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中圖分類號:P694 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)27-0299-01
近年來,我國煤礦開采數量不斷上升,開采規模不斷擴大,使得煤礦地質災害事故出現的頻率也在日益增多,對礦區作業人員生命財產安全產生了極大的影響。部分煤礦企業為了獲得更高的經濟利益,以破壞自然生態系統為代價肆意開采,最終導致煤礦塌方、山體滑坡、泥石流等地質災害出現,不僅付出了極為沉重的人員傷亡與財產損失代價,還對我國社會和諧與穩定產生了負面的影響。
1 地質災害形成原因
滑坡和地層沉降是煤礦礦區內地質災害的主要形式,一旦發生,不僅影響礦區的生產,而且對周圍居民的生活也會帶來很大的危害。
1.1自然原因。我國大多數煤礦礦區內植被較差,地層,一旦突降暴雨或冰雪大量融化,易形成突發性山洪,沖刷溝谷和河床,從而導致泥、砂、石等固定物質向下游沖去,極易形成破壞力較強的泥流、砂石流等;區域內多丘陵地帶,平坦地區極少,地勢切割強烈,同時在局部地區存在軟弱巖層和斷層破碎帶,在長時間降雨和冰凍作用下,易引發滑坡、崩塌、地面不均勻沉降等地質災害的發生。同時,地震也會誘發崩塌和滑坡災害。
1.2人類的活動。礦山經過多年的開采,產生的廢礦、廢渣以及棄石等被隨意堆放在河灘以及溝谷內,這樣極容易在雨季誘導發生自然災害,如泥石流、山體滑坡以及坍塌等。同時,在地震發生時還容易造成山石滾落,造成傷人事故。
2 煤礦地質災害防治重點
2.1群眾居住區地質災害防治重點。根據地質災害普查情況和地質災害發生的情況分析,地質災害活動比較頻繁的區域多為山區或者近期有較大的人類工程建設活動的區域,由于人類的活動對環境產生了一定的影響,因此在雨季或者暴雨來突發的情況下,極容易發生泥石流、山體滑坡等地質災害。
2.2主要交通干線地質災害防治重點。礦區內交通公路兩側的邊坡是交通干線地質災害防治的重點,由于邊坡穩定性較差,加上年久失修,如果趕上汛期來臨,加大了發生坍塌和滑坡的危險。因此,施工單位要定期對邊坡的危害風險進行評估,加強監督管理,防止地質災害的發生。
2.3重點礦區地質災害防治重點。礦區的地質災害威脅主要體現在以下幾點,如地面坍塌、滑坡、裂縫、泥石流等等,因此,為了避免礦區內的人民群眾免受地質災害的威脅,要積極做好礦區內地質災害的防治工作,大力宣傳災害來臨的自救方法,提高礦區群眾的安全防范意識。另外,企業也要督促做好相關的管理和防治工作,對不合乎規定的工程建設和人員行為,要及時排查整改,消除安全隱患,尤其要做好對廢礦廢渣堆放點的監測工作,防止山體滑坡和泥石流等災害的發生。
2.4河流及水利設施地質災害防治重點。礦區內泥石流、山體滑坡的主要誘因就是強降雨,因此要著重做好雨季自然災害的防范工作,加大對雨季河流和水力設施的監測排查力度,強化監督、落實責任,必要時采取措施,進行合理有效的避讓,使災害的損失降到最低。
3 主要危險區及防治措施
3.1加強領導,明確責任。地質災害防治工作事關煤礦企業及礦工的生命財產安全,煤礦各科室各部門要充分認識這項工作的重要性,切實加強領導,實行主要領導負責制,對列入預案的重點地質災害,要落實責任人,簽訂責任書,填寫防災避險“明白卡”,確保預防工作落到實處。根據破壞和防治相統一的原則,在生產成本中納入煤礦地質災害的防治費用,創建煤礦地質災害專門性的資金。對一系列的煤礦企業實施土地復墾保障金與煤礦環保機制。這樣,一是能夠全面地實施環境保護策略,二是確保煤礦土地復墾保障和煤礦地質災害防治資金的到位。
3.2加強檢查監督,防止地質災害發生。煤礦要成立汛期防災領導小組,落實責任,開展巡回檢查工作,加強監督,嚴禁在地質災害危險區內開山、伐木、削坡、取石、堆放渣石及棄土,抽取地下水等可能引發地質災害的活動,對各災害點要制定監測、報譬、搶險、疏散路線等措施,同時,要在危險區邊界設立警示標志,以示警告。組織相關的專家組與勘查部門實施煤礦地質災害和地質環境的全面調查、評價以及防治工作。在對煤礦地質災害特點和地質環境進行了解的前提條件下,兼顧人口布局和社會經濟情況,合理地制定行之有效的煤礦地質災害防治和地質環境保護計劃,且納入社會經濟的發展計劃中,并注重貫徹執行。
3.3建立健全各項制度,認真制定防治方案。由于地質災害的周期性和不確定性,煤礦企業管理人員要及時掌握轄區內的地質災害動態變化情況,編制本地區地質災害防治方案,對危害程度大的要落實災害點專項預案,在方案編制中要突出重點危險區、主要災害點及防災措施,查明災害的分布、類型、規模及引發因素等,建立地質災害日常監測制度,及時上報災害發展情況,接受主管部門監督檢查。
3.4完善礦井通風系統,降低瓦斯中毒與爆炸事故。煤礦企業需要嚴格按照《煤礦安全規程》中的規定,對礦井進行機械通風、上行通風與分區通風,定時進行礦井瓦斯濃度檢查,一旦礦井內瓦斯濃度超標,則需要立即疏散礦井內作業人員并加大通風力度,直至礦井內瓦斯濃度下降至正常標準后,方可組織作業人員重新下井開采。同時,下井作業人員嚴禁攜帶點火工具或易燃物品下井,礦區內電器設備也需要采用礦用安全電火花型設備。另外,在起爆之前,需要檢測瓦斯濃度,符合標準后才允許起爆。
3.5及時啟動應急預案,疏散礦區作業人員。一旦出現了煤礦地質災害事故,礦區負責人需要及時啟動應急預案,通知上級領導部門以及消防部門組織相關救援人員進行處理,同時,迅速疏散事故區域工作人員,避免出現二次塌方或二次爆炸事故。在事故處理完畢后,需要進行總結,發現問題出現的原因并杜絕該問題的再次出現,保證煤礦開采安全。
4 結束語
為提高煤礦企業在遭受突發性地質災害時的快速反應能力,最大限度地減少地質災害造成的損失,根據地質災害防治相關條例要求,要加強煤礦地質災害防治,必須堅持“以人為本,預防為主、避讓與治理相結合”的原則,以減少地質災害造成人員傷亡和降低生命財產損失為目的,預防和減輕地質災害造成的損失,保障廣大職工的生命財產安全,加快礦井安全高效發展。
參考文獻
[1] 陳力,代偉.煤礦地質災害特征及防治措施研究[J].廣東科技,2013,04(25).
關鍵詞:地質災害;危險性評估;泥石流;御駕泉尾礦庫
1 前 言
山東省是一個地質災害多發的省份,地質災害種類多、分布廣、影響大,其中以礦山尾礦庫為主的地質災害已成為嚴重制約礦山企業的發展及生存的重要因素,甚至嚴重影響了地區地方經濟及社會的可持續發展。
尾礦庫是指筑壩攔截谷口或圍地構成的、用以堆存金屬非金屬礦山進行礦石選別后排出尾礦或其他工業廢渣的場所,是維持礦山正常生產的必要設施。而尾礦庫地質災害危險性評估是對某個礦山企業尾礦庫在所處區域的歷史災害活動狀況、自然條件、地質環境條件、人類工程經濟活動狀況等條件下,遭受或引發地質災害發生的可能性和可能造成的損失的綜合估量。尾礦庫是礦山企業選礦生產的主要設施,是事故易發部位,也是隱伏巨大安全隱患的危險源,因此,做好尾礦庫的地質災害危險性評估及防治,對于保障人民生命和財產安全至關重要;還能為礦山企業安全生產提供決策依據,確保礦山企業獲得經濟效益、社會效益、環境效益;是一項極具現實意義的重要工作,其成果具有廣泛的利用價值。
2 尾礦庫安全和環境現狀
據有關資料統計,全國尾礦庫事故近年來發生起數和死亡人數呈上升趨勢,不僅給人民生命財產造成了重大損失,而且對周圍環境安全構成了嚴重威脅,甚至影響了社會的安定。特別是2008年9月8日,山西省臨汾市襄汾縣新塔礦業有限公司(鐵礦)尾礦庫發生特大潰壩事故,死亡277人,失蹤4人,受傷33人,造成嚴重的人員傷亡、財產損失。
據統計,截至2008年底,山東省共有尾礦庫(含氧化鋁廠赤泥庫)444座,其中病庫31座。444座尾礦庫中,基建庫38座、正在使用196座、關閉187座、停止使用23座;三等庫11座,四等庫38座,五等庫395座。
隨著金屬、非金屬礦山采選業的迅速發展,大量小選礦廠相繼建成投產使用,數量多、庫容小,存在安全、環保投入不足和責任不落實等突出問題,目前山東省尾礦庫存在的主要問題[1]有安全設計標準低、筑壩方式落后、安全和環保方面投入不足、監管效能有待提高等,甚至有部分尾礦庫未批先建、無正規設計、管理粗放、設備設施簡陋,抵御危險能力比較低,總之,尾礦庫監管任務十分繁重。
3 尾礦庫的工程特點和主要地質災害類型
3.1 尾礦庫的作用
尾礦庫是礦山選礦廠生產必不可少的設施,可以防止尾礦向江、河、湖、海沙漠及草原等處任意排放。一個礦山的選礦廠只要有尾礦產生,就必須建有尾礦庫。所以說尾礦庫是礦山選礦廠生產必不可少的組成部分,它的作用主要有保護環境、充分利用水資源、保護礦產資源等。
3.2 尾礦庫的工程特點[2]
(1)尾礦庫地理位置特殊,多分布于礦區山谷、洼地,筑壩成庫,上游匯水面積大,直接面對暴雨、山洪沖擊[3],下游多為交通設施、人類經濟活動集中區,尾礦庫事故直接威脅居民生命財產安全。
(2)壩體隱患較大,多數尾礦庫采用二期筑壩法,初期壩體厚度大,穩定性好,高度小不透水,隨著礦山企業的生產活動的持續進行,庫底礦砂堆積,90%的礦山企業直接以初期壩體為基礎不斷增加壩體高度,形成后期壩體,從而在初期壩體和后期壩體之間形成一個抗剪能力極低的潛在滑動面。
(3)尾礦庫不具備調洪儲水能力,但是設有排洪設施,通常在庫底備有排洪管道或在一側開挖水明渠,來調節上游進庫洪水。
(4)尾礦庫是一個極具威脅的污染源,其沉淀池內通常含有酸性、堿性、毒性污染物及鎘、砷、鉛、鋅、銀、汞等有害重金屬其污染影響面遠遠超過尾礦庫本身[4]。
(5)尾礦庫管理技術人員缺乏[6],尾礦庫的服務期就是尾礦壩筑壩期,也就是尾礦壩的筑壩施工貫穿整個尾礦庫的運營、服務期,管理、監督難度較大。
(6)閉庫后仍存在安全隱患,閉庫后尾礦庫最佳利用途徑是覆土恢復土地或植樹、種草,恢復生態,改善礦區環境,但多數礦山企業出于經濟考慮,往往簡整,任其自然。由于壩體、排洪設施等相對簡陋,加上尾礦庫所處自然環境條件較差,即使閉庫后尾礦庫仍存在發生安全事故進而引發地質災害的隱患[5]。
3.3 尾礦庫的主要地質災害類型及特點[2]
尾礦庫遭受或引發的地質災害類型主要有泥石流、滑坡和水土污染,引起尾礦庫地質災害的主要原因有壩體滲流、壩體滑坡以及地震3大類(見表1)[7]。
表1 尾礦庫地質災害原因分類統計表
(1)泥石流
就尾礦庫來講,泥石流主要表現為潰壩次生地質災害[7]。由壩體的筑壩形式及壩體所處地質環境來看,尾礦庫壩體高,一般位于山谷、洼地的地質環境條件下,三面環坡,上游匯水面積較大,所以在雨季,尾礦庫一旦形成潰壩,必將形成高勢能、高速度、高前鋒的泥石流地質災害。例如,1994年7月13日湖北大冶有色金屬公司龍角山銅礦由于暴雨沖擊,尾礦庫發生潰壩,死亡28人、失蹤3人,給當地群眾生命財產安全帶來嚴重影響。
(2)滑坡
在尾礦庫的工程特點里提到過,后期壩體往往是在初期壩體之上形成的,在初期壩體和后期壩體之間形成一個抗剪能力極低的潛在滑動面,隨著尾礦庫庫容的增加,壩體承受的壓力隨庫容的增加而增大;在尾礦庫服務期限內,由于庫內存儲的尾礦砂多為飽水狀態,庫岸坡體的自然地質環境條件會隨著浸泡、沖刷的時間積累而發生劇烈變化。在尾礦庫服務期限內,在尾礦庫誘發庫岸坡體發生滑坡的同時,也會遭受自然滑坡地質災害,尾礦庫區域內的滑坡自然災害可造成庫容內的污水、尾礦砂溢壩、甚至潰壩事故。
(3)水土污染
庫內尾礦的成分極端復雜,在礦產選礦加工過程中會有大量金屬元素、硫化物、氯化物、氰化物等有害的選礦藥劑殘留尾礦砂及廢水中,在尾礦庫的服務期限內長期積累使尾礦庫儼然變成一個具有巨大威脅的“毒瘤”,如果有潰壩、滲漏、裂縫等事故,必然造成周圍土壤、水系等生態污染,進而威脅周圍人畜的健康,甚至危害到生命安全。而這些潛在的危害具有長期性、隱蔽性的特點,其產生的危害需要花費大量的資金和時間來治理[2]。
4 萊蕪市御駕泉尾礦庫地質災害危險性評估實例分析[8]
4.1 評估的目的
通過對御駕泉尾礦庫地質環境條件和現有地質災害進行調查分析,評估尾礦庫可能遭受泥(渣)石流、滑坡等地質災害的危險性及未來可能引發或加劇泥(渣)石流、滑坡等地質災害的危險性,對尾礦庫場地適宜性進行評估,提出地質災害防治措施與建議、監測和預報預警方案,減少或避免尾礦庫遭受或引發地質災害帶來的影響和損失。
4.2 御駕泉尾礦庫現狀
魯中冶金礦業集團公司御駕泉尾礦庫位于萊蕪市張家洼鎮御駕泉村村北禿尼子山下,為三面環山一面開闊的山澗谷地,于1985年9月建成初期壩投入使用,至目前已連續運行了近25年。尾礦壩采用上游法筑壩,設計總壩高94m,總庫容3590萬m3,主要由初期壩、尾礦堆積壩及排水系統組成。初期壩為濾水堆石壩(透水壩),高度29m,堆積壩高度65m,最終堆積標高350m,壩內設7個周邊多孔溢水塔。
由于該礦山原礦中含有大量紅板巖,致使尾礦中細泥含量大(-30μm約占60%),放礦后不能形成干灘,無法實現上游法筑壩。隨著壩體的增高和逐漸向庫內延伸,壩體隨之座落在細粒的尾砂和礦泥上面,雖然在廢石堆筑過程中有擠泥和固結作用,但對壩體的安全穩定仍構成較大威脅,曾一度出現過壩體漏礦、灘面塌陷、外排水超標、子壩難以堆筑等一系列問題,嚴重影響壩體的安全和礦山的生產,經過多年的試驗研究,決定在316m水平改為中線法筑壩,以保證壩體的安全與穩定。至2009年8月,已完成第十五期子壩的堆筑,目前標高331米,壩體總長約880米,壩頂寬約50米。
4.3 尾礦庫的主要地質災害類型
御駕泉尾礦庫,三面環山,山體與尾礦庫高差均在150米以上。山體為出露的寒武系灰巖、頁巖,裂隙較發育,判定具備形成小規模崩塌、滑坡的地質環境條件;目前壩高75m,壩體主要由廢石和沉積尾礦組成,尾礦庫內堆積了大量的尾礦砂和尾礦土,根據地形地貌特征,判定具備產生泥(渣)石流的條件。因此,判定御駕泉尾礦庫本次評估災種主要為崩塌、滑坡和泥(渣)石流。
(1)泥(渣)石流流量計算
庫壩最嚴重的風險便是潰壩,高速潰壩是在蠕變拉裂――剪斷復合機制下形成的,在重力和殘余剪切強度作用下,自坡腳區材料強度破壞開始,緩慢累進性破壞,其過程初為坡腳蠕變,接著沿裂縫擴張,然后中部剪斷貫通,當貫通剪斷面形成時,斜坡開始高速滑動,與此相應,潰壩過程由靜止、加速并達到整體滑動的最大速度,其后滑體自后部至前鋒依次減速構成,潰壩過程往往在短時間內完成。潰壩液體下泄時一般以涌坡形式運動,涌波的高度是不斷變化的,同時逐漸向下游形成扇形流推進。暴雨往往是導致尾礦庫潰壩的主導因素,在這里采用雨洪法計算泥石流最大泄流量:
式中, Qp―― 頻率為P的暴雨洪水設計流量(m3/s);
Qc―― 頻率為P的泥石流洪峰值流量(m3/s);
Φc ―― 泥石流泥沙修正系數;
γc ―― 泥石流容重(t/m3)
γs―― 清水的比重(t/m3)
γH ―― 泥石流中固體物質的比重(t/m3)
Dc ――泥石流堵塞系數,在這里根據實際情況,取堵塞中等程度,系數值為1.5~2.5。
根據特大暴雨經驗頻率計算公式,按50年一遇考慮,50年內最大降水量出現在1964年,降水量為1369.6mm,50年內特大暴雨次數取3次,計算特大暴雨經驗頻率P=6.52%。泥石流流域面積取10km3,流域長度取3.9 km,平均坡度為0.3,根據公式計算,頻率為6.52%的暴雨洪水設計流量Qp=11.13 m3/s
泥石流為尾礦渣與水的混合物夾雜石塊,其容重取γc=1.244 t/m3,泥石流中固體物質為尾礦渣,其比重取γH =2.9 t/m3。
根據計算,Φc=0.147,Qc=31.92 m3/s
(2)泥(渣)石流流速計算
泥石流流速計算公式為半經驗或經驗公式,概括起來一般分為稀性泥石流流速計算公式、粘性泥石流流速計算公式和泥石流夾大石塊運動速度計算公式,結合實際情況,尾礦庫內一般為尾礦與水的粘稠混合物,因此選用粘性泥石流流速計算公式,如下:
Vc=KHc2/3•Ic1/5
式中,Vc――泥石流斷面平均速度(m/s)
K ――粘性泥石流流速系數(取經驗值:9)
Hc ――計算斷面的平均泥深
Ic ――泥石流水力坡度(‰)
計算斷面的平均泥深取相關經驗值Hc=10m,泥石流水力坡度為18.75‰ ,根據計算得出泥石流流速Vc=18.8m/s
(3)泥(渣)石流沖力計算
泥石流整體沖壓力計算公式:
γc
δ=λ――Vc2sina
g
式中,δ―― 泥石流體整體沖擊壓力(Pa)
γc―― 泥石流容重(t/m3);
Vc ―― 泥石流流速(m/s);
G ―― 重力加速度(m/s2),取g=9.8 m/s2;
a ―― 建筑物受力面與泥石流沖壓力方向夾角(o);
λ―― 建筑物形狀系數,圓形建筑物λ=1.0,矩形建筑物λ=1.33,方形建筑物λ=1.47。
泥石流容重γc=1.244 t/m3,泥石流流速Vc=18.8m/s,建筑物受力面與泥石流沖壓力方向夾角a取平均值為15 o,根據計算,泥石流流域內:
圓形建筑物遭受的泥石流整體沖壓力δ=11.615 Pa
矩形建筑物遭受的泥石流整體沖壓力δ=15.448 Pa
方形建筑物遭受的泥石流整體沖壓力δ=17.074 Pa
根據有關計算和論證,御駕泉尾礦庫評估區崩塌、滑坡、泥(渣)石流地質災害現狀評估危險性為小;可能遭受、加劇或引發地質災害的預測評估危險性為中等。
4.4 遭受尾礦庫潰壩危害范圍及損失估算
(1)殃及范圍確定與分析
根據御駕泉尾礦庫的地理位置,流域范圍內的地形、地貌以及匯水面積、汛期最大洪水量、子壩現狀高度、現有庫容儲存量、工程地質條件等諸多因素,經現場勘察和對照1:1萬區域地形圖,綜合分析庫壩下游地形、地貌變化趨勢和溝谷的走向展布及其降坡情況,本次評價擬定御駕泉尾礦庫遇潰時可能的破壞位置和主導排泄方向以及尾礦濃度、自然坡降堆積厚度和范圍,按80倍現有壩高劃定殃及范圍的經驗公式,御駕泉尾礦庫+316m標高,10期子壩壩頂以下發生大規模潰壩事故可能造成的殃及范圍在尾礦庫下游的南西轉西方向,詳見圖2御駕泉尾礦庫潰壩殃及范圍地形示意圖。
預估潰壩后泥石流影響范圍面積約為9.906km2,影響范圍是以尾礦壩為基點,向西南側呈扇形擴散,最遠距離至南西轉西方向的林馬河堤堰約為3.4km。可能殃及到位于尾礦庫下游的村莊有北山陽、茅次、小洼和林馬莊共計4個村莊,另有變電所一座、村辦磚瓦廠一個、高速公路3.1km、市級公路3.4km、鎮辦小型鐵礦山一座、可耕地面積4035畝。
Fig.2 The topographic diagram for disaster to the scope of Yu Jia Quan tailings dam
(2)殃及區內人文地理情況統計及經濟損失估算
尾礦庫一旦發生最大可能造成的潰壩事故,以上各類固定資產損失共計折合人民幣5456萬元。工農業生產動態性直接經濟損失共計1054萬元。二者合計6510萬元。見表2和表3(統計結果不含尾礦庫自身設施與附屬及搶險救災、治理恢復費用)。
表2御駕泉尾礦庫人文地理情況調查統計
尾礦庫一旦發生潰壩事故,最大可能造成的損失預估算為6510萬元。從尾礦庫潰壩事故可能造成的經濟損失角度看,其危害程度屬一類尾礦設施。
(3)尾礦庫貴壩事故可能造成的人員傷亡估算
根據殃及區內村落居民點的分布位置、居住人數、至尾礦庫的距離、人口密度、房屋類型及堅固系數和尾礦庫的等別等因素,潰壩事故可能造成的人員傷亡數量按下列經驗公式估算:
S=∑(Ni×Ki)
其中:Ki=0.5K×Kli×K2i×K3i×K4i
S一可能造成的死亡總人數
i一尾礦壩下游80倍壩高范圍內n個村落定居點的順序數
Ni一第i個居民點的人數
Ki一第i個居民點的居民死亡率
K---尾礦庫等別系數
K1i--第i個居民點到尾礦壩的距離系數
K2i一房屋不堅固系數
K3i---位置系數
K4i--密集程度系數,
經估算,可能造成的死亡人數約28人,詳見表4
尾礦庫一旦發生潰壩事故,最大可能造成的人員死亡人數為28人,從尾礦庫潰壩事故可能造成的人員傷亡數量看,其危害程度屬二類尾礦庫。
5 防治措施及建議
5.1 防治措施
針對御駕泉尾礦庫地區存在的崩塌、滑坡、泥(渣)石流災種,經過相關計算和論證,參考相關安全生產資料,本次評估提出以下防治措施:
(1)必須嚴格遵守安全規程,加強維護壩體的安全,使排洪系統通暢,嚴格控制尾礦庫內水位和浸潤線的高度;
(2)建立常設的專職尾礦壩安全保護管理機構,負責尾礦壩的日常安全管理、維護及恢復植被等工作;
(3)對尾礦壩子壩,根據服務年限對其進行及時的分期復墾植被,綠化以種植適于當地生長條件的草本植物為主,以減少尾礦庫揚塵對大氣環境的影響,并進行必要的穩定處理;
(4)按設計要求在壩體上建立新的觀測系統,以便及時觀測尾礦庫水位的變化、地下水的變化、壩移和浸潤線的變化等,確保尾礦庫的正常生產和安全運行。
5.2 建議
綜合分析御駕泉尾礦庫工程特點之后,為了礦山和尾礦庫的正常運行與服務,結合本次評估的有關內容提出以下幾點建議:
(1)針對尾礦庫存在的地質災害隱患,除加強觀測和做好必要的防范措施外,還應做好事故應急救援預案等方面的工作,并嚴格尾礦庫的安全管理。
(2)尾礦庫筑壩附近的采石場、農民撿礦對壩體的掏挖等活動應給予取締或堅決制止,以確保御駕泉尾礦庫生產過程中的安全。
(3)尾礦庫北端地勢較低的溝谷,在未來尾礦庫水位增高過程中,有泄流的可能,建議構筑攔截壩。
關鍵詞:礦井;地質災害;預防措施
引言
地質災害是人類發展過程中不可抗拒的災難性事故,是對自然進行過度索取的惡性后果。破壞性地震、滑坡、礦井瓦斯爆炸等對人的生命健康造成巨大的危害,給社會帶來不可估量的經濟損失,是人類在謀求快速發展、追求利益過程中不容忽視的客觀威脅。煤礦企業只有科學地認識各種地質災害發生的規律,在開采過程中采取綜合有效地預防措施,才能盡可能的減少不必要的人員和財產損失,提高我國煤炭資源的開采率,促進企業的長遠發展。
1 礦井地質災害概述
1.1礦井地質災害的種類
礦井的地質構造是影響地質災害的關鍵性因素,在礦井的開發和建設過程中會打破地下原有的封閉環境,改變地質構造,造成安全隱患。地質構造受外界環境改變的刺激所產生的變化種類復雜,后果也不盡相同。以往的研究和實踐表明,地表移動、瓦斯泄漏和巖層滲水等是較為常見的礦井地質災害。
1.1.1 地表移動及覆巖破壞
較為常見的地下水位下降、地表裂縫和開采沉降均歸因于地下開采面積過大,在礦區范圍內,尤其是煤層淺埋區,大面積的煤層開采形成采場空間,會引起圍巖的原始應力變化,當圍巖所承受的應力超過它的極限強度時,就會發生位移、開裂甚至斷裂,造成覆巖破壞、產生地表裂縫等。雖然煤礦企業會對裂縫地區采取回填、土地復墾等措施,但很難恢復到地質構造變化前的效果,這不僅涉及到生態環境的破壞,更為地表水滲透提供了通道,埋下了安全隱患。
1.1.2 瓦斯與煤塵爆炸
礦井瓦斯是煤的生成和變質過程中伴隨產生的氣體,由以甲烷為主的各種有害氣體構成。瓦斯爆炸是一定濃度的瓦斯在引火源的作用下與一定濃度的氧氣發生的劇烈氧化反應。瓦斯濃度、氧氣的濃度以及引火溫度是瓦斯爆炸的三個條件,但三者的臨界值并不是固定不變的,受壓力及煤塵、混合氣體濃度和惰性氣體混入等影響,情況通常較為復雜。更為重要的是爆炸產生的高溫高壓,會促使附近的氣體產生極大的沖擊力,造成人員傷亡和巷道、器材破壞,其揚起的煤塵使之參與爆炸,形成連續爆炸,破壞力驟然提升。
煤塵爆炸是指煤礦生產中的各種礦物細微顆粒在一定條件下發生的燃燒或爆炸反應,在此過程中產生的CO等有毒氣體能導致人員窒息身亡。2014年遼寧省阜新礦業(集團)有限責任公司恒大煤業公司“11?26”重大煤塵爆炸燃燒事故即為慘痛的典型案例。
1.1.3 礦井水害
透水事故在近期發生的礦井災害中所占的比例有所提高,以礦井涌水和老空透水為主的水害事故不容忽視。大多數地方的煤礦均在煤層淺部開采,將井筒建在老空區或周圍有老空區的現象普遍存在,古老煤礦形成的老空區積水量很難預測,開采范圍也難以確定,極易引發透水事故。
1.2 礦井地質災害的特點
充分地掌握礦井地質災害的特點對有效預防事故發生、及時減小災害損失起到關鍵性作用。綜合來看,我國的礦井地質災害主要有連發、區域性強、可預測性等特征。
(1)連發性。生態系統具有明顯的聯動性,牽一發而動全身,某一方面出現變動必然會引發其他自然因素的改變,這個道理同樣適用于煤礦開采的過程中。當礦井的地下構造因開采而發生改變時,就會引發其他地質要素發生某種程度上的改變或破壞,這種連鎖式的改變達到一定程度后就會引發地質災害,且災害的種類極可能具有非唯一性,產生復雜的、連發性的地質災害。
(2)區域性。幾乎每個不同的區域都具有獨特的地質構造特征,其耐受性和受破壞程度通常具有較大的差別,因此,不同區域的礦井面臨的地質災害威脅不盡相同,由地區特性決定。
(3)可預測性。隨著科技的進步和我國科研能力的提高,相關部門關于地質災害的認知程度不斷加深,煤礦企業也從多種渠道獲得了有關知識和實踐經驗,對地質災害的預兆、形式等有了進一步的把握,不再單純憑借以往的經驗教訓,先進的科學設備得到了廣泛的應用,地質災害的可預測性表現突出。然而,由于地質結構復雜多樣,現階段仍難以實現全面的地質災害預防工作。
2 礦井地質災害的預防措施
2.1 減輕地下開采對地面影響的措施
為了降低地下開采對地面造成的不良影響,應對開采可能影響到的地質結構及其應力能力進行透徹的分析,并采取有針對性的措施加以預防。當地下開采面積達到一定規模時會對地面建筑及道路造成不同程度的損壞,也可能造成地下水疏干和耕地、坡地裂縫。
對于薄煤層和中厚煤層而言,雖然隨著上覆巖的成分、膨脹系數等變化其塌陷帶波及上部巖層所造成的裂隙高度會不盡相同,但其裂隙高度仍然是有限的。對于厚煤層來講,由于采取與薄煤層不同的開采方式,開采過程對巖層的破壞程度也明顯加強,基本上為開采厚度的2-8倍。裂隙沉降帶高度能達到不規則塌陷帶的2倍多,若覆巖層的厚度超過了以上數據計算的破壞影響高度,則地面可以免受波及,幾乎不會產生破壞跡象,否則,要充分考慮應對地面破壞的預防措施。然而,從煤礦企業的角度出發,即便是沒有影響,也應該制定科學合理的控制性預防措施。
2.2 預防瓦斯與煤塵爆炸的措施
2.2.1 防止瓦斯爆炸的措施
預防瓦斯爆炸可以從控制爆炸條件入手,防止礦井瓦斯集聚、避免接觸高溫火源。
對于預防瓦斯氣體聚積可以從三方面加以控制。首先,要加強礦井的通風管理,使瓦斯濃度保持在《煤礦安全規程》規定的濃度以下,在各工作面設置獨立的進回風系統,使瓦斯濃度在進風風流中不超過0.5%,回風風流中不超過1%,礦井總回風流中低于0.75%。其次,要建立健全瓦斯檢查制度,保證檢查的及時性和全面性,利用先進的甲烷檢查儀器對各用風地點的瓦斯濃度進行精準測量,發現隱患并及時處理,嚴禁超限作業。最后,從降低煤層及采空區瓦斯產生量的角度減低瓦斯濃度,采取瓦斯抽放的方式對含量大的煤層進行事先處理。
2.2.2 防止煤塵爆炸的措施
根據煤塵爆炸發生的特征,要從防塵和隔絕火源兩方面防止事故的發生。一是采用靜壓灑水的方式減少礦井中煤塵的懸浮量和產生量;二是采取全方位的火源隔絕措施,堅決禁止因摩擦等產生高溫火源。
2.3 礦井水害的預防措施
礦井水害不僅關系到煤礦企業的利益和員工安全,更關系著水資源的合理利用與保護,要給予足夠的重視。對于預防礦井水害,企業管理人員可以從以下幾個方面進行:首先,要摒除工作人員的保守思想,充分調動其工作熱情,灌輸礦井水害的相關知識,讓他們切身體會到礦井水害的危害,提高警惕。其次,要加強預先探測,明確分工和工作職責,對于相關崗位的工作人員要嚴格執行崗位責任制,保證探測工作及時進行,同時也要引進先進的技術和探測設備,確保獲得全面、準確的高質量探測結果,爭取將礦井水害扼殺在搖籃中。最后,要注意礦井選址和合理改造,在礦井選址的過程中要事先對水害的風險進行評估,結合工程的實際效果進行綜合考量,充分降低水害發生的概率。
3 結束語
礦井地質災害具有一定的復雜性和綜合性,危害等級高、防治較為困難,短時期內無法從根本上杜絕此類危害的發生。因此,煤礦企業要充分利用現有的科技和設備做好全面的預防工作,為辛勤的員工負責,為企業的發展負責,為百姓健康和人民幸福負責。
參考文獻:
【關鍵字】地鐵火災;危害性;防護;處置;措施
中圖分類號:X928.7文獻標識碼: A 文章編號:
前言:近年來,經過30年的改革開放,隨著經濟及科學技術的發展,福建省經濟飛速發展的同時,城市人口的增加,經濟發展刺激人民高層次的消費,隨著私家車的增加,大城市交通陷入擁堵,地鐵成為緩解城市交通的首選。福建省福州市及廈門市已開始建設地鐵,向地下開發,大力興建地鐵,逐步使城市交通向立體化發展。地鐵越來越發揮出重要的功能,可以說,地鐵交通是衡量大城市建設現代化的重要標志之一。
一、地鐵火災的危害性及其特點
地鐵的消防安全問題也是全世界面臨的共同難題。2003年2月18日,韓國大邱市地鐵因縱火發生震驚世界的惡性火災,造成126人死亡, 289人受傷,近300人失蹤。2005年7月,英國倫敦地鐵遭遇恐怖襲擊,教訓深刻,耐人尋味。這些火災和恐怖事件給人們敲響了警鐘,需要我們深思,全面分析地鐵的消防安全,認真研究防范地鐵火災的對策。
想要做好地鐵火災的防火工作,需要了解地鐵火災的特征:
1、燃燒速度快。地鐵由于可燃物質較多,地鐵隧道氣流流動性大,火勢極容易蔓延擴大。
2、氧氣含量急劇下降。地鐵火災發生后,由于地鐵隧道內部的相對封閉性,大量的新鮮空氣被燃燒消耗而難以補充,使得空氣內部氧氣含量急劇下降。根據研究數據表明空氣中氧含量降至15%時,人體肌肉活動能力下降;降至10%~14%時,人體四肢無力,判斷能力低,易迷失方向;降至6%~10%時,人即會暈倒,失去逃生能力;當空氣中含氧量降到5%以下時,人會立即暈倒或死亡。
3、高溫、濃煙、毒氣危害大。地鐵內列車車座及內部裝飾,隧道內大量的電纜以及站臺廣告燈箱及各類裝飾塑料大多可燃。地鐵發生火災后,由于空間狹窄,新鮮空氣不足,產生大量的一氧化碳等有毒煙氣,能見度降低,對處于狹長隧道內急于疏散的人群及救援人員造成影響的同時,加大了人群因毒氣中毒,導致窒息的可能。
4、易造成大量人員傷亡。因地鐵通道狹長,又全都是人工照明,一旦發生火災,正常電源被切斷,煙霧濃照明差,慌亂中的人群無法有效的撤離,容易造成擠踩事故,極易造成大量人員傷亡。
5、疏散難度大。列車緊急出口少,逃生距離遠,地鐵站臺內有限的通道、樓梯口及出口驗票欄,在客流高峰時容易造成擁堵,影響疏散速度。
二、地鐵火災的防護處置措施
鑒于以上情況,結合國外先進經驗,我們認識到在地鐵火災中的人員損失大多是在火災發生后因吸入煙霧及慌亂人群相互踩踏造成的,因此在人員安全疏散過程中,地鐵內部需要有良好的應急救援裝備,讓救援及被救援人員能夠在高溫、濃煙、毒氣,嚴重等復雜環境中保護自身的安全;要建立完善的地鐵火災安全疏散應急處置程序,使得在發生火災時,能夠迅速有效的在短時間內安全疏散人員。
1、完善逃生裝備的防護設置。隧道內設置揚聲器,方便地鐵工作人員對人群的疏導指揮,同時可供被困人員同救援人員之間的通訊聯絡。在列車和候車大廳等人員密集處設置防煙防毒面具、濾器罐、逃生頭盔、毛巾和口罩這些裝備,以延長疏散人群在濃煙、毒氣、高溫環境下的生存時間。隧道、站臺通道、樓梯口設置移動照明設備,供人群疏散時使用。各通道轉角、樓梯口地面、墻面及隧道墻面應設置發光疏導標志,可以更有效地幫助人們在濃煙彌漫的情況下,及時識別疏散位置和方向。
2、地鐵列車火災的應急處置措施。列車行駛發生火災,列車在行進過程中要通知前方站臺做好救人、疏散、滅火等各項準備,地鐵內部工作人員應先疏散在站臺候車的乘客,同時阻止其他乘客再進入站臺。對起火列車而言,當起火點所在的車廂在整個列車的中部,則引導乘客向兩邊車廂疏散。如起火點所在的車廂在整個列車的后部,則盡量引導乘客往前面的車廂疏散。在疏散過程中,地鐵內部工作人員如列車上的乘務員應采取有效措施阻止火勢擴大蔓延,并最好要保證乘客特別是離火點位置比較近的乘客每人都有防煙防毒面具、濾器罐、逃生頭盔、毛巾和口罩等裝備。如果列車不能駛入前方車站,或者在中途停運有利于疏散則就地停運,停在區間隧道,乘務員應及時打開列車安全門,提醒乘客拿著照明燈具或打開手機靠著手機的光亮。隧道通風系統迅速啟動,排除煙氣,并向乘客提供必要的新風,形成一定的迎面風速,誘導乘客安全撤離。本區間的列車運行立即中止,另一條隧道也應立即停止正常的行車。
3、地鐵車站上列車火災的應急處置措施。如果列車在車站發生火災,應該立即執行火災緊急疏散計劃,停止路線上的其他地鐵開行和其他乘客進入火場,并利用車站樓梯、出入口疏散乘客,其疏散的具體措施基本同下。
4、地鐵車站火災的應急處置措施。車站內火災分為站臺火災和站廳火災,無論何者都應該立即采取緊急措施,第一時間安全疏散乘客,要保證所有人員都有防煙防毒面具、濾器罐、逃生頭盔、毛巾和口罩等裝備,同時停止車站空調水系統,將地鐵站的普通通風空調模式改為火災情況下的通風模式。其次,地鐵內部工作人員一定要按照分工分頭組織向不同的出口疏散。再次,地鐵內部調度中心要及時通知地鐵內部的各個相關列車不許乘客在該站下車,繼續前進,以減少疏散人員。在火點附近的列車行進時速度不宜太快,以免引起強烈的空氣對流,導致火勢的擴大蔓延。最后,地鐵內部工作人員要有效利用地鐵內部的固定消防設施,積極配合疏散。
5、地鐵火災的教育宣傳及演練。地鐵火災人員疏散,除了地鐵工作人員要制定相關的應急制度外,也需進行經常性的演練,同時也要向社會進行相關知識的宣傳。學校也因在突發事件應急處理上,從小對孩子進行教育,政府及相關部門也應面向社會進行這方面的教育,加強人們的安全意識及對突發事件的應急處理能力。
參考文獻:
1.崔澤艷. 城市地鐵火災的特點及防護措施. 城市減災 2007.4
一、易發地點
根據歷年地質災害發生情況,我市地質災害易發地點主要包括:位于地質災害易發區的鄉鎮、村莊、集市等人員集中地(重點是 和 辦事處),人工開挖的高陡邊坡的坡腳和自然土質斜坡附近的居民居住區,礦山開采區,公路、鐵路等交通干線,已查明的地質災害隱患點及其它在汛期可能發生地質災害的區域。
各地要根據本地實際情況,在認真調查、綜合分析和預測的基礎上,列出本地重要地質災害易發地點,并采取有效措施進行防治。對危害嚴重、需重點防范的地質災害危險點,要掛牌督辦,限期整治到位。
二、重點防范期
突發性地質災害的發生與降水密切相關,我市主汛期是5月至10月,這段時間暴雨、持續降雨極易誘發崩塌、滑坡、泥石流等地質災害。因此,我市地質災害重點防范期為5月1日至 月30日。
三、監測、預防責任人
㈠各鄉鎮(辦)地質災害隱患點,由鄉鎮(辦)人民政府負責組織監測、采取防范措施并落實防災責任人,在主汛期增加監測巡查頻次,以便及時掌握地質災害危險體的變形發展趨勢,做出準確的預報。
㈡危及鐵路、公路、水利水電、河堤及通訊等基礎設施的地質災害隱患點,由設施的主管部門負責監測、采取防范措施并落實防災責任人。
㈢危及學校、工礦企業、事業單位等受災主體單一地質災害隱患點,由其主管部門負責組織監測、采取防范措施并落實防災責任人。
㈣其他人為因素誘發的地質災害由建設責任單位負責監測。
四、防控措施
年至2013年我市地質災害防治工作堅持“以人為本”、“預防為主,避讓與治理相結合”的方針,并采取以下防治管理措施,力爭把地質災害對人民群眾生命財產安全的威脅和損失減小到最低限度。
㈠高度重視,建立健全地質災害防治工作責任制。各地各有關部門要高度重視地質災害防治工作,充分認識地質災害防治工作的重要性、緊迫性和艱巨性,把地質災害防治工作列入重要議事日程,堅持不懈地抓好。地質災害防治工作實行行政首長負責制,各地各有關部門主要負責人是本地本部門地質災害防治工作第一責任人,要建立和完善地質災害防治工作責任制,將災害危險點的監測和防治任務落實到具體單位,明確具體負責人,務必做到任務到人,責任到人。
㈡明確職責,加強合作,共同做好地質災害防治工作。國土資源、建設、交通、水利、教育、旅游、氣象等部門是地質災害防治工作的責任部門,按照“誰主管誰負責”的原則,各部門要認真履行職責,相互配合,共同做好地質災害防治工作。
1、市國土資源部門要認真履行地質災害防治的組織、協調、指導和監督職責,切實做好地質災害的巡查、監測、預報、預警和防治工作。要督促、配合建設、交通、鐵路、水利、教育、旅游等部門做好地質災害防治工作,加強對地質災害防治工作的監督指導。
2、市建設部門要加強對建設項目和建設單位的管理與監督,在有可能發生滑坡、崩塌、泥石流等危險的斜坡上進行修路、建房、開礦、取土等工程活動,必須事先做好地質災害危險性評估和工程勘察工作,嚴格按照國家有關標準規范進行勘察、施工,防止人為活動誘發地質災害。
3、市交通部門要組織開展對公路、鐵路沿線地質災害調查,發現險情要及時采取防范措施,做好監測和預警預報工作,并在隱患路段設立醒目的警示牌,提醒過往車輛和行人注意。建立公路、鐵路沿線地質災害群測群防系統,做好公路、鐵路沿線地質災害的預防和治理。
4、市旅游部門要組織開展各旅游區(點)地質災害調查,建立旅游區(點)地質災害群測群防系統,加強對轄區內從事旅游服務的企事業單位和從業人員防災知識的培訓,加強對旅游人員防災知識的宣傳。
5、市教育部門要認真組織開展各中小學校區(舍)的地質災害調查,編制中小學校區(舍)年度地質災害防治方案,在每年汛前、汛中,對中小學校區(舍)及其周邊的地質災害或隱患進行全面排查,對受地質災害隱患威脅的校區(舍)要加強巡查與監測,落實防災責任、防災措施和應急措施。
6、市水利部門要加強水利工程設施特別是病險水庫(壩塘)的巡查、監測、預報,對出現的險情要及時采取措施,及時治理;要加強對建設項目和建設單位的管理與監督,防止建設過程中引發地質災害。
7、市氣象部門要做好汛期地質災害氣象預測預報及預警信息的,要及時將氣象預測預報及預警資料通報各有關部門及責任人。
㈢排查隱患,建立健全群測群防網絡。各地各有關部門在汛前、汛中、汛后要及時組織人員進行地質災害巡回檢查,對已發現的地質災害隱患點制定防災預案,落實監測責任人、預警信號、撤離路線等,連同防災避險明白卡,一并發放到每戶受災害威脅的群眾手中。
1.1地質災害
1.1.1 地質災害定義
地質災害主要是指由于自然地質作用、人為地質作用使地質環境惡化,并造成人類生命財產損失或人類賴以生存的資源、環境遭受破壞的災害事件。常見的地質災害有地殼活動災害;斜坡巖土體運動災害;地面變形災害;礦山與地下工程災害;水庫災害;土地退化災害;水土污染與地球化學異常災害等。
1.1.2 地質災害頻發的主要原因
近幾年來,我國的地質災害頻發,大致原因是因為全球氣候變化加劇,局部極端氣象異常;地球進入地殼活動頻繁期,造成地質變化劇烈;另外,人類對自然界資源的不正確開采與使用,對生態環境的破壞也是造成我國地質災害頻發的主要原因。
1.1.3 地質災害的特點
從近幾年的災害發生情況來看,我國的地質災害有三大特點:隱蔽性、突發性、破壞性。在地質災害發生之前,人們往往感覺不到災害發生的先兆,而后地質災害突然發生,使人們措手不及,大量地毀壞建筑物、農田、工廠、公路等,造成嚴重的人員傷亡,這些特點都使我國的地質防治工作難上加難,同時說明我國的地質防治工作迫在眉睫。
1.1.4 我國地質災害防治工作現狀
我國的地質災害防治工作從初期的慢慢摸索,到現在可以及時、有效地進行防治工作,已經取得了長足的進展。在地質災害防治工作上,依然可以做到:及時周密地部署,相關工作人員及時進行災后抗戰,領導深入災區進行指導,盡量減輕災害影響;健全應急支撐體系,應急反應迅速,出臺很多相應的災害防治條例,穩步快速進行防治工作;預警能力提高,預案啟動堅決,減少損失,降低人員傷亡率;開展隱患防治工作,我國已經認識到災害防治工作重在“防”上,重點突出資金安排,技術給予支持,加大地質災害防治工作的宣傳力度,普及地質災害防治知識等。
1.2 地質環境
地質環境有廣義和狹義兩種概念。廣義的概念同地理環境一詞,指由巖石、水和大氣物質組成的體系。狹義的概念僅指巖石圈及其風化產物。地質環境是地球演化的產物。億萬年來,巖石圈與水圈、巖石圈與大氣圈,以及大氣圈與水圈之間,通過物質和能量交換,建立了地球物質的相對平衡體系。在地球演化的后期出現了生命。人類所處的地質環境是在最近一次造山運動與最近一次冰期后形成的。地質環境并不是一個封閉的環境,地質環境與其周圍的水圈、生物圈、大氣圈等之間無時無刻都在進行著物質和能量的交換,同時,地質環境也遭受地球表面各個圈層中各種作用的影響,所以,地質環境是處在不斷變化中的,而且這種變化也影響著地球表面各個圈層的發展。地質環境變化的方式一般表現為緩變或漸變,漸變發展為突變或災變,然后進入下一個漸變階段,因此地質環境變化常表現為一定的周期性, 一定地域在一定時間段完成一個漸變到突變過程,從而破壞地質環境,產生地質災害,這就是地質災害的地帶性、突發性與準周期性。
2 地質災害防治體系
2.1 調查區劃體系
實施地質災害調查評價工程是為了建設地質災害調查評價體系,基本目的是查清地質災害發生的地質環境條件、評價其危險性,進行地質災害風險區劃,確定重大地質災害隱患點,為合理開發利用地質環境、實施地質災害監測預警和防治工程提供依據,為省級和國家層面決策管理提供支持。
2.2 監測預警體系
地質災害監測預警體系包括技術和行政2個方面,是防災減災成效突出的重要手段。一個運行良好的地質災害監測預警體系能夠在地質環境條件發生變化時及時捕捉前兆信息,針對不同對象及時發出防災減災警示信息,為地質災害避險決策或應急處置提供依據。
2.3 搬遷治理工程體系
根據地質災害調查監測結果,對確認危險性大、危害嚴重的地質災害隱患點,經過地質勘查評價,采取搬遷避讓或工程治理措施,徹底消除地質災害隱患。在條件具備時,治理工程可以和災后重建的土地整理或地質環境合理利用結合考慮,以實現防災減災與土地資源再開發的雙重目的。
2.4 應急處置體系
堅持以重大突發地質災害應急管理需求為導向,立足于現有科學技術資源集成整合,逐步建成適應公共管理需要的重大地質災害應急處置技術支撐機構、信息網絡系統平臺、技術裝備體系和應用技術系統,科學、高效、有序地做好重大地質災害應急響應服務。
2.5 科學技術研究支撐體系
開展地質災害防治科學技術支撐研究,對重大地質災害成生的典型地質環境、內在機理和成因模式進行研判,開展地質災害風險區劃、監測預警、防控方法和防災減災技術標準等研究,建立應急響應與模擬仿真研究體系。
3 區域地質環境評價體系
3.1 區域地質環境利用評價
從區域工程地質工作的基礎性、公益性和服務規劃的戰略性出發,環境地質研究的目標應該是追求地質環境安全和地質災害風險的可接受程度,工作任務是開展不同尺度的調查評價,包括重大工程區、人類聚集區和搬遷避讓集中安置區的地質環境要素及其變化,評價其地質環境質量、容量和考慮地震、氣象(候)和人為活動等多種因素影響下的地質災害風險,劃分區域功能,甚至包括提出地震多發區和高烈度影響區預留避震空地或緩沖帶的基本要求。
3.2 工程地質環境安全評價
地質環境安全性主要是指地質環境區域內與工程或人居環境安全相關的地質成分、地質結構、工程性質、外部形態、區域內外動力作用特點和突發超常干擾因素作用的敏感程度(可變性或抗災變的能力)以及形成災害的可能性或風險性等。超常外來因素既會破壞工程對象,也會改變原來的區域環境態勢,要調查研究其作用范圍、強度、持續時間和危害對象的脆弱性或易損性。地質環境安全性評價是避免乃至消除工程對象的遠程地質災害風險,指導防洪規劃、土地利用規劃和城鎮建設規劃包含有足夠的防災減災對策的重要依據,是實施地質災害風險管理和風險控制的指導性技術文件,也是相關法規落到實處的保證。
【關鍵詞】滑坡;地質構造;防治對策;龍里縣
1滑坡形成的地質環境條件
1.1地形地貌
溶蝕地貌是區內的主要地貌類型,形態復雜多樣。組合形態有峰叢洼地、峰叢谷地等,個體形態有臺地、孤峰、石林、漏斗、洼地、落水洞、溶洞等。峰叢洼地地貌主要分布于擺省鄉的漁洞一帶,谷腳斷層以東貓場、高堡、涼水井一帶、龍里城南斷層以北銅鼓井一帶及草原鄉幸福村、大谷村、前進村一帶。峰叢谷地地貌分布于巴江鄉爛田灣至洗馬鎮的大廠村一帶。
溶蝕~侵蝕地貌為地殼強烈上升和河流侵蝕、溶蝕綜合作用所致,地貌組合類型為峽谷、丘峰谷地等。峽谷地貌在區內主要分布在草原鄉一帶。丘峰谷地地貌分布于龍里縣蓮花村、水橋村及哪嗙鄉新坪村等地。
侵蝕—剝蝕地貌組合類型為侵蝕—剝蝕低中山,主要分布于洗馬鎮—醒獅—三元鎮一帶。
1.2氣象
龍里縣屬于北亞熱帶季風性濕潤氣候區,冬無嚴寒,夏無酷暑,氣候溫和,雨量充沛,雨熱同季,四季分明,季風氣候明顯,農業氣候條件較好。
龍里縣雨量充沛,年降雨量911.7~1274.7mm(2001年~2011年),年最大降雨量1220.5mm(2002年),年最小降雨量911.7mm(2005年)。降雨受地勢及季風氣候影響,在空間上分配不均勻,從全縣降雨量的分配趨勢來看,南東面羊場—灣寨一帶降雨量較充沛,為多雨區,年降雨量在1150~1200mm;逐漸向中部及北部擴展而減少,降雨量在1100mm。在時間上,降雨的月份分配不均勻,多年平均降雨量1089.3mm,4~9月為雨季,降雨量占全年的79.8%。
1.3地層巖性與地質構造
區出露的地層由下古生界到新生界第四系,其中侏羅系、白堊系缺失。
分布最廣、沉積較全者為上古生界泥盆系、石炭系和二疊系。下古生界寒武系、奧陶系和志留系分布零星,出露不全;三疊系地層較完整,第四系地層除高坪鋪分布較連續外,河谷沿岸及山麓緩丘地帶只有零星分布。地層巖性決定了滑坡的物質基礎。由于地層巖性不同,抗剪強度各不相同,發生滑坡的難易程度不同。巖性軟弱地層,在構造作用以及其它外力作用影響下,都容易形成土狀或泥狀的軟弱層,成為潛在的滑動面或滑動帶,具備產生滑動的基本條件,同時,在巖性軟弱地層中,由于抗風化能力弱,易形成大量的松散物質。
據調查,區內滑坡主要發育于以軟質巖夾硬質巖及松散巖類的地層中:如泥盆系上統高坡場組(D3g)、泥盆系中統獨山組(D2d)、奧陶系下統大灣組(O1d)、石炭系下統大塘組(C1d)砂頁巖、白云巖及灰巖等軟質巖夾硬質巖中及第四系地層中。
2滑坡防治對策
防災、減災的經濟效益、社會效益均與防災方案的選擇成敗緊密聯系在一起,地質災害防治應建立在充分可靠的地質研究基礎之上,以成災條件為依據,地質結構為中心,使地質災害防治工作做到有的放矢、對癥下藥。及時在地質災害發展過程中的不同階段采取不同措施,嚴格遵循“針對性,適應性”原則,使其收到最好的防治效果。
根據龍里縣滑坡地質災害成因以及其社會、經濟發展狀況,經綜合分析研究后,建議采用以下幾種防治方案:
2.1群測群防系統建設方案
地質災害的監測預警應本著“以人為本、群測群防、群專結合”的原則,實施分級管理,由縣、鄉(鎮)、村三級政府組織監督,發動災區群眾自覺監測,共同防御。
地質災害防治管理實行各級行政領導負責制,全縣的地質災害防治管理,由縣政府及國土部門統一管理。組建“縣地質災害防災減災領導小組”領導成員單位應有國土、農林、交通、水電水利、旅游、氣象、民政、財政、供電、公安、醫療、通訊等相關部門及各鄉(鎮)主管鄉(鎮)長,領導小組組長由分管縣長承擔,各鄉(鎮)或村組層層落實。與此同時應建立縣、鄉(鎮)、村三級地質災害群測群防網絡,使地質災害防治落到實處。
2.2監測預報方案
監測預報方案用于孕育中并有致災跡象或經工程整治需觀察其效果的地質災害。該系統建設是在各級地質災害防治領導小組和有關專業人員指導下,建立縣、鄉(鎮)、村三級地質災害預警預報監測系統,對不同的地質災害類型及其發展的不同階段,預報地質災害的產生。通過這種群眾監測、職能部門參與、各級政府組織和管理的地質災害預防措施,形成村(組)、鄉(鎮)和縣三級監測網絡,全面科學地掌握區境內地質災害發展變化規律,是目前龍里縣應采取的主要防治措施之一。
2.3搬遷(避讓)方案
適用于規模大,危害大,近期無力進行地質工程防治或防治效益低的地質災害。
2.4生物工程方案
生物工程方案是一種具有戰略意義的防治方案,從長期看能起到標本兼治的作用,境內許多地質災害(特別是滑坡)均因人工切坡和人類耕種造成水土流失導致斜坡失穩,采用此方案能從根本上防治水土流失,減少滑坡、泥石流等災害的發生和發展。
生物工程包括:1)保護現有植被;2)退耕還林還草,實施生態恢復和重建,增加林草覆蓋率。
在進行生態恢復和重建過程中,應用科學的觀點、方法、通過分析研究,選擇適應當地生長條件建設生態林、草基地,既保護水土,又有經濟效益,實現開發式防治。
3滑坡工程治理方案
對于規劃規模大,正在發展中,避讓難度較大以及重點城鎮人口密集區和重大工程建設區的滑坡應予以治理,從而達到投入少量工程可以挽救大量經濟損失的效果,治理工程在技術和經濟上可行的地質災害。具體治理方法如下:
在滑坡體周圍作截水溝,攔截和旁引可能流如滑體內的地表水。
在滑坡范圍內修建各種集水及排水工程,使地表水及淺層地下水排出滑坡以外。
采用平整地表、夯實地面、回填裂縫、筑隔滲層等方法,減少地表水的下滲并使其盡快匯入排水溝內。
如有較深層地下水或滑動帶的水,可采用盲硐、盲溝、打排水孔(平孔、垂直孔)等措施進行排水。
如滑坡位于溝谷邊或水庫岸邊,則應注意防止水體對坡腳的沖刷和掏蝕,可在滑坡前緣修筑堡坎等。
降低滑坡的坡度或在滑坡后部削方減載。
對滑坡前緣或抗滑(鎖固)地段進行回填,以增大抗滑力使滑坡穩定。
采用各種形式的擋土墻、抗滑樁、預應力錨固等工程增大滑動面上的抗滑力,使滑坡穩定。
采用爆破灌漿、電化學加固,砂井和砂樁加固及焙燒加固等方法,改變滑坡帶土的性質。直接穩定滑坡。
對無向后緣及兩側發展可能的小型滑坡,有條件時可將整個滑坡體清除,使其不致造成破壞。
參考文獻:
[1]貴州地質工程勘察院.貴州省龍里縣地質災害調查與區劃報告,2008.5.
[2]李逵,吳吉民.清水江布埡庫區南潭村滑坡特征及及其穩定性.中國地質災害與防治學報,2011(9).
【關鍵詞】地質災害;危險性評估;評估思路;問題
Geological disaster risk assessment Sunan plains ideas and evaluate the work of problems that need attention
Gu Xiao-jun
(江蘇長江機械化基礎工程公司江蘇常州213003)
【Abstract】The paper introduces the significance in the job of the evaluation about fatalness of the geological hazard. An the paper offers thont and technical direction in the evaluation about fatalness of the geological hazard in south plain area of Jiangsu. At the same time the paper raises questions which need to pay attention in the job of the evaluation. And it has good popularization and application vale.
【Key words】Geological hazard;Evaluate the fatalness;Evaluate thinking;Problem
1. 前言
1.1地質災害是指包括自然因素或者人為活動引發的危害人民生命和財產安全的山體崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等與地質作用有關的災害。據不安全統計,每年因地質災害造成的直接經濟損失就達300億元。目前,地質災害危險性評估工作已引起了各級政府的高度重視,并得到了全社會的普遍認可。眾多的地質災害危險性評估實例表明,實施地質災害危險性評估意義重大:
(1)地質災害危險性評估工作,不僅僅為工程服務,同時也為保護當地地質環境提供依據。
(2)評估工作在項目選址階段或可行性研究階段進行,對重大建設項目地質災害預防非常必要,它使我們能夠及時發現問題,提前采取預防措施,有效地減少了施工過程中出現的災害或事件,既節省投資,又爭取時間,提高了效率和社會信譽度。
(3)該工作是以預防的手段避免地質災害的產生,改變了以往輕預防、重治理的被動局面,從源頭上預防或減輕對地質環境的破壞,是保障社會穩定和促進經濟建設健康發展的重要措施。
(4)評估工作站在土地利用和減災防災總體規劃的宏觀角度,多部門、多學科統籌規劃,充分發揮了綜合管理國土資源的職能。
(5)評估工作發揮了災害防治專業的技術優勢,提出的防治措施更具有針對性和可操作性。
(6)評估工作中建設用地適宜性評價是用地審批的重要依據,是政府決策的一個方面。
1.2隨著國內外對地質災害危險性評估工作的重視,地質災害危險性評估的內容進一步擴展,逐漸形成跨學科、跨領域的相互交叉的綜合研究體系。隨著地質災害防治工作的加強,地質災害危險性評估工作的技術水平將不斷提高,也必將在防災工作中發揮越來越大的作用。
1.3蘇南平原地區地質災害危險性評估工作的思路,即在充分收集利用各種資料的基礎上,按照地質災害危險性評估技術要求確定評估范圍與級別,開展地質災害現場調查,查明地質災害的類型和分布特征,對地質災害進行危險性現狀評估,依據工程項目類型、規模,分析工程建設對引發、加劇及工程建設本身遭受地質災害的危險性進行,在現狀評估、預測評估的基礎上,進行地質災害危險性綜合評估,對建設場地適宜性作出評價。同時根據災種結合工程建設提出防治地質災害的措施與建議。
2. 結合筆者自身多年來從事地質災害危險性評估工作的經驗來說,地質災害危險性評估工作中需要注意的問題主要有三點
2.1首先,對資料搜集不重視或基礎性資料搜集不全就開始編制報告。地質災害危險性評估工作最重要的其實就是搜集資料。從事此項工作,主要是收集:(1)項目區所在的縣、市級地質災害防治規劃、(2)項目的用地紅線圖、可行性研究報告及立項批復、(3)項目的總平圖等規劃資料、(4)項目或項目周邊的巖土工程勘察報告、(5)項目所在地的區域性地質資料,如地質圖、基巖地質圖、水文地質圖等水工環基礎性地質資料等。資料搜集是最基礎也是最重要的工作,資料搜集的完整與否決定了地質災害危險性評估報告質量的好壞。這項搜集資料工作是很多人容易忽視的工作,由于搜集資料不全面,導致對項目區及評估區的地質環境條件分析不到位,報告中內容顯得比較空洞,不夠豐富。
2.2其次,現場調查不是僅僅去現場拍幾張照片而已,需要在搜集資料的基礎上進行,針對不同的災害種類調查的側重點也不一樣。主要是根據地質災害防治規劃確定評估區內的地質災害危險性種類,蘇南平原地區災種主要是地面沉降、地裂縫、特殊類巖土(軟土、砂土)等。根據災種確定調查的重點,地面沉降調查主要是查明地面沉降原因、現狀和危害情況。
2.2.1著重調查下列問題:(1)第四紀沉積類型、地貌單元特征,特別要注意沖積、湖積和海相沉積的平原或盆地及古河道、洼地、河間地塊等微地貌分布。第四系巖性、厚度和埋藏條件,特別要查明壓縮層的分布;(2)河網水位(平均、最高水位等)與地面的高差,歷史洪澇災害情況,調查井臺抬升、橋梁凈空減小、水渠倒流、地面積澇等地面沉降跡象;(3)第四系含水層水文地質特征、埋藏條件及水力聯系,歷年地下水動態、開采量、開采層位和區域地下水位等值線等;(4)根據已有地面沉降量資料和建筑物實測資料,同時結合水文地質資料進行綜合分析,初步圈定地面沉降范圍和判定累計沉降量,并對地面沉降范圍內已有建筑物損壞情況進行調查。
2.2.2地裂縫主要調查(1)形成的地質環境條件,包括地形地貌、地層巖性、構造斷裂、基巖面起伏特征等;(2)單縫發育規模和特征及群縫分布特征和分布范圍等。
2.2.3特殊類巖土(軟土)調查(1)通過收集評估區附近工程地質鉆孔等資料,了解軟土層厚度及其變化、埋藏條件、巖性特征、物理力學性質等;(2)調查地表硬殼層的分布及厚度,軟土層之下硬土層或基巖的埋深和起伏;(3)查閱新舊地形圖結合現狀微地貌特征,判斷是否存在暗埋的塘、浜、溝、坑等;(4)調查地區性工程經驗,包括大面積回填、堆載、基坑開挖、工程降水以及地下工程施工等引發的軟土變形災害及其防治經驗和教訓。
2.2.4特殊類巖土(砂土)主要調查:(1)通過收集評估區附近工程地質鉆孔資料,調查砂土層分布范圍、埋藏深度、厚度變化等;(2)調查砂土層的物理力學性質、級配、滲透性能和砂土液化等級;(3)調查砂土層地下水類型和地下水水位,上覆隔水層性狀、厚度和分布情況,地下水補徑排關系等;(4)調查地區性工程經驗,包括基坑降水以及地下工程施工等引發的滲透變形災害及其防治經驗和教訓。
2.3第三,地質災害防治措施太泛,可操作性不強。防治措施需要針對工程建設項目而言,具體問題具體分析。如軟土的地基處理措施,則需要根據評估區軟土的埋深和厚度采取相應的措施。
3. 總之
地質災害危險性評估是一項經驗性極強的技術工作,需要評估工作人員具有較強的實際工作經驗,才能勝任評估工作。需要工作人員在工作中學習 在學習中思考。
參考文獻
[1]《國家重大工程建設地質災害危險性評估理論與實踐》,2008年4月第1版,地質出版社.
關鍵詞:巖土工程;地質災害;成因;措施
地質災害給人類造成的破壞是非常嚴重的,危及到人們的生命財產的安全。由于我們國家地域廣闊,地理環境比較特殊,地質條件復雜,所以地質災害的分布也較廣,而且引發地質災害的原因也眾多,隨著近年來的開發建設,發生的頻率也不斷上升。因此,加強對地質災害的研究,對促進我國經濟建設具有非常重要的意義。
1滑坡及其防治措施
1.1成因
滑坡的產生是由于受到自然因素的影響或是人為因素的影響,造成坡體滑落的地質現象[1],在巖土工程中經常見到。導致滑坡的原因有很多,自然因素主要包括雨水侵蝕、地震、地表水對坡腳或坡體的沖刷、降雪凍融等等。人為因素主要包括亂砍亂伐、對坡體植被的破壞、工程建設開挖、堆填加載、蓄水排水等。出現滑坡的地區主要是地震帶、斷裂帶等地質不穩定區域,還頻繁出現的強降雨、山區各類工程建設的邊坡、峽谷地區以及近水區域等等。
1.2防治措施
治理滑坡主要是靠預防為主,在治理的時候因為導致滑坡的原因是多方面的,因此必須進行認真的分析,根據實際情況采取相應的防治措施。目前治理滑坡最為有效的訪求主要有兩種:
第一種是提高斜坡巖土的力學強度。采取相應的措施增強斜坡巖土的力學強度,降低斜坡的滑動力,起到治理滑坡的目的。目前最為實用且效果最好的方法是消坡減載和邊坡加固,其中包括SNS邊坡柔性防護技術、鋼混抗滑樁、電化學加固法、預應力錨固、擋土墻、固結灌漿等。
第二種是采取控制地下水的方法。控制地下水是為了減少水對坡體潛在的威脅。在造成滑坡的自然因素中,水的作用是非常重要的,多數滑坡的形成都與水相關。因此,要想有效的控制滑坡的發生,就必須從源頭上予以治理,也就是說對地下水進行控制。具體措施包括:①做好邊坡所處的水文特征與地質條件的調查工作,然后制定相應的措施將滑坡范圍內的地下水予以排除,經常用的方法主要有水平鉆孔疏干、支撐盲溝、垂直孔排水等;②采取修建排水溝的方法,將滑坡范圍內的地表水進行排放,減少地表水對邊坡帶來的危害;③在邊界位置修建截水溝,對流經滑坡區域的地表水進行截流,減少對滑坡體造成的危害。
2地面塌陷及其防治措施
2.1成因
地面塌陷是指地面的巖土體受各種因素影響向下陷落,并形成坑、洞的地質現象[2]。總的來說,地面塌陷主要是因為人類不合理的開礦以及大量抽排地下水等行為造成的。在我國,造成地面塌陷的原因主要有以下三點:①地下水抽取過度,導致地面沉降。②地質不穩定,地下巖溶活動頻繁,導致地面塌陷。③地下資源開采過度或開采不合理,導致地面塌陷。
2.2防治措施
(1)強夯法。強夯法是采用夯錘夯實土體,以達到提升土體強度的目的,具有防、治兩種功效。在實際工程中,可以利用該法夯實坑洞內存在的軟弱區;也可用來夯實回填的松軟泥土。
(2)填堵法。填堵法只適用于地表塌陷中深度較淺的坑洞處理,主要實施步驟為:清理掉坑洞內的松軟土體后,使用塊石和碎石填實坑洞,以達到放濾的目的,再采用粘土進行地表的覆蓋,利用夯錘夯實。
(3)灌漿法。灌漿法主要是用來進行巖土的加固,即向巖土體的孔洞內灌注已經拌制好漿體,或在巖土體內進行人工鉆孔,再灌注漿體,從而達到強化巖土的目的。
(4)跨越法。這個方法主要針對于塌坑較淺的土洞,一般都是采用梁板跨越,兩端用堅實的巖土體加以支撐,通常兩邊的支撐長度為1.0~1.5m之間。
3崩塌及其防治措施
3.1成因
崩塌是指斜坡上的巖土體因各種因素失去穩定,突然向坡腳翻滾、傾倒的地質現象[3]。主要成因有以下幾點:①渠道或水庫蓄水出現滲漏;②強烈震動。③礦產資源的開采。④渣填土的棄置或堆放。⑤各種建設工程的邊坡開挖。
3.2防治措施
在進行崩塌防治前,首先要詳細分析崩塌成因,在據此制定相應的措施。傳統的防治技術較多,比較常見的主要有:排水、攔截、護坡、護墻以及支擋等。隨著科技的不斷發展,一些新型的防治技術逐漸應用到崩塌的防治中,例如SNS柔性攔石網技術[4],該技術能夠有效防治坡度較陡的崩塌,對落石強度較大的崩塌也能夠取得較好的防治效果。目前主要應用于國內各水電站、礦山的建設施工中,效果理想,具有廣闊是市場前景。
4泥石流及其防治措施
4.1成因
泥石流是泥石流是山區多發的一種地質災害,指山坡或溝谷地帶因強降雨或融雪形成洪流,其中挾帶大量石塊、泥沙等固體物質,使洪流變成固液混合的高濃度顆粒流[5]。泥石流形成的主要原因有:①亂墾濫伐,破壞坡體植被。②對坡體的開挖不合理。③渣、石、土的不合理棄置或堆放。
4.2防治措施
一般情況下,工程應避開泥石流多發區,若無法避開,則必須采取相應的措施進行防治,將泥石流的危害降到最低點,常見的防治措施主要有以下幾點:
(1)建場儲淤。在泥石流流經的下游建場儲淤,以減少泥石流中的顆粒含量,從而降低泥石流的沖擊力,減輕對下游建筑的危害。
(2)改道排導。在泥石流多發區的下游修建改道排導溝,避免泥石流出現改道、漫流的現象,擴大影響范圍。
(3)攔擋大顆粒固體物質。在泥石流中,除泥沙等小顆粒固體物質外,通常還含有砂石等大顆粒固體物質,在在泥石流流經的下游修筑攔砂壩,可有效攔截泥石流中砂石等大顆粒固體物質,從而降低泥石流的沖擊力,減輕泥石流的危害。
(4)蓄引水工程。這一工程主要是在泥石流流經地區修建小型的水坑、水庫等來蓄積地表徑流,以減少溝道的洪水流量。蓄積水用于周圍農田水利灌溉等。
5 地裂縫
地裂縫是指在自然和人為因素(抽水、灌溉、開挖等)的影響下,地表發生開裂并形成具有一定長、寬度的裂縫的地表破壞現象。目前針對這一地質災害,巖土工程措施主要是進行針對裂縫進行回填和夯實,此外還有改變地裂地區土壤的性質、提高建筑物抗裂性能等。
6 地面沉降
地表沉降是指在自然和人為因素的影響下,發生的地表高程垂直下降的現象,通常放生的幅度、速率較大。主要發生在沿海工業發達城市、大型沉積盆地以及油氣田開采區等。防治這類地質災害主要是控制地下水的開采,還要加強土的基本性質和土層分布的研究。
7結束語
綜上所述,巖土工程的地質災害防治涉及到許多方面,是一項綜合性強的工程。由于我國地質災害類型較多,在成因上也有所差別,因此,必須根據災害成因及類型制定科學合理的防治措施,以達到最佳的防治效果。隨著科技的不斷進步,越來越多的新材料、新技術應用到巖土工程的地質災害防治中,勢必將地質災害防治水平提升到一個新的高度。
參考文獻:
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