科普:礦山地面塌陷的成因、危害及防治措施

礦山地面塌陷是井下開採的礦山,在開採過程中,因將原生礦體和伴生的廢石採出後,形成大小規模不等的地下空間,在重力作用和地應力不均衡等因素的影響下,首先在採空區域產生地裂縫,逐漸發展為採空區的地面塌陷。

通俗的講就是地下空了,無法支撐地面的重量,因此地面開裂下沉,形成空洞。

圖為典型的塌陷坑,該坑的形成主要是由於地下采煤。

科普:礦山地面塌陷的成因、危害及防治措施

先看一下該塌陷坑所在地整體情況,來自Google Earth

科普:礦山地面塌陷的成因、危害及防治措施

讀圖後,將圖中較大的塌陷坑識別出來,大致有6個,分別編號A、B、C、D、E、F。圖中的黃線顯示了塌陷坑的距離,可以作為參考比例尺使用。

科普:礦山地面塌陷的成因、危害及防治措施

為了看的更清楚,選擇其中彼此相距較近的B到F塌陷坑,並按時間關係,採集整理了一下它們的影像。下圖很好的反映了10年時間,5個塌陷坑的演變。從圖中可以看出,2008至2018年,塌陷坑呈現逐漸擴大趨勢。例如:D坑,在2018年最長36米,最寬9米,面積接近250平方米。

科普:礦山地面塌陷的成因、危害及防治措施

礦山地面塌陷會帶來一系列問題:由於在地面形成坑洞,會破壞房屋、鐵路、公路、礦山、水庫、堤防等工程設施,造成房屋倒塌、道路中斷、水庫漏水、大壩和堤防陷落開裂等,一些地區的礦山採空區上部還是耕地,地面塌陷還破壞土地資源,使大量耕地被毀。導致鄉村、城市、礦區環境惡化,危及人員生命財產。這在新聞報道中經常出現。如新聞報道2016年廣東河源礦山塌陷引發3.0級地震,垮塌面約400平方米,而該礦山早在2007年就已停止生產,但是未經治理,仍會造成破壞。

科學合理的採礦有助於減輕地面塌陷的發生。例如煤礦開採時要預留保護煤柱,開採出的煤矸石或其它廢石合理回填,可以防止或減少塌陷的發生。採礦單位還應向地方規劃部門提供採空區位置及有關資料,以便於工程建設單位根據採空區位置進行勘察設計工作。政府要加強監管,嚴厲打擊亂採亂挖。並且做好合理規劃,礦山採空區嚴禁與居民區重合。採礦結束後,要及時予以治理,防止地面塌陷進一步發展。

事實上,礦山塌陷對礦山城市是非常大的威脅,要加強其治理。具體防護措施可以參考以下做法:

一、沉陷區治理方案

礦山在開採時,要統籌考慮開採沉陷與地裂縫的關係,在開採影響範圍內要防治結合,綜合治理。

1、地下已廢棄巷道或採空區出現地面塌陷、地裂縫時,採取地下回填廢渣,減緩地面沉陷速度;為制止地面塌陷形成,通過地面裂縫灌注尾礦砂漿(或水泥砂漿),加快充填廢渣的固化。

2、地下坑道尚在使用階段,地面出現地面塌陷和地裂縫跡象時,對地裂縫發育地段採取灌漿、密實等措施;在地下坑道採取修築支護工程等防塌措施,必要時停止該區段的開採。

3、地下已廢棄巷道,地面形成塌陷但規模不大時,採取由地面至外向內將廢渣填入下部,中上部用細粒尾礦充填,夯實、上部復土的方式處理。

4、地下已廢棄巷道,地面塌陷規模巨大,難以治理的特殊地段,圈定為礦山地質災害監測研究區,制定監測方案,在確保安全的前提下,劃定出禁入區、監測區,修建柵欄和觀測道路,立明顯標誌,防止人畜誤入造成生命財產的損失。

5、因採空塌陷,造成的民房屋不同程度開裂的,礦方應組織搬遷。

6、對沉陷區產生的地表裂縫應及時堵塞、平整沉陷臺階。對地面下沉大於0.2m的沉陷坑進行平整,不形成大範圍積水坑。在春、夏、秋三季出現沉陷穩定後進行綠化。

7、對水土流失嚴重區域和地表沉陷產生沉降裂隙及土壤鬆散和可能誘發滑坡及坍塌的區域,進行土地整平、堵塞裂隙或用其它工程措施來防止水土流失。

8、對礦山範圍內鄉村道路應在沉陷穩定後及時修復、維護,保證村民安全通行。

二、防護措施

1、礦井在開採過程中,必須嚴格按照礦井規劃紅線範圍內開採,杜絕亂採亂挖,涉及到當地居住村民、公共建築實行“先安置後開採”的辦法,或根據建立山體巖移觀測站測定情況,採取搬遷安置,以免引起後患。

2、隨著礦井的開採範圍增大,在每個採區開採前必須超前做好上方的物體統計工作,制定獨立的搬遷規劃。

3、堅持長期、認真的地質災害監測,隨時注意礦山開採進度造成的地質環境變化,對可能引發的地質災害進行監測並採取相應措施,儘量避免人為災害發生。

4、必須規範開採施工、必須建立健全安全規章制度、必須加強安全生產管理。礦山開採過程中,必須嚴格遵守國家相關法律法規,對生產過程中產生的廢渣、廢棄物,必須存放至安全的場所,嚴禁隨處亂倒;必須編制礦山地質環境應急預案,若遇突發重大事故時,立即啟動相應的應急預案,做到防患於未然。

保護環境人人有責,礦山附近村民也要做好自身保護工作,對違法開採要及時舉報。

希望所有人都能好好愛護我們的環境。o(∩_∩)o


本文由Beck編寫。


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