災害防治措施范文
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篇1
市地質災害主要分為三大類。即山體滑坡、巖體崩塌和地面沉降;另外湖、河坡邊存在小規模的崩岸。威脅人口計700余人、財產近三千萬元,其中山體滑坡分布最多,范圍最廣,雨期和汛期最容易發生地質災害。
(一)山體滑坡。已查明的山體滑坡隱患共計34處。其中辦事處2處已經排除,剩下32處。規模最大的鎮村下遙坡土體滑坡,達240萬方,直接威脅人口63人;分布最多的鎮,共計14處,且大多處于不穩定狀態。
(三)地面塌陷。已查明的地面塌陷共計15處。其余均在鎮,多為煤炭采空區。
(四)全市近40家采石、水泥企業礦山塘口存在不同程度的滑坡、崩塌隱患;另外。
二、質災害防治措施
(一)市國土資源局、交通局、水利局等部門和各鄉鎮(辦、場)要繼續加大對《國務院地質災害防治條例》和《省地質環境管理條例》宣傳力度。深入開展全民防災科普知識教育。堅持“以防為主、防治結合”方針和“誰誘發誰治理,誰受益誰出資”原則。
(二)市政府的領導下。進一步發揮“組織、協調、監督、指導”職能作用。各相關部門和鄉鎮(辦、場)進一步健全相應機構,積極配合國土資源部門,接受國土資源部門的監督和指導,及時向國土資源部門反應本轄區、本部門地質災害及防治情況。
(三)進一步建立和健全全市地質災害隱患群測群防體系網絡。交通部門負責對全市公路沿線地質災害隱患的監測工作;水利部門負責對全市江河湖泊沿岸地質災害的監測工作;各鄉鎮(辦、場)及相關部門要把地質災害防治責任層層落實下去。設置警示牌,指定監測人員,定期進行監測,并向受到威脅的居民和相關單位發放“地質災害防災工作明白卡”地質災害防災避險明白卡”如發現新的地質災害隱患要及時向國土資源部門報告。
(四)國土資源部門對新增建設用地。實行礦山地質環境恢復與治理備用金制度。礦山企業必須嚴格按照有資質單位編制的礦山地質環境恢復與綜合治理方案”治理礦山環境。
(五)如發生地質災害。
三地質災害防治工作重點
篇2
【關鍵詞】巖土工程;地質災害;措施
中圖分類號:F407.1 文獻標識碼:A 文章編號:
前言
地質災害是能夠威脅到人類生存發展環境或人民生命財產安全的地質現象。由于我國的地理環境較為特殊,地質構造也相對復雜,因此地質災害具有分布廣、類型多、強度大、頻率高等特點。隨著我國經濟的不斷發展,各種工程活動不斷增多,更增加了地質環境的壓力,使我國的地質災害的強度與頻率不斷提升,對人們的生命財產安全造成了嚴重威脅。因此,研究巖土工程地質災害防治措施具有十分重要的意義。
巖土工程地質災害的類型及防治措施
2.1滑坡及其防治措施
2.1.1成因
滑坡是指斜坡受各種自然或人為因素影響,導致坡體滑落的地質現象[1]。是巖土工程最為常見的地質現象。造成滑坡的原因較多,自然原因主要有:降雨;地震;地表水對坡腳或坡體的沖刷;融雪等。人為原因主要有:亂砍亂伐,破壞坡體植被;開挖坡腳;堆填加載;蓄水排水等。滑坡主要發生在以下地區:地震帶、斷裂帶等地質不穩定地帶;強降雨區以及暴雨多發區;山區各種工程的邊坡;峽谷地區以及水域岸坡地帶。
2.1.2防治措施
滑坡的防治措施應當以預防為主。由于引起滑坡的原因較多,在進行滑坡防治時應認真分析成因,根據具體情況采取具有針對性的措施。實踐證明,目前最經濟有效的滑坡防護措施為以下兩種:
提高斜坡巖土的力學強度。通過提高斜坡巖土的力學強度,提升坡體的能力,從而降低降低滑動力,達到防治滑坡的目的。目前在多種提高斜坡巖土力學強度的方法中,削坡減載與邊坡加固最為有效實用。而邊坡加固中應用較多的技術有: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。
有效控制地下水及地下水。控制地下水及地下水的目的主要是解除水對坡體的威脅。在滑坡的自然成因中,水是最大的因素,許多滑坡的形成均與水有關。因此,若要有效防治滑坡,必須從根源上進行解決,即有效控制地下水及地下水。具體措施為:①根據邊坡所處的水文特征以及地質條件,采取相應的方法進行滑坡范圍內地下水的排除,常見的方法有水平鉆孔疏干、支撐盲溝、垂直孔排水等;②進行排水溝的修筑,用以排除滑坡范圍內的地表水,避免地表水對邊坡造成威脅;③在邊界位置進行截水溝的修筑,以阻止地表水流入滑坡范圍內。
2.2地面塌陷及其防治措施
2.2.1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]。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。
2.2.2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。
2.3崩塌及其防治措施
2.3.1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。
2.3.2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。
2.4泥石流及其防治措施
2.4.1成因
泥石流是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。
2.4.2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:
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。
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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[2]顧永強,范力,呂梅.世界各國地質災害防治做法與經驗[J].安全與健康,2011,07(09):810-813.
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篇3
關鍵詞:礦山 地質災害 滑坡 崩塌 泥石流 礦山地質災害的防治措施
0 引言
我國是地質災害的多發國家之一,地質災害種類多、分布廣、影響大、造成損失嚴重。礦山地質災害是地質災害的一個分支,是人類開采礦山而直接誘發的人為地質災害。我國是采礦大國,開采技術和設備相對落后,導致礦山開采環境不斷惡化。近年來,重大地質災害明顯上升。
1 礦業開發與地質災害
經濟的快速發展加快了對礦物的需求與消耗,這也為礦產開采企業帶來更大的發展機會。然而由于迅猛發展的中小型礦山疏于管理,加之小型礦山的開采方法和選礦工藝落后,大多無環保措施,加劇破壞礦區環境。開采環境明顯惡化,礦山地質災害問題日趨嚴重,潛在的致災隱患不斷增多,且隨時可能發展成災,造成人員傷亡、設備報廢、設施損毀甚至礦井關閉、資源浪費等嚴重后果。嚴重制約了社會經濟的可持續發展。
2 礦山地質災害的主要類型
礦山地質災害種類繁多,按成災與時間的關系,可分為突發性礦山地質災害(如礦坑突水、瓦斯爆炸、巖爆等)和緩發性礦山地質災害(如采空區的地面變形、環境污染等)。但最常見的是以災害的空間分布和成因關系分類。
2.1 巖土體變形災害
2.1.1 礦山地面和采空區塌陷 地面塌陷主要發生在地下以井巷開采的礦山。在礦山采空區,若保留礦柱不足,或因礦柱受損而失去支撐能力,就會造成地面塌陷。特別是那些礦體埋藏較淺,產狀較平緩的礦區(如煤礦),地面塌陷的現象更為常見。礦體埋藏相對較深的地下開采礦山,如果不能及時回填和崩落采空區,當其達到一定規模就會產生大面積塌陷。此外,在巖溶分布區,還會因礦山排水疏干而導致溶洞上方地面塌陷。地面塌陷不僅破壞可耕地資源、建筑物,毀壞道路、水庫,還可直接導致礦山某些地下巷道的塌毀,或使大氣降水和地表水沿塌陷裂縫灌入坑內,造成淹井事故,直至停工停產。
2.1.2 采礦場邊坡失穩、滑坡與巖崩 主要原因是不合理開采如采剝失調、邊坡角度過陡等造成,這種災害多發生在露天開采的非金屬礦山和建材礦山。
2.1.3 坑內巖爆 坑內巖爆又稱礦山沖擊,這是因礦坑周邊和頂底板圍巖,在受到強大的地殼應力作用而被強烈壓縮,一旦因采掘挖空出現自由面,即有可能產生巖石地應力的驟然釋放,導致巖石大量破裂成碎塊,并向坑內大量噴射、爆散,給礦山帶來危害和災難。
2.1.4 采礦誘發地震 因采礦活動而誘發的地震,震源淺、危害大,小震級的地震即可導致井下和地表的嚴重破環。
2.1.5 場庫失穩 場庫失穩主要是由于尾礦壩潰決崩塌繼而形成泥石流造成的危害。尾礦壩崩壩事故常給礦區居民生命財產帶來巨大危害,同時也給環境造成巨大破壞和污染。
2.2 地下水位改變引起的災害
2.2.1 礦坑突水涌水 這是最常見的礦山災害,突發性強、規模大,后果嚴重。生產過程中常因對礦坑涌水量估計不足,采掘過程中打穿老窿,貫穿透水斷層,驟遇蓄水溶洞或暗河,導致地下水或地面水大量涌入,造成井巷被淹、人員傷亡災難。
2.2.2 坑內潰沙涌泥 這是常與礦坑突水相伴而生的災害。當采掘過程中驟遇蓄水溶洞,常見溶洞中充填的泥沙和巖屑伴隨地下水一起涌入,另外一些透水斷層和地裂縫也常會使淺部第四紀沉積物隨下漏的地表徑流涌入坑內。其結果是使坑道被泥沙阻塞,機器、人員被泥沙所埋,嚴重時甚至會使礦山遭受毀滅性的打擊。
2.2.3 環境污染 環境污染是礦山災害的另一種重要形式。因采礦、選礦產生的“三廢”物質,由于未經有效處理就被排放到江河湖海中,造成環境污染公害事件。采礦還會造成水土流失、土地砂化、鹽漬化、地下水斷流等。
2.3 礦體內因引起的災害
2.3.1 瓦斯爆炸和礦坑火災 這種災害最常見于煤礦。由于通風不良,使瓦斯積聚發生爆炸,造成井下作業人員傷亡,礦井被毀;礦坑火災除見于煤礦外,也見于一些硫化礦床。因硫化物氧化生熱,在熱量聚積到一定程度時則發生自燃,引發礦山火災。礦山火災的危害極大,而且還嚴重損耗地下礦產資源,如有的煤礦在地下已燃燒上百年,其資源損耗量十分巨大,使當地氣候發生改變,農作物和樹木大量死亡,田地荒蕪,環境嚴重惡化。
2.3.2 地熱 隨著開采深度加大,地熱危害不斷加劇。我國已有許多礦山開采深度達到800m以下,礦山因含硫量高,開采深度又大,地溫非常高。礦山地熱災害導致礦工勞動環境惡劣,嚴重影響了有關礦山的正常生產。
3 礦山地質災害的防治措施
根據不同礦山的地質條件和地形特點及礦山的開發利用方案,以及災點的分布特點劃分不同層次的防治區,以便采取相應的防治措施。一般分為重點防治區、次重點防治區和一般防治區。
3.1 重點防治區防治措施
3.1.1 合理設計邊坡參數,加強邊坡監測,建議作擋墻穩固邊坡,開挖后如果出現開裂變形,建議做專門的工程地質勘察。
3.1.2 對于原有的災害點,做好邊坡加固和預防工作,盡量消除因礦山開采而誘發災害復發的隱患。
3.1.3 渣場棄渣嚴格作好方量及邊坡坡度的設計,作好擋墻設計,設置攔渣壩,防止泥石流的產生。并充分、合理利用渣場,嚴禁隨意棄渣(特別在公路沿線) 。
3.1.4 對于坑道開采,在坑道內一定要作好支護,做到邊開采邊支護,防止因礦頂坍塌、冒頂等而產生的危害,尤其上方有住戶處要預防引起上部地面開裂。
3.1.5 作好坑道的排水設計,以防因礦坑涌水造成危害。
3.1.6 設置監測點,作好監測記錄與分析工作,確保在易于發生災害地段防患于未然。
3.1.7 開采結束后,對礦區進行統一規劃,計劃進行礦山復墾工作,恢復礦山生態功能。
3.2 次重點防治區防治措施 在進場公路、礦山生活區建設中,會形成大量的邊坡和一定數量的棄渣,可能形成邊坡失穩,造成滑坡和塌方;沿途不合理的棄渣可能造成水土流失,可能形成坡面泥石流, 可能有滾石和飛石危害。
3.2.1 科學合理設計邊坡參數,并進行合理支護和加固,邊坡上方應設置排水溝,做好地表擋排水措施。
3.2.2 加強工地管理,合理堆放棄渣,嚴禁隨意棄渣;在險要地段建設攔擋滾石和飛石的設施:
3.2.3 開采結束后,將棄渣場扒平覆土,植樹還林,恢復植被。
3.3 一般防治區防治措施 區內無主要建筑物和工程項目建設,主要可能因地表巖體的破碎而造成水土流失。應嚴禁越界開采,減少人為擾動,做好植被保護和水土保持。
3.4 地質環境恢復方案及措施 為防止水土流失和恢復植被和景觀,礦山須規劃進行礦山復墾工作,以恢復礦山生態功能。開采棄渣切勿胡亂堆放,必須統一堆放到開采境界線以外的礦山棄渣場內,在開采過程中,有計劃地將棄渣回填到采空區。棄渣場經處理后再敷表土、植草種樹。
通過上述地質環境恢復工作,減少水土流失,恢復礦山的生態功能,達到生態恢復與維護人類與環境和諧的目的。
4 結束語
合理有效地利用資源、保護礦山環境、加強監測與信息化管理、防止礦山地質災害、實現礦業的可持續發展,是一個長期而重要的工作。
參考文獻
[1]虎維岳.廢棄礦山引起的環境地質災害.
[2]何繼善.防災減災的理論與實踐.
[3]潘懋,李鐵鋒.災害地質學.
篇4
關鍵詞:地質 災害 防治 措施
1 北流市地質災害現狀
北流市近年來地質災害發生比較頻繁,各鎮不同程度受到災害威脅,災情較為嚴重,災害經濟損失較大。如西埌鎮西沖村大竹根泥石流(BL-049),造成死亡14人,毀房40間,直接經濟損失27萬元;塘岸鎮金城村紅日巖崩塌(BL-348),造成4人死亡;新圩鎮覃沖村旺廟腳滑坡(BL-035)造成5人死亡;大里鎮冠塘村佛子沖滑坡(BL-029)造成4人死亡,毀房30間,直接經濟損失20萬元;大里鎮林垌村斗田肚滑坡(BL-026)造成3人死亡,毀房15間,直接經濟損失10萬元;民樂鎮石垌村文魁田滑坡(BL-062)造成5人死亡,3人受傷,毀房30間,直接經濟損失20萬元;民樂鎮蘿村村黃嶺山滑坡(BL-055)造成2人死亡,3人受傷,毀房30間,毀田30畝,迫遷6戶,直接經濟損失200萬元;六麻鎮六美村根竹滑坡(BL-209)造成3人死亡,毀房8間,直接經濟損失5萬元。
2 北流市常見地質災害及防治措施
據調查統計結果,北流市地質災害主要以人為引發地質災害為主,災害種類有滑坡、泥石流、地面塌陷等。
2.1 滑坡
2.1.1 滑坡影響因素 滑坡形成的影響因素是多方面的,但主要的影響因素是:
①人類工程活動: 人類工程活動對滑坡形成的影響主要表現為:a建房削坡:北流市是一個以山地為主的市,山地面積約占全市總面積的85%,因此廣大農村農民建房多于坡腳挖坡修建,一般形成高5~20m,坡度將近直立的邊坡,使邊坡上土體處于臨空狀,在降雨作用下極易產生滑坡。前述滑坡多與該活動有關。b修筑公路:在修筑公路過程中,普遍高角度切坡,形成高邊坡,導致邊坡巖體結構受到破壞,巖體裸露,加速巖石風化,巖石力學強度體降低,加上坡體臨空,支擋、護坡措施失當,邊坡失穩。如北流市至容縣一級公路滑坡。
可見,人為工程活動強度與滑坡形成關系密切,是滑坡形成的主要影響因素之一。
②降雨: 北流市降水充沛,降雨量集中在5~8月份,根據調查統計,滑坡大多在豐水期時發生,其中7~8月滑坡發生的頻率最高,發生滑坡159處,占滑坡總數的91.9%。而降雨量少的1、2、3、4、9、10、11、12月份,滑坡極少發生,有的月份甚至沒有發生。滑坡數量與多年月平均降雨量、時間關系見圖1-1。
2.1.2 滑坡防治措施 滑坡的防治要貫徹“及早發現,預防為主;查明情況,綜合治理;力求根治,不留后患”的原則結合邊坡失穩的因素和滑坡形成的內外部條件,治理滑坡可以從以下兩個大的方面著手:
①消除和減輕地表水和地下水的危害 滑坡的發生常和水的作用有密切的關系,水的作用,往往是引起滑坡的主要因素,因此,消除和減輕水對邊坡的危害尤其重要,其目的是:降低孔隙水壓力和動水壓力,防止巖土體的軟化及溶蝕分解,消除或減小水的沖刷和浪擊作用。具體做法有:防止外圍地表水進入滑坡區,可在滑坡邊界修截水溝;在滑坡區內,可在坡面修筑排水溝。在覆蓋層上可用漿砌片石或人造植被鋪蓋,防止地表水下滲。對于巖質邊坡還可用噴混凝土護面或掛鋼筋網噴混凝土。排除地下水的措施很多,應根據邊坡的地質結構特征和水文地質條件加以選擇。常用的方法有:a水平鉆孔疏干;b垂直孔排水;c豎井抽水;d隧洞疏干;e支撐盲溝。
②改善邊坡巖土體的力學強度 通過一定的工程技術措施,改善邊坡巖土體的力學強度,提高其抗滑力,減小滑動力。
常用的措施有:a削坡減載;用降低坡高或放緩坡角來改善邊坡的穩定性。削坡設計應盡量削減不穩定巖土體的高度,而阻滑部分巖土體不應削減。此法并不總是最經濟、最有效的措施,要在施工前作經濟技術比較。b邊坡人工加固;常用的方法有:修筑擋土墻、護墻等支擋不穩定巖體;鋼筋混凝土抗滑樁或鋼筋樁作為阻滑支撐工程;預應力錨桿或錨索,適用于加固有裂隙或軟弱結構面的巖質邊坡;固結灌漿或電化學加固法加強邊坡巖體或土體的強度;SNS邊坡柔性防護技術等。
2.2 泥石流
2.2.1 泥石流的形成條件 泥石流的形成需要豐富的固體物源、充足的水源和有利的地形,因此,泥石流的形成受地形條件、地質條件、水文氣象條件的控制。
①地形條件 泥石流形成區地形多為三面環山一個出口的瓢狀或漏斗狀,地勢陡峻,溝床縱坡大,地形上有利于水和碎屑物質的集中。堆積區的地形較平坦開闊,利于碎屑物質的堆積。
②地質條件a地質構造:地質構造復雜,斷層褶皺發育,造成巖石破碎,巖石風化強烈,為泥石流提供了物質條件。b地層巖性:地層是泥石流松散固體物質的物源。區內花崗巖表層風化強烈,上部第四系殘坡積層松散,遇水極易崩解,產生滑坡、崩塌,為區內泥石流的形成提供了豐富的物質基礎,如大竹根泥石流。
③水文氣象條件 水是泥石流的組成部分,又是搬運介質的基本動力。泥石流的形成與短時間內突然性的大量流水密切相關。同時降水入滲軟化巖土體,引發巖土體的滑坡、崩塌。
2.2.2 泥石流防治措施 按照“以防為主、防治結合、全面規劃、綜合治理”的原則,根據滑坡泥石流發生的規律和活動強度,全面規劃,采取遠近結合,工程措施與生物措施相結合等方式,進行綜合防治。近期目標是:嚴禁亂砍濫伐、亂采亂挖、亂堆亂倒等不良行為;遠期目標是:對從事地面和地下資源開發的單位和個人,嚴格執行“三同時”制度,認真落實水土保持治理措施,盡量減少植被破壞,減少人為水土流失。
2.3 巖溶地面塌陷
2.3.1 巖溶地面塌陷的形成條件和影響因素 巖溶洞隙的存在,一定厚度的覆蓋層和地下水活動是塌陷形成的必要條件。多種外界動力因素的作用,影響著土洞的產生、發育和塌坑的形成。
①必要條件
a 巖溶 巖溶洞隙是巖溶塌陷賴以產生的基礎,它為塌陷產生提供了物質運移空間。質純灰巖巖組易被溶蝕,在淺層部位可形成連通性好的洞隙網絡系統。在不純灰巖和白云巖巖組的局部地段,由于構造影響和地下水逕流條件較好,巖體洞隙也很發育,亦可形成塌陷。
b 松散履蓋土層 調查區的第四系土層具有一個特點:厚度小、松散、欠固結、孔隙度大、強度低、含砂量大、易崩解,因此其抗潛蝕、抗崩解、抗塌能力弱。
c 地下水活動 地下水活動是形成巖溶地面塌陷的一種極為重要的又十分活躍的因素,能產生多方面的作用和效應:
A 改變土的容重,增加土層的有效重量,改變土的塑性狀態和力學強度。
B 水位下降可發生滲流潛蝕作用。
C 水位急降引起洞隙中負壓力產生吸蝕作用,帶走洞隙充填物,加速土洞垌壁土體的剝蝕和崩解,同時加強滲流潛蝕,作用在土洞頂板,成為附加致塌力。
②動力因素
a 降雨 其效應為使土層增重和降低土體強度。
b 抽汲地下水 其效應主要是產生滲流潛蝕,開采地下水使地下水位頻繁波動,造成地下溶洞中的充填物被淘空,當地下水位下降時,對巖溶空腔上的土層產生反吸作用,誘發地面塌陷。
③荷載與振動 荷載與振動使地面變形,土洞頂板變形下陷誘發地面塌陷。
2.3.2 巖溶地面塌陷防治措施 巖溶塌陷的防治措施包括控水措施、工程加固措施和非工程性的防治措施。
①控水措施
a 地表水防水措施:防地表水進入塌陷區,可以:清理疏通河道,加速泄流,減少滲漏;對漏水的河、庫、塘鋪底防漏或人工改道;嚴重漏水的洞穴用粘土、水泥灌注填實。
b 地下水控水措施 根據水資源條件,規劃地下水開采層位、開采強度、開采時間,合理開采地下水,加強動態監測。危險地段對巖溶通道進行局部注漿或帷幕灌漿處理。
②工程加固措施
a 清除填堵法:用于相對較淺的塌坑、土洞。
b 跨越法:用于較深大的塌坑、土洞。
c 強夯法:用于消除土體厚度小,地形平坦的土洞;
d 鉆孔充氣法:設置通風調壓裝置,破壞巖溶封閉條件,減小沖爆塌陷發生的機會。
e 灌注填充法:用于埋深較深的溶洞。
f 深基礎法:用于深度較大,不易跨越的土洞,常用樁基工程。
g 旋噴加固法:淺部用旋噴樁形成一“硬殼層”,(厚10~20m即可),其上再設筏板基礎。
③非工程性的防治措施
a 開展巖溶地面塌陷的風險評價。
b 開展巖溶地面塌陷的試驗研究,找出臨界條件。
c 增強防災意識,建立防災體系。
篇5
關鍵詞:地質災害 煤礦安全 防治措施
地質環境是人類賴以生存的條件,一旦人類棲息地遭到破壞,將會給人民生命財產、國家建設帶來巨大災難,嚴重阻礙國家經濟建設的健康發展,因而備受國民關注。在煤礦生產實際中,經常會遇到各種地質構造,而這些構造往往對安全生產有著重大的影響。礦井地質工作是煤礦生產技術工作的基礎。對于地質、水文、瓦斯及其他相關資料的收集、整理、總結,能夠保證為生產環節的多個側面提供基礎參數,從而實現安全指導生產。優化礦井地質工作,可以有效地避免多類事故的發生,對促進煤礦的安全生產具有極其重要的意義。
1、煤礦地質災害的主要類型
我國地質條件復雜,因此煤礦遭受的自然災害種類也很多,主要有地表沉陷、煤與瓦斯突出、礦井突水淹井、井筒破裂及采礦廢棄物污染災害、水土流失等,嚴重地危及著礦山正常生產和人民生活。
1.1 地表沉陷
這是煤礦開采后經常出現的一種地質災害。由地下采空區頂板的冒落所造成的地面變形。在長期承載過程中,采空區礦柱系統中一些最薄弱部位往往會因風化、地震等作用而首先破壞。局部破壞的累積,最終波及整個系統。一般當礦柱的破壞率超過60%時,采空區頂板就要發生冒落,并或多或少地波及到地表。大范圍的采空區頂板冒落通常是突發性的,往往伴隨有強烈的氣浪沖擊,且多引起地表沉陷和張裂,造成地上或井下建筑物的破壞。有時,沉陷中形成的裂縫還可使地表水或地下水大量流入井下,直接威脅采礦工作的安全。如湖南錫礦山南礦就曾多次發生大規模的采空區冒落。最大一次冒落面積達34000平方米,使地表產生急劇的下沉和張裂,最大下沉量達1.075米,下沉范圍近96000平方米,致使地表的一些井架和煙囪偏斜和彎曲。通常,地表沉陷的范圍大于采空區。沉陷洼地的邊界與采空區邊界連線的傾角稱移動角,是預測沉陷范圍的重要數據。
1.2 煤與瓦斯突出
地質構造往往是造成同一礦區內瓦斯含量不同的主要因素。通常,張性斷層是通達地表的張性斷層,有利于瓦斯的排放;壓型斷裂不利于瓦斯排放,甚至有一定的封閉作用,促進瓦斯在煤層內聚集。褶皺構造對瓦斯分布也有重要影響。當頂板為致密巖層且未暴漏地表時,一般在背斜瓦斯含量由兩翼向軸部增大,在向斜槽部瓦斯減少。當頂板為脆性巖層且裂隙較多時,瓦斯易于擴散,因而脆性巖層頂板的煤層背斜頂部瓦斯含量減少,在向斜軸部瓦斯含量增加。大量的瓦斯地質調查資料說明,與地質構造有關的突出點所占的比例很大,地質構造與突出的關系極為密切。有些突出點雖然其附近的地質條件并無明顯異常,但卻處于某些封閉構造勸閉的范圍,或受某些特殊的構造邊界所控制。
據統計,我國在1984—1995年的11年間,煤礦中發生煤與瓦斯突出近10萬余次,造成的經濟損失約100億元。1991年4月21日,山西省洪洞縣三交河煤礦瓦斯煤塵爆炸,死亡147人。無論是從經濟效益上看,還是從人民的人身安全來看,災害的防治都是刻不容緩的。
1.3 礦井突水及淹井災害
受開采破壞與影響,通過各種自然的或人為的通道進入井巷和采掘工作面空間的水,稱為礦井水。煤礦中突水事故是比較常見的,并且嚴重影響了煤礦的生產、效益和安全。比如1975年9月26日,徐州礦務局權臺礦南二采區-225水平325工作面刮板輸送機道掘進放炮時,透老下山發生突水事故,最大突水量40m3/min,幾分鐘刮板輸送機道全被水、煤塊和矸石雜物淹沒淤塞,共29人遇險。當時跑出14人,其中1人被水沖出時受輕傷。被堵在獨頭切眼上山15人,經過12小時清淤搶救,全部脫險。給礦井帶來嚴重的人員傷亡和重大的經濟損失。
2、地質災害防治措施
為了保持經濟持續穩定發展和維持社會的安定,必須切實重視對煤礦地質災害的防御,制定防御自然災害的對策和措施。
2.1 加強科學管理
地質災害有著偶然性,但也有一定的規律可循。作為煤礦開采來說,要合理規劃開采范圍,杜絕私挖亂采現象。要在煤礦采掘資料的基礎上結合礦區實際情況,建立健全礦井地質觀測,查明影響煤礦正常生產和建設的各種地質因素,是礦井地質工作的首要任務之一。因此要再礦井地質工作中隊煤系、煤層、地質構造等進行觀測。還要建立地質災害預報制度,并提出相應的防治措施。總之,地質災害預防和管理工作是一項長期的、艱苦的工作,只有做好這項工作,才能夠做到來雨綢繆,防患于未然,才能徹底減輕災害帶來的損失。
2.2 加強政府部門對地質災害防治工作的領導
首先,要摸清地質災害底數,掌握地質災害分布規律,制定出地質災害易發區和危險區,在此基礎上擬定防治規劃、計劃。其次,堅持每年組織有關專家進行汛前、汛期和災后的檢查研究,以防為主,綜合治理。第三,加強行政管理執法力度,健全完善5個體系:建立地質災害防治的法律法規體系;完善政府部門執行法律法規的機構和體系;建立完善的地質災害監測機構體系;建立一套完善的信息體系,及時掌握地質災害動態;建立政府預測預報體系,分定期、不定期、長期、中期、近期及臨災警報等,對問題嚴重的要進行通報、曝光。
2.3 加強地質災害宣傳教育以形成全民防災意識
廣泛宣傳各種地質災害知識,培養全民災害意識,可以做到災前有防,災中不慌,災后自救,提高生存能力,減少災害損失。在廣大人民群眾中,通過各種途徑做好防災抗災的宣傳教育工作,引起人們對災害的足夠重視,增強人們的防災意識,達到心中有數、居安思危的效果。
3、結語
總之,礦井地質工作是煤礦安全工作的一個重要組成部分。加強礦井地質工作的預防,對減少和杜絕各類事故發生,實現安全生產,有著重要的基礎性意義。
參考文獻
篇6
關鍵詞:礦山地質;3S;災害類型;防治措施
Abstract: after the exploitation of mineral resources, in a great extent change the local geology environment, causing many serious mine geological disasters. This paper, from the mine geology disaster caused the main factors of, combining the characteristics of time and space of geological disasters and disaster methods, the mine geology disaster into several main types and the class. And according to the several types of geological disaster characteristics, this paper explores the establishing of the corresponding prevention and control measures, to China mine geology hazard prevention and control and the mine geological environment management to provide the scientific basis.
Keywords: mine geology; 3 S;Disaster type; Prevention and control measures
中圖分類號:O741+.2文獻標識碼:A 文章編號:
1、概述
由于礦產開采過程勢必改變原有穩定的礦藏條件,改變了當地的地質環境,而由于人為的采礦活動改變了地質環境所引起或誘發的災害被稱為礦山地質災害。礦山地質災害的發生會對生態環境、自然資源和經濟社會造成不可估量的危害和破壞。
我國的礦產開采具有相當長的歷史,在相當長的時間內,我國礦產開采技術和設備都比較落后,這種條件下的礦產開采導致礦山地質環境不斷惡化,礦山地質災害事故頻發。危及生命的礦難和環境災害時有發生,近年來還有逐漸上升的趨勢。因此,根據我國礦山地質災害發生及發展規律、特點,將礦山地質災害進行詳細分類,并根據其各自特點提出防治災害的措施,是一項十分必要的工作。
2、礦山地質災害類型
就目前的科學技術發展狀況而言,采礦活動的范圍仍多數被限定在地球表面和巖石圈層內部。在礦脈開采之前,礦區地質環境是處于穩定平衡狀態。而采礦過程,是從地殼內部的土壤、巖石圈層挖出大量的土石方,對地質環境進行了巨大的破壞,使其處于非穩定狀態。我們可以看出,不論鉆井開采、掘坑開采、注液開采,還是露天開采,都改變了原有的地質環境,這種不平衡性的出現導致了地殼物質的不穩固,進而容易引發災難性地質改變。
礦山地質災害類型很多,若單從災害發生的速率加以區別,可分為突變型礦山地質災害,如礦坑突水、瓦斯爆炸、巖爆等,另一種就是緩發型礦山地質災害,如采空區的地面沉降,水體污染等。然而,在我們最常用的地質災害分類,常常是以地質災害的時空分布和成因關系來分類。這種分類方法有利于對地質災害的成因進行深入探究,才能根據各種地質災害類型制定相宜的防治措施。人為地質作用過程中不合理或者不科學改變地質環境,進而誘發的地質災害基本涵蓋了除火山噴發之外的所有地質災害類型,本文將就其特點簡要分類闡述。
2.1 巖土圈層形變災害
這部分礦山地質災害是由于采礦活動改變了礦區的地質環境,導致地區地下和地表巖土圈層形變,進而引發的災難性后果。
2.1.1 誘發性地震
由于采礦活動致使巖土圈層結構性失衡,這種失衡狀態反映在巖土圈層內部就是地震與斷層錯位。短時間的斷層劇烈錯位容易產生誘發性地震。由于人為地質改變而誘發的淺源性地震,深度小,危害和破壞力卻十分巨大。小震級的地震,就可能致使井下和地表巖土圈層的劇烈改變,從而對建筑物、地表結構造成危害。
2.1.2 斷層錯位
斷層錯位也是圈層結構性失衡的一種表現,不過由于斷層錯位具有緩發性,能量在緩慢積聚,短時間內不易被測量和察覺。但是,可以預見,隨著開采活動的不斷進行,礦脈被采空后,斷層積聚能量會在短時間釋放,終究會造成巨大的危害,這種災害對礦山及周邊地質環境的破壞力也十分巨大。
2.1.3 地面圈層形變
地下巖土圈層的形變,往往導致地表巖土圈層下陷、沉降、開裂等,進而引發危害性巨大的礦山地質災害。例如,礦山地面和采空區塌陷、礦區地面沉降,地面開裂。一般的礦區地面塌陷主要發生在井巷開采的礦山地區。礦脈埋藏較淺,礦區地面平緩,地面塌陷與沉降的現象較為常見。而礦脈埋藏深、距地表較遠的開采區,如果不能及時回填礦渣,就有可能發生大面積塌陷,地面塌陷、沉降和開裂不僅可破壞水土、建筑物,還可能毀壞道路、水庫等公共資源與建筑,造成更大的危害。
2.1.4 斜坡巖土體運動
這一類災害是由于采礦區地質邊坡或地表斷層邊緣結構不穩造成的災害,如崩塌、滑坡、泥石流等。例如采礦邊坡失穩,常常會造成邊坡巖土滑坡,巖崩等災難,泥土邊坡在雨后形成流動性土體,形成災害性泥石流等。這些地質災害發生的主要原因是不合理造成的采剝失調、邊坡角度過陡等形成不穩定結構。此一類型礦山地質災害多發生在露天開采或掘坑開采礦山。這種災害常常瞬時發生,但造成結果危害性更大,如礦山山崩,往往使礦產毀于一旦,造成人員大量傷亡,危害極大,是此類災害的典型例子。
2.1.5 礦坑工程災害
不合理的礦山開采手段與落手的開采方式,常會造成礦山地下工程災害事故的發生,如洞井塌方、冒頂、偏幫、鼓底、巖爆等。這些災害均是因為礦井、礦坑內的巖土圈層發生地殼應力變化,而導致巖層、土層應力突然釋放,導致大量巖石、碎屑,并向坑井內突進,給礦井開采帶來危害,危急礦工安全并造成財產損失。例如坑內巖爆就是因礦坑周邊和頂底板圍巖,在受到巨大的巖石圈層應力作用狀況下,一旦因采掘面不能維持平衡,即有可能產生巖石圈層應力突然釋放,導致巖石破裂迸裂,并向坑內大量噴射、爆散,從而給礦山帶來毀滅性災難。
2.2 地下水位異變災害
礦山開采過程中,深層開采有時會破壞地下水自由淺水層或層壓含水層的結構穩定性,進而引起地下水位和礦山地質環境的改變,造成災害性后果。
2.2.1 礦坑突水涌水
礦坑、礦井突水、涌水是最常見的礦山災害之一。由于地下水位的短時間迅速改變,致使礦坑突然進水。這種礦山地質災害突發性強、規模大,導致后果也十分嚴重。
采礦過程中常因對礦坑涌水量的排空速度估計不足,采掘過程中穿透隔水斷層,或者驟遇蓄水溶洞、暗河,導致地下水大量涌人,造成坑井被水淹沒,造成人員傷亡或其他嚴重災難性后果。這種災害在盜采嚴重礦山頻發,多數因為開采技術低下,私挖亂采的盜采現象存在,相互均有可能突破蓄水坑洞,引發災難性后果。
2.2.2坑內潰沙涌泥
坑內涌砂是礦坑突水的伴生災害,當礦坑采掘過程中遭遇富含泥沙的蓄水層或溶洞,突破隔水層后,泥沙和巖屑隨水一起涌入礦坑,造成涌漿災害。另外一些透水斷層和潛水層也常會因為斷層錯位,夾雜沉積物下漏涌人坑內,其結果是使礦坑被泥漿阻塞,設備和開采人員被泥沙掩埋,致使礦山遭受災難性后果。
2.2.3地下水漏失
由于礦山開采,破壞了地下水埋藏條件,造成地下水的水源補給跟不上消耗的速度。比如礦山開采造成地下河流的改道,過分開采破壞潛水層,這些地質環境的改變,造成地下水位超常下降,從引發地下水源枯竭災害,進而引發河水漏失、泉水干涸,造成局域性干旱區。
2.3 礦體內因引起的災害
這類礦山地質災害常常是因為礦山地質環境改變后,一些偶發因素造成的突變性的災難性后果。
2.3.1 瓦斯爆炸
瓦斯爆炸災害最常見于大小煤礦,由于礦坑通風條件不良,使瓦斯在封閉空間內積聚到一定程度,偶然因素引發爆炸。這種災害常常造成礦山開采人員群死群傷,礦井被劇烈的爆炸損毀,造成巨大的人員與財產損失。
2.3.2 煤層自燃
由于煤層開采,是一部分開采礦面暴露在空氣中,部分煤礦石因氧化放熱導致溫度逐漸升高,熱量集聚后溫度升高速度驟然加快,溫度升高到煤的著火點時,便會引起燃燒。煤層自燃現象在古今中外時有發生,我國每年因為煤層自燃破壞煤炭資源多達2億噸,經濟損失巨大。
2.3.3 礦山火災
礦坑火災常見于煤礦的煤矸石山和硫化物礦床,因為煤矸石和硫化物也能氧化生熱,進而引發火災。礦山火災對周圍環境的大氣危害也十分嚴重,一些常年燃燒的礦山,使當地空氣污染嚴重,區域小氣候發生改變,礦區周圍苗木大量死亡,田地荒蕪,環境狀況堪憂。
2.3.4 地熱
礦山開采過程中,凡需通過深入巖土圈層開采礦產資源,包括煤炭、金屬和非金屬礦等,當達到一定深度后都會遇到礦井溫度升高的危害。通常礦山開采深度達到800 米以后,礦山因含硫量高,開采深度大,地溫非常高,也會導致礦工勞動環境惡劣,嚴重影響正常生產。
2.4 礦山環境化學污染災害
采礦、選礦產生的廢渣、廢水、廢氣物質造成環境污染,也是礦山地質災害日趨凸顯的一種形式。這些廢棄物未經有效處理,直接堆棄或者無序排放,都會造成環境污染公害事件。這種環境災難還會引發水土流失、土地砂化、鹽漬化、地下水斷流等相關次生災難。這些污染事件的后果,往往長期影響人與動物的身體狀況,導致國民經濟和資源、環境的不可持續發展。
2.4.1 尾庫、場庫災害
許多礦山開采,都伴隨著礦場與尾礦庫的存在。場庫失穩主要是由于尾礦壩體不能承受壓力決堤后形成泥石流造成巨大的危害。尾礦庫潰壩常常因為壩體穩定性在日益增加的壓力,或因廢礦液溢出,壩體管涌而發生決堤。尾礦潰堤給礦區人民生產生活都帶來不可估量的災難性后果,同時也會給當地水土環境造成污染和長期危害。
2.4.2 水土環境污染
礦山開采廢水礦坑地下水、選礦、冶煉污水、尾礦滲漏水等,都會造成礦區水源與地下水的污染,同時廢液中的重金屬污染元素、有毒有害元素的存在,也會長期存留在土壤中,形成持久性的環境災害。礦業廢水量大,多數來不及處理,直接被無序排放進入環境水體,直接或間接造成區域性水土環境污染,致使礦區地表水、地下水源、農田遭受長期污染。這種如此危害性常常是潛在性的,其危害性更大。
2.4.3 土地退化
露天開采和掘坑開采是水土流失和土地沙化的一個影響因素。在露天開采和掘坑開采過程中,地表植被、土坡土體的破壞,尾礦的擴展都會導致水土流失和土地退化。而大量的采礦排水,致使土地鹽堿化。
3、礦山地質災害的勘查方法
由于礦山的地質災害都在深部發生,勘查多采用遙感信息技術與物理勘查方法。
3.1 地球信息技術綜合方法
目前的信息技術主要是利用遙感集合“3S”技術,及時掌握地質災害可能的分布、發生地點與區域。如利用全球衛星定位系統對地質災害發生的高危點位精確定位,并利用遙感衛星進行疊加分析,預測災變發生趨勢。
3.2 地球物理勘查方法
主要指應用物理手段,探測巖土圈層相關信息,確定采空區、斷層位移、磁場變化等可能的災害伴發信息,對地質災害進行提前分析與預測。地球物理勘查礦山地質災害的方法主要包括高密度電阻率法、視電阻率法、瞬變電磁法、淺層地震法等。這些方法是預測潛在礦山地質災害重要技術手段。
3.3 環境化學勘測方法
在礦山地質災害預防過程中,人們也常常使用地球化學勘查方法。例如對礦區環境污染的監測,化學探測方法具有不可替代的優勢。這種方法的應用能夠有效確定污染因素、預測污染趨勢、追溯污染源、劃分污染區,為污染治理方案的制定提供重要的科學依據和技術支持。
4、礦山地質災害的防治措施
綜上所述,礦山地質災害由于時空特點與產生條件各有特點,隨著礦山地質勘查的手段逐步應用,我們應針對上述分類和勘查手段,采取有力的防治措施,才能防止礦山地質災害的發生,有效地減少人員傷亡和財產損失。根據礦山地質災害發生的特點,有些礦山地質災害我們能從主觀上加以預防,有些地質災害由自然誘因引起,我們不可能有效預防,因此我們制定具體的防治手段應包括如措施:
(1) 建立和完善礦山開采前的風險評估與環境評估,并制定環境保護與恢復治理的政策法規和規劃體系。做到開采前嚴格評估,開產中積極防范,開采后積極恢復,把礦山地質環境恢復與土地復懇納入法規,強制推行。
(2) 加強宣傳,普及礦山地質災害防治知識,提高礦山開采人員素質,增強其對地質災害的危機感與警覺性。提高礦山生產過程中全員防災、減災技能與手段,強化礦山地質災害的防、險避險、搶險培訓。
(3) 開發與應用先進的信息化、地球物理勘查手段、地球化學勘查手段,對礦山地質進行嚴密監視,對可能發生的潛在災害施行實時監測、動態監測,建立礦山地質災害監測系統,實現礦山地質與環境生態動態跟蹤與管理體系,避免重大人員財產損失。
(4) 加強礦坑、礦井邊坡設計,進行邊坡監測,堅固擋墻穩固邊坡地質構造,開挖后如果出現開裂變形,及時做地質勘察,并做好預防措施。合理建設尾礦礦壩,形成穩定礦場與尾礦庫,降低滑坡和塌方風險。
(5) 對于坑道開采,在坑道內一定要做好支護,做到邊開采邊支護,防止因礦頂坍塌、冒頂等產生的危害,尤其上方有住戶處要預防引起上部地面開裂,同時做好坑道的排水設計,以防因礦坑涌水造成危害。
(6)加強礦山環境監督與檢查,進行全面、系統的地質環境和地質災害影響評估。對破壞生態環境的小礦、低產能礦場進行堅決關停。對于污染型采礦區,制定科學開采和“三廢”排放方案,減少次生地質災害的發生。進行礦場開采后生態環境恢復治理,對于可回填的廢礦進行積極回填。
(7)對于閉坑礦山地質災害的防治和生態環境恢復,應該及時進行治理和生態恢復工作,全面推進礦山地質災害防治與環境綜合治理,進行復墾,提高土地復墾率,結合生態措施實施礦山生態環境綜合治理示范工程。棄渣場經處理后再敷表土、植草種樹。通過上述地質環境恢復工作,減少水土流失,恢復礦山的生態功能,達到生態恢復和維護人類與環境和諧的目的。
(8)將礦山地質災害防治工作納入政府議事日程和國民經濟發展規劃、計劃,按一定比例安排地質災害防治經費,如建立礦山環境恢復治理、政府資助礦山環保、地質災害調查防治等基金。
(9)在礦山開采區應嚴格禁止私采亂挖和越界開采,減少人為擾動,做好植被保護和水土保持工作,積極推行地質環境恢復方案及措施為防止水土流失、恢復植被和景觀。監督與制止開采棄渣胡亂堆棄和不加處理排放,強制其必須統一堆放到開采境界線以外的礦山棄渣場內。
(10)加大防治工作的資金支持,加強應該礦山等相關企業對礦山地質災害的關注度,預留地質災害調度金,構建地質災害、環境災難補償制和問責制。同時加強生態補償制度,加大懲罰力度,用經濟手段調節災害防治力度。
5、結語
礦山地質災害類型多,引發因素多樣,不同類型的礦山地質災害有著不同的形成機制和表現形式。針對不同礦區的地質環境特點,我們應該選擇適當的礦山開采方案,并進行積極的地質災害勘查方法,做到將災害消滅在萌芽期。綜觀當前對礦山地質災害類型、勘查技術方法和預防措施,查明礦山地質災害特征,預測災害體的發展變化,提出防治措施,為礦山防災減災提出合理建議。
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篇7
關鍵詞: 滑坡體;特征;防治措施
中圖分類號:F407.1 文獻標識碼:A 文章編號:
滑坡是巖土體自重、構造力、滲透力等綜合結果,指位于斜坡的巖土體在重力以及水等外力作用下沿某一結構軟弱面發生位移的一種不良地質現象。滑坡問題既具有自然屬性,又具有社會、經濟和環境等屬性。由于經濟的高速增長、城市化進程的加快,滑坡及其災害問題日益突出。越來越多的滑坡災害與人類工程活動有關,主要原因是在滑坡災害高易發區所進行的切坡、加載、地下采礦、灌溉、水庫工程建設等各種人類工程生活使得自然科坡的地質、地形和水文地質等環境在短時間內發生了重大變化,加速了處于平衡狀態或準平衡狀態的斜坡體向不穩定性方面發展,從而導致滑坡的產生并造成經濟損失和人員傷亡等災害。
1 工程概況
蕉林坑滑坡位于東源縣半江鎮漳溪村委會蕉林坑自然村。地理坐標:東經114°31′30″北緯24°02′10″。此點交通不便,雖有便道與新豐縣及新豐江水路相通,但路況差,雨季多斷道。
蕉林坑滑坡,為一復活的老滑坡。近十年來,由于降雨及小地震,時有活動,今年六月老滑坡中部又發生新的滑動,形成了三級錯臺及近百米長的拉張裂縫,錯臺高分別為3-4m、2m及1m。裂縫帶上的房屋均已塌毀和開裂變形,所幸無人員傷亡。受威脅人口118人,直接經濟損失9.6萬元。
2 滑坡的形成條件分析
2.1 地質環境條件
蕉林坑滑坡位于丘陵區沖溝旁側、滑坡舌伸到溝底擠壓小河繞曲,海拔114m-206m。滑坡區出露侏羅系下統(J1)的灰紫色、灰白色砂巖、粉砂巖及泥質頁巖。風化殘積層厚度5-10m,局部較厚可達5-20m。滑坡區斷裂構造發育,大致有近東西向,北東向,北西向三組,前者多被后二者切斷。北東向斷裂,活動性較強,現代小地震時有發生,特別是新豐江蓄水之后誘發了頻度和強度都較大地震活動,本區地震基本強度為六度。滑坡區為碎屑巖基巖裂隙水富水地區,坡體內潛水層發育,由大氣降水及構造裂隙水補給,以下降泉及地下逕流的形式向沖溝底部排泄。
2.2滑坡體的特征
滑坡體是一倒掛的鐘形,長250m,寬平均勻100m,厚度約為10-15m,總下滑土方量為375000m3,屬中層的中型滑坡。主滑方向下220°-230°。后緣高30m,坡度600,已生長一些灌木及小樹(果樹),山坡坡度約為350,
滑坡體上原有三級滑動平臺,新發生了三級,共形成6級平臺,其中:①②⑤⑥級較寬,屬老滑坡錯臺,高度5-8m,③、④為新發生錯臺為3-4m及2m左右。側緣新形成了深2-3m陷落,沿北東40-500方向延伸,寬度4-5m,中間有羽狀剪切節理,顯示滑體沿側緣相對向下部錯動。蕉林坑滑體坡縱斷圖如圖1所示。
圖1 蕉林坑滑體坡縱斷面示意圖
老滑坡后緣及第一錯臺,有蠕動變形,儲水池外傾開裂,裂口1-2cm寬。
滑坡體有主、次二級滑動面,在剪出口處形成滑帶水剪出帶,沿剪出帶有喜水植物,水芋頭呈線狀生長。
滑坡估計沿斷裂面及外傾軟弱夾層面發生,下部可見灰紫色全風化砂巖滑至黃色泥質頁巖(全風化)之上,滑體由紅粘土及全風化砂巖組成。
3 滑坡的誘發(作用)因素
3.1 自然因素
對山區而言誘發滑坡地質災害的主導因素為降水。通過地質災害再排查及現場調查確定,該區域發生的滑坡均有較為明顯的滑移面,滑移面作為隔水層使得地下水積聚,降水是地下水補給的重要來源。降水滲入坡體并在潛滑面積聚,軟化了滑動面的巖土,增高了地下水位和滑動面巖土的孔隙水壓力,減小其抗剪切強度和阻滑力;滑體飽水增大滑體自重和下滑力:已開裂的坡體裂縫中灌水后還可產生靜水壓力。
3.2 人為因素
(1)坡角開挖
在工程建設中,在斜坡上開挖形成邊坡而引起古老滑坡復活或新生滑坡的現象比較常見。它主要是削弱了坡腳的支撐力、改變了坡體的應力狀態和地下水的滲流場;對巖層順層滑坡,開挖切斷或削弱了巖層原有的支撐力;對古老滑坡,開挖主要是削弱了抗滑段的支撐力。因山區絕大部分為低山丘陵區,可用于修建房屋及公路的平地很少,隨著村村通公路等基礎建設項目的推進及新建住房等項目的建設,切坡建房、切坡修路及其他形式的山體開挖或回填施工等現象較為頻繁,形成了大量人工邊坡且大部分人工邊坡開挖后無防護設施或防護設施不到位。
(2)破壞植被
植被是山坡的保護層,其根系對表層土有加固作用,枝干和樹葉減少降水的下滲,增加蒸發作用,減少坡體地下水量,對邊坡的穩定是有利的。大量開挖破壞植被,不僅對環境保護不利,對邊坡穩定也不利。 該地區為亞熱帶季風氣候,原生植被以常綠針葉林和闊葉林為主,樹形高大,根系很深。為了更好的發展當地經濟,大片的原生植被被砍伐,取而代之的是人工種植的茶葉和毛竹林,且地表土體仍不斷的遭受人為擾動。
4滑坡防治措施
通過以上對滑坡的形態特征及滑坡形成條件的介紹,我們不難得出治理滑坡的相關工程措施。然而,一個滑坡的發生往往是多個因素綜合作用的結果,因為,我們只有做詳細的調查和分析計算后,才能制定出切合實際的防治措施。總的來說,治理滑坡應該堅持以防為主、綜合治理、及時處理的原則。結合邊坡失穩的因素和滑坡形成的內外部條件,治理滑坡可以從以下方面著手:
4.1 重力式抗滑擋土墻
重力式抗滑擋土墻以墻身自重來維持擋土墻在土壓力作用下的穩定,它是在滑坡防治中最常用的一種擋墻形式。重力式抗滑擋土墻的墻背坡度一般采用1:0.25,墻后常設卸荷平臺,墻基一般做成倒坡或臺階形,墻高和基礎的埋深必須按地基的性質、承載力的要求、地形和水文地質等條件,通過驗算來確定。此外,為避免因地基不均勻沉陷而引起墻身開裂,應根據地質條件的變化和墻高、墻身斷面的變化而設置沉降縫和伸縮縫。該工藝施工方法簡單,造價較低,對于小型土體滑坡較為有效。
4.2 抗滑樁
抗滑樁是穿過滑體深入滑床以下穩定部分以固定滑體的一種樁柱。多根抗滑樁組成的樁群共同支撐滑體的下滑力,阻止其滑動,同抗滑擋墻相比,抗滑樁的抗滑能力大,支擋效果,對滑體穩定性擾動下,施工相對復雜,因效果顯著被廣泛應用。在實際運用中抗滑樁經常與格構錨固結合使用,對滑坡體進行全面的治理
4.3 消除和減輕地表水和地下水的危害
滑坡的發生常和水的作用有密切的關系,水的作用,往往是引起滑坡的主要因素,因此,消除和減輕水對邊坡的危害尤其重要,其目的是:降低孔隙水壓力和動水壓力,防止巖土體的軟化及溶蝕分解,消除或減小水的沖刷和浪擊作用。具體做法有:
(1)防止地表水進入滑坡區,可在滑坡邊界修截水溝;在滑坡區內,可在坡面修筑排水溝。
(2)在覆蓋層上可用漿砌片石或人造植被鋪蓋,防止地表水下滲。
(3)對于巖質邊坡還可用噴混凝土護面或掛鋼筋網噴混凝土。
(4)排除地下水的措施很多,應根據邊坡的地質結構特征和水文地質條件加以選擇。
4.4改善邊坡巖土體的力學強度
通過一定的工程技術措施,改善邊坡巖土體的力學強度,提高其抗滑力,減小滑動力。常用的措施有:
(1)削坡減載;用降低坡高或放緩坡角來改善邊坡的穩定性。削坡設計應盡量削減不穩定巖土體的高度,而阻滑部分巖土體不應削減。此法并不總是最經濟、最有效的措施,要在施工前作經濟技術比較。
(2)邊坡人工加固;常用的方法有:①筑擋土墻、護墻等支擋不穩定巖體;②鋼筋混凝土抗滑樁或鋼筋樁作為阻滑支撐工程;③預應力錨桿或錨索,適用于加固有裂隙或軟弱結構面的巖質邊坡;④固結灌漿或電化學加固法加強邊坡巖體或土體的強度;⑤SNS邊坡柔性防護技術等。
5 結束語:
總之,滑坡是地質災害發育種類中最為常見的一種災害體,因此要我們從思想上重視,不斷完善防治體系、提高對災害認識、加強工程管理、優化防治工程方案,加強對地質滑坡環境的監測預測,那么就能預防災害的發生,減少損失。
參考文獻
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關鍵詞:陜北煤礦;地質災害;黃土;滑坡;突水中圖分類號:X752 文獻標識碼:A
陜北地區地理概況
陜北地區是中國黃土高原的中心部分,包括陜西省的榆林市和延安市,它們都在陜西的北部,所以稱做陜北。地勢西北高,東南低。總面積92521.4平方公里,是在中生代基巖所構成的古地形基礎上,覆蓋新生代紅土和很厚的黃土層,再經過流水切割和土壤侵蝕而形成的。基本地貌類型是黃土塬、梁、峁、溝、塬,是黃土高原經過現代溝壑分割后留存下來的高原面。陜北畜牧業較為發達,煤、石油和天然氣等儲量豐富。
二、陜北煤礦開采引發地質災害的類型特征與誘因分析
煤礦環境地質災害一般是指在煤炭開采過程中,由于自然的或人為的因素破壞了地質環境的平衡,引起地質環境的反饋產生的災害,以及由這些原災害衍生的次生災害。由煤礦開采引起的環境問題和地質災害種類很多,陜北地區因煤礦開采引起的地質災害類型主要有以下幾種:
(一)陜北煤礦開采引發地質災害的類型
1、開采煤礦時潛在的災害類型
(1)瓦斯突出
瓦斯能夠儲氣于封閉系統之中,并以游離狀態或者以吸附的形式賦存于煤層的縫隙、孔隙之中,一旦出現地應力改變原有的平衡時,將封閉的空間破壞,那
么大量蓄積的氣體將會外溢。在自然或者人為的某種作用下,會發生瓦斯突出爆炸、人員中毒以及火災等安全事故。
(2)地面沉降和塌陷
地面沉降和地面塌陷是對煤礦大量開采之后而出現的一種地質災害。由于地下開采對采空區圍巖的初始應力構成破壞,從而使這部分巖石發生了粉碎、冒落甚至是地表位移的情況,這就會導致地面沉降與塌陷災害的發生。除此以外,在人們大量抽排地下水與采空區不斷外擴的雙重作用下,地下水的分布將會受到影響,從而形成面積非常大的降落漏斗,那么地表將會相應地出現沉陷。
(3)礦井突水
礦井突水是指人類在挖掘或者采礦的過程中,當巷道揭穿導水斷裂、積水老窿、富水溶洞,而導致大量地下水突然涌入礦山井巷的現象。礦井突水在煤礦開采的過程中也時常發生,對煤礦的安全生產構成嚴重威脅。
2、閉坑后煤礦采場的潛在災害特征
陜北地區煤礦多位于中低山區,溝深坡陡,地形復雜,植被不甚發育,人們沿溝居住,自然環境比較脆弱。區內煤系陸相含煤建造,煤層厚度大,產狀平緩,變質程度有一定發展。大型國營或集體制煤礦均采用冒落法一次采全高法,開采深度相對較大,煤層開采后,地表一般表現為大面積緩慢下沉,而小煤礦開采一般在煤層露頭線附近,煤層埋藏淺,開采后地表一般形成串珠狀塌陷坑。
當采空區上覆地層為基巖時,地表變形滯后,采空時間較長,但變形對地表的整體性破壞較大,多形成有一定落差的陡坎;上覆地層為黃土與基巖成二元結構時,往往在塬區形成沉陷盆地,斜坡地帶形成裂縫,農業生產中易于恢復,但它易誘發斜坡變形災害。
采空塌陷區位于山坡時,則多向下坡方向滑移,在坡度大于20°時可誘發斜坡重力地質災害,而基巖區的采空塌陷比塬區地表移動變形范圍大;不同地貌部位下沉值也有明顯不同,山坡地帶下沉值明顯增大,塬區或山間谷地,地表多呈擠壓狀態,但沉降裂縫仍屬張性。
(二)陜北煤礦開采引發地質災害的特征
群發性
采煤工程破壞地質環境的平衡,引起地質環境的反饋,其反饋行為所產生的災害往往不是孤立的,常在礦區的某一時段形成災害群。如地面塌陷、地裂縫、滑坡、煤層自燃災害等在礦區的某一時段同時或相繼發生。
衍生性
直接地質災害常常衍生一連串的次生災害,形成一系列成因聯系的災害鏈。如頂板災害—地面塌陷、地裂縫—毀壞耕地、破壞地表建筑物和改變地表徑流條件,引起地下水位下降—土地荒漠化。
區域性
就各種災害的內部聯系而言,它們受一定區域性條件控制,如區域性構造條件,區域性煤系巖性組合特征、區域性氣候條件、區域性煤變質條件、區域性地理條件的控制和影響。因此,在災害的時空演化和分布上表現出區域性的特點。受地質環境條件的影響,陜北礦區的地質災害主要以下錯地裂縫及滑坡和泥石流為主。
影響的多方面性
煤礦地質災害不僅影響礦區環境質量的各個方面,如大氣環境,水環境,土壤環境和生態環境,而且影響到礦區周邊地區的社會環境和經濟環境,如從災害導致礦工傷亡到對礦區群眾心理影響,從直接經濟損失到對本地區經濟發展的影響等,由此引發的群眾上訪事件影響了地方政府的正常工作,造成一定的不穩定因素。
(三)煤礦地質災害的誘因分析
缺乏有效的礦產資源開發利用的統一規劃
眾多的小煤礦中,多數既無地質資料,又無開采設計方案,更談不上環境保護措施,加之各礦之間因爭搶資源而破壞保安煤柱和越界開采,在村民居住區下直接開采而不采取任何防護措施,從而引起各類地質災害。
2、礦山地質災害防治法規不健全
采礦者環保和防災意識淡薄,小煤窯開采前幾乎沒進行過任何環境影響評價,出了問題例行的賠款、搬遷,沒有從根本上達到治理與恢復的目的,從而使災害隱患得不到有效的防范。
小煤礦缺乏專業技術人員,隨意開采,一方面易造成煤礦本身的安全事故,另一方面誘發地表地質災害,對村民的人身和財產安全造成威脅。
陜北煤礦地質災害的防治措施
(一)擴大宣傳力度,提高員工的憂患意識
各地方政府、煤礦的上級主管部門必須要加強煤礦地質災害的宣傳力度,使廣大煤礦員工養成防災意識,即使災害真正出現在眼前,人們也有足夠的心理能力對其承受,宣傳的過程中還要注意到增強員工的自我保護能力。
除此之外,煤礦的各級領導與廣大員工還需要對自己煤礦的特點有一個全位的把握,同時對各種防災方法、防災措施有一個細致的了解。對于一些災害頻發的地區,要組織專家進行“會診”,掌握災害發生的規律,提高對災害預測的準確程度。
(二)加強預測預報工作
對目前正在生產的煤礦,通過收集資料、調查訪問、測量等手段,查明歷史至今的開采范圍,對開采強度高、采空面積大、采煤方法易引起沉陷的區域,進行分析研究,查明其變形規律,做好地面變形預報工作。加強小煤礦采煤技術和地質災害防護知識的培訓。
(三)做好危險性評估
對于地裂縫及塌陷,重點收集滅失煤礦和采空區范圍資料,了解礦井的開采層位、層數、開采厚度與開采深度,上覆巖體土體的工程力學特征,了解采空區和出現地裂縫、塌陷的內在規律,對未來采空區進行監控。對崩塌和滑坡以礦區、山區和重要交通干線為重點展開調查,了解區內地形地貌、地層巖性和地質構造,控制已發生和潛在的崩塌、滑坡災害的次生影響,進行危險性評估。對泥石流災害以礦山開采區的主要溝谷為重點,詳細調查溝谷形態、溝床坡降、溝谷坡度、集水面積、巖層傾向、碎屑團體物源等特征,對泥石流災害進行危險性評估。
(四)預防瓦斯與煤塵爆炸的措施
1、防止沼氣聚積的措施
一是加強通風管理,增加有效風量,降低沼氣濃度,各采區和各工作面都應有獨立的進回風系統。
二是建立健全瓦斯檢查制度,嚴禁瓦斯超限作業。
三是工作面、掘進巷道停止作業后,若要恢復生產,需加強通風,檢查瓦斯含量,無危險后方可進行作業。
四是對廢巷、采空區要及時封閉,對盲巷封閉或設柵欄掛警戒牌,嚴禁入內。
2、防止煤塵爆炸的措施
一是盡量減少生產過程中煤塵發生量和浮游煤塵量,可采用靜壓灑水或綜合防塵措施。
二是消除引燃的火源,如消除井下火花(包括機械摩擦產生的火花),防爆設備失靈要及時更換。
(五)避免突水事故的主要措施
1、煤礦和小煤窯在采掘前,應探明所在礦區地質和水文地質條件,掌握礦區開采史和采空區分布情況,圈劃水害威脅疑問區,制定井下預防水災技術方案。
2、在與相鄰礦井或煤窯(包括老窯)的積水區和生產區、含水斷裂或破碎帶兩側的可采煤層留設防水煤柱。
3、必須遵循“對水害威脅疑問區采取探水措施,探清和消除水害威脅后,才允許掘進”的原則。
4、凡遇到煤層變得潮濕、光澤變暗;巷道壁或煤壁“掛汗”;煤層變涼,工作面溫度下降,水蒸氣增大;頂板淋水加大或底板鼓起;出現壓力水流,煤層出現水擠出的“嘶嘶”聲或空洞泄水聲;工作面沼氣、二氧化碳和硫化氫等有害氣體增加;老窯“死水”滲入,煤壁或巷道會出現掛紅、酸度增大,水味發澀、有臭雞蛋味等現象,應停止掘進,進行探水工程。
5、查明活動構造,規劃煤礦工程活動,做好防災減災工作。查明礦區內新構造運動性質、特點及活動程度、現今仍在活動的構造或屬不穩定易復活的斷裂,分析、認識各種地質災害產生原因及分布規律,合理規劃礦區工程活動。
參考文獻
[1]張立民.淺談加強煤礦地質工作預防安全事故[J].科技創新與應用,2012.8.
篇9
在“子長縣地質災害調查與區劃”的基礎上,以潛在的地質災害隱患點、已經發生的滑坡崩塌泥石流和現有的地質條件調查為核心,以遙感解譯驗證為先導,采取地面調查和災點測繪的手段,再加上必要的鉆探、物探和山地工程,使點、線、面結合,進而查明地質災害及其隱患形成的環境地質條件、發育特征和分布規律,開展地質災害分區評價和氣象預警區劃,為減災防災提供基礎地質依據。在遙感解譯的基礎上,以野外實地調查為主要手段,對城市、村鎮、居民點、廠礦、重要交通沿線、重要工程設施、重要風景名勝區和重點文物保護點等地潛在的滑坡崩塌泥石流等地質災害隱患點進行排查,并逐一對其危險程度和危害性進行評價。通過野外實地調查,確定子長縣有以引起災害或潛在危害的90處滑坡、10處崩塌和40處不穩定斜坡等。
2地質災害成因分析
通過對已經調查確定的140處災害點進行成因要素綜合分析,確定子長縣地質災害主要的成因要素有以下4點:
2.1地形地貌斜坡地形是滑坡、崩塌災害產生的先決條件。一般來說,區內斜坡坡面形態主要包括凸型、階梯型、直線型和凹型這四個基本類型。在調查的共計140個災害點及隱患點中,發現出現滑坡和崩塌災害的主要集中在直線型和凸型正向類斜坡上,負向類凹陷型和階梯型斜坡出現滑坡和崩塌災害的幾率較低,集中在正向坡的占79%,集中在負向坡的占21%。坡度與出現滑坡和崩塌等地質災害有著直接的關系,斜坡的坡度越大,臨空的危勢和斜坡體內應力也越大,越容易出現地質災害。崩塌多發生在坡度大于60°的陡崖,然后隨著坡度的減緩多發生滑坡,并且隨著坡度的逐漸減緩發生滑坡的幾率會越來越小。坡高與出現滑坡和崩塌等地質災害也有著直接的關系,有關資料顯示,一般滑坡多發生在坡高50~120m的斜坡上,并且隨著坡高的增加,出現滑坡的幾率會越大。而崩塌多發生在坡高10~20m的斜坡上,其次是發生在20~30m的斜坡上,超過這一高度發生的概率很小。朝向不同,山坡的小氣候和水熱等條件有著規律性的差異。坡向135~270°的斜坡發生滑坡的比率明顯高于其他坡向,占滑坡總量的70%,屬于滑坡發生的優勢坡向,尤其是225~270°西南方向的斜坡占了26%。表明在子長縣,滑坡發生的比率在陽坡和近似陽坡的斜坡上比較高。河流和溝谷地貌的演化階段或發育程度對斜坡的變形特征、破壞模式以及地質災害的規模和致災程度具有明顯的控制作用。調查數據顯示,在調查的90處滑坡點中,有56處滑坡位于壯年期和老年期的成型河谷兩岸斜坡,占滑坡總數量的62%,以老滑坡居多,其余崩塌及不穩定斜坡主要發生于溝谷中幼年期溝谷地段及斬坡建房修路地帶。
2.2地層及斜坡結構邊坡地質災害的發生主要來自于坡體在易滑和易崩地層發生破壞。調查到的滑坡多為黃土層內滑坡和基巖—黃土接觸面滑坡。雖然三疊系巖層中的局部含煤系巖層也是一個軟弱結構面,但調查過程中未見基巖滑坡,順基巖頂面發生的滑坡也多是順基巖頂面的泥巖或強烈風化的風化層發生滑動的。黃土結構疏松,強度低,遇水軟化,節理裂隙發育等特性決定了黃土是區內最主要的易滑、易崩地層。區內斜坡巖土體結構主要包括三種類型:黃土斜坡、黃土+基巖復合斜坡和黃土+新近紀紅黏土+基巖。據調查基巖面剪出的滑坡比例占總數的45.6%。調查的90處滑坡中有13處滑坡于紅黏土與黃土接觸面發生滑動,占14.4%。
2.3降雨、河流及地下水子長縣災害主要發生于黃土中。降雨可通過改變斜坡土體水動力條件和降低其強度來影響斜坡穩定性。河流對地質災害的影響主要表現在流水對岸坡的侵蝕作用引發斜坡失穩,對幼年期溝谷和壯年期河谷影響比較明顯,在壯年期河谷地段側蝕作用是誘發滑坡的一個重要因素。斜坡地帶,由于黃土濕陷性、節理裂隙等特點,降雨后會出現黃土陷穴、落水洞等。此外,地下水活動降低了黃土強度,改變了坡體應力狀態,常常觸發斜坡變形失穩。
2.4人類工程活動當今社會經濟發展迅速,人類工程活動也與日俱增,隨之而來的對自然斜坡的不合理開挖現象破壞了斜坡平衡狀態,導致了斜坡變形失穩,成為了觸發地質災害的主要因素之一。隨著城鎮擴建、道路交通工程建設速度的突飛猛進,地質環境的破壞日益俱增。這就不得不大面積地斬坡、卸菏和加載,將原有斜坡的平衡狀態打破,使斜坡產生卸荷、拉張和風化裂隙,在雨季易產生滑坡和崩塌地質災害。
3防治措施
篇10
關鍵詞:輸電線路;舞動;防治措施
架空輸電線路的舞動是一種由于空氣動力不穩定而產生的現象。輸電線路舞動是低頻的一種,其頻率在0.1Hz~3Hz的范圍內,舞動振幅是導線直徑的10~300倍,舞動一般發生在多分裂輸電線路上,且具有一定的時間段。下文通過對輸電線路舞動的特點進行分析,探究其防治措施。
一、輸電線路舞動的特點
1.舞動范圍較大,頻率高
輸電線路舞動這一故障具有一定的普遍性,舞動多發生在寒冷的冬天,一般是當年的11月份到次年的3月份,尤其是在大風寒冷、冰霜雨雪這類極端的天氣中,線路舞動發生的頻率是相當高的。對于電壓在10kV~500kV等級的輸電線路,舞動故障的發生具有全局性,甚至會波及周邊地域輸電線路,造成大范圍舞動故障的形成。
2.輸電線路損失相對嚴重
對輸電線路舞動的現場進行考察,其有很大的可能導致電氣故障事件的發生,螺栓松動或者是脫落的現象也是極為普遍的,金屬器具以及絕緣子極易遭到損壞,輸電線路斷線或者是斷股現象也是極為常見的。據有關資料顯示,輸電線路發生舞動故障之時,常常會導致輸電線路出現300多次跳閘故障,機械故障也是不下百次的。在產生跳閘故障的線路中,單相跳閘故障所占的比例在3層左右,相間故障比例大于70%,輸電線路斷股故障、金屬器具損壞故障、桿塔結構發生破壞故障所占的比例均不大于10%。
3.新型線路對外界環境抵御能力較差
與普通線路相比較,在相同的氣候條件以及地理條件下,新型線路更有很大的可能發生舞動故障。也就是說,新型線路一旦發生舞動故障,線路跳閘、斷股、機械等各種類型故障發生的概率會更大。近些年有研究工作表明,發生舞動故障頻率最高的線路為同塔雙回線路,與緊湊型輸電線路相比較,單回線路發生舞動故障的幾率又是極高的。
二、輸電線路舞動的主要原因
本文作者總結長期的工作經驗,認為輸電線路舞動這一故障的產生與風速、風向、流動狀態相關,又與輸電線路自身的結構與參數數值大小密切相關。對其舞動的原因進行剖析,具體可以表現在以下幾個方面:
一是因為現階段各電壓等級輸電線路在設計的過程中沒有標明與線路舞動有關的基礎性防治技術或者是措施,易舞區段劃分得相對模糊化,種種因素的疊加,最K致使后期防治舞動措施的實施產生很大的難度;第二,相關資料記載,輸電線路設計的載荷大多數屬于靜載負荷,但是線路在發生舞動時產生的卻是波動幅度較大的動載荷,此時線路舞動勢必會造成桿塔橫擔掛線這些部位的承受荷載日益加大,最終超出最大設計荷載的數值,此時對橫擔以及鐵塔螺栓造成極大的破壞;第三,桿塔在規劃與建設的過程中,風向與線路轉角的幅度與頻度本應該是固定的,但是在實際情況中,輸電線路舞動的方向存在較大的隨意性,這樣線路轉動的角度有很大的可能大于設計值,橫擔方向的承載能力就會大于桿塔規定的承載能力,這就加大了橫擔失衡或者發生破損的幾率。
三、防治輸電線路舞動的措施
1.最好避開與易產生舞動故障的覆冰區域,并調整線路走向
一般而言,當溫度在-5℃~0℃范圍內,風速不低于10m/s的區域內,會增加輸電線路舞動故障發生的概率。從風向的角度進行分析,在冰凍季節刮風的方向與線路軸線的夾角大于45°時,舞動故障易于形成。也就是說,夾角越小線路上受到的分離程度越小,此時就降低了舞動故障發生的幾率。
因此在對輸電線路進行設計的過程中,應該盡量避開冰凍、風向這類不利的因素。在經濟允許的條件下,在先進技術的配合中,盡最大努力避開強舞動區域,尤其是在輸電線路安置方向上,技術人員應該盡最大努力減小冬季風向與線路走向兩者之間的夾角。
2.增強線路系統抵御舞動故障的能力
輸電線路在形成舞動故障時,在垂直于線路的橫截面內運轉方向呈現的是橢圓形,當輸電線路舞動的幅度過大時,相鄰兩根運動的線路就有很大的可能產生碰撞閃弧現象,極易造成線路損壞或跳閘故障。為了減少或者避免上述故障發生的幾率,防舞措施的引進與應用可以對線路舞動的幅值產生控制作用。除了上述防舞措施之外,還可以在輸電塔頭的結構設計上大下功夫,也就是在相關措施的輔助下防止相鄰線路之間、線路與地線之間產生碰線現象。此外,水平布置方式的應用,減少了線路之間碰線閃絡現象的發生,這主要是因為該方式可以使技術人員按照一定的規則使線路舞動的水平方向位移遠遠小于線路水平相間的距離。總之,只有適當地加大地線與線路的垂直與水平距離,那么輸電線路就會具有抵御舞動故障的能力。此外,增強桿塔塔身與橫擔的強度、改良金屬器具的抗振能力,均可以減少輸電線路金屬器具發生松動或者損壞的幾率,達到抵御舞動的效果。
3.與抑制輸電線路舞動的相關措施
一是可以通過改善線路的性質去達到抑制舞動的目標,失諧擺、抑制扭振型防舞器、雙擺防舞器這些防舞器具的應用就可以達到上述效果;二是線路系統自阻尼指標的提高可以到達抑制舞動的效果,例如由加拿大A.T.Edwards研發的終端阻尼器;三是擾流防舞器能借助擾亂沿檔氣流的方式達到抑制舞動的目標。當然,低居里點合金材料、防雪線路以及大電流融冰導線的應用取得的效果也是優良的;此外,增強輸電線路運行的張力與縮短檔距達到的效果也是極為樂觀的。
結語
綜上所述,輸電導線在有冰層覆蓋的情況下極易產生舞動的故障,對國際上先進的防舞措施進行研究,光纖加速度傳感器在輸電線路上的安裝可以達到監測的目標。總之,防治輸電線路舞動故障的措施是多樣化的,只有積極地對典型線路舞動案例進行認真分析,總結相關經驗,對與之相關的線路舞動理論進行驗證與填補,為以后開展輸電線路舞動治理奠定基礎,保證舞動區線路的正常運行。
參考文獻:
[1]荊志軍. 高壓輸電線路舞動的研究[J] . 電源技術應用. 2014(2)