第一篇:萤石矿区周边地质灾害类型及防治措施(DOC)
萤石矿区周边地质灾害类型及防治措施研究
张志强
1沈亲亲
2刘越3
(浙江省核工业二六二大队,浙江湖州 313000; 浙江省第九地质大队,浙江湖州,313000; 浙江省湖州地质技术开发公司,浙江湖州,313000)
摘要:本文以萤石矿区为例,研究了矿物开采对周围地质情况造成的影响,总结了周围主要的地质灾害类型,并提出了相应的地质灾害防治措施建议。主要结果如下:(1)萤石矿区附近的地质灾害类型主要有滑坡、地面崩塌、地面沉降这几种类型,并且跟地下水的变化有很大的关系,并且降雨的增加会显著增加该区域地质灾害的发生概率。(2)针对矿区内不同的情况提出了不同的防治措施建议,根据地质灾害的分布区域,将矿区分为了重点防治区域和一般防治区域两块区域,针对这两块区域的不同情况提出了相应的防治措施建议。关键词:地质灾害;萤石矿;防治措施
绪论
1.1 概述
萤石矿又称为氟石,是工业上氟元素的重要来源,它作为最为重要的非金属矿物原料之一,在冶金、炼铝、玻璃、陶瓷、水泥化学工业等上面得到了广泛的应用,并且它不仅在基础工业上作用巨大,而且在很多尖端科技领域也是必不可少的,例如在航空航天、电力电子、机械和原子能等领域萤石更是基本原料之一,很多国家甚至将萤石矿作为一种战略资源来储存。随着我国经济的发展和科学技术的进步,萤石的需求量与日俱增,因此越来越多的萤石矿被开采利用,这虽然在一定程度上能够增速经济和科技的进步,但是萤石矿的大面积开采也将会带来一系列的问题,其中首当其冲的就是将会改变矿区周边地质情况,这大大增加了地质灾害发生的风险,势必对周边居民的生命财产造成威胁,因此对于萤石矿开采后可能出现的地质灾害类型以及相应的防治措施成为一项急需解决的问题。但是目前对萤石矿开采之后地质灾害的类型以及相应防治措施无论是在理论上还是实践中都存在很多的问题,因此本文通过理论分析对此进行研究探索,希望对萤石矿的安全开采和利用提供一些帮助。
浙江省是我国经济较为发达的省份,随着经济建设的推进,全省各种资源开采项目增多,对矿区周围的地质环境破坏越加严重,经过研究王洲平总结出浙江省的地质灾害类型主要有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷和地面沉降这几种(王洲平等,2001)。本省许多城市都开始针对自身的情况大力研究地质灾害的防治措施,王铁生在根据金华市的地质灾害发生情况,发现了金华市的地质灾害主要为滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷,并提出了一些防治措施的建议(王铁生等,2013)。金太平通过对磐安县地质灾害的研究,采用袭扰系数法、强度指数法和综合危险性指数划分地质灾害区域,并针对每个区域的地质灾害分布规律都提出了针对性的防治措施(金太平,2006)。夏丽君根据浙江省永嘉县地质灾害的防治经验,在组织安排防治地质灾害的措施上做出了总结归纳(夏丽君,2014)。全国范围内,其他省份针对自己地质灾害的发生情况,总结规律提出了很多自己的防治办法,毛瑞通过列举今年江苏省发生的地质灾害,提出了地质灾害的防治对策(毛瑞1994)。同时朱兴贤也针对江苏省的地质灾害分布规律,归纳出了比较完善的防治措施(朱兴贤,1996)。谢兴楠发现江苏省影响最为巨大的地质灾害是地面沉降以及海水入侵,并提出了一些防治看法(谢兴楠,2009)。李后尧通过分析江苏省地质灾害的发生实例,根据勘察与监测资料探讨了几种典型的城市地质灾害的形成机理(李后尧等,2003)。以上都是各个省市针对本省内的地质灾害分布规律,总结出的主要地质灾害类型以及防治的建议措施。1.2 地质灾害类型及成因分析
我国主要的地质灾害类型主要有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、海水入侵等,其中浙江省内主要的地质灾害类型为崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降。
滑坡根据发生的环境背景可分为三类:覆盖型丘陵滑坡、岗地滑坡、河沿滑坡。滑坡的成因主要是人类的工程活动,可以发现在工程活动频繁的区域滑坡发生的较为频繁,分布也更为密集,并且降雨量的增加也会增大滑坡的发生概率(沈兴国,2001)。滑坡是十分多见的地质灾害,它往往在很短的时间内突然发生,产生的破坏却是十分巨大的,因此对于滑坡世界各国都采取了很多的措施,美国更是把滑坡减灾纳入了国家战略之中,从预防规划入手,在滑坡易发生的时段和区域设立预警站,时刻监测力求在第一时间通知(钱新,2013)。
地面沉降是当今世界普遍存在的问题,得到了广泛的关注,地面沉降是地下水渗流场变化和地层应力重分布的动态过程。根据太沙基的有效应力原理,上覆地层的压力由地层的岩土颗粒骨架和空隙共同承担。平衡状态下,上覆地层压力为岩土颗粒骨架所承受的有效应力和孔隙水压力之和。过量开采地下水,会引起松散地层大量失水,造成含水层水位下降,孔隙水压力减小;同时含水层水位的下降也会影响相邻弱透水层水场的稳定,引起若透水层水位下降,从而弱透水层空隙水压力也减少,在上覆压力地层压力不变的情况下,减小的孔隙水压力转化为由土骨架来承担,从而导致有效应力增加,土层压密,引起地面沉降(龚士良等,2007;龚士良,2009)。房浩通过模糊层次分析法,建立了沧州市地面沉降风险评价模型,对全区进行风险等级划分,根据各区域的特点,采取最有效的防治措施(房浩等,2014)。
地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下,向下陷落,并在地面形成塌陷坑的一种地质现象。地面塌陷主要有岩溶地面塌陷和采空地面塌陷两种类型,采空地面塌陷完全由地下采矿作业造成,地下爆破采矿作业时,所产生的震动波使得围岩的内部结构发生破坏和变化,加剧了围岩及顶板岩体的裂隙发育,使岩体的强度显著降低,从而加速地面塌陷形成(陆徐荣等,2009)。1.3 采矿作业导致的地质灾害
采矿是一种位于地下的工程作业项目,本身就有很大的危险性,又由于我国的开采技术和开采设备比较落后,不能科学的开采和合理的保护,导致周边的环境恶化,严重时甚至导致地质灾害的发生。矿山地质灾害主要有矿体内因引起的灾害、地下水位引起的灾害、岩土体变形灾害三种类型(苏航等,2013)。这三种类型会引起崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降,这将会对周围环境和人民群众的生命财产安全造成巨大的威胁。蒋健以江苏徐州地区露天采矿山为例,研究了该矿山附近地质灾害的类型特征,有针对性的提出了防治措施建议(蒋健等,2009)。1.4 本文研究的主要内容
我国由于采矿技术以及采矿设备的落后导致矿山周围的地质灾害不断发生,这对周边环境和人民群众生命财产安全造成了巨大的威胁,为此在查阅大量相关文献资料的基础上本文通过浙江省安吉县报福镇蒲芦坞矿区铅锌多金属(萤石)矿周围的地质灾害情况的分析研究,希望能为矿区周围的地质灾害防治提出一些建议。本文所作主要工作如下:
(1)总结归纳国内外研究成果,概述地质灾害的类型以及防治措施的进展,根据国内外研究动态中的不足之处和空白点提出本文的研究内容。总结前人理论基础上,对矿区周边地质灾害的类型和防治措施进行归纳总结。
(2)通过浙江省安吉县报福镇蒲芦坞矿区铅锌多金属(萤石)矿周围的地质灾害情况的分析研究,归纳总结地质灾害的类型,并提出防治措施的一些建议。萤石矿区周边地质灾害类型及防治措施
2.1 概况
工作区位于安吉县递铺镇城区230°方向约22Km的报福镇蒲芦坞一带。行政区划隶属于上墅乡报福镇管辖。区内东西向长2.0Km-5.2Km,南北向宽2.3Km-4.6Km,面积约16.63km2。中心地理坐标:东经119°30′00″,北纬30°30′00″。具体坐标如下表:
工作区交通发达,13省道从工作区北侧通过,直距最近约5公里,13省道至报福镇支线可通往工作区,交通便利。(详见图1工作区交通位置图)。
图1 工作区交通地理位置图(红色框体位置)
工作区地处浙江省西北部低山丘陵区,图幅范围海拔最高841.0米,最低108.0米,相对高差733米,地形起伏较大,山体坡度较陡,植被发育,竹林成片,基岩出露一般,总体地表工作难度较大。工作区地处亚热带,区内四季分明,气候温暖湿润。本区系西苕溪水系,在工作区内分布较多的河流、溪沟,多为间隙性河流,平时水量不大,但暴雨后水量暴涨。
本区气候属于亚热带季风型气候,总的特点是冬夏季风交替显著,年平均温度适中,四季分明,雨量充沛,空气湿润。多年平均气温15.6℃,历年极端最高气温41℃,最低气温-17.4℃(1977年1月5日),7-9月份天气炎热。区内降雨充沛,年平均降水量为1575.2mm。降雨年内分配不均,根据月份降雨量可划分为:春雨期(4~6月),占全年降水量的19%;梅雨期(6月中旬~7月上旬),占全年降水量的14%;秋雨期(8月下旬~9月),占全年降水量的18%;8~10月为台汛期,境内强度大、时间长、范围广的暴雨均由台风造成,过程雨量可达550mm,以9月最多,8月次之,期间降雨量在50~100mm的暴雨占89%,100~200mm的大暴雨占10%,200~300mm的特大暴雨占1%。
区内以农业、林业为主,主要农作物有水稻、玉米等,主要经济作物有茶叶、毛竹、笋干等,地方工业和乡镇企业发达,居民经济收入主要依靠毛竹销售及工厂打工,经济条件比较富裕,百姓生活安居乐业,民风朴实。2.2 区域地质特征 2.2.1 构造情况
工作区位于郎村-船村次级背斜西侧,整体为背斜与向斜转折端部位,受构造作用强烈,地层总体倾向北西、南东向,倾角35°~48°,局部地段受构造影响,产状发生变化。
区内断裂构造较发育,主要为北东向断裂F1、F3、F6,北北东向断裂F5,北西向断裂F2、F4,分述如下:
(1)北东向断裂
F1:分布于鹤翔坞-观音堂一带,在勘查区内长约1.1km,呈北东向展布。断层倾向330°~360°,倾角57°~61°,深部倾角变缓,断距15~75m,整体为一轻微弯曲拉长的S形,地表可见“鱼背形”地形;具多期活动特征,早期表现为压扭性断裂,后期表现为多期活动的张性断裂;断层内构造角砾发育,角砾呈棱角状、次棱角状,砾径大小不一,小至3~10cm,大至1~2m,角砾主要为钙质泥岩和硅质角砾,其中钙质泥岩角砾硅化明显。断裂带北东部两盘地层均为寒武系、奥陶系地层,中部受细粒花岗岩岩体侵入而发生搓断;南西端地表萤石矿化明显,萤石呈负角砾状充填于构造角砾间,北东端萤石矿化减弱至消失,硅化加强,形成一地表宽度可达15m的较大规模的硅化带并延伸至矿区外。断裂带附近具萤石化、硅化、钨钼矿化、铅锌矿化、黄铁矿化、角岩化等。本断裂带为矿区主要的控矿、容矿断裂。
F2:主要出露于矿区外北西侧和矿区内北部,矿区内分布总长约700m,与F1断裂大致平行产出,相距1.3km左右,呈北东向展布,倾向北西,倾角40°,断层性质为正断层。北西盘(上盘)地层为上寒武统华严寺组条带状灰岩、西阳山组泥质灰岩、钙质泥岩,南东盘(下盘)地层为中奥陶统胡乐组含炭硅质岩、粉砂质泥岩、硅质泥岩,下奥陶统印渚埠组钙质泥岩。
F3:出露于矿区中部,总长约1.2km,与F1断裂大致呈平行产出,相距0.7km左右,呈北东向展布,断层性质不明。
(2)北北东向断裂
F4:出露于矿区中部,小圩坞至蒲芦坞一带,长约1.3km,呈北北东向展布,断层性质不明。(3)北北西向断裂
F5:出露于矿区东侧,二房里至西坞里一带,长约1.6km,呈北西向展布。北东盘地层为震旦系、寒武系下统荷塘组,南西盘地层为下奥陶统印渚埠组、上奥陶统砚瓦山组瘤状灰岩、泥质灰岩,北东端切穿黑云母二长花岗岩岩体和石英正长斑岩岩体。推测为左行平移断层,具多期次活动特征。
F6:出露于矿区西南部,总长约0.91km,断层性质不明,错断F1断层。2.2.2 地层情况
工作区出露的地层由老到新依次为:(1)震旦系上统皮园村组(Z2p)
深灰色具黑白相间条纹、条带状硅质岩,薄层状硅质板岩夹薄层状或透镜状白云岩,岩性稳定。岩石厚度未控制。在工作区东南部附近零星出露。
(2)寒武系下统荷塘组(Є1h):
分上、中、下三段:其中下段:岩性灰黑色、黑色中—薄层状硅质岩,微细层理偶可见,岩石层厚一般为15cm左右。中段:岩性为石煤层,石煤与炭质硅质岩互层,石煤层单层厚度变化较大。上段:岩性为黑色薄层炭质硅质岩、炭质页岩、硅质岩。共厚度约450m。分布不全,主要出露于工作区东南部。
(3)寒武系上统华严寺组(Є3h)
深灰色厚层具泥质条带灰岩,岩性稳定。分布不全,主要分布在工作区北部。(4)寒武系上统西阳山组(Є3x)
灰色、深灰色具不规则条带状泥质灰岩,以及钙质泥岩夹灰岩。厚度约80~260m。分布不全,主要分布于工作区北东部和南西部,在矿区外侧北西处有较大范围面积分布。
(5)奥陶系下统印渚埠组(O1y)
原岩为灰色~青灰色粉砂质泥岩、泥岩,底部为钙质页岩。以角岩化蚀变为主,偶见黄铁矿化,厚约300~700m。是本区主要出露地层,分布于工作区北部和南东部,工作区北西外侧也有大面积分布。
(6)奥陶系下统宁国组(O1n)
灰黑色及青灰色薄层粉砂质页岩,厚140m。呈条带状分布于工作区北部。(7)奥陶系中统胡乐组(O2h)
灰黑色含炭质、泥质硅质岩粉砂质泥岩、硅质岩,厚60-450m。呈条带状分布于工作区北部及工作区北西外侧。
(8)奥陶系上统砚瓦山组(O3y)
灰绿色、青灰色薄至中层瘤状灰岩夹薄层泥质灰岩,厚400-1000m。呈条带状分布于工作区中部及北西外侧。(9)志留系下统霞乡组(S1x)
为浅灰~深灰色泥质粉砂岩、细砂岩,局部灰白色细粒长石石英砂岩。厚30-400m。呈条带状分布于工作区南东部。
(10)白垩系下统劳村组(K1l)
主要岩性为层凝灰岩、流纹质角砾熔结凝灰岩、流纹质晶屑熔结凝灰岩、流纹岩。厚300~957m。大面积分布于工作区总部及东南部。
(11)白垩系下统黄尖组(K1h)
浅灰色流纹质晶屑熔结凝灰岩、流纹斑岩、安山岩,厚约2500m。主要分布于工作区中西南部。(12)第四系(Q)
分布不广,为河流冲积、残坡积物和坡洪积堆积物,主要分布于山前冲积地带、河(溪、沟)谷及缓山坡地带,岩性为砂砾石层,夹亚粘土、淤泥等,厚5~10m。
从前期踏勘及化探异常显示,萤石矿化及相关硅化主要分布于F1断层两侧的寒武系和奥陶系地层,铅锌钨钼等多金属矿化主要受寒武系地层控制。地层岩性主要为条带状灰岩和泥质灰岩,具有较高的化学活泼性利于交代。
区域地质图如下所示图2所示。
图2 区域地质图
2.3 主要地质灾害类型
萤石矿的大量开采势必会对周围环境的地质情况造成影响,很多区域甚至会有发生地质灾害的风险,经过统计本矿区内主要地质灾害主要有:滑坡、地面崩塌、地面沉降这几种。2.3.1 滑坡
在矿区内多处陡直岩坡上,岩体在多方向的裂隙、断层等多组弱面切割下而形成楔形岩体,倾向临空面,在一定条件下(如降雨、施工或加载工程活动等),受剪切力作用容易发生中、浅层崩塌滑坡。本矿区采用露天开采方式进行萤石矿的开采,因此一旦发生滑坡,对矿区的威胁是十分巨大的。而且在开采过程中随着大量富含萤石矿的岩体被挖走,势必会打破之前边坡的稳定结构,一旦土体的抗剪强度低于滑坡的极限值,就会发生滑坡,并且由于降雨的增大,大量降雨渗入土体裂隙,使得土体软化膨胀,抗剪强度降低,矿区周边的工程边坡极易发生滑坡。2.3.2 地面崩塌
治理区内存在多处开山采石形成的陡直甚至为已产生倾倒的岩壁,高度3 ~ 30m,如东侧有一面北东~南西走向长约300 m,整体垂直,局部已产生倾倒的岩壁。该岩体剪裂隙平行岩壁面密集分布,间距30~50 m,同时又有走向与岩壁走向呈6 0~90。夹角、倾角4 0 ~ 9 0的张裂隙和断层破碎带、次生断层等结构面。在这些不利组合的内、外倾结构面切割下,岩石呈薄层块状,比较破碎,加之岩层中间夹有薄层的泥岩 软弱夹层,受雨水浸泡鼓胀,外层临空岩体在倾覆力矩的作用下容易失稳崩塌。在陡直倾倒状岩壁下开采,或这些岩壁下部岩体风化破碎等原因而剥蚀、坠落,使上覆岩体失 去支撑,易发生倾斜式崩塌。大块的岩石突出于坡面、坡顶上,岩石与岩壁间已断裂、松动,甚至悬挂,在雨水等一定外力作用下易发生崩塌。2.4 矿山地质灾害的防治措施
矿山地质灾害的防止措施一定要根据矿山的具体情况来制定,充分考虑矿山所在地区的气候、地理位置、环境条件等,并与防治矿山地质灾害的措施有机结合。根据灾害发生的频繁程度和严重程度划分几个防治区,重点防治区域重点关注,完善监测机制,做好 地质环境恢复,只有这样才能有效的做到矿山地质灾害的防治。2.4.1 重点防治区的防治措施
1)合理设计边坡参数,加强对边坡的监测,定期检查边坡的变动,精确反映到监测部门,及时制定应对措施。2)做好准备工作,开挖前要进行专门的勘测,采掘过程中如果出现边坡开裂变形等,及时上报并使用挡墙稳固边坡。3)对于以前发生过灾害的防止区,重点做好边坡加固工作和预防工作,避免灾害反复发生。4)严格做好渣场弃渣的方量以及边坡坡度的设计,设置拦渣坝,做好挡墙设计,同时防止泥石流和山崩的发生。5)合理并充分地利用渣场的空间,严禁随意弃渣;对于开采的坑道,一定要做好坑内的支护,选用质量过硬的支柱,防止因为矿顶坍塌造成的危害。6)对坑道所处的位置进行提前勘测,准确测出其水位及透水层,开采过程中定期做好巷道和开采道所处位置的水层勘测,避免发生坑涌,做好排水设计,及时排除涌进巷道的水或岩屑。2.4.2 一般防治区防治措施
在建设进区公路和矿山生活区的过程中,会产生大量的弃渣和一定量的边坡,这可能会 导致边坡失稳和塌方事故。沿途的弃渣可能会导致飞石、滚石、坡面泥石流等事故。这就要求管理人员加大对一般防治区的管理力度和监测,对边坡进行合理的支护,合理排 放弃渣,避免事故的发生。2.4.3 完善监测机制
增设监测点,针对矿井内以及矿井外部容易发生事故的地段,布设监测装置,任用专业的监测人员,严格做好监测工作,结合矿场的具体情况,制定切实可行的监测方案,一旦发现事故的苗头,及时汇报,并预测事故的发展形势。管理部门要根据事故发生的地段位置和发展形势及时制定出处理方案,并尽快实施,目的在于把灾害扼杀在萌芽状态,防范于未然。2.4.4 做好地质环境恢复
开采工作结束以后,必须把开采过程中产生的废弃物全部运出矿山,对于开采过程中出现的采空区,要用矿渣对其进行回填,这样可以避免水土流水。矿山的开采工作对植被和耕地造成了很大的破坏,开采工作结束以后,要对其进行复垦,保证植物的继续繁衍,恢复矿山的生态能力。通过以上对矿山地质灾害的防治措施,可以有效地对矿山地质灾 害进行防治,可以达到矿山地质灾害的防治,大大减少了因为地质灾害带来给采矿企业带来的损害,同时又维护了环境,达到人类与环境友好相处的目的。结论与展望
3.1 结论
矿山地质灾害不仅对采矿企业造成了极大的危害,也对人类的环境造成了损害。合理有效的利用矿产资源、加强监测和信息化管理、提高采掘技术和采掘设备的先进性、防止矿山地质灾害等都是实现矿业可持续发展的有效措施。本文通过浙江省安吉县报福镇蒲芦坞矿区铅锌多金属(萤石)矿周围的地质灾害情况的分析研究,希望能为矿区周围的地质灾害防治提出一些建议。得到如下成果:
(1)萤石矿区附近的地质灾害类型主要有滑坡、地面崩塌、地面沉降这几种类型,并且跟地下水的变化有很大的关系,并且降雨的增加会显著增加该区域地质灾害的发生概率。
(2)针对矿区内不同的情况提出了不同的防治措施建议,根据地质灾害的分布区域,将矿区分为了重点防治区域和一般防治区域两块区域,针对这两块区域的不同情况提出了相应的防治措施建议。以及对开采过程中的监测措施以及开采完毕之后的环境恢复措施也提出了一点看法。3.2 展望
本文主要探索了萤石矿区周围的地质灾害类型以及防治措施,虽然取得了一些成果,但是由于作者的水平有限,再加上矿区开采对地质环境的影响涉及的问题比较复杂,使得有本文在很多问题上的考虑不够全面,所完成的工作十分有限,因此,对以后进一步的研究工作展望如下:
(1)本文只探索了萤石矿区周围的地质灾害类型情况,这只是矿产中的1组情况,并不能完全说明矿产的开采对周围地质环境的影响,对于其他种类矿物的矿区都需要进行更加深入的研究,总结这些研究结果才能更好的提出防治措施。
(2)本文只探索了以露天开采方式进行开采的矿区周围的地质灾害类型情况,这只是开采方式中的1组情况,并不能完全说明矿产的开采对周围地质环境的影响,对于其他开采方式的矿区都需要进行更加深入的研究,总结这些研究结果才能更好的提出防治措施。
(3)本文所提出的一些防治措施建议都仅仅只是一些较为粗略的建议,很多都仅仅是从一个宏观的角度来提出防治措施建议,并没有提出一些较为具体的防治措施,在今后的研究中,可以更为细致的研究防治措施,能从技术的角度找出地质灾害的监测方法或者预警方案。
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(1.Zhejiang nuclear industry 262 team,Zhejiang Huzhou 313000;2.Zhejiang NO.9 Geological Team,Zhejiang Huzhou 313000;3.Zhejiang huzhou geological technology development company, Zhejiang huzhou,313000)Abstract: in this paper, the Fluorite Mining Area as an example, study the mineral mining impact on the surrounding geological conditions, summarizes the main types of geological disasters around, and proposed the corresponding prevention and control measures of geological disasters.The main results are as follows:(1)geological disaster type fluorite mine near the main settlement that several types of landslides, ground collapse, ground Settlement, and have a great relationship with groundwater, and will increase the rainfall significantly increased the probability of occurrence of geological hazards in the area.(2)according to the different situations within the mining area and puts forward some suggestions of different prevention measures, according to the regional distribution of geological disasters, in order to distinguish ore will focus on prevention area and general prevention area of two regions, according to different situations of the two regions and puts forward some corresponding preventive measures and recommendations.Keywords: Fluorite Mine;geological hazard;prevention measures
第一作者简介
姓名:张志强 性别:男
出生年月:1988年7月 籍贯:河北唐山
单位:浙江省核工业二六二大队 学位:工学学士 专业:资源勘查工程 职称:助理工程师
通讯方式:邮编313000 电话/传真0572-2223172 电子邮箱642843602@qq.com
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第二篇:地质灾害防治措施
一、市地质灾害类型及分布
市地质灾害主要分为三大类。即山体滑坡、岩体崩塌和地面沉降;另外湖、河坡边存在小规模的崩岸。威胁人口计700余人、财产近三千万元,其中山体滑坡分布最多,范围最广,雨期和汛期最容易发生地质灾害。
(一)山体滑坡。已查明的山体滑坡隐患共计34处。其中办事处2处已经排除,剩下32处。规模最大的镇村下遥坡土体滑坡,达240万方,直接威胁人口63人;分布最多的镇,共计14处,且大多处于不稳定状态。
(三)地面塌陷。已查明的地面塌陷共计15处。其余均在镇,多为煤炭采空区。
(四)全市近40家采石、水泥企业矿山塘口存在不同程度的滑坡、崩塌隐患;另外。
二、质灾害防治措施
(一)市国土资源局、交通局、水利局等部门和各乡镇(办、场)要继续加大对《国务院地质灾害防治条例》和《省地质环境管理条例》宣传力度。深入开展全民防灾科普知识教育。坚持“以防为主、防治结合”方针和“谁诱发谁治理,谁受益谁出资”原则。
(二)市政府的领导下。进一步发挥“组织、协调、监督、指导”职能作用。各相关部门和乡镇(办、场)进一步健全相应机构,积极配合国土资源部门,接受国土资源部门的监督和指导,及时向国土资源部门反应本辖区、本部门地质灾害及防治情况。
(三)进一步建立和健全全市地质灾害隐患群测群防体系网络。交通部门负责对全市公路沿线地质灾害隐患的监测工作;水利部门负责对全市江河湖泊沿岸地质灾害的监测工作;各乡镇(办、场)及相关部门要把地质灾害防治责任层层落实下去。设置警示牌,指定监测人员,定期进行监测,并向受到威胁的居民和相关单位发放“地质灾害防灾工作明白卡”地质灾害防灾避险明白卡”如发现新的地质灾害隐患要及时向国土资源部门报告。
(四)国土资源部门对新增建设用地。实行矿山地质环境恢复与治理备用金制度。矿山企业必须严格按照有资质单位编制的矿山地质环境恢复与综合治理方案”治理矿山环境。
(五)如发生地质灾害。
三地质灾害防治工作重点
(二)雨季和汛期是地质灾害高发期。加大隐患点的监测密度。如发现隐患体发生明显变形,务必及时疏散群众并上报市地质灾害抢险救灾指挥部办公室。
(三)国土资源局组织矶头终验工作。切实保护好国家文物和我市旅游品牌。国土资源局的指导下,相关乡镇和部门要组织制订规模大、不稳定地质灾害隐患点的具体防治方案,并有步骤地对其治理。安监部门切实抓好矿山安全工作,继续推广科学、安全的开采工艺,杜绝发生矿山地质灾害。
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第三篇:地质灾害及防治措施
地质灾害及防治措施
摘要:近年来随着我国国民经济的快速发展,各种资源开发和工程建设活动等人类工程活动的力度也普遍增大,给我国本就十分脆弱的地质环境带来了巨大的压力,地质灾害的频度和规模有逐年增加的趋势。为此,本文就岩土工程与地质灾害的内涵、地质灾害的特征与危害以及地质灾害防治工程的主要施工技术标准及防治措施进行了全面的阐述。
关键词:滑坡,地质灾害,防治措施
所谓地质灾害防治是指对由于自然作用或人为因素诱发的对人民生命和财产安全造成危害的山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等地质现象,通过有效的地质工程手段,改变这些地质灾害产生的过程,以达到减轻或防止灾害发生的目的。地质灾害防治工作,实行预防为主、避让与治理相结合的方针,按照以防为主、防治结合、全面规划、综合治理的原则进行。
由于我国地理位置独特,地质构造复杂,地球生态环境多变,加之人口众多的农业大国经济较落后,承灾能力弱,所有这些叠加在一起,形成灾害类型多、分布广、频度高、强度大、影响面宽、损失严重的格局。据资料统计分析:崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝等种类的地质灾害在我国十分发育。其中崩塌、滑坡、泥石流的分布范围约占国土面积的50%,其中以西南、西北地区最为严重。地质灾害可分两大类,第一类主要是由自然因素引起的地质
环境问题,又称,第一环境问题,属自然地质灾害。这些灾害不以人类历史的发展为转移。第二类主要是由人为活动引发的地质灾害,称第二环境问题,属人为地质灾害。这些灾害常随社会经济的发展而日益增加,据地质灾害成因分析,全国50%以上的地质灾害发生的主要原因是人类行为,尤其是人类不合理地大量挖掘能源所造成的。
滑坡是指斜坡上的土体或岩体受河流冲刷、地下水活动、地震、人工切坡等因素的影响,沿着一定的软弱面或软弱带整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象。
滑坡的诱因:(1)地震;(2)降雨和融雪;(3)地表水的冲刷、浸泡;(4)河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷;(5)开挖坡脚;(6)蓄水排水;(7)堆填加载;(8)劈山放炮,乱砍、乱伐。
滑坡发生的规律:下列地带是滑坡的易发和多发地区
(1)江、河、湖(水库)、沟的岸坡地带,地形高差大的峡谷地区、山区铁路、公路、工程建筑物的边坡等。
(2)地质构造带之中,如断裂带、地震带等。
(3)易滑(坡)岩、土分布区。
(4)暴雨多发区及异常的强降雨区。
滑坡防治措施:滑坡的防治要贯彻“及早发现,预防为主;查明情况,综合治理;力求根治,不留后患”的原则结合边坡失稳的因素和滑坡形成的内外部条件,治理滑坡可以从以下两个大的方面着手:
1、消除和减轻地表水和地下水的危害滑坡的发生常和水的作用有密切的关系,水的作用,往往是引起滑坡的主要因素,因此,消除和减轻水对边坡的危害尤其重要,其目的是:降低孔隙水压力和动水压力,防止岩土体的软化及溶蚀分解,消除或减小水的冲刷和浪击作用。具体做法有:防止外围地表水进入滑坡区,可在滑坡边界修截水沟;在滑坡区内,可在坡面修筑排水沟。在覆盖层上可用浆砌片石或人造植被铺盖,防止地表水下渗。对于岩质边坡还可用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土。排除地下水的措施很多,应根据边坡的地质结构特征和水文地质条件加以选择。常用的方法有:(1)、水平钻孔疏干;(2)、垂直孔排水;(3)、竖井抽水;(4)、隧洞疏干;(5)、支撑盲沟。
2、改善边坡岩土体的力学强度通过一定的工程技术措施,改善边坡岩土体的力学强度,提高其抗滑力,减小滑动力。
常用的措施有:
(1)、削坡减载;用降低坡高或放缓坡角来改善边坡的稳定性。削坡设计应尽量削减不稳定岩土体的高度,而阻滑部分岩土体不应削减。此法并不总是最经济、最有效的措施,要在施工前作经济技术比较。
(2)、边坡人工加固;常用的方法有:修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体;钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑
支撑工程;预应力锚杆或锚索,适用于加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡;固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度;SNS边坡柔性防护技术等。
泥石流是由于降水、暴雨、冰川、积雪融化水,产生在沟谷或山坡上的一种挟带大量泥砂、石块和巨砾等固体物质的特殊洪流是高浓度的固体和液体的混合颗粒流。
泥石流的诱因:
(1)不合理开挖;(2)不合理的弃土、弃渣、弃石;(3)滥伐乱垦。
地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一种动力地质现象。
泥石流防治措施:根据滑坡泥石流发生的规律和活动强度,全面规划,采取远近结合,工程措施与生物措施相结合等方式,进行综合防治。近期目标是:严禁乱砍滥伐、乱采乱挖、乱堆乱倒等不良行为;远期目标是:对从事地面和地下资源开发的单位和个人,严格执行“三同时”制度,认真落实水土保持治理措施,尽量减少植被破坏,减少人为水土流失。
参考文献
[1]地质工程勘察、检验监测及设计施工与灾害防治技术实用手册中国知识出版社.2007-11
[2]胡茂焱..地质灾害与防治技术中国地质大学出版社.2005-9
[3]GB50021-2001岩土工程勘察规范[S].国家质检总局(SBTS),2002
[4]地质工程手册中国知识出版社.2006
【5】地质灾害防治中国建筑出版社2011
第四篇:矿山地质灾害类型及防治方案研究
矿山地质灾害类型及防治方案研究
摘 要:由于我国开采矿石的技术和设备相对比较落后,开采之后的矿山地区地质可能会出现变化,甚至会出现地质灾害,严重影响矿山周围的生产安全,和附近人们的生存安全。当前情况下,我国矿山地质灾害频发,因此,了解矿山地质灾害类型,并研究相应的防治方案尤为重要。
关键词:矿山;地质灾害;灾害类型;防治措施
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.095
0 前言
我国地质灾害的发生频率相对较高,且种类多、分布广、破坏性大、损失重。对于诸多地质灾害中,矿山地质灾害是其中一种类型,主要因素是人类对矿山的不当开采所诱发。我国的采矿方面虽然属于大国,但相关技术与设备比较落后,开采矿山之后会造成周围环境的急剧恶化,影响人类的正常生活,地质灾害的损害近些年还在逐步上涨。矿山开采与地质灾害
近年来,我国经济的飞速发展,对矿物质有了更多的需求。有需求就有供给,许多矿产开采的企业不断开采矿石。这个过程中,萌生了许多小型的矿山企业。由于小型的矿山企业经验缺乏,又没有相应的管理经验和技术设备,同时也鲜有小型矿山企业设置环境保护的环节,这就直接造成矿山地区的环境遭到破坏,地质灾害频发。一些矿山开采的设备出现损坏和报废等情况,矿山企业在这种情况下遭遇着关闭的风险,造成资源的浪费。[1]另外,地质环境的变化还给当地人们的生命安全和生活质量带来潜在威胁,不利于矿山地区的可持续发展。矿山地质灾害类型
(1)矿体内因。矿山地质灾害的类型有多种,其中相对比较重要的就是矿体内因。一般情况下矿山地质环境出现显著的变化,形成一系列偶然发生的事故,这些事故的相互作用就极有可能造成突变型灾害。比如说日常生活中会遇到的瓦斯爆炸的情况等,都是潜在的因素造成矿山地质灾害的发生。因此,在开采矿山的过程中,一定要做好周围环境的管理,设置通风设施,尽可能的避免诱发矿山地质灾害。
(2)地下水位因素。通常情况下,矿山开采时会进行深挖,这个深挖的过程就有可能会达到潜水位。地下水位本身具有一定的结构性,这种结构性使地下保持稳固性的效果,当地下水位发生显著变化,就可能造成地质灾害的发生。比如说矿山在开采的过程中触及到压力相对较大的地下水层,矿井处就会出现大规模的水涌出,甚至有可能将已经开挖的矿井没住[2]。这种情况一旦发生,就会对工作人员的安全造成伤害,严重时还会造成多人死亡的情况。除此之外,当开挖过程中出现地下涌水后,还会有泥沙等一涌而下,影响矿山的正常开采,同时还会增加安全隐患,影响当地人们的正常生活。
(3)岩土层变形。采空区地面塌陷、坑内岩爆、诱发地震等是岩土层变形之后会造成的影响,这些影响一般都比较严重,当灾害发生时还很难找出较好的解决方案,危及地表并对环境造成重大的伤害。地下矿山开采过程中会出现采空区地面塌陷的情况,如果在采空区留下的矿柱不足,或受到一定损害的情况下,就可能形成支撑不平衡,导致地面塌陷的问题。特别要重视的是矿体埋藏相对较浅的地区。开采时需做好支撑或充填工作,尽可能保证开采的安全性,如果没有做好这些工作,当开采到一定步骤,可能出现采空区地面塌陷问题。另外,矿坑附近和顶板围岩在地壳应力作用下也会出现强烈的压缩效果,岩石地应力的释放会造成大量破裂出现,喷射到岩中,造成危害。而当矿山开采过度时,就会造成地面挖空的状态,这时就容易诱发地震。地震一旦发生,对周围环境、地形地貌、人们的生命安全等都会造成重大的伤害。矿山地质灾害防治方案
(1)重视矿山地质灾害。防治矿山地质灾害首先要做的就是重视矿山地质灾害,重视地质灾害带来的影响,根据矿山地质条件和地形等方面的因素设计合理的方案。根据灾害点的分布状况确定不同层次防治区域,并采取相应合理的解决措施。同时相关部门要强化防治矿山地质灾害对策的宣传,让人们意识到矿山地质灾害带来的影响,进而提高开采工人的综合素质,提高对矿山地质灾害的警觉性。在具体的开采过程中,要学会基本的防灾技能,避害就利,通过相关培训学会抢险方法等。
(2)强化对矿山开采区域防治。边坡是需要重视的部分,在设计过程中,要结合当地的实际状况设置合理的边坡防护,并做好相应的监测工作。当边坡挡墙出现开裂或者出现变形等情况,要及时勘察并及时做出防护处理,防止较大的灾害出现。对于一些已经出?F过问题的灾害点更是要提高重视,做好相应的加固、防御边坡工作,尽可能的避免由于矿山开采带来的灾害复发问题。另外,还需要重视对渣场弃渣的处理,边坡坡度设计要根据实际需要进行,并适当的设置挡渣坝。这些措施对于防止出现泥石流等自然灾害有很大的帮助。同时还要在开采坑道时,及时做好相关防护工作,避免出现矿顶崩塌以及冒顶的情况。
(3)详细勘察分析后再开采矿山。矿产开采的过程不是一蹴而就的,需要不断的进行勘探、分析,才能最终进行开采。因此,在开采矿山之前,要首先做好勘察工作,对开采范围进行详细且全面的勘测、分析、探究。直到前期工作完成,确认不会出现安全事故时,再进行开采施工工作。这个过程主要是防止出现勘察失误而造成地质灾害问题。
(4)次重点矿山防治要重视。除了对矿山的实际情况进行详细的勘查之外,还需要重视周围的公路建设以及生活区建设。在建设过程中,会出现弃渣、多边坡开裂等,影响边坡的稳定性,容易形成滑坡、泥石流等灾害。因此,在实际建设过程中,一定要对废渣进行妥善处理。一些相对比较险要的地区要根据具体要求建设相应的安全措施,这对进一步保证矿区内部安全及周围环境的安全状况有重要作用。另外,还要重视开采后废渣场的处理,要通过覆土整平的方式做好处理工作。开采结束后,再植树造林,恢复植被,实现环境可持续发展。结语
矿山开采的可持续发展,不是一朝一夕形成的,而是需要长期且艰巨的努力才能实现。因此,要适当使用资源,有效对矿山环境进行保护。采用先进的技术和设备检测矿山生产,采取信息化管理,尽可能的减少矿山地质灾害带来的影响。
参考文献:
[1]朱立杰,张恒,郭凯等.矿山地质灾害类型与防治措施探讨[J].城市地理,2017(4X).[2]李威,彭成.关于矿山地质灾害及防治措施的探究[J].建筑工程技术与设计,2015(29).作者简介:汪羽楠(1983-),女,辽宁沈阳人,硕士,工程师,研究方向:矿山地质。
第五篇:关于矿山地质灾害防治和治理措施
关于矿山地质灾害防治和治理措施
一、绪论
随着改革开放的不断深入,我国的经济得到迅速发展,尤其是在房地产行业、建筑业、加工制造业以及其他高新行业中都取得了巨大的成就。在经济不断发展的今天,我国对自然资源的需求和消耗也在不断增加,导致出现各种各样的环境问题,其中矿山地质灾害问题就是环境问题中的一种表现。本文就地质灾害形成的原因进行分析,并对常见的地质灾害进行论述,针对常见的矿山地质灾害提出具体的防治措施,从而有效解决环境问题和资源问题,改善人们的切身利益,从而不断推进可持续性发展。
二、矿山地质灾害的评估方法
矿山地质灾害形成的主要原因主要分为两个方面,主要包括自然原因和人为原因。其中,人为原因造成的地质灾害影响较大,使得地质环境不断恶化。随着地质灾害的不断加重,对人民的财产生命安全都造成了巨大的损害和威胁,地质灾害对人类而言是非常可怕的,为了能够缓解地质灾害对人类造成的影响,就必须对地质灾害形成的原因进行分析,并针对这些原因做出具体的防治措施,使灾情得到有效缓解。针对矿山地质灾害形成的原因进行分析过程中,必须对地质灾害进行评估[x]。矿山地质灾害的评估方法主要分为调查、分析、评估等。在评估矿山地质灾害严重程度过程中,首先要对矿山进行现场勘察,收集并有效利用先前矿山在开采过程中留下的生产资料,利用有关的评估方法,结合相关的评估理论,对矿山地质灾害的严重程度进行综合评估和分析。在此基础上,针对评估结果做出具有针对性的防治措施。其次,在评估矿山地质灾害过程中,还需要保证评估的科学性和准确性,在采用相关评估方法的时候,必须具体情况具体分析,针对不同的矿上存在的不同地质灾害需要进行就地考察和分析,根据当地的实际情况而定。一般来说采用的评估方法主要是根据矿区在评估过程中收集到的资料进行预先分析,并勘察矿区的地形、地质条件以及相关矿体分布和矿物质的性质,并对矿山的开采设计方案进行调查,采用定性评估的方法对矿山在开采过程中人为造成的地质灾害进行分析[x]。
三、矿山地质灾害造成的影响
从环境学的角度出发,分析矿区地质灾害带来的影响主要是从环境质量出发,环境质量一般是指在具体的环境范围内,总体环境和某些关键要素对人类生存发展和繁衍以及社会发展适宜程度的影响。在分析矿山地质灾害造成的影响过程中,首先要分析环境质量对人类生存发展适宜程度造成的影响,如果矿山地质灾害造成的影响改变了地质环境原本的适应力,就会造成较为严重的地质灾害。就地质灾害的危害程度而言,地质灾害主要是指对人类发展过程中造成的损失[x]。由于我国土地面积较大,地质环境较为复杂,气候多变,导致每年发生的地质灾害数量较多,造成的损失较大。从总体上看,在我国矿山地质灾害主要带来的影响表现在威胁人们生命财产安全,间接影响人类经济和社会发展上。从保护环境的角度而言,地质灾害的产生会影响各生物的生存环境。地质灾害越严重,造成的危险越大,对地质环境的影响也越严重[x]。
四、常见的矿山地质灾害
我国是一个地质灾害发生较为频繁的国家之一,地质灾害发生的种类也较多,分布较广,造成的影响较大。其中,矿山地质灾害是我国较为常见的一种地质灾害之一。发生矿山地质灾害的主要原因是由于人们在开采和开发矿山过程中过分的开采、错误开采以及随意开采等导致。矿山在开采过程中容易造成当地的地质环境、自然环境严重破坏,从而引发一系列自然灾害,例如山体滑坡、泥石流,地面凹陷以及水位变化等,严重影响人民的生活生产,威胁人民生命财产安全。另外。环境污染也是矿山灾害的一种重要表现,由于矿山在开采过程中没有对三废进行有效、科学处理,将三废未经允许直接排放到江河湖海中,导致江河湖海受到污染,从而出现各种自然问题。同时,在矿山开采过程中还会造成水土流失,导致土地沙化、盐渍化,不利于地下水顺流,出现地下水断流等现象。其中最常见的矿山地质灾害,包括山体滑坡、泥石流、地表坍塌以及矿山地下水位发生变化等[x]。
(一)山体滑坡
从斜坡上的物质组成分析主要包括松散的土层、碎石土以及各种抗剪强度低容易产生下滑的岩土层。当这些岩土层在暴雨侵袭过后受到水的浸泡,降低了抗剪强度,容易导致这些松散的土层、碎石发生滑动现象从而造成山体滑坡现象。在矿山开采和开发过程中,由于挖掘过程中容易造成矿山表面碎石也较多,使得岩土层较为松散,从而容易造成矿山地质灾害,出现矿山山体滑坡现象[x]。
(二)泥石流
泥石流主要是山区或者山体中地形险峻的位置,由于长时间受到暴雨、暴雪等自然灾害,导致山体发生滑坡现象,在山体出现滑坡现象过程中携带有大量的泥沙、碎石以及沿途,导致这些泥沙形成特殊的洪流,从而造成泥石流现象。形成泥石流的条件主要包括地形需要较为陡峭的地方,并堆积有大量的松散泥沙、土壤,并爆发较大的具有突发性、持续性的暴雨,在雨水的连续冲击下容易造成山体滑坡,从而出现泥石流现象。典型的泥石流主要是由各种粉砂、黏土形成的泥浆构成,当含水量较大时,这些泥浆在自身重力牵引下发生运动,形成泥石流。矿山泥石流是一种危害性较大的地质现象,爆发较为突然,来势猛烈,并伴随有矿块等,由于加速度较大,聚集的能量较大,所以具有极大的破坏力[x]。
(三)地表坍塌
地表坍塌是矿山在开采过程中常见的一种地质灾害。地表坍塌主要与矿区在开采过程中保留的矿量不足、矿柱受到损伤,失去支撑力,从而导致矿山采空区发生塌陷情况。尤其是针对矿体掩藏较浅矿物质质地较为松散的矿山,例如煤矿等发生地表坍塌的现象更为明显。针对矿体埋藏较深的矿区,如果没有及时对采空区进行回填,当规模达到一定面积时就会出现地表塌陷的危险,另外由于矿区昼夜温差较大,季节变化也会加快矿山的岩石风化速度,在地表水的冲刷作用下会导致矿区的填充物出现软化裂痕等现象,从而造成地表坍塌现象发生。地表坍塌,不仅会造成巨大的危险情况发生危及人们的生命财产安全,还会破坏耕地资源,使建筑物受到影响,破坏道路、水库等公共建设,甚至发生淹井事故,使得矿区停工停产[x]。
五、常见矿山地质灾害的相关治理措施
(一)防治山体滑坡
在治理山体滑坡工作过程中,必须坚持以预防为主及时处理的综合治理原则。矿山在设计开发过程中,必须考虑到山体滑坡形成的因素和条件,在开采过程中就滑坡形成的内部条件和外部条件进行综合考虑,设计相关的预防工程。在预防山体滑坡过程中,需考虑两个方面,要消除和减轻地表水和地下水对山体的威胁。通过降低地表水地下水的压力,防止岩土发生软化和分解现象,并消除地表水地下水对岩体的冲击作用。在容易发生山体滑坡的边界修建水沟,在滑坡区内修建排水沟,并根据当地的地质结构和水文特点,设计地下水的排除工程,通过水平钻孔疏水法、竖井抽水法等对地下水进行排除,从而有效预防山体滑坡[x]。
(二)防治泥石流措施
泥石流是矿山地质灾害常见的一种灾害之一,在防治泥石流措施中需要从两方面入手,第一需要消除或者将泥石流物质进行固化处理,第二是消除发生泥石流的条件。首先在消除泥石流物质过程中,需要及时将山体斜面的碎石、泥土、岩土的进行清理,避免出现大量的松散碎石、泥土堆积现象,如不能及时清理,需对这些泥土进行固化处理,例如利用水泥砂浆等对其进行固定。消除泥石流的诱发条件就必须确保水源得到有效控制。在容易发生泥石流的山体修建排水沟、排洪渠,使水能够有效排出,防止泥石流发生,同时还要做好绿化工作,通过种植植物等方式,有效预防水土流失。
(三)防治地表坍塌措施
在防治地表坍塌过程中,需要根据矿山的具体特点,合理设计回填参数和边坡参数,并加强对采空区的监测。为防止出现地表坍塌现象,需要加固矿柱,并做好稳固边坡工作,在开采过程中,如果出现开裂变形现象,就要立即停工,然后让专业的地质勘探队伍进行勘查,并针对开裂变形现象制定合理的措施,同时在坑道内做好防护措施,防止矿顶出现坍塌现象。
六、结语
综上所述,常见的矿山地质灾害主要包括山体滑坡、泥石流、地表坍塌等,治理矿山地质灾害是一项重要、长期工程,矿山在开采和开发过程中,必须注意矿山地质灾害的相关治理和防治工作。在此过程中,通过结合可持续发展原则和环保理念,重视矿山地质灾害治理工作,通过采用科学防治的方式,使中国矿业得到有效发展。