覆盖、地貌、保水力等生态因子发生巨大的变化。
(二)水污染问题
露天煤矿开采对地表水和地下水污染最严重的是煤矿排土场淋溶水。排土场的煤矸石中富含碱金属、碱土金属和硫等,大气降水淋溶了煤矸石中的无机盐类,含无机盐类的淋溶水流入地表水体会对地表永体造成污染,渗入地下含水层,也会污染地下水体。此外,采场周围水体和大气降水汇入采场矿坑,也会由于矿坑积水浸润采场的残煤露头,而使煤层中的硫和重金属等污染物质溶入水体而使地下水受到污染。
(三)空气染污问题
露天煤矿排土场污染最严重的因子为剥采区、排土区和运输道路两侧一定范围内的粉尘。此外,露天煤矿排土场大多没有土地复垦和再植被,每个露天煤矿的外排土场都会形成一个几百到几千公顷的人为荒漠化土地,春秋时节,荒漠化的排土场所产生的扬尘等亦会使周围大气造成严重的污染。
(四)环境地质问题
露天采矿形成的矿坑边坡及排土场边坡,由于地质构造、边坡岩体、地表水及地下水作用、采矿工程活动等原因诱发一系列诸如滑坡、塌陷、泥石流等突发性或缓变性地质灾害,危及该地区周边工业企业与民居建筑的安全,造成人员伤亡及巨大的经济损失。因此,滑坡、塌陷等地质灾害贯穿于露天矿开采的始终,并有可能延续到闭坑后。
二、露天煤矿开采引发环境问题的防治对策
(一)土地破坏的防治措施
1、耕作层土壤和表层土壤是经过多年耕作和植物作用而形成的熟化土壤,是深层生土所不能替代的,对于植物种子萌发和幼苗生长有着重要作用。应对矿区拟破坏的露天采矿场熟化的表土进行剥离,用汽车运输到指定表土堆放场堆存,闭矿后直接作为露天采矿场复垦用土。
2、修建运输道路时,要充分利用已有矿山运输道路、乡村道路,不占或少占耕地、林地。避开土壤状况良好、植被生态复杂地段,减少对矿区植被和土壤的破坏。
3、采用机械、人工等方式对采场边坡进行清理,清除松动、凸起的碎(块)石。对平台进行人工、机械平整,清除场地内较大石块;休息室、表土堆放场建筑进行拆除、平整;区内道路进行平整、回填;平整后场地坡度要满足复垦场地需求。
4、对平整后的平台场地穴状坑及采场边坡平台进行覆土,覆土来源为矿山开拓时剥离堆存于表土堆放场的表土。采用机械、人工等方式,剩余的表土采取就近的原则平覆于拟复垦林地的场地,覆土平均厚度≥0、5米。
5、矿区复垦土壤以生土为主,土壤养分含量和地力不足,恢复待复垦土地的肥力和生物生产效能,就必须采取恢复土壤、肥化土壤的措施。因此复垦的地块根据当地情况增施农家肥与生物菌,林木落叶留底以提高土壤的有机物含量,改良土壤结构,改善土壤理化性状,增加土壤肥力。
(二)空气污染的防治措施
1、施工扬尘防治措施。土石方开挖避免在大风天气进行,完工后及时回填、平整场地;工业场地辅助配套工程施工,首先做好路面硬覆盖;易产生扬尘的建筑材料采用封闭车辆运输;设置围布、挡板,禁止高空抛撒建筑垃圾和起尘的料、渣土的 外溢;施工扬尘防治关键要加强施工管理,管理到位,可以有效减轻对环境的影响。
2、运营期地面运输系统的防尘措施。输煤系统带式输送机栈桥露天部分均加设皮带罩棚,筛上设布袋除尘器集尘;在其周围设置彩色防风挡板,阻挡煤尘的扩散。储煤设施应采用圆筒仓储煤方式;转载点、原煤卸载站设置通风除尘装置和喷雾洒水装置。
3、采场、排土场扬尘治理。对采掘工作面,合理布置炮孔,正确选择爆破参数和加强装药、 冲填等作业的管理,爆破前向岩体注射高压水,或利用洒水装置;钻机设袋式集尘器,爆破后洒水降尘;配备洒水车往返于坑内外道路,对排土场工作面及其与采掘场之间的道路进行经常性地洒水,以增加路面、 作业面积尘湿度。排土场定期碾压,降低起尘。对已经结束排弃的排土场平台,在不影响整个露天矿排土作业的条件下及时覆土绿化;沿固定帮坡种植防风林带。
(三)边坡防治措施
1、高度重视露天矿边坡管理工作,建立健全边坡安全管理机构制度,剥采生产应严格按照设计给出的边坡角、平台进行留设,严禁越采超挖。
2、采用边坡稳定性雷达或边坡监测机器人加强边坡变形监测工作,及时掌握边坡变形的动态情况和规律,对于出现的任何局部、小规模的边坡坍塌滑落还要进行专门的分析和治理方案设计。
3、露天矿地下水丰富,建议建立完善的疏干排水系统,在采场发现出水点,详查后打水平孔,释放静水压力,夏季暴雨会给采场边坡稳定性带来威胁,此时要加强疏干,特别是断裂带和煤层顶底板的弱层,一定要详查,做到“有疑必探,先探后采”。
4、建立日常的巡查监测制度,特别是春季解冻期、雨季或坡面上出现沉陷裂缝时更要加强巡查监测,一旦发现异常情况(如边坡有明显失稳先兆)及时预警避让,或采取防治工程措施。
5、抗滑桩是穿过滑坡体深入于滑床的桩柱,用以支挡滑体的滑动力,起稳定边坡的作用,适用于浅层和中厚层的滑坡,是一种抗滑处理的主要措施。
(四)水污染的防治措施
1、修筑截矿山排水沟渠。矿山排水沟渠沟建于矿场四周,当雨季降水量大,既起到阻挡作用,而且还起到梳流作用。
2、河流改道。针对穿过矿区的河流,必须对河流进行改道迁徙,路线改道应选择短,地势平缓弱渗水地段。同时还要考虑矿山的发展前景,避免二次分流。新河道的起点应该在河床冲刷易发区进行选择,并与原有的河道河势想适应。
3、调洪水库。季节性的地表水流横穿开采境界时,除采取改道措施外,须在矿区上游修筑调洪水库截流和贮存洪水。
4、修筑拦河堤。当露天开采和附近的河流周围地面水平的境界,湖白的岸边标高相差较小,甚至低于岸边地形时,应该修建岸边护堤堰。防止河水漫灌到采矿场。
一、露天煤矿绿色开采的重要作用
绿色开采技术的根本目的在于改变现有的露天煤矿的生产方式,减少煤炭资源的浪费,减少煤炭开采对大气、水和土壤的污染,从而实现可持续发展的战略。
露天煤矿的绿色开采技术是煤矿开采事业长久发展的必要要求。当今世界,全球能源危机不断加剧,自然资源储量越来越少。传统的露天煤矿开采技术无论是对于资源还是环境的可持续发展都非常不利,这就更加剧了能源的不足的现状,煤矿事业的发展面临前所未有的挑战,这种现状迫切需求露天煤矿绿色开采技术的的出现和革新,它可以提高煤矿的生产效率,增加煤炭产业的经济效益,不断促进煤炭事业的发展,所以说绿色开采技术的出现符合煤炭事业的发展要求。
露天煤矿的绿色开采技术是科学发展观的重要体现。煤矿的绿色开采技术是针对能源危机和环境污染提出的,传统的露天煤矿的开采技术对于大气、水、土壤资源的危害是不可挽回的,科学发展观的提出就为露天煤矿开采技术的革新提供的一个机遇,绿色开采技术的出现正是符合科学发展观的要求,它是科学发展观在煤矿开采事业的尝试,所以说它是科学发展观的重要体现。
二、基于自移式破碎站开采技术
在对露天煤矿进行开采中,采用自移式破碎机这种新型采矿工艺,不仅可以大幅度降低在露天矿山中汽车的使用数量,还可以明显提高露天煤矿开采的生产效率,降低露天煤矿开采的生产成本,减少汽车废气的排放以及汽车轮胎的消耗,不仅可以保护大气环境还可以有效改善露天煤矿周围的环境,有着积极的使用价值。
自移式破碎站中包括履带式移动破碎站以及反击破履带式移动破碎站、筛分履带移动破碎站、圆锥破履带式移动破碎站等,在任何的地形条件下都可以满足煤矿开采需求,还可以根据客户需求灵活配置出一级破碎、二级破碎与三级破碎模式,也可以对其进行优化组合。并具有高破碎效率、多功能、结构设计合理的优势,满足露天煤矿开采中对粗、中、细物料破碎的筛分需求,采用一体化的机组配置,不仅安装维修方便合理,还具有很高的耐久性,以提高露天煤矿开采中机组的工作时效。采用该机组进行露天煤矿开采,可以降低生产过程中的噪音、减少粉尘污染,有效提高实际露天煤矿开采中的社会经济效益。基于自移式破碎站的煤矿开采工艺,不仅利于环保,还可以减少对空气CO2的排放,增强使用年限,而且在实际开采中,对于施工现场要求较低,便于操作,提高开采效率。
三、采区煤矸分离技术
在新开拓采区中,要并列创建一个煤仓、矸石仓,以及运输系统。运煤的时候,要将矸石仓关闭,原煤被直接灌入煤仓。当在掘进工作中,遇到了断层或者穿煤层施工,往往岩石含量较多。在灌矸石仓的时候,要将煤仓关闭,漏下的矸石进入矸石分离系统后,还要通过矸石分离系统卸载。采区煤矸石洗选法如果在掘进的过程中,掘进工作面以半煤岩为主,当掘进运输系统无法实习实现分离的时候,就可以将小型洗选装备设立起来。煤与矸石的混合物可以被卸载到小型洗选装备中以洗选的方式对煤与矸石进行区分,做好隔离工作。原煤运输系统可以对煤进行分配,并将被分离出来的矸石进入矸石运输系统。
四、“数字矿山”技术
目前,对于“数字矿山”的定义国内外尚未完全统一。通俗地讲,数字矿山就是一个矿山范围内的以三维坐标信息及其相互关系为基础而组成的信息框架,并在该框架内嵌入我们所获得的信息的总称。对于数字矿山建设,概括起来目前主要有以下五种观点,即数字地球观点、地质模型观点、信息管理观点、监控系统观点和工程应用模式观点。对于数字矿山的功能内涵,必须从对矿山数据的存储、传输和表述向更深层次延展,并不断拓宽各个层次的应用,应涵盖数据的获取、存储、传输和表述,矿山生产与经营决策优化,各种设计、计划工作和生产指挥的计算机化,生产工艺流程和设备的自动控制等多个方面。
数字矿山建设,具有重要的现实意义,第一,数字矿山能以数字化的形式全面反映矿区的地质信息、力学信息、露天煤矿矿产资源的储量和开采情况,有利于根据这些数据信息做出合理的开采规划,在保证矿产资源稳定供应的同时,促进资源的合理利用和环境保护工作,以促进经济社会的可持续发展。第二,数字矿山能适应日益增多的深层开采条件,并结合自动化开采技术,使矿工远离高温和岩爆威胁等恶劣环境,减少和避免矿山安全事故。第三,对矿山开采引起的各类生态破坏和环境污染问题进行数字化分析,以为矿山的生态重建方案、灾害评价与预测预报体系等提供参考依据。
五、矿山综合开发利用技术
(一)矿区土地复垦
露天矿采空区和排土场所占面积大,因此应针对其不同情况采取合理的复垦方式,加强对土壤改良,使其转变为农业耕地或林牧业用地,注重其生态效益。如针对干涸、覆盖物薄的矿场,可将其作为垃圾填埋场;针对排水不良、积水较深的露天矿,建议不做回填处理,可将其建成人工湖;针对覆盖层厚的矿场,可以边开采边复垦。
(二)优化废弃物的处理
露天煤矿废弃物的排放,对于矿区的生态环境影响恶劣,因此为减少废弃物的排放,对于煤矿的开采可以采用分区开采或多种工艺混合开采的方式,尽量采取内排方式,有效降低外排土场的占地量;同时可综合分析边坡工程地质和水文地质条件,运用综合控制技术,提高实际边坡角,这样有利于减少大量剥离物;在废弃物外排时,为减少其对土地及大气环境的污染,可将矸石和有污染的剥离物排弃于排土场的底部,用黄土进行包埋和压实。
(三)优化地下水处理
矿区应加强对煤矿开采过程中地下水的处理,应用科学的保水开采技术,充分考虑矿区的地质条件,尝试采用帷幕堵水方法或帷幕堵水、降水孔疏干相结合的方法,清污分流、分质分流等措施,减少污水的排放量,提高水资源的利用率。
(四)节能、降耗及综合开发
露天煤矿在生产过程中,需要消耗大量电力、火工材料、油品等,存在一定的浪费现象,不利于其可持续发展,因此应在矿区大力推广节能装备、节能工艺与技术,减少生产能源过程中的各种消耗,走环境无害化技术模式,加强清洁生产技术、废弃物综合利用技术、洁净煤技术、复垦与污染技术等,如煤矸石、伴生矿物其用途广泛,可作为发电和生产建筑材料。
六、结语
露天煤矿开采所诱发的种种环境问题产生的影响是直接的、深远的,尤其是对生态环境的影响,而对这些环境问题的防治也是一项复杂的、综合的、庞大的系统工程。要应用环境地质学、环境科学、采矿学、水土保持学、系统工程、工程经济学等学科的原理和思路研究防治对策,追求最优的经济效益、社会效益和环境效益。实现煤炭绿色开采与环境保护协调发展,实现矿区的可持续发展。
参考文献:
Abstract: The landslide opencast coal mine is easy to happen, some even caused significant personal property losses. So for the landslide prevention and control work should attach great importance to. This article analyzes the influence factors of slope stability and causes of landslide, and the landslide of slope.
Keywords: slope landslide, monitoring, landslide types
中图分类号:TU45 文献标识码: A文章编号:2095-2104(2012)01-0020-02
前言
皮里青露天煤矿位于新疆伊犁伊宁县潘精乡卡拉亚尕齐村境内,是伊犁最大的露天煤矿之一,生产能力90万吨/年,始建于1995年,建矿以来发生两次较大面积的滑坡现象(2005年西帮一次,2009年北帮一次),因此结合两次事故实际治理情况进行分析和学习。
边坡滑坡是露天煤矿安全生产的重大隐患之一,露天煤矿边坡的稳定与否,是直接关系到煤矿能否正常生产的重要前提。露天煤矿边坡研究与治理工作是煤矿技术工作不可缺少的一部分。边坡在煤矿的安全中占有重要地位,是对安全生产的重要因素之一。而且对边坡的治理持续时间长,从煤矿开采到结束的整个期间都需要对边坡进行维护治理。而且随着矿山开采深度的逐渐增加,露天矿山边坡的高度、面积等也要大幅度增加,这就加大了对边坡治理的难度。
一、滑坡类型
(一)顺层滑坡
顺层滑坡,顾名思义,就是发生滑坡是顺着边坡的方向。一般分为两种类型,一是沿单一层面的滑坡,造成这种滑坡的原因是滑面倾角大于其内摩擦角,而且坡角切层被挖开。这种滑坡发生时规模较大,且一般是由人为原因引起的。另外一种类型是坐落式平推滑移型滑坡。坐落式平推滑移型滑坡的滑面具有复合形态,主体滑面为岩层滑面,而滑坡后缘为近似的圆弧形。坐落式平推滑移型滑坡的主滑面比较平缓,滑体的滑动变形速度较小。(2005年西帮滑坡就属于此类)
(二)楔体滑坡
楔形体滑坡的滑动面及切割面均为较大的断层或软弱结构面。根据滑坡结构面的数目,可以将楔形体滑坡细分为有两个结构面组合形成的楔形体和由三个结构面组合形成的楔形体。在第一种楔形滑坡中,滑坡一般沿着两个结构面的交线方向滑动,且两个结构同时发生滑坡。第二种楔形滑坡由于是由三个结构面构成,因此在滑坡发生时有多种可能性存在。滑坡可能是沿着三个结构面的交线方向发生双滑面滑坡,也能是沿着单一结构面倾向滑动的单滑面滑坡。在边坡中两种结构面相互交切成楔形失稳体时较易发生楔形滑坡。(2009年北帮就属于此类)
(三)圆弧滑坡
圆弧滑坡指发生滑坡的滑动面的形状是弧形状,这种滑坡类型比较容易发生在土质边坡、散体结构的破碎岩体或软弱沉降岩边坡滑坡中。圆弧滑坡的形成具有一定的过程,也就是说,圆弧滑坡的发生不是一触即发的,是有时间性的。因此在预防和治理这种滑坡时,往往会有比较充裕的时间让人们拿出有效的方案。圆弧滑坡一般经历三个阶段,第一个阶段是坡角蠕动变形,从坡角开始发生滑动。第二阶段是经过坡角的滑动变形,滑坡的后缘张裂开始扩张,并且速度越来越快。最后一个阶段就是滑坡中部滑床断裂贯通,整个滑坡面发生滑动。在圆弧滑坡中第一阶段发展较慢,坡角的变形需要较长的时间,在后两个阶段发展速度较快,尤其是在后期,圆弧滑坡由于坡角的变形和滑坡后缘的断裂,速度不断加快。
(四)倾倒滑坡
倾倒型滑坡与上述三个滑坡的发生方向正好相反,是一种反倾边坡结构。倾倒型滑坡是在岩石重力作用下岩块发生移动而产生的倒塌破坏。倾倒型滑坡开始形成时沿着边坡岩体中的反倾结构面产生错动,边坡面形成微细的错动裂纹,继而发展为裂缝。随着岩层层面的进一步错动使边坡面的裂缝两侧产生相对的差异变形,并使岩层逐渐向外倾斜直至崩塌。只有在边坡岩体结构面倾角很陡时,才有可能发生倾倒型滑坡。
(五)复合滑坡
复合型滑坡是上述四种滑坡有两种以上滑坡同时发生的滑坡。在发生滑坡时,有可能是顺层滑坡,同时也是圆弧型滑坡。或者是楔形滑坡,同时又是倾倒型滑坡。当多种滑坡类型同时发生时,对滑坡的预防和治理增加了难度,具有一定的复杂性。
二、滑坡的预防与治理
滑坡的形成原因有很多,有人为原因也有自然原因。在人为原因中,主要是由于在开采过程中,无序开采,施工人员没有按照施工程序进行规范操作。所以,加强采场边坡岩体的稳定性,要加强对露天煤矿边坡的预防和治理。
(一)加强培训,提高施工人员技术
施工人员的技术对滑坡的预防和治理起到关键作用。所以,在施工中要注意对施工人员的技术培训。在培训中,要严格按照培训制度执行,并且要加强考核,确保施工人员能够完全理解该项技术。尤其是在采用新技术的煤矿开采中,要加强施工人员的技术培训。在培训中,要重点介绍发生边坡发生的规则,对不同地质发生滑坡的特点作为重点,以便施工人员能够在施工中有的放矢。
此外,在培训中,要努力提高施工人员的安全意识。只有提高了施工人员的安全意识,才能使施工人员在施工过程中把施工安全谨记在心,在发生滑坡时能够及时发现,避免滑坡造成更大的损失。
(二)滑坡的监测
露天煤矿边坡监测是预防边坡滑坡的重要手段,边坡监测可以及早发现边坡存在的问题,及时采取措施,尽可能的减少滑坡带来的危害。在对边坡监测,主要对工作帮、非工作帮的边坡变形、位移等情况进行监测。在监测中,要尽量采用新技术,提高监测质量。在新技术使用时,需要注意最好能够与旧技术进行参照对比,得出有效的监测质量结果。
(三)边坡管理
第一,建立健全边坡管理机构。成立露天矿边坡管理小组,配备专业技术人员,按期进行边坡观测,及时提供观测数据,每季度作出边坡监测分析报告,报矿领导及有关部门。把边坡管理工作纳入日常生产管理。
第二,加强现场管理。在边坡作业时,管理人员要加强巡视,要求施工人员严格按照施工程序和操作规范进行施工,对于违反操作规定的人员,要及时处理,并给予一定的处罚。此外,还要对施工人员进行现场培训,增强施工人员的安全意识和操作规范意识,确保施工的质量,同时也是对施工人员自身安全的保护。
第三,建立一支边坡维护专业队伍,加强检查维修。露天煤矿边坡,必须对其进行经常性的检查和维护,用以保证边坡稳定,防止灾害发生。
(四)滑坡防治技术
第一,削坡减重,采用自上而下的清理缓坡措施。缓坡起到了稳定边坡的作用。(西帮、北帮都采用了削坡减重的方法进行了处理)
第二,抗滑桩加固,采用钢筋混凝土桩加固边坡。必要时进行人工放坡,铺上草皮,植上灌木,砌筑局部挡土墙或者预埋防滑坡的木桩。(西帮采用了抗滑桩加固的方法进行了处理)
第三,控制地下水压变化,地下水是影响边坡稳定的重要因素,多数边坡失稳破坏都是由于地下水的失控所造成。因此,要设置排水网络,防止地表雨水流入矿坑冲刷边坡,层理。深凹露天矿要在坑外周围设置防山洪、防泥石流的阻挡或者疏导的设施。(西帮采用了修建当水墙来控制地下水变化的方法进行了处理)
三、结束语
露天煤矿边坡治理不仅关系到煤矿的利益,也关系人们的人身安全,所以煤矿管理部门要切实做好边坡治理工作,预防边坡滑坡发生。咋爱边坡滑坡后及时采取措施,将损失降到最低。
参考文献
1、祖国林; 秦生之; 张淑芬 ,露天煤矿滑坡灾害与整治 ,地质灾害与环境保护,1995年第9期
2、张艳博; 李占金; 康志强 ,露天煤矿滑坡灾变机理及控制对策研究 ,中国矿业,2011年第1期
3、翟宏新,露天煤矿开采工艺及设备的新进展,矿山机械,2008年第10期
4、覃辉煌; 周望; 肖中林 ,垂直锚杆式钢筋砼挡土墙在深凹露天煤矿边坡滑坡治理中的研究和应用,科技创业月,2013年第1期
5、张艳博; 康志强; 李占金,露天煤矿软弱层滑坡灾变演化数值模拟分析 ,矿业安全与环保,2010年第8期
中图分类号:TD8文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1120085-01
平朔矿区位于山西省朔州市境内,煤炭资源丰富,这里既有安太堡、安家岭特大型露天煤矿,也有井工开采的中小煤矿。矿区面积大1190km²,地质储量3000Mt,矿区生产能力达15Mt/a。为国家特大型矿区。开采历史较长,煤炭的开发为朔州的经济快速持续发展提供了基本保证,然而煤炭的大规模开采对矿山及其周围环境造成了严重的破坏,每年由于采动造成的地质灾害,给当地人民群众的生命安全和财产安全蒙上阴影,严重威胁矿山的正常安全生产。开采沉陷造成的矿区环境灾害主要有土地塌陷或积水,农田减产或绝产、道路塌陷、房屋变形破坏等,这都是开采引起的岩层移动,是造成矿区塌陷灾害和区域变形的根源,有效控制和减轻地面塌陷程度是解决此问题的根本之路。
一、露天煤矿边坡控制技术
采矿工程直接涉及或影响到边坡岩体的变形破坏特征、失稳模型,因此,对蠕动边坡变形控制亦应以采矿工程为主要研究内容。
1.依据弱层的蠕变特征设计边坡。边坡变形主要由褐色页岩泥化层控制,其变形特征主要取决于泥化层的流变特征,所以,在设计边坡时应采用弱层的长期强度来验算边坡的稳定性,并以瞬时抗剪强度和长期极限抗剪强度来分析边坡的变形动态。
2.控制地下水压变化。地下水压是影响边坡变形发展的极敏感因素,疏干减压是抑制或延缓软岩边坡蠕动变形进一步发展的有效措施。实践证明,设计合理的疏干工程密度是消除或减小变形“阶跃”,延缓变形发展的有效措施。
3.协调采矿工程。边坡的管理和维护是控制边坡变形的重要环节,应尽量缩短边坡暴露时间和服务年限。因此,在选择采矿工艺、采区布置、工作线推进方向和采空区利用等都应与边坡工程管理结合起来,协调发展,并实施内排土压脚工程,有效地减小倾倒滑移变。
4.制造人工裂隙,处理煤层含水。因为采煤的降深速度大于煤层疏干的降深速度。不把煤层中的水处理掉,采煤工作受到制约,光靠疏干井降深,时间长,满足不了采煤降深的要求。找一点煤层底板等高线较低的点,打一口集水井,通过集水井能把这些水很快抽走。
5.做好地面防水工程,最大限度地减少采场汇水量。设排水沟,排水沟与主要泄洪河道贯通。
6.植被保护。矿坑排土场的生态重建工作,台阶平台、边坡坡面和塬顶平台是主要的工程实施对象。排土场的最终平台主要采用灌草带状混交模式,树草种选择柠条、羊草和披碱草,形成灌草丛;外排土场永久边坡经穴状整地后栽植沙棘,常绿与落叶树木搭配、乔木与灌木结合、路基边坡种草,起到生态防护作用的同时,美化环境。
7.土地复垦。土地复垦与露天矿开采计划相结合,合理安排,实施边开采、边复垦、边利用;土地复垦与当地农业规划相结合,与气象、土壤条件相适应,与土地利用总体规划相协调,与当地的城镇、道路等建设及生态环境保护统一规划,进行地区综合治理,有利于生产、生活,美化环境,促进生态的良性循环。
二、井工开采沉陷的防治技术途径
沉陷破坏的防治技术途径可以从两方面考虑:(1)对开采沉陷的控制,即通过合理选择采矿方法和工艺、合理布置开采工作面、采取井下充填法、覆岩离层带空间充填等措施,来减少地表下沉,控制地表下沉速度和范围,达到保护地表和地面建、构筑物与耕地的目的。(2)开采沉陷破坏的恢复和整治,运用土地复垦技术和建筑物抗采动变形技术,对开采沉陷破坏的土地进行整治和利用。
1.全部充填开采。充分利用洗、选煤场的优势,将煤泥、矸石等废料,输送到井下采空区。煤泥通过管道、钻孔,充填采空区,此项目已通过工业试验。矸石经过辅助提升井运到井下,充填采空区。在煤炭采出后顶板尚未冒落之前,用固体材料对采空区进行密实充填,使顶板岩层仅产生少量下沉,以减少地表的下沉和变形,达到保护地面建、构筑物或农田的目的。
2.条带开采。根据煤层和上覆岩层组合条件,按一定的采留比,在被开采的煤层中采出一条,保留一条。由于条带开采仅是部分地采出地下煤炭资源,保留了一部分煤炭以煤柱形支撑上覆岩层。从而减少覆岩移动,控制地表的移动和变形,实现对地面建、构筑物的保护。
3.覆岩离层带充填。根据采空区上方覆岩移动形成三带的岩移特性,在煤炭采出后一定时间间隔内,用钻孔往离层带空间高压注浆,充填,加固离层带空间,将采动的砌体梁结构加固为稳定性较好的连续梁结构,使离层带的下沉空间不再向地表传递,以减少或减缓地表下沉,保护地面建、构筑物或农田。
4.协调开采。厚煤层分层开采时,合理设计各工作面的开采间距,相互位置与开采顺序,使开采一个煤层(工作面)所产生的地表变形和开采另一个煤层(工作面)所产生的地表变形相互抵消或抵消一部分,以减少采动引起的地表变形,保护地面建、构筑物。
5.土地复垦。煤矸石充填复垦和粉煤灰充填复垦;平地和修建梯田复垦,对积水沉陷区、潜水位较低的边坡地带,可采取平整土地、改造成梯田的方法复垦利用;输排法复垦开挖排水渠道,将沉陷区浅积水排出,使沉陷水淹地重新得到耕种;固体微生物复垦技术煤矸石添加适量微生物活化剂,经过一个植物生长期,就可建立起稳固的植物生长层,形成熟化的土壤。
三、结束语
开采沉陷是造成矿区环境地质灾害的直接原因,有效控制和减轻地面沉陷程度是避免开采沉陷环境灾害的基本途径。充填采煤法是减少地表下沉效果作好的方法,平朔矿区井工煤矿正在做膏体(煤泥水)充填的实验,这种方法可使采场没有或减少垮落带,能更好的减少地表下沉。
参考文献:
1.1对土地资源的破坏
矿产资源的开发对于土地资源会产生一定的破坏性现象,尤其是矿产的开采,一般是以地表的坍塌以及矸石山压占为主要途径,在矿产的露天开采过程中很多都是按照直接性的挖损以及外排土场为方式,按照笔者的调查了解到,我国正在自燃的矸石山体大约有200多个,在自燃的过程中会产生一些对人体和环境有害的物气体,这些气体中主要是二氧化硫,二氧化碳还有氮氯化合物等等不仅对土地会产生污染,而且还会阻碍土地上植物的生长,对人类的健康产生危害。由于矿山企业在开采的过程中可能造成酸性废水的产生,还会有洗煤厂所产生的废水等等在,这些排放到外界就会让周围土地或者农田受到诸多的污染,在地下开采的地面上也会产生更多的坍塌事故,造成废石的堆积现象,也占用了较多的土地资源。
1.2对水资源的破坏
水资源是人类赖以生存的资源,对于水体的污染主要表现在两个方面上,一方面是主要是在煤炭的开采过程中,会有多方面的人为疏干排水工作,也会使用机器进行煤体内部含水层的自然疏干,让地下水的面积也会出现下降的现象。矿区的供水出现减少,甚至出现枯竭的现象,地表严重干涸,很多植被因为缺少水分的滋润而被破坏,让生态环境和自然农业产量都下降,更为严重的还会引起地表的土壤沙化现象。除此之外,因为开采造成非常严重的地表水污染现象,矿井当中含有的煤粉以及盐粉等等悬浮物,极大的影响了可持续发展的进程[1]。
2矿山生态环境保护的恢复和治理
2.1对现有环境的保护
治理需要在保护的基础上进行,为了能够对现有生产矿山进行监督和管理,做好监测性的工作就需要矿山产生的废渣、矿石还有废石等等进行环境的影响性评估,尽量减少因为大气的悬浮物造成的污染现象。严格的监督相关煤矿企业在废水、废液还有废气的排放方面需要达到国家的相关标准。如果是露天的开采就需要极大的进行剥离开采制度的使用,强化对一些危险性次生地质灾害的防范以及治理工作,如果出现了一些巷道,就需要做好回填工作,已经发生的次生地质灾害也需要做好更加全面的治理,这样做能够更好的对地下的水资源进行保护[2]。
2.2矿山土地的复垦以及生态建设
首先,土地的复垦技术。这项技术需要在矿区进行土地复垦的研究,因地制宜,并且按照复垦的基本条件制定出不同的方案,复垦的植被应该具有两个方面的特点,一方面是经济效益要高,另一方面是生态效益也要突出。土地的复垦能够对采空地区的环境进行治理,例如,地面的沉陷以及排土场还有闭坑露天的采伐,这些对于矿山当地环境的改善都有极大的促进性作用,还能够更好的恢复土地的完整性,强化对土地复垦工作的研究,让土地的利用率得到有效的提升,也能够让矿区的环境得到更为全面性的恢复,保持土地的良性可持续发展[3]。其次,对露天煤矿的复垦方式研究。在露天的煤矿复垦背景下需要对不同的土地使用情况进行分析,一种是农业资源的类型,例如,抚顺的西露矿,阜新海州矿等等。我国很多大型的露天煤矿都是处于东北地区或者是西北地区,这些地区的年均降水量不是非常大,但是也会有较多的蒸发,有严重的水土流失现象,极大的阻碍了生态的发展。这些地区复垦的方向基本是使用有利形势的建设用地进行水产养殖以及粮食作物的种植等等,林业用地以及娱乐场所用地也可以建设,形成一个生态工程的多种利用形式。生态在重建的过程中需要秉承一定的原则,主要是对生态环境破坏的地带进行恢复,不能出现类似的煤矿开发活动[4]。
2.3矿山生态环境的保护和治理
坚持让矿产资源的开发和生态环境的保护并重的原则,坚持防治结合的策略,并且完善矿山环境保护体系,让管理体系能够更加有效的监督,制定环境影响和评价报告的制度。开展矿山生态的环境保护以及评价性工作,要有重点的区域还有地区,强化矿区的有效性规划以及管理,让地质灾害的评估更加有效和依法的进行。做好矿山的环境检测以及地质灾害的预防工作,避免在保护和治理的过程中再出现其他的灾害,对于灾害及时的预防,一旦发生分析性质,做好治理措施。矿山土地的复垦力度也需要强化,让耕地和建设用地保持平衡,大力开展造地复田的活动,让矿区的走向综合性治理的方向上,强化对废水废气的治理措施,严禁有毒的物质被排放到空气当中,强化废水中资源的有效使用[5]。
3结语
综上所述,本文对矿山生态环境保护与规划治理若干重要问题进行了分析和研究。在上述措施之下还需要实施更为清洁性的生产策略,不断的降低污染的发生,尤其是对生产设计进行改进,能源和原材料的产出更加清洁,使用现代化的技术设备,进行综合性的治理,从源头上减少污染的存在,提升能源的利用效率,也能够避免出现生产和服务的脱节现象。
作者:黄励 单位:平顶山市地方煤矿设计研究院
参考文献:
[1]赵文廷.矿山对生态环境的“黑洞与白洞”效应假说[J].四川地质学报,2013,14(3):325~327.
[2]王楷.矿山安全生产与生态环境发展问题分析[J].科技创新与应用,2015,25(18):164.
中图分类号:G812文献标识码: A
一、前言
砂岩矿是我国重要工业原料,砂岩矿工业的可持续发展关系国民经济健康发展安全。矿产资源的开发造成矿山环境问题严重,因露天采矿、开挖和各类废渣、废石、尾矿堆置等,直接破坏与侵占大量土地;矿山开发诱发的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地质灾害有增无减;采矿疏排水破坏了地下水系统,井泉干枯,人畜饮水困难。这些都严重影响了矿区周围群众的正常生活和社会稳定,也使得矿山环境恢复治理工作十分艰巨繁重。
二、矿山地质环境存在的问题
1、占用和破坏大量土地。采矿工业占用和破坏土地,包括采矿活动所占用的土地(如厂房、工业广场);为采矿服务的交通(公路、铁路等)设施,采矿生产过程中堆放的大量固体废弃物所占用的土地等。
2、地质灾害频繁发生。许多矿山在开采过程中都不同程度地受到滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的危害,露天矿山主要表现在:一是露天开采使边坡改变原有的天然平衡状态,地面及边坡开挖影响山体、斜坡稳定,导致岩(土)体变形,诱发崩塌和滑坡等地质灾害;二是矿渣随意堆放,造成超负荷堆放,引起滑坡;三是部分矿山矿渣顺沟堆放,遭遇下雨,沟内汇水携带大量矿渣形成泥石流。
3、水土流失和土地荒漠化。采矿往往把周围植被砍伐殆尽,水土流失严重,地表丧失或部分丧失了生态功能,造成水土流失、岩石,甚至荒漠化。
4、环境污染。采矿过程中的环境污染主要来源于废水、粉尘和废渣。废水未经达标处理就任意排放,甚至直接排入地表水体中,使土壤或地表水体受到污染。露天矿山生产的各个环节,如穿孔、爆破、铲装、运输、破碎、排土等均产生大量的粉尘,随风漂浮,弥漫空中,污染大气,危害人体健康。大量堆存的废渣占用土地资源,污染生态环境,有些尾矿废渣中甚至含有重金属、放射性元素等,对生态环境的危害十分严重。
三、露天矿开采环境问题的治理对策
1、区分环境问题历史旧账和新账,从而明确环境恢复治理的主体和责任人。要由目前的矿山企业来承担历史遗留的环境问题的治理显然是不现实的。因此尽早区分历史旧账和新账,是明确环境恢复治理责任、内容、资金来源和实施主体的重要前提。历史旧账和新账的划分,建议以企业由计划经济转为市场经济即企业利润基本上缴国家转为企业自负盈亏的年份为界。对于历史旧账,应主要由政府承担,主要依靠国家、省市政府投资、组织治理。而新账必须主要由企业承担,严格执行谁破坏谁治理、谁负责的原则。杭二泥露天矿、海州露天矿这样的老矿,由于历史原因造成的环境问题主要由国家、政府承担治理恢复;而进人市场经济后由于露天开采引发的新的环境问题则必须由企业承担,进入企业生产成本,负责治理恢复;而新建矿山则必须从勘察、立项、建设、设计、生产开始就从法制上、管理上明确责任人,并负责到矿山闭坑。确保环境得到恢复和改善。
2、完善、修改的制定包括露天矿开采在内的有关标准、规范,使矿山开采的环境管理和治理具有可操作性、规范,使矿山环境管理和治理具有可操作性、针对性和科学性。实现露天矿开采从勘查、建设、生产、闭坑全过程的管理和监督有法可依。实现露天矿开采环境的改变一破坏一恢复一重建的良性循环。促进可持续发展。这就从源头避免、减少了环境问题的危害和地质灾害的发生。
3、露天砂岩矿建设开采的规划要充分考虑开采至最终境界可能带来的环境问题和灾变。规划和设计中要充分考虑不要在可能的环境灾变区设计民用与工业建筑。这一条对新建露天砂岩矿是必要的。
4、老的露天砂岩矿,开采已几十年,造成的环境地质灾害已成事实的情况下,防治对策建议遵循两条原则:一是避让原则,不要有灾害区内布置工程建设和居民建筑,已有的尽量考虑搬迁;二是针对性治理原则,对不宜搬迁的重要设置和建筑,采对针对性治理原则,对不宜搬迁的重要没置和建筑,采取针对性治理,如加固、屏蔽、采矿回填、边坡压脚等。宜进行几个方案的技术经济比较,要综合考虑技术可行性、经济合理性和安全风险性。
5、在地质环境问题较严重的露天矿,建立环境地质监测网站和地质灾害预警系统。主要针对已经建设和正在生产的露天煤矿,且环境灾变问题已经存在并影响、危害地面建筑和人民生命财产安全情况下建立。如抚顺发电厂及地面兴平路等均建有地面变形监测线网,实时监测并预测变形趋势,为及时采取灾害防治措施,避免损失提供依据。
6、对于新建露天砂岩矿,决策者、管理者、采矿者应站在保护生态环境的战略高度,主动的通过采矿工程活动改善和重建周边地区的环境。如平朔安太堡露天煤矿就做出了有益可喜的成绩。通过开露天矿、修水库、改河道、改变地形和地层层位、调整土壤结构、防止水土流失、复垦种植等,不但避免了环境的恶化,而且通过露天砂岩矿开采,建设一生态环境更好的新矿区。
7、泥石流的防治。惠顺石场泥石流的防治措施:主要采取工程防御体系、生物水保防御体系、管理防护体系和管理体系等综合防御体系。加强对废石废土的堆放管理,设排水沟,防止暴雨和地面径流冲刷、水土流失,改善排水、导洪能力,修筑支挡工程、拦洪等拦挡工程,控制泥石流的固体物质和雨洪径流,削弱泥石流的流量、下泄量和能量。
8、土地植被恢复。矿山开采产生新的堆积、挖损地貌,岩石,使原有的地表形态和地貌景观发生了明显的变化,破坏了原有的土地资源及地表植被,造成水土流失和土地荒漠化。因此,在矿山开采前,首先对破坏场地的表土进行剥离,将表土存放于客土场,待恢复治理时将表土进行回用、平整后实施植被恢复工程。在矿区内进行植被恢复,可大幅度提高矿区的植被覆盖率,减少水土流失,从而降低滑坡、泥石流等地质灾害的爆发几率,减少矿山污水对矿区周边水系的污染,矿区生态环境和地貌景观可以得到逐步恢复,生态环境质量大幅度改善。
四、矿山地质环境保护与恢复治理的重要性
矿山环境问题由来已久,但近些年来显得尤为突出,其根本原因在于重矿产资源开发利用,轻环境保护治理的问题。解决矿山环境问题的重要措施就是进行矿山环境治理,通过矿山环境治理,可以恢复土地资源,从而有效解决人地矛盾;可以保护生态环境,提高人民生活质量;可以增加就业机会,有利于社会安定团结;可以实现矿业和区域经济的可持续发展。因此,矿山环境治理是建设和谐矿山的重要手段。
五、结束语
砂岩矿开采矿山生态环境恢复治理的任务任重而道远,矿山生态环境恢复治理的逐步开展,进一步扼制生态环境的恶化,改善区域生态环境现状,水资源状况得到恢复治理,资源的综合利用率明显提高,真正实现“天更蓝、山更绿、水更清、生态文明、人与自然和谐发展的新跨越”。
参考文献:
【中图分类号】f323.24 【文献标识码】a 【文章编号】1673-8209(2010)07-0-02
矿产资源开采点燃了人类文明的烛光,带来了经济和社会的繁荣,却造成了矿山环境的破坏,尤其是部分省、区露天煤矿的开采严重破坏了生态环境,造成矿山地质环境恶化,引发了一系列地质灾害,束缚了经济和社会的可持续发展。透视矿产资源开发对矿山环境的破坏问题,旨在树立和落实科学发展观,应用生态经济学原理和循环经济原理,指导矿产资源综合开发,促进延伸矿产资源产业链,实现固体、液体和气体废气物的零排放,通过长期的矿山环境整治和生态重建进而达到矿产资源开发与矿山环境整治双赢的目的。
矿山环境问题,是人类工程活动引发的各类环境问题中最重要的类型之一。矿产资源的开发极大地促进了经济繁荣、社会进步和人类文明,而相伴而生的大量矿山环境问题,不仅严重威胁人民的生命财产安全,而且严重影响区域乃至全国的经济社会的全面协调、可持续发展,甚至影响社会安全。
1 矿产资源开采带来的矿山生态环境问题
目前我国矿山环境问题较多,突出表现在五个方面,即采矿活动破坏了大量耕地和建设用地;采矿诱发地质灾害;采矿使矿区水均衡遭受破坏,产生各种水环境问题;矿山开采中废气、粉尘、废渣排放,产生大气污染和酸雨;采矿破坏自然地貌景观,影响整个地区环境的完整性。据2004年度《
3 治理矿山环境目前存在的问题
目前,各地国土资源管理部门都积极开展了一些矿山环境治理项目,取得了一定的成绩,但还存在着不少亟待解决的问题,主要有以下三个方面:
第一,矿山地质环境问题基础资料还很欠缺。由于我国的矿山种类比较齐全,矿点分布广,采矿企业众多。针对同一矿种,不同地区、不同经济成分的采矿企业在采矿水平和采矿方式上相差很大,对环境的影响也各不相同,调查难度极大,从而导致对我国矿山地质环境问题的现状基础资料还不完善。
第二,矿山恢复治理目前虽然已经形成了多元化的投资格局,但投资主体仍然还是中央财政和各级地方财政,社会资金的投入还有待加强。
第三,在治理项目管理上,除了参照财政部、国土资源部关于《探矿权采矿权使用费和价款使用管理办法(试行)》规定外,还无其他矿山地质环境治理项目管理办法出台,给项目的组织实施带来一定困难。同时,由于缺乏一套成熟、可行的矿山地质环境治理技术规程和一套适用于矿山地质环境治理工程的预算定额标准,治理项目的质量还有待进一步提高,各项目技术工程手段与费用定额还亟待规范。
4 进一步加强我国矿山环境治理的对策措施
我国矿产资源开采历史悠久,历史遗留下的矿山环境问题严重,因露天采矿、开挖和各类废渣、废石、尾矿堆置等,直接破坏与侵占大量土地;矿山开发诱发的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地质灾害有增无减;采矿疏排水破坏了地下水系统,井泉干枯,人畜饮水困难。这些都严重影响矿区周围群众的正常生活和社会稳定,也使得矿山环境恢复治理工作十分艰巨繁重。同时,我国国民经济发展正处于快速、持续、稳定的阶段,对矿产资源的需要将持续增加,由此引发的矿山环境问题日益严重,加强矿山环境的保护和治理已刻不容缓。进一步加强矿山环境治理需要注重以下几个方面:
第一,贯彻落实《国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定》以及国家环保总局、国土资源部和科技三部委联合的《矿山生态环境保护与污染防治技术政策》。坚持科学发展观,大力发展循环经济,加强矿山废弃物综合利用,进一步提高矿山废弃物资源化水平,努力提高矿山环境治理水平。同时坚持“强化法治,综合治理,不欠新账,多还旧账”的基本原则,“突出预防为主的方针,从源头防治污染和生态破坏,综合运用法律、经济、技术和必要的行政手段解决环境问题”。
第二,加快编制《全国矿山环境保护与治理规划》。鉴于目前我国矿山生态环境问题日益严重的形势,为科学、合理地指导和有计划、分步骤地安排全国矿山环境恢复治理工作,必须着手开展全国矿山环境保护与治理规划编制工作。要根据确定的目标,按轻重缓急提出与治理的主要任务。主要任务包括:对矿山开发建设的生态环境保护、矿山开发利用的“三废”处理、矿山土地复垦、矿山环境污染和生态破坏的治理及矿山次生地质灾害监测与防治等。
第三,明确重点。在目前国家财礼投入有限的情况下实施重点突破以起到示范作用,从而带动更多的社会资金参与进来。目前,我国矿山环境问题的一大特点是历史欠账太多,治理工作要以治理历史遗留的矿山环境问题为重点,提出具体的包括矿区损毁土地复垦,矿产开发造成的滑坡、泥石流、塌陷等次生地质灾害和地下水位下降、边坡失稳、水土流失等环境问题的防治,矿山废石、矿渣、尾矿等的无害化处理和资源化利用,以及矿山环境监测等在内的矿山环境恢复治理重点工程。
第四,加快全国范围的矿山地质环境调查工作,努力摸清我国矿山环境问题的“家底”。
第五,建立矿山环境恢复治理基金和完善矿山环境恢复治理保证金制度,进一步拓宽矿山恢复治理产业化以吸引更多的社会投资。
第六,加快《矿山地质环境治理技术规程》和《矿山地质环境治理工程的预算定额标准》的建设,加强项目管理,提高各个恢复治理项目的工程质量。
坚持在新时代中国特色社会主义思想指引下,学习贯彻党的和二中、三中、四中全会精神,全面落实国家和省、市、县对煤矿安全生产工作的各项决策部署,针对我县煤矿企业存在的煤层自燃、水患威胁等严重灾害和顶板管理、机电运输等事故易发多发环节以及隐蔽致灾因素多等重点难点问题,以学习培训《煤矿安全规程》及《防治煤与瓦斯突出细则》《煤矿防治水细则》《防治煤矿冲击地压细则》(以下简称“一规程三细则”)为重点,督促全县各煤矿企业学法尊法用法守法,严格落实煤矿企业安全生产主体责任,全面加强煤矿安全管理,坚持抓大系统、控大风险、治大灾害、除大隐患、防大事故的目标任务不放松,对标对表抓排查,全力以赴抓落实,严谨细致抓整改,坚决防范遏制各类生产安全事故,推动全县煤矿安全生产形势持续稳定好转。
二、活动范围
全县范围内的正常生产、建设煤矿及其上级公司(以下统称为煤矿安全生产经营单位)为活动主体。下属单位按上级公司要求开展活动。各煤矿企业组织本企业开展活动。
三、工作安排
(一)学习培训(3—6月份)。以煤矿安全生产经营单位为主体,分级分类学习煤矿安全法律法规、规程标准,结合煤矿灾害特点和各级各类岗位需要,联系实际组织学习培训,实现全员覆盖。
1.主要负责人重点学习培训内容。国家安全生产方针政策;煤矿安全法律法规;煤矿企业落实安全生产主体责任相关要求;关于安全管理机构设置和人员配备、安全管理制度、安全生产责任制、安全投入保障、安全培训制度、隐患排查治理制度建立和落实的相关规定、托管煤矿安全管理等;煤矿生产能力管理相关规定和要求;煤矿安全生产标准化管理体系的重点内容;《煤矿安全规程》总则部分。
2.安全管理人员重点学习培训内容。煤矿安全重点法律法规标准;安全生产责任制、安全培训、隐患排查治理等安全管理制度建立和落实的相关规定;托管煤矿安全管理;煤矿安全生产标准化管理体系的重点内容;“一规程三细则”和《煤矿安全规程执行说明》《煤矿瓦斯等级鉴定办法》中安全管理类内容。
3.工程技术人员重点学习培训内容。“一规程三细则”和《煤矿安全规程执行说明》《煤矿瓦斯等级鉴定办法》中工程技术类内容;井工煤矿按照专业分类学习关于井巷掘进与支护、回采和顶板控制、防治煤与瓦斯突出、防治瓦斯和煤尘爆炸、防治水、防灭火、防治冲击地压、提升运输、安全监测监控、煤矿供电系统、电气设备防爆等技术规定和标准;露天煤矿按照专业分类学习钻孔爆破、采装、运输、排土、边坡、防治水、防灭火、爆炸物品管理、电气安全等技术规定和标准;各类事故征兆、防范措施、避灾方法和事故应急救援处置;新技术、新工艺、新装备、新材料安全评估要求及安全措施的制定等。
4.其他从业人员重点学习培训内容。“一规程三细则”和《煤矿安全规程执行说明》具体作业规定;岗位操作规程和专项安全措施;各类事故征兆和自救、互救、避灾方法等。
5.煤矿安全设备材料生产制造企业,煤矿安全评价、检测、鉴定等中介服务机构重点学习培训内容。《安全生产法》、“一规程三细则”、《煤矿瓦斯等级鉴定办法》《安全评价检测检验机构管理办法》等法律法规及煤矿安全标志认证管理、安全评价、检测检验等技术和管理规范;煤矿设计施工、验收等技术规范和煤矿先进适用技术以及新材料、新技术、新标准。
6.事故、隐患责任人员“靶向式”培训。对煤矿事故和监管监察部门查处的安全隐患责任人员,采取反思式、检讨式、案例式精准培训,实现“缺什么、补什么”。近年发生过较大事故及两年来发生过事故的矿井责任人员除现岗位学习培训外,由煤矿安全监察局及监察分局组织针对事故教训和防范措施的专项培训;重大事故隐患相关责任人员由市级以上煤矿安全监管部门组织进行隐患识别和排查治理的专项培训;一般隐患相关责任人员由煤矿企业组织进行有针对性的专项培训。
7.监管人员培训。县应急局组织全体执法人员,学习培训煤矿安全法律法规、规程标准,以《安全生产法》《行政处罚法》等法律为重点,学习掌握履行岗位职责应具备的法律规范;以“一规程三细则”为重点,学习掌握煤矿瓦斯防治、冲击地压防治、水害防治、火灾防治等技术规范和治理措施,做到“干什么学什么”“检查什么懂什么”。
(二)普法宣传(3—10月份)。以县应急局为主体,严格落实“谁执法、谁普法”的普法责任制,组织开展普法宣传和警示教育活动。
1.组织参加视频和专题讲座。组织县应急局和煤矿上级公司及各矿主要负责人、安全管理人员积极参加煤监局会同省应急厅组织的系列专家讲座、巡回讲座以及全国煤矿灾害治理、煤矿安全生产标准化管理体系等系列视频讲座活动。
2.组织开展知识竞赛。全国安全生产月期间,县应急局和各煤矿安全生产经营单位组织从业人员利用国家煤矿安全监察局微信平台,参与全国煤矿安全网上知识竞赛活动。
3.组织开展煤矿安全法治宣讲。组织县应急局和煤矿上级公司及各矿主要负责人、安全管理人员积极参加煤监局会同省应急厅开展的全省煤矿安全法制宣讲;县应急局利用事故矿井、隐患矿井“靶向式”学习培训和执法案件公开裁定等形式开展煤矿安全法治宣讲;利用监管时机积极开展普法宣传活动,解答疑虑,讲法释法,形成知法守法的宣传舆论氛围。
3.开展多种形式宣传教育。煤矿企业利用企业报纸、电视、网站、微博微信、公共场所宣传屏等进行煤矿安全普法宣传和警示教育视听资料、图片展览资料和其他宣教资源普法宣传教育。全国安全生产月期间,要在矿区公共场所宣传屏每天集中时间展播煤矿安全警示教育视频。
(三)对标对表整改(3—8月份)。煤矿安全生产经营单位对照煤矿安全法律法规和规程标准、煤矿安全生产标准化管理体系基本要求及评分方法组织自查自改,边学习贯彻、边整改执行,整改提高同步进行。
1.突出抓好蓄意违法违规问题的整改。对照《安全生产法》《矿山安全法》等法律法规和规章标准关于安全生产责任制、安全管理机构设置及人员配备、安全投入、安全生产权利保障,以及煤矿安全国家标准、行业标准、技术规范等要求进行整改,重点解决法律法规标准不执行、蓄意违规突破法规底线的问题。
企业法人、主要负责人要向社会、本单位职工和监管监察部门作出依法办矿、依法管矿,绝不蓄意发生“五假五超三瞒三不”等违法违规的公开承诺。
2.重点抓好“一规程三细则”落实不到位问题的整改。抓好规程落实不到位、瓦斯抽采不达标、重大隐患排查不到位、超层越界开采以及顶板管理、机电设备、监测监控等管理措施不落实问题的整改。井工煤矿对照“一规程三细则”中关于地质保障、矿井建设、“一通三防”、防治水、顶板管理、运输提升、监控通信等要求进行整改;露天煤矿严格对照钻孔爆破、采装、运输、排土、边坡、防治水和防灭火等要求进行整改。重点解决规程标准技术要求和安全生产保障措施落实不到位的问题。
3.持续抓好安全生产标准化不能动态达标问题的整改。对照煤矿安全生产标准化管理体系基本要求及评分方法关于理念目标、矿长安全承诺、组织机构、安全生产责任制、从业人员素质、安全风险分级管控、事故隐患排查治理、质量控制、持续改进的相关要求进行整改。重点解决煤矿安全生产标准化不能持续改进、动态达标的问题。
(四)督导检查(3—10月份)。充分利用考试考核、评估评价、督导检查等措施,把学习培训与对标对表整改结合起来,真学真查真改,务求取得实效。
1.全覆盖考试考核。煤矿安全生产经营单位对各类人员学习培训内容分级、分类、分专业组织全员考试,检验学习培训效果;煤矿上级公司对所属单位学习培训进行考核、全过程检查,形成学习培训和考核报告;县应急局对所组织单位进行指导考核、全过程检查。
2.全覆盖检查评估。煤矿安全生产经营单位对本单位自查自纠、对标整改情况开展全覆盖检查。学习培训和对标对表整改细化到具体岗位,学什么、什么问题、改了什么都要建立台账,确保各项整改要求落到实处。
3.全过程督导检查。县应急局结合执法工作对活动开展情况进行督导检查。对开展活动不认真、自查自纠走过场的,下调煤矿安全保障程度分类等级,实施重点监管,问题严重的,严肃追责问责。
三、工作要求
(一)强化组织领导。开展“学法规、抓落实、强管理”活动是全年煤矿安全生产重点工作,为加强组织领导,成立全县活动领导小组。组成人员如下:
县应急局矿监股负责日常工作。各煤矿安全生产经营单位要高度重视,制定实施方案,及早行动,统筹安排,精心组织,主要领导要亲自安排部署、亲自督促落实。
引言
由于地质相对复杂,煤炭开采过程中很容易出现地质灾害,这些地质灾害直接危害矿区居民的生命和财产的安全,地质灾害的产生和延续,使人们无法安居乐业,治理灾害的工程量巨大,耗资不菲,工期较长。因此,需要及时找出相应的灾害治理措施,以免造成更大的灾害。
1 煤矿地质灾害的特点
群发性,采煤工程破坏地质环境的平衡。引起地质环境的反馈,其反馈行为所导致的灾害往往不是孤立的,常在同一煤矿区某一时段集中形成灾害群。衍生性,原生环境地质灾害还常常衍生一连串的次生灾害,形成一系列有成因联系的灾害链。例如煤矿生产对环境的影响可分为直接的(通常是长期的)和间接的(通常是短期的),但两种类型的环境影响结果可以认为是一种连锁反应。区域性(如下图所示),就各种灾害的内部联系而言,它们受一定区域性条件控制,如受区域性构造条件、区域性煤系岩性组合特征、区域性煤变质条件、区域性地理条件和区域性气候条件的控制和影响。因此,在灾害时空演化和分布上表现出区域性的特点。发灾持续时间的多样性,煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸、煤尘爆炸、矿井突水、顶板冒落等灾害,往往具有突发性,发灾时间短、强度高,破坏性大。
图1 地质灾害区域特征
不可避免性和可防御性,煤矿环境地质灾害是按一定规律、达到一定程度后发生的。在目前技术经济条件下,乃至今后一定时期内,要完全避免是不可能的。但这些灾害又是可以防御的,随着研究的深入、经验的积累,依靠科技进步进行预测预报和积极治理,对灾害进行控制,减少灾害,减轻灾害损失是可能的。
2 煤矿地质灾害产生原因
2.1 客观原因
采矿过程,从地壳内部挖出了极为巨大量的矿石和岩石。诚然,不论采矿的手段是钻采、坑采,还是露天开采,还是液采,实际上都是肢解地壳的机体,过后会留下千疮百孔的空洞。这就使本来呈自然平衡的地壳,出现了新的不平衡和不谐调,导致了地壳物质的不稳固性。这是诱发矿山地质灾害的本质原因。采矿特别是地下采矿必须要排净矿坑下积水和处理地层漏水,这又造成地下水的不平衡,进而导致地层的不平衡性和不稳定性。
2.2 主观原因
相当长时期以来,地方和民营小煤矿等如雨后春笋般发展,它们与国营大矿山争夺资源或单独或寄生于国营大矿山之上,每个小矿山在大矿山上挖一个洞,宛如一个个疮疤,极易发生瓦斯泄露和透水等事故。
3 实例分析
3.1 地质灾害概况
某煤矿位置属构造侵蚀中山地形地貌。地质结构简单,地形起伏较大,构造不发育,在井田区域内未发现崩塌、滑坡、泥石流、溃坝等地质自然灾害。矿区所处位置为山区,年降水量1502.2mm,雨量颇丰,多集中在6~9四个月,汛期常会在短时间内形成集中降水,水量较大,是诱发山洪、泥石流、滑坡等地质灾害的主要原因。煤矿在开采过程中,采空区上方的地表可能会出现裂缝或塌陷坑等地质灾害,多集中于山体林地内。因此,要加强地质灾害防治工作,防止地质灾害事故发生。
3.2 地质灾害防治措施
3.2.1 加强地质灾害排查工作
地质灾害防治监测小组负责每月对矿区范围内的地质灾害隐患点组织不少于一次“拉网式”排查;每次大雨过后要临时增加一次地质灾害排查,对排查中发现的隐患由相关科室负责人及时制定防治方案,限期整改并监督落实。每年汛期来临之际,地质灾害防治工作领导小组办公室安排人员负责矿区范围内的巡查工作,重点巡查具有潜在重大危害的滑坡和地面塌陷、塌方等可能因暴雨诱发的隐患点。对查出的隐患地点,要设立醒目、永久的警示标志,并及时纳入群测群防监测网络,采取有效的防灾减灾措施。
3.2.2 认真履行职责,加强制度建设
煤矿的地质灾害防治工作实行统一管理,分工协作的原则,地质灾害防治办公室负责全矿区地质灾害防治的组织、协调、指导和监督工作,各监测人员按照各自职责负责相关的地质灾害防治工作。全矿要进一步加强地质灾害各类制度建设,形成全员防灾、群测群防、责权分明的地质灾害防范机制,尽职尽责,全力以赴做好地质灾害防治工作,确保矿区人员的生命财产安全。
3.2.3 加强组织领导,落实工作责任
全矿各相关科室负责人要把地质灾害防治工作列入日常重点工作安排,坚持不懈的抓好地质灾害防治工作,确保各项防治措施落实到位。建立和完善工作责任制,明确具体责任人,做到任务到人,责任到人。
3.2.4 坚持汛期值班和灾情速报制度
在汛期实行地质灾害值班制度,地质灾害防治工作领导小组组长及成员保持24小时通讯畅通,一旦出现险情领导小组所有成员要在第一时间赶赴现场,协调、指挥组织抢险人员进行抢险救灾和善后处理工作。灾情严重时,要立即启动应急救援预案进行抢险救援。同时,按照灾情速报制度,迅速上报灾情。对发现的地质灾害隐患地点,应立即组织应急调查,确认险情,采取措施进行避险和防范。
3.2.5 建立健全地质灾害群测群防体系
为切实做好地质灾害防治工作,充分发挥煤矿群测群防网络体系的监测作用。地质灾害防治工作领导小组联系人要配合地质灾害防治领导小组,切实落实群测群防网络人员对矿区范围内各类地质灾害隐患点的严密监控工作,严格落实地质灾害群测群防责任制度,切实加强地质灾害防治管理工作。
3.2.6 认真落实各项地质灾害治理措施
矿区一旦发生地质灾害后,地质灾害防治领导小组要严格按照已备案的煤矿地质灾害应急救援预案,落实治理资金、人员进行地质灾害监测,并定期向相关管理部门上报监测数据和资料,切实把地质灾害的损失降到最低。
在煤炭开采之前对可能引发的地质灾害进行预测是十分重要的环节,对于有可能产生的灾害应遵循“以防为主,避让和治理相结合”的方针。在煤炭开采过程中,对于可能产生地面塌陷及地裂缝等地质灾害的煤矿,可采取特殊的开采方法和顶板管理措施,以防止或减少地面塌陷地地裂缝等地质灾害的产生,对塌陷的地表随时进行综合治理,以恢复和进一步改善矿区环境质量,使治理后的环境比原有环境质量更好。
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(上接第323页)
(4)分站具有独立性和兼容性。分站可以显示及参数设置,可以现场对分站的参数进行设置,并且显示实测数据,独立工作而无须其它辅助设备。
(5)软件具有循环检测、单点追踪、定时检测等各种检测手段,提供数据的查、改、删等编辑功能,图形处理、报表处理等分析手段,且具有水位超限报警、传感器出水面报警等系统安全运行报警功能。
(6)具有远程终端显示及上传等其它功能。
5 结论
关键词: GIS;层次分析法;矿山地质灾害现状评估
Key words: GIS;analytic hierarchy process;mine geological disasters assessment
中图分类号:TU443 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)01-0076-04
1 评估区概况
1.1 工程概况
格目底玉舍煤矿东井位于贵州省水城县东南部勺米乡,规划井口工业广场距六盘水市39km。井田地理坐标为:东经104°48′32″~104°50′58″,北纬26°28′24″~26°29′55″。区内矿产资源丰富,现已探明的矿产主要有大理石、煤炭、锰矿等。拟建的玉舍煤矿东井设计可采储量为11158.74×104t,设计年开采量为240×104t,服务年限为46年。
1.2 地质条件
玉舍煤矿东井井田位于格目底向斜南西翼,属构造剥蚀、侵蚀、溶蚀中山地貌,评估区内地势南北低,中间高,高程为1090m~2183.8m,区内一般高差300~800m。井田位于格目底向斜东段南西翼,为一单斜构造,地层的倾向一般为15~30°,倾角18~38°之间。评估区内的构造主要是断层。评估区内的大小断层共约92条,在各类断层中,断距大于30m的断层9个。评估区内出露的地层有:上二叠统峨眉山玄武岩、龙潭组,下三叠统飞仙关组、永宁镇组,中三叠统关岭组,第四系,其中龙潭组为该区的含煤地层。区内水系发育,巴朗河为井田内的主要河流。区内地下水类型主要为岩溶水和基岩裂隙水,其次为孔隙水,地下水发育。
2 矿山地质灾害现状评价
2.1 影响因子的选取
本文在GIS平台上,选取的矿山地质灾害评估因素分为基础因子和易损因子。其中基础因子为地形坡度、地层岩性、断层情况和地质灾害现状等。易损因子则包括道路级别、受威胁人口密度和土地资源类型等,下面分别叙述各个影响因子的权重。
2.1.1 地形坡度
地形坡度对地质灾害的发生有着一定的影响[3]。评估区内最高高程2183.8m,最低高程1090m,区内一般高差300~800m左右,最大相对高程为1093.8m。地形坡度为0~32°,采用1~3标度分值取值,最大值取3,最小值取1。地形坡度≤15°取值为1,15°~30°取值为2,≥30°取值为3。得到评估区地形坡度影响因子等级划分图如图1。
2.1.2 地层岩性
岩土体是地质灾害发生、发展的物质基础,会产生不同的地质灾害类型[4]。评估区内出露的地层有:上二叠统峨眉山组(P2β)、龙潭组(P2l),下三叠统飞仙关组(T1f)、永宁镇组(T1yn),中三叠统关岭组(T2g),第四系(Q)。根据岩土体的物理性质,将影响因子划分为3个标度,P2β、T2、T2g为1标度,T1f、T1yn为2标度,P2l、Q为3标度。根据评估区内的地层岩性,得到评估区地形坡度影响因子等级划分图如图2。
2.1.3 断层情况
断层或断裂带的存在,非常不利于工程的建设[7]。评估区内的大小断层共约92条,主要发育在评估区中西部南侧的软岩层龙潭组中,根据距断层的距离,将评估区断层情况分为三个3个标度:距断层>0.5km为1标度,距断层0.5~1km为2标度,距断层
2.1.4 地质灾害现状
地质灾害直接危害周围人民的生命财产安全。同时,采矿活动加剧了地质灾害发生的程度[5]。评估区内发育3处滑坡,9处崩塌。将评估区地质灾害分为三个4个标度:无地质灾害体为0标度,已有地质灾害体0.5km外为1标度,已有地质灾害体0.5km内为2标度,已有地质灾害体边界内为3标度。在GIS中的应用图如图4。
2.1.5 道路级别
线路是矿产运输的根本通道,线路的毁坏直接导致矿产去经济的损伤。将道路级别划分为易损因子,按照道路的级别,划分为4个标度:无小路为0标度;小路20m范围为1标度;县道50m范围为2标度;省道以上公路80m范为3标度。得出道路级别GIS分布图如图5。
2.1.6 受威胁人口密度
根据人口密度的大小,将此因子划分为3个标度,基本无人居住区为标度1,分散性居民区为标度2,城市、乡镇人口稠密区为标度3。得到受威胁人口密度的GIS分区图如图6。
2.1.7 土地资源类型
井田范围内土壤主要为黄壤、黄棕壤、水稻土。根据土地资源的类型,将此因子划分为3个标度,草地及荒地为标度1,林区、耕地区等农用地为标度2,居住用地为标度3。得到土地资源类型的GIS分区图如图7。
2.2 地质灾害影响因子权重确定
对区内矿山地质灾害各影响因子进行分析,对同一层次的某一因素的重要性进行两两比较,采用1~9标度法使各因子的相对重要性定量化,构造出判断矩阵,并采用和法计算特征根和特征向量,得出矿山地质灾害影响基础因子的相对重要性量化值表如表1所示。
通过同样的方法,求得易损因子的相对重要性量化值表如表2所示。
根据层次发的规定,经过计算后,得到矿山地质灾害影响因子的权重表如表3、表4所示。
2.3 矿山地质灾害影响评估
2.3.1 矿山地质灾害基础因子危险性评估区
通过GIS空间分析功能,结合综合地形坡度、地层岩性、地质灾害现状和断层情况等地质灾害危险性基础因子权重采用模糊综合评判法计算得评估范围内地质灾害现状评估基础因子危险性分区图见图8。
基础因子GIS计算结果分区图将整个评估区分成了重度危险区、中度危险区和轻度危险区三个部分。其中,重度危险区面积总和为6.669km2,占总评估面积的12.8%,主要分布于矿界南侧坡度较陡处;中度危险区面积总和为30.311km2,占总评估面积的58.3%;轻度危险区面积总和为15.014km2,占总评估面积的28.9%。
2.3.2 矿山地质灾害易损因子危险性评估区
通过GIS空间分析功能,结合综合受威胁人口密度、道路级别和土地利用类型等地质灾害危险性易损因子权重采用模糊综合评判法计算得评估范围内地质灾害现状评估易损因子危险性分区图见图9。
易损因子GIS计算结果分区图将整个评估区分成了重度危险区、中度危险区和轻度危险区三个部分。其中,重度危险区面积总和为2.776km2,占总评估面积的5.4%,主要分布于矿界南侧和北侧坡度较缓的居民地,包括煤矿的工业广场在内;中度危险区面积总和为23.828km2,占总评估面积的45.8%,主要包括耕地、林地和公路等区域;轻度危险区面积总和为25.389km2,占总评估面积的48.8%,主要包括草地和荒地。
2.3.3 矿山地质灾害总评估区
将地质灾害危险性评估基础因子和易损因子进行叠加,结合现场调查资料得出地质灾害危险性现状评估图见图10。
地质灾害危险性现状评估图将整个评估区分成了重度危险区、中度危险区和轻度危险区三个部分。其中,重度危险区面积总和为1.54km2,占总评估面积的2.97%;中度危险区面积总和为4.21km2,占总评估面积的8.1%;轻度危险区面积总和为46.241km2,占总评估面积的88.94%。
3 防治建议
根据上述评估图,针对地质灾害危险区,要因地制宜,因害设防。通过优化防治结构,合理配置工程与生物防治措施,工程措施与生物防治措施有机结合的方法,减少地质灾害的发生。同时,各施工单位应尽量采用先进的施工手段和合理的施工工艺,矿山建设开发单位要严格控制施工进度以确保矿山环境按时完成并取得成效。
4 结论
本文以格目底玉舍煤矿的矿山地质灾害为研究对象,将GIS应用到矿山地质灾害评估工作中,对玉舍煤矿地质灾害现状进行分析和评价,得出下列结论:
①通过野外实地调查和室内综合研究,查明了矿区地质环境条件,主要矿山地质环境问题类型、成因、规模、分布特征、危害对象、影响程度等。基于GIS平台,可以很好的对矿山地质灾害的现状进行研究,同时,还可以对矿山5年和10年的地质灾害进行预估。
②根据GIS分区,重度危险区面积总和为1.54km2,占总评估面积的2.97%;中度危险区面积总和为4.21km2,占总评估面积的8.1%;轻度危险区面积总和为46.241km2,占总评估面积的88.94%。
③GIS支持下基于层次分析法的矿山地质灾害现状评价,评价体系的确立和评价指标因子的选取是评价的核心和关键,直接影响评价结果的可靠性。本文的评价结果基本达到区域评价的精确性和可靠性。
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[中图分类号] TD167 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-2-220-2
为全面贯彻落实科学发展观,建设绿色矿山,打造生态通辽市,促进矿产资源开发与环境保护协调发展,最大限度地减少或避免因矿产资源开发过程中的造成的矿山地质环境破坏及诱发的地质灾害,逐步治理历史遗留的矿山地质环境问题,从而保护和改善矿山地质环境,促进社会经济可持续发展。改善矿山生态环境,建设资源节约型、环境友好型社会;努力实现资源、经济、社会、环境协调发展;强化矿产资源管理,维护勘查、开采秩序,保护资源,保护环境,实现可持续发展。
1概况
通辽市矿产资源比较丰富,是自治区东部乃至东北地区的重要能源基地之一。以煤炭为主的能源工业已初步形成带动通辽市工业加快发展的龙头企业,并有力支撑通辽市工业经济的高速增长。然而,在矿产资源开发的同时引发了大量矿山地质环境问题,资源开发与矿山地质环境保护的矛盾越来越突出,影响了通辽市经济社会的可持续发展和生态城市建设。为了促进矿产资源开发与矿山地质环境保护协调发展,必须做好通辽市矿山地质环境保护与治理工作。
2矿山地质环境问题
通辽市矿产资源丰富,矿业开发历史悠久,尤其是二十世纪八十年代至九十年代初期,在“大矿大开、小矿放开、有水快流”思想影响下,矿业开发一拥而上,在当时,虽然为通辽市经济发展做出了较大的贡献,但是,矿山地质环境遭到了严重的破坏,这种只注重矿业开发,忽视矿山地质环境保护的思想意识,致使通辽地区的矿山地质环境问题越来越突出。具体表现在:(1)矿业开发占用破坏土地资源,破坏地貌景观;(2)矿业开发引发地质灾害;(3)矿业开发对水资源的影响与破坏;(4)矿山废水、废液及固体废弃物对矿山地质环境的污染。
2.1矿业开发占用破坏土地资源及地貌景观
矿业活动对土地(植被)占用和破坏,包括改变土地利用现状、地貌景观破坏,以及水土流失、土地沙化等。露天开采矿山主要是占用土地资源,如办公生活区、工业广场、废石场等;地下开采矿山对土地资源的影响主要表现为采空区地面塌陷、地裂缝;固体废弃物堆放占用或破坏土地;废水废液排放造成土壤污染;滑坡、崩塌、泥石流对土地(植被)的破坏。
全市矿山破坏土地主要是露天采场以及塌陷破坏土地植被,占用土地主要为固体废料堆积占地及工业场地占地等。根据采矿权数据库及野外实地调查,截止2009年底,全市矿山用地面积784.18km2,因矿业开发占用破坏土地面积约326.73km2,占矿山用地面积的41.7%。
2.2矿业开发引发地质灾害
通辽市矿业开发引发的地质灾害主要有崩塌、滑坡、地面塌陷、地裂缝,并造成了一定的损失。
2.3矿业开发对水资源的影响与破坏
矿业开发造成的水资源的影响与破坏主要表现在对含水层结构的破坏,疏干地下水、地下水水位下降、泉水流量减少、地下水水质变化、地下含水层对生产生活用水水源的影响等。尤其是地下开采对水资源影响最大。矿山在建矿、采矿过程中的强制性抽排地下水以及采空区上部塌陷开裂使地下水、地表水渗漏,严重破坏了水资源的均衡和补径排条件,导致矿区及周围地下水位下降,地表水流量减少或断流。矿业开发对含水层的破坏在全市各类矿区不同程度存在,尤其是煤矿区破坏更为突出。据霍林郭勒市统计分析表明,霍林郭勒市矿山矿坑水年产出量可达800万m3。除少部分综合利用外大部分就地排放,造成水资源大量流失;集中采煤区的地面塌陷还引起地表水和浅层地下水漏失,使原本缺水的环境变得更加恶劣,加剧了水土流失,土地荒漠化。
2.4矿山废水、废液及固体废弃物对矿山地质环境的污染
矿山的水土环境污染主要包括,地表水体污染、地下水污染、土壤污染。矿业废水、废液直接或间接污染地表水、地下水和周围土壤。固体废弃物对环境的污染主要表现为淋滤污染、扬尘与土壤污染等。
3矿山地质环境发展趋势预测
矿产资源开发是我市经济发展的最主要的产业之一,客观地说,在现有技术条件下,矿产资源开发不可避免的会产生各种环境问题,如果无视矿山地质环境保护工作,无序开发和采用落后的技术工艺,势必会造成原本脆弱的生态环境进一步恶化。矿山地质环境发展趋势预测是在矿山地质环境调查评价的基础上,依据矿山地质环境发展影响因素(矿区环境问题量变影响、区域生态环境变化、保护与治理工作)分析,结合经济发展对矿产资源需求的预测,对矿山地质环境发展趋势做出的分析和判断。
4矿山地质环境治理现状
4.1矿山地质环境保护现状
近年来,通辽市政府及国土资源管理部门高度重视矿山地质环境保护工作,把矿山地质环境与防治作为一项重要工作来抓。在贯彻实施《地质环境保护条例》的同时,2008年组织编制了《通辽市矿产资源总体规划(2008―2015年)》,规划体现了“在保护中开发,在开发中保护”的总体原则,切实加强矿产资源保护和合理利用。目前,通辽市及所属旗、县、区国土资源行政主管部门正在深入贯彻落实矿山地质环境恢复治理保证金制度,组织矿山企业编制“矿山地质环境保护与恢复治理方案”的工作正在有序进行。2009年5月1日实行的《矿山地质环境保护规定》,更加推进了全市的矿山地质环境保护管理工作。
4.2矿山地质环境治理现状
随着矿山地质环境管理制度的逐步完善,政府对矿山地质环境治理工作管理力度逐渐加大。从2004年至2009年年底,由中央财政、自治区财政、企业配套资金共投资6331.23万元(其中自治区财政5550万元、企业配套资金891.23万元)对7处闭坑、无主、计划经济老矿山展开了治理工作,治理工程共13项。
5规划目标
确保地方国土资源行政主管部门的监督、检查和管理贯穿于矿山整个开发过程,约束矿山企业依法合理规范地进行开采活动。保护和改善矿山地质环境,实现矿产资源开发利用和环境保护协调发展。实施“绿色矿山”建设,为构建生态城市,实现经济社会持续健康发展提供保障。
国土资源行政主管部门要全面贯彻《矿山地质环境治理实施方案》,进一步落实矿山地质环境治理保证金制度,完善矿山地质环境治理和生态恢复责任机制,建立矿山地质环境保护管理与动态监测网络体系,开展重点区域内重点矿山(区)地质环境恢复治理,基本解决计划经济时期历史遗留的矿山地质环境问题。预防在新建及在建重要交通工程而引发新的矿山地质环境问题,其可视范围内禁止一切露天采矿活动。
6矿山地质环境治理工程部署
(1)根据矿山地质环境治理分区,按轻重缓急逐步治理,对矿山地质环境治理区内矿山地质环境问题突出、危害严重的矿山(区)部署治理工程;
(2)对城镇周边及主要交通干线两侧可视范围内严重占用破坏土地、破坏地貌景观的闭坑矿山(区)安排治理工程;
(3)对闭坑无主矿山及计划经济时期的生产老矿山部署治理工程。
根据矿山地质环境治理工程确定原则,将矿山地质环境治理区内的无主闭坑矿山;自然保护区、城镇周边和主要交通干线两侧可视范围内的闭坑矿山;对人居环境和经济社会发展影响大、危害重、治理效益显著的老矿山;生产但存在历史遗留问题的矿山在规划期内安排治理工程。考虑矿山地质环境问题对人民生产、生活影响及治理后效益明显程度,治理工程又分为:近期治理工程和远期治理工程。
近期(2010―2012年)开展完成治理面积32.96km2。在规划期近期内32个闭坑矿山(煤矿8家、采石矿5家、砂矿4家、粘土矿15家)应得到全部治理,霍林郭勒市浑迪音煤矿区、露天煤矿区及砂矿区等历史遗留矿山得到治理,矿山地质环境恶化的趋势得到控制。主要治理内容是煤矿井工区地面塌陷地质灾害、露天采场(固体废弃物的清理、清除废弃掌子面危岩体)、排土场、土地复垦、生态修复和污染等的矿山地质环境综合治理。
远期(2013―2015年)开展完成治理面积32.70km2。主要进行扎鲁特旗煤矿区、石墨矿区及城镇周边采石场等治理(固体废弃物的清理、清除废弃掌子面危岩体)、植被恢复、地质灾害等内容的矿山地质环境治理恢复,废弃排土场基本复垦完毕,生产矿山地质环境得到改善,初步形成边开采边治理的矿业开发秩序,使矿山地质环境治理区内的矿区环境得到全面保护和有效的治理。
7资金筹措方式与渠道
矿山地质环境保护与治理所需经费应坚持“谁开发,谁保护;谁破坏,谁治理;谁投资,谁受益”的原则,根据实际情况多方筹集,并逐步建立起以矿山企业为主体的矿山生态环境保护与治理恢复的投资体制。目前,通辽市矿山地质环境保护与治理的投资渠道有:政府投入、企业投入和社会融资,按照矿山建立的时间、生产状况和企业所有权的差异,实行不同的筹措方式。
参考文献
[1]《中华人民共和国矿产资源法》.
[2]《地质灾害防治条例》(国务院第394号令[2003]).
[3]《国务院关于全面整顿和规范矿产资源开发秩序的通知》(国发[2005]28号).