我国煤矿的主要地质灾害及防治对策

文章综合分析了煤矿区地震、滑坡、地面沉陷与塌陷、煤与瓦斯突出及突水等主要地质灾害。通过对各类灾害特征、成生机理及危害的研究，认为(1)煤矿地质灾害严重地危害着矿山正常生产和人民生活；(2)煤矿矿震生成主要是脆硬-软地层结构、褶皱构造、构造活化区及地下水突变、采煤卸载等内外环境因子综合作用的结果；(3)煤矿滑坡、地面沉陷及塌陷、煤与瓦斯突出和突水等地质灾害是矿区工程活动破坏了地质构造和生态环境、山体原始平衡所致。在此基础上，提出了煤矿地质灾害链和防御措施。     

近20年我国煤与瓦斯突出事故时空分布及防控建议

煤与瓦斯突出(以下简称“突出”)严重影响煤炭安全开采,其背后涉及的众多科学问题仍未解决。为降低煤体力学性质各向异性对突出研究的困扰,构建多区组合煤体模型;基于上覆岩层应力分布特征及应力波传播机制确定“弱区”煤体位置,将研究对象由“突出中心体”具体为“弱区”。由于外部动载扰动是导致突出的激发条件,采用冲击试验研究应力波在层状组合煤岩体中的传播规律,构建组合煤岩体应力−应变本构模型。进而明确卸载波作用下,煤体轴向多层层裂是煤体质点内撞击形成加载冲击波在自由面反射形成拉应力波导致的;煤体径向平面,由于泊松效应形成卸载波追赶塑性加载波的情形,生成多个径向裂隙及环向裂隙,得到煤体层裂片厚度动态演化规律。从而明确在外部动载扰动下,煤体“弱区”最先破坏,轴向产生多层层裂、径向平面产生多个径向及环向裂隙的三维损伤路径。基于此,提出一种基于多区组合煤体的突出动力学机制,将突出划分为准备、启动、发展、终止四个阶段。突出准备阶段,煤体上覆岩层应力转移、集中,高瓦斯压力梯度形成,为后续煤体失稳破坏创造条件;突出启动阶段,煤体受外部动载扰动,轴向“弱区”煤体最先发生破坏、形成多层层裂,径向平面形成多个径向及环向裂隙;突出发展阶段,吸附态瓦斯解吸与游离态瓦斯积聚形成高压瓦斯抛出煤体,导致突出继续向深部煤体发展,形成二次损伤;突出终止阶段,积聚形成的瓦斯压力低于煤体抗拉强度,形成稳定的纺锤形突出腔体,突出终止。该机制初步解释了突出过程中“响煤炮”“口小腔大”突出孔洞等动力现象成因,为矿井防突工作提供了新思路。

     

近20年我国煤与瓦斯突出事故时空分布及防控建议

防治煤与瓦斯突出是保障煤矿安全高效开采和国家能源稳定供应的前提条件。近期频发的煤矿瓦斯突出事故(2021年3月25日左权煤矿突出事故、4月9日东风煤矿突出事故)造成12人死亡,再次表明实现“零突出”的目标还有非常艰巨的路程要走。针对当前突出机理不清、突出事故频发现状,开展我国2001—2020年突出事故统计分析,数据显示,20年共发生突出事故484起、死亡3 195人,尽管近年来突出事故得到有效控制,然而在煤矿事故中仍处于相对较高水平且愈加突显。在此基础上,进一步从突出事故等级、发生地点、发生时间等方面分析2011—2020年突出事故时空分布规律,结果表明:12个省(直辖市)近10年共发生突出事故93起、死亡645人,其中较大突出事故持续占据主导地位、特别重大突出事故死亡人数常年居高不下、一般突出事故占比逐渐上升;突出事故具有“分布范围广、分布较为集中、南多北少、南重北轻”的地域分布特点,其中贵州省、湖南省、云南省、河南省4省最为严重,累计占总事故起数和死亡人数的68%和79%;突出事故集中发生在每年的5—7月和11—12月,每月的4—6日、15—17日和28—29日,每日的1—2时、5—6时、10—12时和17—20时等时段。针对突出事故呈现出高低交替的周期性发展规律,从安全管理的角度指出,必须将防突措施落实到每一天、每一班的生产中,越是突出事故低发期,越要加强安全管理,长期保持“安全意识增强—事故低发期—安全意识增强”的良性循环是突出防控的核心思路。      

苏锡常地区地面沉降机理及防治措施

地面沉降是一种危害性严重的地质灾害。由于地下水的长期超量开采导致地面沉降不断加剧。然而人们往往总是忽略了地质灾害与地质模式的内在联系,把大多数原因归结为人类活动。事实上地面沉降的发生不仅与地下水水位下降密切相关,而且还与地层岩性结构、水文地质条件、土的类型、厚度、压缩性的大小、固结历史等因素有关。本文以苏锡常地区为例,对地面沉降的机理进行了分析并提出了防治措施。     

川藏公路特殊碎屑流灾害综合防治技术

川藏公路帕隆藏布沿岸路段广泛发育一种特殊的碎屑流灾害——溜砂坡,危害十分严重。通过近几年的研究与工程实践,溜砂坡灾害的防治对策可归纳为避让与清除、砂源区控制技术、固砂技术、拦砂技术与排砂技术五大类。根据溜砂坡灾害的基本特征、发育阶段及道路工程所处的环境条件,有针对性地选择防治技术,才能取得较好的防治效果。     

中国东北饮水型地方性氟中毒的地质环境特征及防治

饮水型地方性氟中毒(简称地氟病)是由于长期饮用氟含量超标的水源而引发的地方性疾病,其流行原因主要是特定的自然环境、地质环境和生存环境等因素,本文论述了中国东北地区饮水型地氟病发生的地质环境特征,探讨了地氟病防治中存在的问题与改水建议。     

上海周边海域潜在的浅层气灾害及其防治措施

由研究结果认为上海周边海域浅部地层中的浅层气为生物成因气。在上述海域,已发现多处埋藏浅层气,并已在近岸海洋开发工程中诱发了数起地质灾害事故。提出了浅层气灾害诱发的3个原因及2种表现类型,认为防治浅层气地质灾害可从沉积环境、沉积相,沉积地层对含气层进行预测,并采用物探技术调查测区浅层气埋藏深度,进行钻孔预放气是最根本的防治措施。     

吉林省常见的农业地质灾害及其防治措施初探

吉林省是农业大省，是全国重要的商品粮基地，农业收成的好坏直接影响到国民经济的发展及人民生活水平的提高，对破坏和影响农业生产的因素加以预防和防治对农业的增产增收起着举足轻重的作用，这里笔者对影响农业生产的几种常见的农业地质灾害及其防治措施作了简要论述。     

Analysis of occurrence characteristics of geothermal resources and its relation to control structures in Zibo City,China

According to the geothermal geological conditions, the geothermal resources in Zibo can be divided into sedimentary basin type and tectonic basin type. The main thermal reservoirs of sedimentary basin type are the Neogene Guantao Formation and the Paleogene Dongying Formation.The thermal reservoirs of tectonic basin type are mainly the Ordovician Majiagou Group. The characteristics of reservoir, cap, pass and source of thermal resource types in different areas are elaborated. Based on the analysis of the well-forming conditions of the existing geothermal wells in the area, combined with the geothermal anomaly areas and hydrogeochemistry, it was discovered that the fault structures in the area, especially the deep faults such as Yuwangshan fault, Wangmushan fault, Zhangdian fault and Chaomizhuang graben, play an important role in controlling the occurrence and distribution of tectonic basin-type geothermal resources in Zibo City.     

Analysis of occurrence characteristics of geothermal resources and its relation to control structures in Zibo City,China

According to the geothermal geological conditions, the geothermal resources in Zibo can be divided into sedimentary basin type and tectonic basin type. The main thermal reservoirs of sedimentary basin type are the Neogene Guantao Formation and the Paleogene Dongying Formation.The thermal reservoirs of tectonic basin type are mainly the Ordovician Majiagou Group. The characteristics of reservoir, cap, pass and source of thermal resource types in different areas are elaborated. Based on the analysis of the wellforming conditions of the existing geothermal wells in the area, combined with the geothermal anomaly areas and hydrogeochemistry, it was discovered that the fault structures in the area, especially the deep faults such as Yuwangshan fault, Wangmushan fault, Zhangdian fault and Chaomizhuang graben, play an important role in controlling the occurrence and distribution of tectonic basin-type geothermal resources in Zibo City.     

Laterization and its control to gold occurrence in Laowanchang gold deposit,Guizhou Province,Southwest of China

Laowanchang gold deposit, located in Qinglong County, Guizhou Province, Southwest China, is the first-discovered laterite type gold deposit in Guizhou Province. Although most scholars are inclined to agree that ore-forming substance was closely correlated with “Dachangceng layer”, it still remained controversial. Former researchers did not find existences of visible Au grains in limonite, clay minerals or pyrite under SEM observation; therefore, they considered Au occurrence mainly as micro-disseminated form.     

华北煤系变形特征与煤矿瓦斯赋存规律

瓦斯既是煤矿灾害的致灾因素之一,又是重要的清洁能源,厘清煤系变形瓦斯赋存规律是煤矿瓦斯灾害预防和煤层气高效开发的基础。以华北煤系为研究对象,以构造演化及控制为主线,运用板块构造、构造演化和瓦斯赋存构造逐级控制等理论,系统研究华北煤系变形特征与煤矿瓦斯赋存规律。结果表明,华北板块处于三大构造域相互作用交接的中心,控制着华北板块的形成与演化,华北板块与周缘板块之间的相互作用制约煤系的形成、赋存和变形,控制构造煤的形成与分布,同时控制着煤矿瓦斯的生成、运移和保存;华北煤系变形强度具有由板缘向板内、由挤压型造山带向远离造山带减弱的趋势;构造煤的形成与分布和构造演化过程中煤系变形有较好的一致性,构造煤的发育程度也具有由板缘向板内以及由靠近挤压型造山带向远离造山带减弱的趋势,伸展构造带构造煤不发育,但伸展背景下形成的大型滑脱构造容易形成成层发育的构造煤;华北煤矿瓦斯分布具有明显的区带特征,可划分为7个高突瓦斯区和6个低瓦斯区,进一步划分为15个高(突)瓦斯带和13个低瓦斯带。研究成果对国家有的放矢的瓦斯治理和煤层气开发具有重要的指导意义。      

离层静水压突水及其防治

煤层开采后,上覆岩层下沉过程中,上下层状岩层挠曲不同步而形成的离层空间即离层.离层空间中积存的地下水即为离层水.结合济宁二号煤矿离层水突出实例,阐述了离层水的形成条件、影响因素和离层静水压突水机理,提出了离层静水压突水的危险性判别方法和离层静水压突水的防治措施.离层静水压突水的突水机理,是离层静水压力大于离层下位隔水层的承受能力,导致离层水突出.离层积水能否突出,可借用底板突水危险性评价中底板突水系数公式判断.通过超前在工作面顺槽斜向上方积水离层施工疏水钻孔,人为破坏离层的封闭性,可有效避免离层大量积水,进而避免大量离层积水突然溃出的水害事故的发生.实践证明,离层静水压突水可以预测和防治.     

柴达木盆地中、新生代构造演化及其对油气的控制

柴达木盆地中、新生代沉积构造演化经历了5个阶段:早、中侏罗世伸展断陷阶段,晚侏罗世—白垩纪挤压反转阶段,古近纪弱断陷阶段,新近纪的中新世—上新世早期坳陷阶段和上新世晚期—全新世挤压反转阶段。沉积构造演化控制盆地烃源岩的展布,盆地演化过程中的两次挤压反转期是圈闭构造的主要形成期,控制盆地油气分布。     

我国地面沉降现状及防治对策研究

文章以长江三角洲、华北平原及汾渭地堑地区为重点提出开展全国地面沉降防治的建议。地面沉降主要是由于不合理开采地下水引发的一种区域性的缓变地质灾害，成灾慢，但损失大，不易治理。同时，在上述三大地区由于地面沉降还伴发了地裂缝灾害。粗略统计，1949年以来，我国地面沉降造成的损失累计高达4500—5000亿元，其中，年均总损失为90～100亿元，年均直接损失8～10亿元。文章建议：利用10～15a时间，综合研究第四系结构、含水层结构及地下水环境、基底地形与断块构造特征，建立三维可视化数字平台；查明全国地面沉降灾害分布状况和演化规律，开展地灾风险评估及地质环境安全功能区划；建成全国地面沉降现代化监测控制网络；开展地面沉降防治，严格控制地下水开采，实施以控制地面沉降为目标的含水层修复等减灾工程。文章总结了禁采或限采地下水、优化地下水开采层位、浅层地下水开发利用、地下水人工回灌与含水层修复等地面沉降防治经验。     

Geo-hazards with characteristics and prevention measures along the coastal regions of China

China has more than 18,000 km long coastline. Along the coastline, there are various configurations of topography, geomorphology, and geology condition. In the coastal regions, geological disasters, including seawater intrusion, coast scouring, land subsidence, karst collapse, soil erosion, collapse-landslide-debris flow (CLDF), and human activity-induced disasters, occur frequently. All of these disasters have their own forming causes, characteristics, and distribution regions. Seawater intrusion and coast scouring only occur in the coastal regions while the others occur in both coastal regions and in-land regions. Land subsidence occurring in the coastal region is of larger scale and entails greater economic loss than that occurring in the in-land region. For the other disasters, although the scale of disaster in the coastal regions is smaller than that happened in the in-land regions, the economic loss in the former case is greater than that in the latter. This is because populations are dense and economy is developed along the coastal regions of China. To mitigate the disasters and reduce the economic loss, countermeasures are discussed.     

钻探工作中常见孔内事故的预防与处理

钻探工作中,由于地层,机械,及工作人员的水平等原因会发生各种孔内事故,根据事故的具体原因,应选择相应的处理方式,预防孔内事故的发生会减少工作成本,提高工作效率。本文研究了孔内事故的预防及处理事故的方法。     

苡茨河泥石流地质灾害及防治

据统计,1992~2013年苡茨河曾多次发生泥石流地质灾害,并造成村民生命财产巨大损失。2013年7月24日再次爆发泥石流,破坏农田71280m2(108亩)。因此在对苡茨河泥石流形成条件、活动特征分析基础上,分析其泥石流的形成机制及其造成巨大危害的原因,预测其发展趋势,在已有治理措施的基础上,提出两种防治对策进行对比,得出一个较为合理的防治方案。     

集安市净水厂滑坡灾害防治措施

集安市净水厂滑坡灾害位于丘陵区前缘,形成原因为大气降水入渗、风化裂隙水及净水厂渗漏水,改变了上覆松散岩层稳定性。滑坡为土质滑塌、滑动面为基岩面。防治工程措施为排水孔、排水沟、挡土墙。     

华南地区崩岗侵蚀灾害及其防治

根据区域调查和定位研究资料,介绍了华南地区崩岗侵蚀及其灾害特点,概述了崩岗的形成、发育规律及其演变过程,分析了崩岗侵蚀及其灾害的影响因素.提出进行崩岗灾害防治时,应在水土保持传统方法基础上,整合水文地质学和工程地质学及其它相关学科理论,应用GIS技术对崩岗侵蚀进行科学监测和管理,为坡地利用和环境整治以及灾害防治提供依据.