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露天煤矿灾害防治(合集7篇)

时间:2023-09-28 09:24:47
露天煤矿灾害防治

露天煤矿灾害防治第1篇

关键字:煤矿;地质灾害;防治策略

Abstract: Ccoal mining is one of the effect on geological environment serious human engineering activities. The human in the development and utilization of coal resources and change or destroy the geological environment of the mining area, resulting in many geological hazards, has seriously affected the survival of mankind. Practice has proved, a country or region's ecological destruction and environmental pollution, consistent development level in a certain extent and mineral resources. This paper introduces the main types of geological hazards in China due to coal mining caused and the control strategies.

Keywords: Coal mine; geological disaster; prevention strategy

中图分类号:TD82文献标识码A 文章编号

引言

随着社会经济的高速发展,人们的生活需求不断提高,现代人类活动也已经成为强大的地质营力作用到自然地质环境中。自然地质灾害和人为造成的地质灾害的危害越来越突出,不仅给人们的生活带来严重影响,甚至对社会经济的发展产生了直接的影响和制约。矿产资源开采中,煤矿开采诱发的地质灾害最为严重,也是制约经济的主要因素之一,如何有效地防治煤矿开采导致的地质灾害的发生早已成为备受关注的课题。下面重点介绍煤矿的主要地质灾害类型及其相应的防治策略。

煤矿开采对矿区环境的影响主要表现在由矿坑疏干排水所造成的地面塌陷,泉水枯竭,河水断流以及区域地下水位的下降;深井的排水或者注水诱发的地震;地面的开挖和地下的采掘引起的崩塌、滑坡、地面开裂以及沉陷;矿山剥离堆土和矿渣堆积而占用土地以及淤塞河道而导致山洪或矿山泥石流的发生;露天采矿不仅仅会破坏地貌景观,还经常引起滑坡、滑塌、崩塌以及泥石流等地质灾害,形成矿山荒地,加速水土流失。

一、煤矿开采引起的地质灾害类型

(一)煤矿开采造成的地面塌陷与地裂缝

采用地下开采的煤矿,由于采空区上覆岩土体冒落或变形而在地表发生大面积变形破坏的过程,为矿区地面变形地质灾害。如果地面变形呈现面状分布,则为地面塌陷;呈现线状分布,为地裂缝。

地面塌陷与地裂缝不仅破坏土地资源,影响农业生产,还对城镇建筑物、铁路、公路和桥梁、水坝等造成不同程度的损坏,影响正常的生产和生活。据初步统计,我国因采矿引起的地面塌陷面积达1150平方千米,近40个城市发生塌陷灾害。半个世纪以来,山西省大同煤矿累计形成450m的采空区,在地表形成近百个塌陷坑。河北开滦煤矿累计地面塌陷面积约100m等。

(二)地下开采造成的地压灾害

地下采矿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和维护,则洞室围岩就会在地应力的作用下发生变形或遭到破坏。矿井中,由地压造成的灾害主要有顶板下沉和垮塌、底板隆起、采场冒落、煤与瓦斯突出及岩爆等;对于露天煤矿,常常造成滑坡、崩塌、倾倒等边坡失稳等。

1.煤与瓦斯突出

煤与瓦斯突出是在煤矿地下开采过程中,大量煤粉和瓦斯从煤壁向采掘工作面瞬间突然喷出的现象。煤与瓦斯突出通常是地应力作用的结果,有时会受到瓦斯膨胀力的影响。煤与瓦斯突出不仅可以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,甚至可以引起井下火灾或者瓦斯爆炸。

中国属多瓦斯突出灾害的国家之一,在统配煤矿中有煤和瓦斯突出危险的矿井约占47%,发生煤与瓦斯突出的累积次数达8000次以上。迄今为止,发生在我国的最大的一次煤与瓦斯突出事故是1975年8月8日发生在重庆天府矿务局碱汇坝洞主平洞,一次突出岩石1.3×10t,煤8000t,瓦斯140×10m。这次事故是在主平洞揭穿6号煤层放震动炮时发生的。

2.岩爆

岩爆又叫做冲击地压,脆性煤、矿体或岩体因承受强大地压,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。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。大型岩爆通常伴有强烈的气浪和巨响,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到破坏,甚至还会造成人员伤亡。

3.矿井突水

矿井突水是煤矿开采中发生的严重并常见的地质灾害之一。在煤矿开采过程中,随着开采深度的加大以及地下水的深降强排,产生巨大的水头差,使煤层底板受到来自下部灰岩地下水高水压的威胁,;在构造破碎带、陷落柱和隔水层薄的地段经常发生突水事故,严重影响着煤矿的安全生产和经济效益。

(三)露天边坡失稳

露天边坡是露天矿最主要的结构要素,边坡的存在贯穿于整个矿山开采过程中。露天矿边坡稳定性问题是影响矿山生产与安全的重大问题。

抚顺西露天矿是中国最早开采的露天煤矿,1945年发生边坡滑落,移动土石方达750×10m,埋没了全部采煤工作面,导致两个大的运输系统停止运行达12年之久。

煤矿地质灾害的防治策略

(一)查明矿区的地质构造,提前做好减灾防灾工作

各类地质灾害都是在一定的地质构造背景下发生的,特别是一些活动构造如断层等。然而越来越频繁而无节制的人类工程活动在地质营力的基础上只会加速地质灾害的发生,甚至使灾害程度更加严重。因此,查明矿区内构造的性质、特点及其活动程度等,寻找出不稳定的活动构造,认识地质灾害产生的原因,及时分析出地质灾害可能的分布规律,合理规划煤矿开采活动的进行。提前做好地质构造勘查工作,对矿区井下地质灾害危险性评价,做好灾害的预测工作,及时做好防灾减灾工作。

(二)在地下矿井中建立良好的通风系统,以降低瓦斯爆炸的可能性

确保矿井通风是防治矿井内瓦斯聚集的有效预防措施。《煤矿安全规程》中严格规定,所有矿井都应配足风量,实行机械通风、分区通风、上行通风;禁止携带火柴、香烟等易燃物品下井,在瓦斯矿井应选取标准规格的、安全型的电器设备,放炮前后进行瓦斯检测;注意防火;建立瓦斯检查制度及时处理积存的瓦斯。此外,还要注意防止漏风,主要进出风巷道要密闭,控制风流量的设施要严格安标准施工。

(三)边坡维护与加固

对露天煤矿的边坡应进行经常性的检查和维护,以保证边坡稳定,防治灾害的发生。建立一支专业的、专门进行边坡维护加固的队伍,加强检查维修,必要时采取人工植树、种草措施,砌筑局部挡土墙,预埋木桩等进行人工加固。在边坡附近进行爆破作业时,应采取减震爆破法等方法,加密孔距,以防治爆破时发生边坡失稳。

此外,在露天边坡上还应设置排水或隔水系统,防治雨水冲刷边坡或者深入到地下侵入软弱结构体,使边坡内部结构容质灾害防治易遭到破坏。

(四)相关政府部门应加强在地质工作中的领导作用

政府部门作为权威的领导,应发挥好带头作用。首先,相关部门应清楚的认识该地区的地质灾害状况,摸清地质灾害底数,掌握地质灾害分布规律,从而推测该地区哪些地方易发生地质灾害以及这些地质灾害可能的严重性和破坏性,根据这些信息就可以制定初步的防治计划和措施。第二,政府应坚持每年组织专家组进行灾前、灾害中和灾后的检查与研究,遵循“以防为主,综合治理”的原则。最后,政府应完善政府部门执行律法规的机构和体系;建立健全相关法律制度,并加强执法力度;建立并完善该地区地质灾害监测机构体系,以及时掌握地质灾害动态;加强对各相关部门的监督管理,对存在问题的及时进行纠正,问题严重的要加大处分力度,以杜绝对灾害防治工作中的疏忽大意等。

(五)在煤矿企业中全面加强地质灾害宣传教育工作,形成全民防灾意识

做好煤矿地质灾害防治工作,对人们进行防灾知识的宣传教育工作必不可少。煤矿企业应做到广泛宣传各种防灾抗灾知识,通过各种途径做好教育工作,以提高人们的灾害意识,要让人们对煤矿地质灾害有足够的认识和重视。有效帮助人们做好在前预防,发生灾害时不慌乱、及时进行自救,提高生存能力,减少灾害损失。

结语

因为煤矿开采活动的大规模进行,已经严重影响人们正常的生产和生活,煤矿的安全生产越来越受到国家政府和企业的重视。因此,在煤矿地质灾害如此严重和频繁的现状下,国家政府和企业应首先做好防灾减灾工作,合理开发矿山资源,加强科学管理,做好煤矿的安全性评价,只有这样才能保证经济效益的提高,确保煤矿安全稳定的发展。

参考文献:

[1]潘懋,李铁锋.灾害地质学[M].北京.北京大学出版社,2011

[2]隋鹏程.中国矿山灾害[M].长沙:湖南人民出版社,1998.

露天煤矿灾害防治第2篇

1 露天煤矿开采引发的环境问题

露天煤矿对环境的影响主要表现在对地表的破坏及其所造成的水土流失、水体污染和空气污染。随着露天煤矿数量的增加和生产规模的扩大,对环境特别是对土地资源的占用和污染将日趋严重。

同时,露天采煤形成的凹坑,由于地质构造、边坡岩体、地表水地下水作用等原因诱发滑坡、塌陷、水土流失、泥石流等一系列地质灾害,可能危及周边地区的工业企业和居民建筑的安全。既造成巨大的经济损失又破坏了原来的生态环境。

1.1 露天煤矿开采对土地的破坏

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一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,占用使原有的土地利用类型变为容纳厂房、选煤场、运煤铁路、排土道路、供电线路以及排水管道等工矿用地。

据不全完统计,我国露天开采平均每万吨煤破坏土地0.24 hm2,其中采场挖损破坏0.08hm2,外排土场压占0.16hm2。尤其是倾斜煤层的凹陷露天矿因不能内排或内排量较小,剥采区不可能在开采闭坑时恢复为原始地形,剥离废石外排占用土地量更为巨大。

如抚顺西露天矿形成的矿坑东西长6.6km,南北宽2.1km,面积达10.87km2,3个废弃矸石排土场面积达20.2km2;阜新海州露天矿长4km,宽2km,深350m,面积达8km2,排土场面积达14.7km2。露天开采活动在如此广大的范围内延续几十年至近百年,对生态地质环境的影响之大、危害之多、治理之难可想而知。

1.2 地表水和地下水污染问题

露天煤矿闭坑后,对地表水和地下水污染最严重的是露天煤矿排土场淋溶水。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,也会污染地下永体。阜新新邱露天煤矿排土场附近于家沟地区的地下水体就是由于露天煤矿排土场淋溶水渗入地下使其受到了严重的污染而导致不能饮用的。

此外,露天煤矿闭坑后,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。

1.3 大气染污问题

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(TSP)。另外含有因少量煤矸石和残煤在大气中慢慢被氧化而可能发生自燃,产生一定量的CO、SO2、和NOx等有毒有害气体,对大气造成,污染。

对某露天矿区的现场监测结果显示:大气污染物主要是总悬浮颗粒物(TsP)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)。研究表明;TSP的含量远远超出二级国家环境空气质量标准,因此为主要污染物。在每年春夏之交和秋冬之交两个时期会出现两个污染高峰期,表现出明显的季节特征,与气象条件紧密相关;气体污染物高峰期均处在冬季前后,在每年的夏季浓度最低,CO、SO2的浓度与烟雾出现次数呈正比关系,主要是由于残煤自燃引起的。

此外,我国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TSP污染。

1.4 露天矿闭坑前环境地质问题与灾害

我国露天煤矿开采至闭坑前环境地质问题与灾害主要表现在以下两个方面:

(1)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。如抚顺西露天矿,从20世纪50~80年代共发生滑坡、塌陷、泥石流等灾害达90次,并使周边石油一厂发电厂的厂房与重要设施受到破坏,损失超过数亿元。阜新海州露天矿从1953年投产1990年止,共发生滑坡等灾害75次,造成巨大的经济损失和人员伤亡;其它露天矿的滑坡也不少,而小规模的地质灾害更是屡见不鲜。

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卮

(2)露天矿开采还引发许多生态环境恶化及缓变性的灾害。如矿坑的煤、可燃矿物,排土场排放的煤矸石等有可能造成局部区域自燃,引起温室效应影响小气候,有害气体污染地区大气环境。危害人们健康,排弃物中的有害元素通过地表水、地下水渗透,造成水质污染和周围农田盐渍化;矿坑、排土场的废岩土,经剥蚀风化,受风力作用产生大量粉尘及有害气体,危害人民健康等等。这些问题日积月累就变成了长期污染空气、水质、农田的缓变性灾害而影响人类生存环境,而且如不及时治理,则在露天矿闭坑后仍将继续产生影响。

1.5 露天矿闭坑后地质环境的变化与环境地质灾变发展趋势

露天矿闭坑后地质环境将发生改变,环境地质灾变有进一步发展的趋势,主要体现在水文地质环境的变化。露天矿闭坑前为维持正常生产与边坡安全的全套疏干排水系统,在采矿结束后不可长久维持,一旦停止,则地表水、地下水将向矿坑汇集,原来的疏干边坡(简称为干边坡或干坑)将逐渐充水成为湿边坡,使边坡岩体含水量增大,强度大幅下降,地下水水位上升,边坡稳定性下降,从而发生滑坡、塌陷等地质灾害。

许多露天开采的矿山,下部曾由地下开采过,岩体受到扰动、破坏发生沉陷,再在露天开采与地下开采的复合作用下,边坡岩体被切割、再度破坏与扰动,随着终采闭坑,边坡将加陡至最终帮坡角,这样脆弱的边坡在自然与人工营力如暴雨。地震或矿震等作用下更易发生滑坡、塌陷。

所以,如不能提前采取合理的治理措施,则露天矿闭坑后地质环境必然恶化,环境地质灾害发生的危险性也必然增大。

2 露天煤矿开采引发环境问题的原因

我国露天煤矿开采环境问题复杂、多样、特殊、敏感,由于特定历史因素对矿业城市地质环境和生态环境的影响和破坏非常巨大。随着国家环保意识增强,80年代以来建的新矿区环境

状况有所改善,有的矿区达到了较好水平,如神华集团神东公司的马家塔露天矿就比较好地解决了露天开采中环境恢复和治理问题。因此总结这方面的经验教训意义是重大的,对搞好露天煤矿开采环境问题的防治是非常必要的。

在计划经济时期,煤矿企业利润都上缴国家而很少投人由开采造成的环境问题治理经费。如抚顺西露天矿、阜新海州露天矿这样的国有大型矿山企业,所产煤炭、所创利润和效益基本上均上缴国家,而几十年来开采带来的严重的环境危害却留给了地方,露天煤矿开采初期和中期环境危害的范围均较小,没有引起决策者、管理者和采矿者的注意。加上环保意识薄弱而使环境隐患越积越多,几十年后造成了环境的恶化和灾害的发生。无法回避的是,历史沉淀这些环境问题。只有依靠各级政府加大投入或积极组织才能逐步地治理和恢复。

以往传统的地质、采矿、管理学科没有或很少将矿山环境勘查、评价、预测、管理、立法、执法与露天煤矿勘查、露天煤矿建设、设计、生产、闭坑有机地贯穿始终结合起来。各学科均有自己的侧重点,如露天采矿学就追求剥离最少、采煤最多,只要不滑坡,边坡越陡越好,很少考虑地面变形或闭坑后灾害,很少以综合的长远的经济效益、社会效益和环境效益作为本学科研究追求的出发点。

露天煤矿开采环境问题根本上说是人类采矿工程活动使环境发生变化或恶化。这就需要决策者、管理者、生产者有战略眼光和战略胸怀,不仅仅关注自身的、近期的经济效益和繁荣,还应从保持社会经济可持续发展、爱护_人类居住的家园的高度去从事露天煤矿开采,主动地、积极地利用开采工程改善、美化周边环境,变有害为无害。变不利为有利,实现资源开发和环境保护的协调发展。

3 露天煤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。

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。抚顺西露天矿、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,而进入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、设计、建设、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煤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。实现露天煤矿开采从勘查、建设、生产、闭坑全过程的管理和监督有法可依。实现露天煤矿开采环境的改变―破坏一恢复―重建的良陛循环。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)露天煤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。这一条对新建露天煤矿是必要的。

(4)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。

(5)老的露天煤矿开采已几十年,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。不要在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,采取针对性治理措施,如加固、屏蔽、采矿回填、边坡压脚等。宣进行几个方案的技术经济比较,要综合考虑技术可行性、经济台理性和安垒风险性。

(6)对于新建露天煤矿,决策者、管理者,采矿者应站在保护生态环境和可持续发展的战略高度,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。通过开露天采矿、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,而且通过露天煤矿开采,建设生态环境更好的新矿区。

4 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:

[1]周伟,白中科,袁春,付慧,东露天煤矿区采矿对土地利用和土壤侵蚀的影响预测,农业工程学报2007(3):55

[2]刘志斌,大型露天煤矿闭坑后的生态环境问题及其对策,露天采矿技术2003(3)

[3]孙立勤我国露天煤矿开采环境问题及防治对策研究,煤炭技术2007(11)

露天煤矿灾害防治第3篇

一、露天煤矿开采引发的环境问题

1、露天煤矿开采对土地的破坏

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一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,占用使原有的土地利用类型变为容纳厂房、选煤场、运煤铁路、排土道路、供电线路以及排水管道等工矿用地。

据不全完统计,我国露天开采平均每万吨煤破坏土地0.24 hm2,其中采场挖损破坏0.08hm2,外排土场压占0.16hm2。尤其是倾斜煤层的凹陷露天矿因不能内排或内排量较小,剥采区不可能在开采闭坑时恢复为原始地形,剥离废石外排占用土地量更为巨大。

如抚顺西露天矿形成的矿坑东西长6.6km,南北宽2.1km,面积达10.87km2,3个废弃矸石排土场面积达20.2km2;阜新海州露天矿长4km,宽2km,深350m,面积达8km2,排土场面积达14.7km2。露天开采活动在如此广大的范围内延续几十年至近百年,对生态地质环境的影响之大、危害之多、治理之难可想而知。

2、地表水和地下水污染问题

露天煤矿闭坑后,对地表水和地下水污染最严重的是露天煤矿排土场淋溶水。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,也会污染地下永体。阜新新邱露天煤矿排土场附近于家沟地区的地下水体就是由于露天煤矿排土场淋溶水渗入地下使其受到了严重的污染而导致不能饮用的。

此外,露天煤矿闭坑后,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。

3、大气染污问题

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(TSP)。另外含有因少量煤矸石和残煤在大气中慢慢被氧化而可能发生自燃,产生一定量的CO、SO2、和NOx等有毒有害气体,对大气造成,污染。

对某露天矿区的现场监测结果显示:大气污染物主要是总悬浮颗粒物(TsP)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)。研究表明;TSP的含量远远超出二级国家环境空气质量标准,因此为主要污染物。在每年春夏之交和秋冬之交两个时期会出现两个污染高峰期,表现出明显的季节特征,与气象条件紧密相关;气体污染物高峰期均处在冬季前后,在每年的夏季浓度最低,CO、SO2的浓度与烟雾出现次数呈正比关系,主要是由于残煤自燃引起的。

此外,我国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TSP污染。

4、露天矿闭坑后地质环境的变化与环境地质灾变发展趋势

露天矿闭坑后地质环境将发生改变,环境地质灾变有进一步发展的趋势,主要体现在水文地质环境的变化。露天矿闭坑前为维持正常生产与边坡安全的全套疏干排水系统,在采矿结束后不可长久维持,一旦停止,则地表水、地下水将向矿坑汇集,原来的疏干边坡(简称为干边坡或干坑)将逐渐充水成为湿边坡,使边坡岩体含水量增大,强度大幅下降,地下水水位上升,边坡稳定性下降,从而发生滑坡、塌陷等地质灾害。

许多露天开采的矿山,下部曾由地下开采过,岩体受到扰动、破坏发生沉陷,再在露天开采与地下开采的复合作用下,边坡岩体被切割、再度破坏与扰动,随着终采闭坑,边坡将加陡至最终帮坡角,这样脆弱的边坡在自然与人工营力如暴雨。地震或矿震等作用下更易发生滑坡、塌陷。

所以,如不能提前采取合理的治理措施,则露天矿闭坑后地质环境必然恶化,环境地质灾害发生的危险性也必然增大。

二、露天煤矿开采引发环境问题的原因

我国露天煤矿开采环境问题复杂、多样、特殊、敏感,由于特定历史因素对矿业城市地质环境和生态环境的影响和破坏非常巨大。随着国家环保意识增强,80年代以来建的新矿区环境状况有所改善,有的矿区达到了较好水平,如神华集团神东公司的马家塔露天矿就比较好地解决了露天开采中环境恢复和治理问题。因此总结这方面的经验教训意义是重大的,对搞好露天煤矿开采环境问题的防治是非常必要的。

在计划经济时期,煤矿企业利润都上缴国家而很少投人由开采造成的环境问题治理经费。如抚顺西露天矿、阜新海州露天矿这样的国有大型矿山企业,所产煤炭、所创利润和效益基本上均上缴国家,而几十年来开采带来的严重的环境危害却留给了地方,露天煤矿开采初期和中期环境危害的范围均较小,没有引起决策者、管理者和采矿者的注意。加上环保意识薄弱而使环境隐患越积越多,几十年后造成了环境的恶化和灾害的发生。无法回避的是,历史沉淀这些环境问题。只有依靠各级政府加大投入或积极组织才能逐步地治理和恢复。

露天煤矿开采环境问题根本上说是人类采矿工程活动使环境发生变化或恶化。这就需要决策者、管理者、生产者有战略眼光和战略胸怀,不仅仅关注自身的、近期的经济效益和繁荣,还应从保持社会经济可持续发展、爱护_人类居住的家园的高度去从事露天煤矿开采,主动地、积极地利用开采工程改善、美化周边环境,变有害为无害。变不利为有利,实现资源开发和环境保护的协调发展。

三、露天煤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。

2、完善、修改的制定包括露天煤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。实现露天煤矿开采从勘查、建设、生产、闭坑全过程的管理和监督有法可依。实现露天煤矿开采环境的改变―破坏一恢复―重建的良陛循环。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、露天煤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。这一条对新建露天煤矿是必要的。

4、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。

5、老的露天煤矿开采已几十年,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。不要在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,采取针对性治理措施,如加固、屏蔽、采矿回填、边坡压脚等。宣进行几个方案的技术经济比较,要综合考虑技术可行性、经济台理性和安垒风险性。

露天煤矿灾害防治第4篇

关键词 煤矿区 地质灾害类型 防治措施

中图分类号:TD161

文献标识码:A

一、 引言

地质灾害泛指由于地质营力或人类活动而导致地质环境发生变化,并由此产生的各种危害或严重危害,一般可导致生态环境破坏、人类生命财产遭受损失。地质灾害按照成因可分为两类:(1)自然地质灾害,即自然条件下形成的地质灾害,常见的有地震、火山喷发、滑坡、泥石流、龙卷风等;(2)人类活动影响诱发的地质灾害,如地面沉降等。当今社会人类活动已经触及我们生活的空间的各个角落,甚至是宇宙太空,人类的活动已经大大影响了地质环境的正常发展,从而导致各种各样的地质灾害的发生。

我国是一个煤矿赋存、生产大国,煤炭在较长时间范围内依然是我国主要依赖的能源矿产。然而,煤矿的开采在给国家带来巨大的经济效益的同时,也为煤矿区的地质环境带来巨大的影响,通常表现为破坏性的、难以修复的地质灾害,严重制约了国家的经济发展。因此有必要摸清煤矿区地质灾害的类型,并做好防治措施。

二、煤矿地质灾害的类型及防治措施

煤矿区地质灾害的类型多种多样,总体表现为突发性和缓发性两类。前者为突发性的,通常有矿井突水、露天矿滑坡、瓦斯爆炸、煤尘、岩爆等,突发性灾害一旦发生必然会造成矿井工人生命危险;后者为缓慢的、长期的量变引起质变的地质灾害,通常有地表沉降、建筑物变形、土地荒漠化等环境灾害,缓发性灾害的发生需要一定的过程和时间,灾害发生或过程中及时发现并采取适当的方法,可以减轻灾害程度。

(一)矿井突水。

矿井突水的主要原因主要有以下几方面:(1)煤矿区地质条件比较复杂,地下水源补偿丰富,随着开采水平的不断延深和开采范围的不断扩大,水压逐渐升高,突水威胁愈加严重;(2)工作人员的突水危险意识低;(3)预测方法落后,野外采集和数据处理存在一定的局限;(4)防治措施不够完善,对于一些突发的现象不能及时判断和处理。

矿井突水应以“预防为主,防治结合”的方针,实际操作中应该在地面防水和井下防水两个方面进行防治。

地面防水主要以修建地面防水设施,减少大气降水和地表水直接渗入矿井井筒,防治方法如下:(1)合理选择井筒位置;(2)井筒附近修建排水沟;(3)渗水时堵塞通道;(4)强制矿区附近有潜在危险的河流改道或新建人工河道等。

井下防水主要防治地表水、老窑积水以及含水层中的地下水在水压力作用下,通过薄弱地段流入井下,主要防治方法有:(1)边开采边探测小窑老空、积水旧巷道、充水断层及含水层的位置,并在开采前及时放水;(2)留设防水煤柱;(3)疏水降压;(4)注浆堵截水和注浆加固改造底板;(5)设置防水建筑物等。

(二)露天矿滑坡。

滑坡是斜坡岩石在重力、水以及其外部营力的作用下,沿岩层结构软弱面形成的岩石破坏现象。当岩体应力超过其强度时,导致岩体破坏,即形成滑坡。滑坡产生原因主要是岩体自重应力、构造力、渗透力和震动力综合作用的结果。露天矿滑坡可以出现在任何一个露天矿开采现场,一般来说年代较老的矿山发生滑坡的危险更高。

露天矿发生滑坡主要有以下几方面的原因:(1)岩石本身具有结构软弱面,抗风化、抗氧化能力弱,其成为地表水、地下水、裂隙水的通道;(2)水流作用软化岩体边坡,降低岩体的强度;(3)露天矿爆破作业震动对边坡稳定性产生影响。

边坡滑坡的主要防治措施主要有以下几个方面:(1)确定合理的台阶高度,进行分层回采;(2)利用现代化手段加强边坡稳定性检测;(3)及时进行地表水和层间水的疏通,减轻岩体内外部的水压;(4)人工加固边坡,增强边坡的强度,改善边坡的稳定性等。

(三)瓦斯爆炸。

瓦斯爆炸是由瓦斯和空气混合后,在一定条件下,遇高温热源发生的剧烈的氧化反应,并伴有高温及压力(压强)上升的现象。瓦斯爆炸产生的高温高压,促使爆源附近的气体以极大的速度向外冲击,造成人员伤亡,破坏巷道和器材设施,扬起大量煤尘并使之参与爆炸,产生更大的破坏力。爆炸后通常生成大量的有害气体,造成人员中毒死亡。一般认为瓦斯含量达到5%-16%之间(氧含量应高于12%),遇到高温火源就可能引起爆炸。我国煤矿中,瓦斯爆炸发生的几率较大,必须严格控制瓦斯浓度和火源才能降低其发生的几率。

瓦斯灾害的防治措施主要有以下几方面:(1)开采前及开采过程中必须进行瓦斯抽放,以减少瓦斯浓度;(2)杜绝明火火源、火花、高温物体的存在;(3)利用先进的瓦斯监控设备严格检测;(4)加强员工培训,保证以上三个方面完全落实才能将瓦斯灾害降到最低。

(四)煤尘爆炸。

煤尘是煤矿开采过程中形成的悬浮在空气中的煤粉,这种煤粉不仅污染井下的空气,危害工人的身体健康(形成尘肺病),达到一定浓度和一定温度时同样会发生爆炸。其通常与瓦斯爆炸共存形成链式反应。

预防煤尘爆炸的主要手段是向煤层中注水,在开采工作面喷雾洒水,及时通风,同时杜绝一切明火存在于工作面及巷道内。

(五)岩爆。

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,并向坑内大量飞落、喷射、爆散的现象。岩爆灾害的发生影响正常的生产活动,对施工设备和财产造成损害,并危及人的生命安全。

岩爆灾害的发生究其根本原因是岩体的地壳应力的减小,形成自由面,通常与矿井工作面的深度有直接关系,地壳的压力随着深度的增加而增大,岩爆的可能性就更大。

岩爆是一种突发性的地质灾害,其防治手段应以预防为主,主要有以下手段:(1)矿井开挖前期应进行地质构造与应力预测的研究,以选择合适的挖掘地点,避开高应力区等危险地带;(2)根据岩爆发生的机理,依据岩体地应力和岩石力学参数,预测岩爆发生的地点、影响范围和危害程度,提供解决方法;(3)运用爆破、注水、钻孔等卸荷措施,使地应力得到合理分布,以防止岩爆现象的发生;(4)加强安全监测,及时预报,并做好宣传教育工作,加强岩爆灾害应急救险的教育。

(六)地表沉降、建筑物变形、土地荒漠化等灾害。

富煤区地下煤炭的开采造成地下形成大面积的“空洞”,煤层上部的岩层由于应力发生变化而发生变形,在地表反映为凹陷,形成地表沉降。地表沉降与煤层开采的深度、开采范围、煤层厚度等因素密切相关。地表的沉降通常具有滞后性,且变形范围比开采范围大得多。地表沉降同时造成多种衍生灾害,引起地表建筑物的倾斜、变形、地表开裂等。地表下沉同样会导致地表潜水位的下降,从而使大量植物死亡,在生态环境比较脆弱的矿区易造成土地荒漠化的严重后果。

地表沉降的预防与防治措施主要有以下几个方面:(1)鉴于煤矿开采地表沉降的无法避免性,应大力投入地表沉降机理与防治措施的研究,提出适合于不同矿区的开采方式,降低沉陷幅度;(2)煤矿开采前应对地表建筑物进行评价,对于有重大意义的建筑物应该适当的设置保护煤柱;(3)对于以变形的建筑物则采用积极的加固保护措施;(4)恢复沉降区的地面标高,及时铺垫,尽量恢复基本农业需求,植树造林恢复生态环境。

三、总结

煤矿区各种地质灾害并不是相互独立的,总有千丝万缕的联系。所谓“牵一发而动全身”,各种地质灾害的都应以“预防为主,防治结合”的方针对待,在生产过程中运用现代化的科学手段努力把握各种地质灾害的成因机理,做到有备无患。同时,煤矿生产单位也应该具有社会主义责任心,早发现,早预防,保证生产的正常进行,工人的生命财产安全,以及矿区人民和谐的生活环境,保证煤炭行业的可持续发展。

(作者单位:湖北国土资源职业学院)

参考文献:

[1]闫荣荣,张雪梅.我国矿山地质灾害防治投融资多元化模式探索.中国矿业。2010,19(增刊).

[2]李永利.浅谈现阶段我国多发的地质灾害的防治.科技资讯.2011,2.

[3]郭维君,崔晓艳,肖贵元,等.矿山地质灾害主要类型及防治对策研究.金属矿山.2010,410.

[4]衣昊鹏,姜震.矿山地质灾害原因及防治措施.科技创新导报.2010,4.

露天煤矿灾害防治第5篇

【关键词】:煤矿;地质灾害;防治

中图分类号:X752文献标识码: A 文章编号:

0、前言

一种不可再生的资源,随着社会经济的快速发展,我国煤炭需求量还在持续上升。如今人类的活动已经不断的参与到自然的地质作用之中,有时候严重打破了地质环境的平衡,地质层的环境被破坏时,相应的地质灾害也会日渐突出,这就影响了经济的发展,煤矿地质灾害带来的损失很影响整个社会的经济发展。

1、煤矿地质灾害的特征分析

煤矿地质灾害具有一定的不可预见性,因此在对矿山进行关闭处理时可能会留下一定的灾害隐患。露天开采的煤矿闭坑后也会留下一些灾害隐患,例如滑坡、泥石流等。这是因为露天开采过的煤矿虽然进行了一定的回填,但是仍然会存在一定的高度差,特别是一些矿坑比较深的煤矿更是如此,最终导致一些灾害的发生。

地下的矿井闭坑后留下的灾害主要有地面沉降、地裂缝、地面塌陷等,严重的时候甚至会诱发山体开裂,引起滑坡等地质灾害。这些灾害具有一定的滞后性,它们在开采期间只是短暂发生甚至一点迹象也没有,等闭坑一段时间后将会引起一定的地质灾害发生。煤矿地质灾害一旦发生,将会给当地的农民造成难以想象的灾难。

2、地质灾害防治的类型

2.1、矿井突水煤矿突水事件在煤矿生产中也是常见的,掘进或采矿过程中当巷道揭穿导水断裂、富水溶洞、积水老窿,大量地下水突然涌人矿山井巷的现象。矿井突水一般来势凶猛,常会在短时间内淹没坑道,给矿山生产带来危害,造成人员伤亡。在富水的岩溶水充水的矿区及顶底板有较厚高压含水层分布的矿山区,在构造破碎的地段,常易发生矿井突水。但只要查明水文地质条件,采取措施,矿井突水是可以预防和治理的。当巷道底板下有间接充水层时,便会在地下水压力和矿山压力作用下,破坏底板隔水层,形成人工裂隙通道,导致下部高压地下水涌入井巷造成突水。

2.2、地面沉降与塌陷

煤矿由于地下开采塌陷破坏土地在全国工业系统中处于首位,而且采煤塌陷土地的一半以上在平原地区,绝大部分是优良的耕地。地面沉降与塌陷是煤矿开采后经常出现的一种地质灾害。在煤矿的开采过程中,地下开采工程破坏了采空区围岩的初始应力场及地下水位被人为的大量抽排,造成地下塌陷。由于采掘引起地面不均匀沉降,使水田无法排水、房屋墙体开裂、地基塌落陷洞。

2.3、瓦斯地质灾害

因我国煤矿地质条件复杂,开采强度大,是世界上煤与瓦斯突出矿井和发生突出次数最多的国家,并且随着矿井每年以 10~20m 的速度延深,突出矿井数和突出次数在不断地增加。煤与瓦斯突出是煤矿生产过程中发生的一种复杂的动力现象、可在很短的时间内由煤体向巷道或采场突然抛出大量碎煤,喷出大量瓦斯,在煤体中形成特殊形状的空洞,并造成一定的动力效应,如推倒矿车、破坏支架等、喷出的粉煤可充填数百米巷道,瓦斯可逆流运行数千米、造成人员伤亡和矿井设施的破坏。煤和瓦斯突出是威胁煤矿安全生产的严重的灾害,也是影响煤矿生产效率和经济效益的一个重要因素。

2.4、山体滑坡煤矿的开采、矸石的堆放破坏了坡体的原始应力平衡,是诱导滑坡崩塌灾害的重要因素。据不完全统计,每年因山体滑坡所造成的直接经济损失以数亿元计。比如,2011年7月7日经过一整天的紧张救援,山西某一露天煤矿山体滑坡中的5位被困者已不幸。据不完全统计,山西省某煤矿自上个世纪五十年代成立开始,共发生滑坡60多次,其本上每年都会发生一两次滑坡,其中一次最大的塌方量达到223万m3,2003年的滑坡还伴有泥石流。露天矿的滑坡不仅造成了停产事故,而且还对附近工厂的安全生产造成严重的危协。可见因采煤造成的山体滑坡对人们生命财产安全影响之大。3、煤炭地质灾害防治措施

3.1、科学的治理地表下沉

在煤炭地下开采过程中,当当一些开采区域已经沉陷之后,针对这些稳沉区域,要结合具体的地质地貌实际情况,全面调查了解地表的坍塌状况,在此基础上,充分利用先进的科学技术和机械设备,对其实施科学的,全面的综合治理。比如,在我国的东部地区,地下水位较深,一般而言,都会采用以下治理措施,首先,针对一些塌陷较为浅的区域,可以使用疏排法建立排水系统"降低潜水位"等方式使土地重新利用,而针对一些地面塌陷较深的塌陷区,结合具体的实际状况,可以采用挖深垫浅法,将塌陷深的区域再挖深,取出的土方充填塌陷浅的区域。如此,而已更好的实现矿区土地资源的合理综合利用。

3.2、合理开采煤矿资源,保护地质环境

开采部门要合理的开采煤矿资源,不能没有节制的乱加开采,避免免造成不必要的环境负担,遵循《环境保护法》,在不破坏生态平衡的基础上开采,遵循《环境保护法》、《矿产资源法》合理开发利用和保护地质环境的准则,加强地质灾害防治管理工作,提高人们的环境意识,避免或减少煤矿地质灾害事件发生。各级矿管部门应加强管理和监督,防止只图经济效益和生产指标的完成、回采原留保安煤柱的采掘活动。

3.3、弄清开采区的地质构造,有效的做好防灾准备

有些煤矿地质灾害的发生是由于构造的运动引起的,例如断层运动等。因此,查明矿区范围内的构造情况,充分的掌握各种构造的特点、性质及活动的情况,在煤矿开采过程中,对其进行有效的预防,尽最大可能降低灾害的发生。

3.4、加强安全监管

最后,相关政府部门以及煤窑负责人员要定期的检查煤矿工程的安全措施是否到位,开采地区的地质特点,根据地质特点来制定开采计划,确定不安全的开采因素,把灾害发生的几率降到最低。根据不同的地域特点制定不同的施工措施,按照施工步骤,严格施工。

3.5、对生态环境的保护

煤矿开采对生态环境造成了一定的影响,尤其是废弃的矿山会造成环境压力,目前我国的关于煤矿开采地质灾害的防护已经取得了一定的成效,但是相关的措施政策还比较片面,只考虑了安全因素,而没有综合考虑煤矿开采后生态系统如何恢复的因素。为了人与自然的和谐,我国应该对废弃的矿地进行再次开坑,降低损失。

3.6、开发煤层气

开发煤层气既有利于开发新能源,又有利于减少瓦斯灾害事故。因此,我国煤矿在防治瓦斯灾害方面应转变观念,投入足够人力和物力,进行煤层气开发利用。

3.7、矿井突水的防治

矿井突水是煤矿地下开采中最为常见的一种地质灾害之一。因此,在进行防治过程中,首先要结合工程实际状况,对煤矿开采地区的地质地貌做出超前的分析,并通过勘察取得客观的岩石断裂分布的规律,在此过程中,要将各个工作面的开采状况和各个巷道的揭露情况综合起来,做出严密的分析探讨,将各个工作面的断裂情况在开采图纸上标注,如此,可以更好的反应出整个巷道的断裂情况,可以更好的采取有针对性的放断裂出水措施。在进行煤矿的地下开采过程中,水压是造成地质灾害的一个很重要的原因之一。在进行开采过程中,如果遇到了出水的情况,要结合开采地区的地质地貌状况,采取合理的措施对水流进行疏导,如此可以很大程度的降低水压,可以很大程度的预防出水。同时,可以通过地面的一些工作进行防治,比如,可以通过地面注浆站集中造浆,通过井下施工注浆孔向介于煤层和奥灰强含水层之间的薄层灰岩等这些方式,都可以有效的防治出水。

3.8、健全煤矿的通风系统,降低煤矿的瓦斯浓度

在煤矿生产过程中,无论是个人还是国家、集体的煤矿,都必须严格按照国家的规定,配备有效的通风系统和严格的瓦斯检查制度,禁止工人在矿井中使用明火等,更好的保证矿井的安全生产。 4、结束语

煤矿的开采、挖掘是直接在岩土圈进行的,伴随着我国矿山开采强度的增大,其所造成的环境破坏也越来越严重。目前对地质灾害主要贯彻“以防为主,防治结合,重在预防”的方针。严格煤矿开采规范,控制风险,做好各种煤矿开采保护措施。

参考文献

[1] 马丕梁,蔡成功.我国煤矿瓦斯综合治理现状及发展战略[J].中国煤炭,35(12):7-11.

露天煤矿灾害防治第6篇

[关键词]环境 污染 灾害 防治

中图分类号:TD824 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)10-0324-01

1.引言

煤矿环境污染是多种多样的,既有直接污染又有间接污染,既有化学污染又有物理污染还有生物污染,也有本文通过阐述煤矿地质灾害的危害性来提高人们保护煤矿环境意识,提高矿山作业人们的生活质量。

2.煤矿地质灾害

煤矿地质灾害主要有:岩移、矿井热、破坏土地资源、破坏水资源、影响大气结构、诱发地质灾害、危害人类健康。

2.1 岩移

矿山岩移主要由采矿活动引起,煤层自然、矸石堆积都可能引起岩移,例如新疆奇台县北山火灾,煤层自然引起的地面塌陷达8-10米。由采矿活动引起引起并直接破坏环境的岩体移动主要包括地下开采造成的地表移动和露天开采引起的滑坡。地表移动的形状和特点主要分为两类即漏斗状陷坑、阶梯状断裂和缓波状沉陷盆地。

2.1.1 漏斗状陷坑、阶梯状断裂

这类地表移动发生突然、快速、强烈,危害严重但是破坏范围小,主要发生在浅部及倾斜煤层采空区和开采深度与煤层开采厚度比小于20的缓倾斜煤层采空区以及较大的地质构造分布区。

2.1.2 缓波状沉陷盆地

这类地表移动的最大深度约为煤层开采厚度的70%-80%,但这必须是采空区的长、宽均达到或超过开采深度的1.4倍时才可能发生的,这种塌陷的时间比较长,对地表的影响面积较大。

2.2 矿井热

矿井热是指矿井生产过程中所产生和行成的热,它决定矿井内空气温度、湿度等微气候的重要因素,一般来说,空气温度超过27°,人体散热就极为困难,并可能从空气中吸热而使人体热平衡破坏。因此我国《煤矿安全规程》规定:“生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26°,机电硐室的温度不得超过30°”,当矿井热导致矿井气温超过规定值时,便形成了矿井热害。行成矿井热的热源主要有:地热、空气压缩、井下煤岩层氧化热、煤层自然热、机电设备运行热、爆破热及井下人员体热等。现在随着开采深度延伸,大多数矿井面临着矿井热的危害。

2.3 破坏国土资源、水资源

露天采矿直接挖损土地;地下开采造成土地塌陷损坏;煤矸石和剥离物排放压站土地;采矿“三废”污损土地;采挖和塌陷引起的微地形地貌和地质、水文、水文地质条件的变化可导致土地的排水系统的破坏和水、热、气、肥等土壤肥力因子的恶化,以及地表积水、盐渍化、沙漠化和水土流失等,煤矿土地环境破坏造成了耕地锐减,不同程度的抑制农作物生长。同时采矿活动有时改变地下水恶和地表水的储存和循环状态,疏干和破坏水资源,造成井泉干涸或水位下降及地表水流失。此外煤矿固体废物可随大气降水、地表径流进入地表水体和地下水而污染水源。

2.4 影响大气结构

煤矿地质灾害不仅能改变井下和矿区空气的成分和结构,造成烟尘弥漫、能见度降低,有毒有害气体成分偏高等不良空气状况,而且会在一定程度上影响大气圈的成分和结构以及与岩石圈、水圈、生物圈的动态平衡,加剧温室效应,臭氧层破坏。例如煤矿废气中含有大量的CH4和CO2,排入空气后可使温室效应、平流层臭氧减少加剧;矿井废气含有硫化物、氮氧化物等则是酸雨和光化学烟雾行成的基础物质和根源。

2.5 诱发地质灾害

煤矿地质灾害严重威胁煤矿安全生产和矿区居民的人身安全。如矸石山堆积和采矿岩移可诱发山体滑坡、山崩、泥石流、矸石山滑塌、矸石流等,采矿废气中可燃气体和煤尘达到一定浓度会发生爆炸;二氧化碳、二氧化硫、氮的氧化物等有毒有害气体达到一定浓度会造成旷工窒息、死亡;采动压力可诱发冒顶、片帮、矿井突水、煤与瓦斯突出和地面建筑物倒塌、断裂等灾害。

2.6 危害人类健康

煤矿开采造成环境污染,而环境又影响人类的生存,轻则致疾,重则死亡。所导致的疾病既有急性的也有慢性的且以慢性的为多,例如煤肺病、硅肺病和煤硅肺病。此外还有放射性疾病等,对在井下作业的人们带来了极大的危害。

3.煤矿地质灾害的防治建议

3.1 政策性措施

所有煤矿企业必须坚持资源开发与生态环境保护并重的原则,加强矿产资源勘察、开发、闭坑的生态环境治理与恢复工作;坚持预防为主,防治结合的方针,严把矿山生态环境地质环评工作,大力宣传“合理开发资源,有效保护生态环境”;坚持“谁开发,谁保护,谁破坏,谁治理,谁受益,谁补偿”的原则,最大限度避免和减轻矿山生态环境问题及矿山地质灾害的发生,促进资源开发与环境保护协调发展。

3.2 地质灾害监测

展开煤矿地质灾害的监测,省、市、县各级形成地质环境监测网,展开煤矿地质灾害活动的同时,开展矿山地质灾害的调查工作,尤其是每年的汛期前、汛期、汛期后的灾害动态检查,对重要监测点进行定期、循环监测,将地质灾害造成的损失降到最小。例如利用仪器对岩体进行检测,主要检测内容是岩体移动方向、速度,井巷工作面收缩、变形,地表移动方式、类型、规模、范围,岩体应力、应变、岩体强度等,根据测定的相应参数,采取相应的支护方式,提前制定相应的应急预案。

3.3 依靠科技手段,提高矿山开采技术水平

加强矿山环境保护和科学研究,着重研究煤矿开发过程中引起环境变化及防治技术,煤矿三废处理和废弃物回收与综合利用技术,提高煤炭采、选技术,同时开展煤矿地质环境评价,发现可能存在的地质灾害,提前使地质灾害获得有效的控制,利用科技手段减轻或消除危害。

3.4 建设绿色矿山

第一,在源头上做起,煤矿企业应积极进行节能减排、改善矿区周边环境、改善周边交通和水利条件。对于无能力进行节能减排的煤炭企业进行勒令整改,并对其进行技术指导;第二,土地复垦、露天坑、塌陷坑、地裂治理方面,煤矿企业在矿产资源开发设计、开采各阶段中,有切实可行的矿山土地保护和土地复垦方案与措施,并严格实施;坚持"边开采,边复垦",对采掘活动带来的露天坑、塌陷坑、地裂进行回填,并植树造林,防止水土流失,逐渐改善地下水资源,改变矿山微气候,使矿区上空的空气质量高于城市空气质量。

3.5 煤矿企业责任

煤矿企业应坚持"以人为本"的理念,善待员工、鼓励员工、增加员工对企业的认可度、加强企业的凝聚力和向心力,激发员工的主观能动性,鼓励员工进行创新,营造良好的职工生活和井下作业环境,减少煤矿职业病人群,提高煤矿员工生活质量。

4.结语

煤矿环境地质灾害的防治看似简单,其实这件事任重而道远,把煤矿变成和谐矿山、绿色矿山可能需要几代人的共同努力。

露天煤矿灾害防治第7篇

【关键词】煤矿;地质灾害;防治措施;迫切性

1.煤矿地质灾害的研究背景

煤矿地质灾害是指由于人类采煤生产活动而引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。它是地质灾害的一个分支,也是自然灾害的重要组成部分。煤矿开采开煤弃石,加速水土流失,引发地表塌陷、山体滑坡;煤矿抽排水造成地下水位下降、矿区周围地下水资源枯竭;地下开采诱发地震、岩爆、冒顶片帮突水、瓦斯爆炸、地面开裂及沉陷等;煤矿剥离堆土、尾矿废渣堆积引起地表环境污染,及其失稳滑移造成严重的泥石流灾害等,凡此种种,均是煤矿地质灾害的具体表现。

2.煤矿地质灾害特征及诱因分析

煤矿开采不像水利水电工程建设那样,可以根据地质情况针对灾害可能多发地段,采取“能避让则避让,能预防则事前预防”的原则进行避与防,大多数情况下采矿不得不在明知条件不好的情况下进行,从而易于产生和诱发各种地质灾害,具体煤矿的灾害特征如下。

2.1煤矿在开采过程中潜在的灾害特征

①山体滑坡:煤矿的开采、矸石的堆放破坏了坡体的原始应力平衡,是诱导滑坡崩塌灾害的重要因素。据不完全统计,每年此类灾害造成的经济损失以数亿元计。

②地面沉降与塌陷:地面沉降与塌陷是煤矿开采后经常出现的一种地质灾害。在煤矿的开采过程中,地下开采工程破坏了采空区围岩的初始应力场,使采空区的岩石发生破碎、冒落乃至地表发生位移。另外。采空区不断扩展和大量抽排地下水,造成采空区和影响区的地下水重新分布,形成大面积的降落漏斗,相应出现地表的沉陷。

③瓦斯突出:瓦斯可以在储气封闭系统中,以吸附或游离状态赋存于煤层的孔隙、裂隙、缝隙之中,当地应力作局部平衡调整时,破坏储气封闭系统,使蓄积的气体外溢释放。在自然和人为的某种作用下,亦可造成瓦斯突出的爆炸、火灾、人员中毒等灾害。

④矿井突水:煤矿突水事件在煤矿生产中也是常见的,并且直接影响煤矿的生产、效益和安全。

2.2煤矿在闭坑后采场潜在的灾害特征

由于矿山灾害治理的短效性及不可预见因素的存在,故矿山闭坑后必然会留下灾害隐患。露天采场闭坑后留下的潜在灾害类型主要有滑坡、崩塌,这是由于露采后留下了高边坡,虽然在坑底进行了一定的废石回填,但留下高边坡仍是不可避免的,特别是露采很深的情况下更是如此,这样的边坡在后期诱发因素的作用下很可能再次发生灾害。

地下采场闭坑后留下的潜在灾害类型有地面塌陷、地面沉降、地裂缝等,甚至也有因地面变形而诱发的山体开裂,继而发生崩塌、滑坡等地质灾害。这些灾害的发生往往具有滞后性,即在开采期间不发生或发生得不彻底,尚未达到稳定状态,待闭坑后一段时间内继续发生或在特定的条件下突然发生。以上灾害一旦发生,如果采场内已经进行了土地复垦,则复垦好的土地就可能因灾害的发生而再次破坏甚至废弃,造成本不应有的损失。

2.3煤矿地质灾害的诱因分析

煤矿地质灾害诱发因素各不相同,有些是开采过程中难以避免的,如开采深度的增加,使得地应力相应增大引起冒顶、片帮、脱盘甚至岩爆的严重地压灾害;有的是开采中忽视预防或开采不规范、管理不科学导致的,如采空区不及时充填、废渣废水随意排放、水文地质及构造不了解、巷道偏离、盲目指挥、违章作业、私挖乱采等,非稳定因素积聚到一定限度引发各种灾害;有的煤矿片面追求经济利益或为摆脱一时的经营危机,摈弃常规,如采富弃贫、求近避远,结果为后期发展埋下灾害隐患;曾一度泛滥的民采风潮掠夺式的开采活动也对部分国有大中型煤矿造成严重干扰和资源、环境破坏。

3.煤矿地质灾害的防治及生态恢复措施

3.1煤矿地质灾害的防治措施

①加强地质灾害宣传教育,各级政府和有关部门应对防御煤矿地质灾害工作予以高度重视,开展各种形式煤矿地质灾害预测和提出防范措施。

②合理开发利用,加强地质灾害防治管理工作,提高人们的环境意识,避免或减少煤矿地质灾害事件发生。

③提高建筑物防灾能力,减轻煤矿地质灾害,在科学技术指导下,提高煤矿区民宅建筑材料和砌筑质量,增强地基、上部结构牢固性,提高民宅建设总体抗灾性能,加强农民建筑队伍的整顿和管理,因地制宜地对其施工负责人进行工程抗灾知识重点培训。

④建立通风系统,减少矿井瓦斯爆炸,无论国有、集体煤矿,还是个体小煤窑,都应严格遵守《煤矿安全规程》的规定,配足风量和实行机械通风、分区通风、上行通风,建立瓦斯检查制度,及时处理超限和积存瓦斯矿井;禁止携带香烟及点火工具下井,在瓦斯矿井应选矿用安全型、矿用防爆型或矿用安全火花型电器设备,放炮前后进行瓦斯检测。

⑤查明活动构造,规划煤矿工程活动,做好减灾防灾工作。活动构造是产生各种地质灾害的地质背景,人类工程活动使致灾速度加快,致灾程度更为严重。为此,应查明煤矿区内新构造运动性质、特点及活动程度,寻找出活动构造或不稳定的复活断裂,分析、认识各种地质灾害产生的原因及分布规律,合理规划煤矿区工程活动。进行煤矿区地质灾害危险性评价,按地质灾害类型圈划未来潜在地区,并作好灾害的预测,制定防治方案,切实做好减灾防灾工作。

⑥因地制宜综合防治,各种地质灾害在空问地域分布上具有一定规律,因而不同灾害类型区应制定相应的治理措施和施工标准,增加有形抗灾、防灾能力。工程措施要严格,生物措施也要同步发展,做到以生物措施为根本、以工程措施作先导的综合防治。只有这样,才能达到预期目的。

3.2煤矿环境生态恢复

由于矿山废弃地对生态环境造成严重的破坏,目前,我国用于防治地质灾害的工程措施对灾害的防治的确起到了一定的作用,但一般情况下只考虑了确保矿山工程的安全运营,未能通盘考虑矿山闭坑后生态环境如何恢复、土地怎样再利用及潜在灾害在特定条件下复发性与防治的问题。因此迫切需要对矿山废弃地进行生态恢复与重建。要恢复生态系统的功能.必须恢复系统的非生物成分的功能,进行植被的恢复及动物群落和微生物群落的构建。目前我国矿山废弃地的复垦工作总体上还处于初期阶段,因此在我国大力开展矿区废弃地的复垦工作是当务之急。