湖南省矿山地质灾害防治措施建议

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　　摘 要：本文论述了湖南省矿山地质灾害的形成条件、预防措施，并结合本人从事矿山地质灾害评估的实践，对几种常见的矿山地质灾害概念、成因条件进行了分析及其治理措施作了归纳。
　　 关键词：地质灾害、泥石（废石、矸石）流、崩塌、滑坡、地裂缝、岩溶（采空区）地面塌陷、突水突泥
　　1、前言
　　 湖南省矿产资源丰富，矿山企业众多，矿业活动引起的矿山环境问题日趋严重。但近年来，为了最大限度地减轻矿山地质灾害损失，有计划的进行地质灾害的防治。先后出台了《湖南省地质灾害防治管理办法》、《湖南省地质环境保护条例》、《湖南省矿山地质环境影响评估技术要求》〔试行〕、《湖南省矿山地质环境影响评估技术要求》、《湖南省矿山地质环境治理备用金管理办法》等与矿山地质环境保护有关的规章制度。
　　 湖南矿山开采形成的地质灾害对湖南的经济造成巨大损失，同时引起了一系列的社会矛盾，一些受害单位和个人不得不把矿山企业推向法庭，形成了新的社会不安定因素。可见对矿山地质灾害的预防及治理到了关键时刻，已成为湖南省当前一项重要任务。
　　2、矿山地质灾害的成因
　　 2.1、受自然环境条件制约
　　 湖南地处东经108°47′～114°45′″、北纬24°39′～30°28′之间，境内东南西三面环山，幕阜、罗霄山脉绵亘于东，五岭山脉屏障于南，武陵、雪峰山脉逶迤于西。湘西山地多数山峰海拔1000m以上，中部丘陵与河谷盆地相间。
　　 湖南省成矿区主要分布于湘东南西，多数矿区受两种或两种以上构造及其复合部位控制，成矿地貌复杂、构造发育，矿床规模不一，造成采矿方式及采矿难度大，决定了矿山开采诱发及加剧地质灾害的发生。
　　 2.2、矿山开采技术落后
　　 目前，由于矿山地质环境保护技术规范不健全，缺乏不同类型的矿山开采技术要求和环境保护措施，全省绝大数矿山开采技术还是采用传统的炸药爆破方式进行开采，致使矿山围岩结构受损，地质灾害事件屡屡发生。
　　 2.3、矿山地质灾害恢复与治理缺乏资金支持
　　 矿山地质环境已经存在许多历史遗留问题，给社会经济可持续发展造成了较大的困难。在社会主义市场经济时代，矿产开发投资主体已经多元化，矿山业主流动性大，个人经济效益放在首位，矿山地质灾害日益突出。
　　 虽然我省投入大量资金进行恢复治理，如2004年，国家财政部和国土资源部批准湖南省11个矿山环境整治项目，补助资金2300多万元，占财政部和国土资源部当年矿山环境整治补助资金的20%以上。但由于历史欠帐太多，矿山环境恢复治理还是显得资金投入不够，矿山环境恢复与治理的速度仍赶不上破坏的速度，矿山环境恢复与治理任务大。
　　3、矿山地质灾害实例
　　 湖南的煤炭坝煤矿环境地质条件为地处浅埋岩溶区，因开采矿产需要，进行矿区疏排地下水引发的岩溶塌陷灾害十分普遍，本矿大规模开采煤炭资源始于20世纪70年代，而因采矿造成的岩溶塌陷引发的受损房屋面积已达150万平方米，受影响的城乡人口26889人；受损农田2345公顷，抛荒地453公顷；还使大量的公用建筑、道路桥梁、电力通讯设施、水利工程遭到破坏以及严重的地表开裂、变形等灾害。
　　 柿竹园矿为老矿山，过去对尾矿坝的安全重视不够，存在着许多安全隐患。如1985年8月，因一场特大山洪引起大规模矿山尾砂废石流，长11公里，固体物质总输移量达5500万立方米，致死49人，将原东波矿区的下二村洗劫一空，直接经济损失1748万元。
　　 恩口煤矿区因长期疏干排水导致矿区25平方公里范围内出现8757个塌洞，致使人畜饮水困难，农田水利设施被毁，直接经济损失1.1亿元。
　　4、矿山地质灾害预防措施建议
　　 矿区地质灾害预防是关系到矿区人民生命财产安全、关系到矿区经济的可持续发展。有必要积极开展矿区地质灾害预防工作。针对矿区地质灾害发生的特点、造成损失程度特作出以下具体的预防措施建议：
　　 4.1、认真贯彻执行“以防为主、防治结合”的方针
　　 开展全矿区地质灾害时空的分布、形成机理的研究，进行地质灾害预测、预警分析，逐步掌握地质灾害的分布规律，做好地质灾害的事前防范工作。
　　 4.2、进一步加强规章制度的建立，健全防灾措施
　　 大力宣传、认真贯彻《湖南省地质灾害防治管理办法》、《湖南省地质环境保护条例》等，进一步增强全矿人员的法律意识，提高依法加强矿山地质灾害预防的自觉性，以法规的形式预防和减轻矿区地质灾害。
　　 4.3、设立专门的机构预防地质灾害
　　 实行严格的责任制，按照《湖南省地质灾害防治管理办法》做好如下四点防灾工作：一是做好以地质灾害现状、防治目标、防治原则、易发区和危险区的划定、总体部署和主要任务、基本措施、预期效果为内容的地质灾害防治规划；二是拟定好地质灾害监测、预防重点，设计好地质灾害危险点威胁对象、范围的地质灾害防灾预案；三是做好矿业活动诱发地质灾害的可能性、矿业活动本身遭受地质灾害的危险性及已发生的地质灾害所采取的措施等进行地质灾害危险性评估；四是做好地质灾害发生的时间、地点、成灾范围、影响程度等地质灾害预报。
　　 4.4、需要加强地质灾害监测和信息系统建设
　　 大型矿区根据地质灾害的性质及防治措施确定监测内容，并建立监测网络和信息系统，密切观察地质灾害的发展动态。小型矿区根据经济实力可采取不定时的监测。
　　 4.5、矿区重点预防区实施专人定点监控，切实做好地质灾害的预防工作
　　 汛期是防灾工作重点时期，要紧密结合天气预报做好地质灾害趋势预测，要加强地质灾害险情巡回检查，发现险情及时处理和报告。
　　 4.6、要加强巡查，严格管理
　　 地质灾害预防要坚持以防为主，防患于未然；坚持以人为本，确保人民生命安全，同时最大限度降低财产损失。加强巡查工作，落实专班，做好值班，对各种可能诱发地质灾害的行为开展不定期的检查，从源头上尽可能防止和减少地质灾害的发生。
　　 4.7、建立群测群防体系
　　 矿区所有的人相当于一个大家庭，人人有责来维护矿区的安全，要动员所有力量，建立群测群防体系。
　　5、矿山地质灾害治理措施建议
　　 矿山地质灾害的发生具有突发性，对矿山造成的危害往往难以估计的，可能摧毁矿山设施，淤埋矿山坑道、伤害矿山人员、造成停工停产，甚至使矿山报废；也可能对矿区内的居民及其他流动人员构成生命危险、毁坏房屋、破坏耕地、林地等等。依据本人从事的矿山地质灾害的实践，对矿山地质灾害的治理措施作了归纳并提出了一些建议。
　　 5.1、泥石（废石、矸石）流治理措施建议
　　 泥石（废石、矸石）流指由于暴雨或其它水源破坏斜坡表层及堆积物的稳定而形成的一种夹带大量泥沙石块（含矿山废石矸石）及植物等固体物质的特殊洪流。形成条件概括起来主要表现为三个方面：地表大量的松散固体物质，充足的水源条件和特定的地貌条件。治理措施建议：
　　 5.1.1治水措施 ：此项可分为蓄水措施、引水措施、截水措施。作用是调蓄洪水，避免或减缓洪峰；引、排洪水，消减、控制泄洪量；拦截上方崩滑或水土流失地段径流。
　　 5.1.2 治泥石（废石、矸石）措施：可分为拦坝措施、挡墙（挡土墙、挡渣墙）措施、护坡措施、变坡措施。作用为拦蓄泥沙、稳固滑坡、节节拦截、减缓沟底坡度；稳固滑坡、崩塌体；加固边坡，增强坡体抗滑抗流能力；降低坡角，削弱泥石（废石、矸石）流侵蚀力。
　　 5.1.3 生物措施：主要采用水源涵养林措施、水土保持林措施及废石、矸石恢复植被措施。作用是改良土壤，消减径流；保水保土，扩大植被覆盖率，减少水土流失；固定废石、矸石，降低松散固体物。

　　 5.2 崩塌治理措施建议
　　 崩塌指陡坡上被直立裂缝分割的岩土体，因根部支撑不住，产生折断压碎或局部滑移，失去稳定，突然脱离母体向下倾倒、翻滚的现象。崩塌是在特定条件下形成的：地形地貌、地层岩性和地质构造是崩塌的物质基础；降雨、地下水作用、振动力、风化作用以及人类活动对崩塌的形成和发展起着重要的作用。治理措施建议：
　　 5.2.1 遮挡措施：遮挡斜坡上部的崩塌落石。常用于中小型崩塌或人工边坡崩塌的防治。
　　 5.2.2 拦截措施：对于仅在雨季才有坠石、剥落和小型崩塌的地段，可在坡脚或半坡上设置拦截构筑物，如设置落石槽以停积崩塌物质。
　　 5.2.3 支挡措施：在岩石突出或不稳定的大孤石下面，修建支柱，支挡墙等。
　　 5.2.4护墙、护坡措施：在易风化剥落的边坡地段，修建护墙，对缓坡进行浆砌片石护坡等。
　　 5.2.5 镶补勾缝措施：对坡体中的裂缝、缝、空洞，可用片石填补空洞，水泥砂浆勾缝等以防裂隙、缝、空洞的进一步发展。
　　 5.2.6 切割爆破措施：采用切割爆破处理孤石、危岩或孤石（危岩），通过各种药包的联合爆切作用，把单个的、体积较大的孤石、危岩或孤石（危岩）群予以全部或局部地粉碎。
　　 5.3 滑坡治理措施建议
　　 滑坡指斜坡上的岩土体受一定的因素诱发，在重力作用下，沿着一定的软弱面或软弱带，整体地或分散地顺坡下滑的现象。滑坡的成因包括两方面，一是环境条件：岩土地质类型是产生滑坡的内在物质基础；地质构造及岩土结构是产生滑坡的内在地质环境条件；地形地貌是产生滑坡的内在地貌环境条件；地下水作用是产生滑坡的水文地质条件；二是诱发因素：矿山滑坡的形成可能有以下五种诱发因素，分别为大气降水、沟谷水流的冲刷、人为工程活动破坏坡体平衡作用、地震动的作用、乱砍滥伐人为活动。治理措施建议：
　　 5.3.1 排除地表水措施：目的在于拦截、旁引滑坡外表的地表水，避免地表水流入滑坡区。具体施工措施有滑坡体外围截水沟、滑坡体上地表水排水沟。
　　 5.3.2排除地下水措施：排除地下水可使滑坡体土体干燥，从而提高其强度指标，降低土壤的容重，并可消除地下水动水压力，以提高滑体的稳定性。具体施工措施有截水盲沟――用于拦截或旁引滑坡体外围地下水、支撑盲沟――兼具排水和支撑作用、仰斜孔群――用近于水平的钻孔把地下水引出、渗管――排除滑坡体内的地下水等等。
　　 5.3.3 削坡减重措施：用于治理处于“头重脚轻”状态而在前方又没有可靠抗滑地段的滑体，使滑体外形改善、重心降低，从而提高滑体稳定性。
　　 5.3.4 修筑支挡措施：目的在于增加滑坡的重力平衡条件，使滑体迅速恢复稳定。具体施工措施有抗滑挡土墙（锚杆挡墙、桩拱墙、竖向预应力锚杆挡墙等）、抗滑桩、锚固。
　　 5.3.5 土质改良措施：它通过改善滑体土的性质，使之坚固以达到稳定滑坡的目的。具体施工措施有焙烧法――利用导洞或钻孔火烧滑坡前缘部分的滑体，使之形成由硬土组成的“天然”挡墙、爆破法――在已成孔孔底用炸药爆破，破坏滑动面的完整性，使得不能沿滑动面形成连续的底强度带、灌浆法――用于凝固土体，从而达到提高滑体土抗剪强度目的。
　　 5.4 地裂缝治理措施建议
　　 地裂缝指由于内外力作用而产生的地面缝状开裂。形态上有张口状裂缝、压密裂缝及台阶状裂缝等。矿山型地裂缝多为采空区地面塌陷及岩溶地面塌陷中地表变形形态之一。矿区地裂缝的形成主导因素为采矿遗留的采空区、过量抽排地下水而产生的负压所致，其次为地震、地质构造、崩塌、滑坡等所造成的。治理措施建议：
　　 5.4.1 水泥灌浆法措施：一般用于较大型地裂缝，目的在于填补裂缝，使其具有凝合力，以止地裂缝进一步发展。
　　 5.4.2 填土掩埋、夯实措施：一般用于小型地裂缝，对地裂缝进行及时的回填、夯实，以控制其继续扩大。
　　 5.4.3 采空区回填措施：对已采空区要进行及时回填，减小负压，以防止地裂缝的发生和发展。
　　 5.4.4 控制地下水位下降措施：使抽排水量小于或等于地下水的补给量，以避免地裂缝的发生或发展。
　　 5.5采空区地面塌陷治理措施建议
　　 采空区地面塌陷指地下矿层（体）被采空后，顶板覆岩产生变形破坏波及地表，使地表产生沉陷、地裂缝、塌陷坑及槽状塌陷等非连续变形破坏现象的总称。主要由于地下采空区使原有的平衡条件破坏，使其产生负压，采空区顶部抗压不强而形成塌陷。治理措施建议：
　　 5.5.1.1工程治理措施。清除填堵：常用于相对较浅的岩溶塌坑或埋藏浅的土洞。首先清除其中的松土，填入块石、碎石形成反滤层，其上覆盖以粘土并夯实；强夯：在土体厚度较小、地形平坦的情况下，采用强夯砸实覆盖层的方法消除土洞，提高土层的强度；因地制宜修建截、排水沟。
　　 5.5.1.2 矿井设置保安矿柱或禁采区措施。实施本措施对保护地面人居安全与基础设施的稳定性所确定的范围合理，安全可靠，能有效防止或减小地面沉陷变形破坏。闭坑后矿山矿柱回采，须设计回采方案，方案必须经过国土主管部门批准后实施。
　　 5.5.1.3 改进矿井开采方法与顶板管理方式：矿井开采方法与顶板管理方式应根据矿山地质环境情况进行设计，前提是使发生采空区地面塌陷的可能性降到最小。
　　 5.5.1.4 采空区处理措施：对已采空区要进行及时处理，以阻止采空区地面塌陷的形成及发展。具体操作措施有充填法、垮落法、顶板缓慢下沉法、条带开采法。
　　 5.5.1.5 实施搬迁避险措施与对受损土地实施复垦整治：对治理难度大、经费大的采空区地面塌陷所影响范围内的村民实施搬迁，并对受损的土地因地制宜的种草植树，防止水土流失，恢复生态景观效果。
　　 5.6岩溶地面塌陷治理措施建议
　　 岩溶地面塌陷指岩溶地区（主要是覆盖型地区）隐伏在地下的岩溶洞穴上方的土（岩）体，在人为因素或自然因素影响下产生向下陷落，并在地面形成坑洞或裂缝的作用和现象。主要发育有浅层开口岩溶洞及裂隙可溶岩、具有一定厚度的松散覆盖层、易于改变的地下水动力条件、大型或浅层采空区。治理措施建议：
　　 5.6.1.1预防措施。根据矿井岩溶分布深浅、发育程度，地下水迳流条件，在矿井疏干前编制预测可能出现的岩溶地面塌陷区制定预防措施。
　　 5.6.1.2回填或灌注填充措施：对影响人居环境与重要设施的岩溶塌坑，或影响矿井充水的岩溶塌陷漏斗采取碎石、粘土回填，防止塌陷的再度出现。在溶洞埋藏较深时，通过钻孔灌注水泥砂浆。填充岩溶孔洞或缝隙、隔断地下水流通道，达到加固的目的。
　　 5.6.1.3 采取供水措施：对因矿业活动引起岩溶地面塌陷，导致水资源枯竭的地区，应采取供水措施，确保人畜及生产用水。
　　 5.6.1.4 实施搬迁避险措施：对治理难度大、经费大的岩溶地面塌陷所影响范围内的村民实施搬迁避险。
　　 5.6.1.5 控制矿井排水量措施：控制矿井的排水量，使地下水缓慢下降，使原有的平衡条件慢慢的破坏，以达到一个缓解的目的。
　　 5.7矿井突水突泥治理措施建议
　　 矿井突水突泥指矿山地下井巷及采矿工作面（场）在采掘过程中发生突然大量涌水或涌泥的现象。井下采掘活动破坏岩层的天然平衡，采掘工作面周围水体在静水压力和矿山压力作用下，通过断层、隔水层和矿层的薄弱处并携带泥土进入采掘工作面；在开采过程中，对已采空区的积水或老窑水没有进行适当处理而突然灌入开采巷道所致。治理措施建议：
　　 5.7.1 地面防水措施
　　 5.7.1.1 挖沟排（截）洪：地处山麓或山前平原区的矿井，可在井田上方垂直来水方向沿地形等高线布置排洪沟、渠，拦截洪水和浅层地下水，并通过安全地段引出矿区。
　　 5.7.1.2 排除积水：有些矿区开采后引起地表塌陷，常年积水，且随开采面积的扩大，塌陷区范围越广，积水越多。此时要排掉积水，消除水害隐患。
　　 5.7.1.3 填堵通道：矿区范围内，因采掘活动引起的地面塌陷、开裂等查明是矿井水通道时，则在渗漏地段进行填堵、夯实，且略高出地面以防积水。
　　 5.7.2 井下防水措施
　　 5.7.2.1 防水闸门和防水墙：在适当的地点预留防水闸门和防水墙的位置，使矿井形成分翼、分水平或分区隔离开采。在水患发生时达到分区隔离，缩小灾情，控制水势危害，确保矿井安全。
　　 5.7.2.2 防水煤（岩）柱：在水体下、含水层下承压含水层上或导水断层附近采掘时，为防治地表水或地下水溃入工作地点，在可能发生突水处的外围保留最小宽度的矿柱不采，以加强岩层的强度和增加其重量阻止水突入矿井。
　　 5.7.2.3 矿井注浆堵水措施：注浆堵水就是将制的浆液压入井下岩层空隙、裂隙或巷道中，使其扩散，凝固和硬化，从而岩层具有较高的强度、密实性和不透水性达到封堵截断补给水源和加固地层的作用。具体施工措施有井筒注浆堵水、突水点（口）注浆堵水、井下注浆堵水等。
　　六、结语
　　 本文通过资料收集、具体实践，特对矿山常见几种地质灾害的定义、成因条件作出分析，结合湖南省矿山具体情况，对矿山地质灾害的治理措施进行了扼要的总结，但在实际操作中，一种灾害的治理可能需要几种治理措施结合使用。
　　
　　参考文献
　　〔1〕湖南省矿山地质环境影响评估技术要求 杨顺泉等 湖南省国土资源厅 2006年元月
　　〔2〕湖南省1:50万地质矿产图说明书湖南省地质科学研究所 1977年11月
　　 〔3〕地质灾害预报预警与应急指挥及综合防治实务全书 廖育民主编 哈尔滨地图出版社 2003年7月
　　 〔4〕地质勘察与地质灾害监测评估防治技术实用手册 廖兴发主编 世图音像电子出版社 2002年10月

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