遼寧省礦山地質(zhì)災害現(xiàn)狀及趨勢分析

       （遼寧省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，遼寧沈陽，）

       摘要遼寧面向太平洋、背靠東北大地，社會經(jīng)濟地理區(qū)位十分優(yōu)越，是東北三省重要的物流中心和走向世界的“窗口”，是我國礦產(chǎn)資源、礦業(yè)開發(fā)及礦產(chǎn)品消費大省。開發(fā)利用礦產(chǎn)資源歷史悠久、強度高、規(guī)模大，取得了舉世矚目的成就。然而隨著礦山開采規(guī)模、強度的不斷擴大，產(chǎn)生的環(huán)境地質(zhì)問題也越來越多，危害越來越重，造成的損失和負面影響越來越大，已成為全社會備受關注和憂慮的熱點問題。本文根據(jù)目前遼寧省礦山地質(zhì)災害的主要問題：①破壞和占用大量的土地，損毀植被；②對自然景觀和旅游資源的破壞；③造成環(huán)境污染；④由采礦活動引起的崩塌、滑坡、泥石流和地面采空區(qū)塌陷、沉降等次生地質(zhì)災害；⑤礦坑突水、破壞水均衡系統(tǒng)，導致區(qū)域地下水位下降等，并對導致遼寧礦山環(huán)境問題的主要原因及其發(fā)展趨勢作了分析，及提出防治建議。

       關鍵詞礦山　地質(zhì)災害　現(xiàn)狀　趨勢分析

       遼寧是我國礦產(chǎn)資源、礦業(yè)開發(fā)及礦產(chǎn)品消費大省。礦產(chǎn)資源開發(fā)利用歷史悠久、強度高、規(guī)模大，勘探、開采、加工體系配套齊全，擁有全國聞名的“鋼都”鞍山，“煤都”撫順，煤鐵之城本溪，煤電之城阜新、鐵法，石油之城盤錦以及北票、南票、海城、大石橋等諸多礦業(yè)城鎮(zhèn)和縣區(qū)。最多時有各類礦山多個，從業(yè)人員多萬，年產(chǎn)礦石2.億噸。然而隨著礦山開采規(guī)模、強度的不斷擴大，產(chǎn)生的環(huán)境地質(zhì)問題也越來越多，危害越來越重，造成的損失和負面影響越來越大，已成為全社會備受關注和憂慮的熱點問題。

       1　礦山地質(zhì)災害現(xiàn)狀及潛在環(huán)境地質(zhì)問題

       1.1　礦山地質(zhì)災害現(xiàn)狀

       1.1.1　崩塌

       崩塌災害是我省露天采礦場十分常見的地質(zhì)災害之一，具有普遍性、多發(fā)性、規(guī)模小，但人員傷亡較重的特點。年7月1日，發(fā)生在丹東大鹿島海濱浴場區(qū)內(nèi)的鄉(xiāng)辦采石場突然崩塌，造成3人死亡；年凌海市石山鎮(zhèn)興達采石場崩塌，致使4人死亡，人受傷，5輛機動車毀壞，直接經(jīng)濟損失萬元；年草河口鎮(zhèn)西溝一處個體采石場頂部崩塌，將正在鑿巖作業(yè)的3名工人砸死；年9月日大石橋市官屯鎮(zhèn)青山懷村村民無證非法開采鎂礦，誘發(fā)崩塌，造成1臺載重車砸毀，3人死亡的重大事故。導致上述崩塌地質(zhì)災害發(fā)生的主要原因是：①對地質(zhì)構造條件不清楚，盲目開采，缺乏專業(yè)采礦工程技術人員；在編制采礦設計或施工程序方法以及處理復雜的地質(zhì)問題時，主要憑陳腐經(jīng)驗確定，設計施工缺乏科學性和合理性。②非法采礦，違章作業(yè)，省內(nèi)許多露采礦山，尤其是鄉(xiāng)鎮(zhèn)及個體礦山，采礦作業(yè)面過高、過陡，采礦者缺乏環(huán)保觀念和地質(zhì)災害防治知識。

       1.1.2　滑坡

       采礦誘發(fā)的滑坡，是我省大中型露采礦山最為典型的礦山環(huán)境問題之一，以撫順西露天礦、阜新海州露天礦、鞍山眼前山鐵礦、大孤山鐵礦、本溪歪頭山鐵礦及南芬鐵礦最為發(fā)育。其特點是規(guī)模大、頻率高、持續(xù)時間長、破壞性大，嚴重危及礦山的安全生產(chǎn)，并造成巨大的經(jīng)濟損失。

       根據(jù)滑坡的物質(zhì)組成和誘發(fā)因素將礦山誘發(fā)滑坡劃分為露天采場滑坡、排土場滑坡、隨意棄渣加載誘發(fā)的滑坡3種。

       （1）露天采場滑坡

       露天采場滑坡是由于露天開采過程中導致的采場邊坡失穩(wěn)而形成滑坡，在我省的發(fā)生頻率最大。有資料表明，從年至年底，撫順西露天礦發(fā)生的較大滑坡達次，滑落巖體總量.7萬m3，其中最大的一次滑坡體體積達.1萬m3。

       目前該礦坑北幫仍存在滑坡變形區(qū)萬m2，其中危險區(qū)面積達萬m2，嚴重影響石油一廠、發(fā)電廠等大型企業(yè)建筑物和生產(chǎn)設施的安全性。廠區(qū)內(nèi)機械設備嚴重受損，部分車間被迫搬遷。據(jù)不完全統(tǒng)計，這一災害造成的損失及該廠用于治理的費用高達6億元。國家有關部門已將其列為1號重大安全隱患。

       （2）排土場滑坡

       排土場滑坡是指用于礦山開采排放廢巖、棄土的場地，由于長期廢巖的堆放、累積造成的廢巖邊坡不穩(wěn)而形成的滑坡。以歪頭山鐵礦排土場大型滑坡最為典型。

       歪頭山鐵礦西站兩側排土場于年6月4～8日發(fā)生大規(guī)?；?，滑移距離達多米，滑體最寬m，最長m，最大厚m，落差近m，總面積約5.4萬m2，總體積約萬m3。共毀壞礦山鐵路運輸線路m，區(qū)域內(nèi)信號、交直流供電及通訊設備也遭到破壞，造成采場運輸系統(tǒng)兩個出口之一的北出口被迫停產(chǎn)約半年?；逻€破壞耕地4km2，造成直接經(jīng)濟損失萬元。

       （3）隨意棄渣加載誘發(fā)的滑坡

       朝陽市建平縣哈拉道口鄉(xiāng)四家子玄武巖礦滑坡，就是由于采礦棄渣大量堆放于黃土構成的斜坡頂部，導致坡體變形蠕滑。該滑體長m，寬m，平均厚m，由黃土和玄武巖廢渣構成，總面積約m2，總體積約萬m3。對坡下多戶居民和3個鄉(xiāng)辦企業(yè)構成嚴重威脅。

       1.1.3　泥石流

       礦業(yè)活動，特別是露天開采，大量破壞了植被和山坡土體，產(chǎn)生的廢石、廢渣等松散物質(zhì)輕則造成礦區(qū)水土流失，重則誘發(fā)泥石流災害。如丹東市振安區(qū)五龍背金礦，礦渣堆放于河道，堵溝塞流，影響行洪，致使洪水沖潰渣堆，奪路外瀉，四處漫溢，泛濫成災，造成橋梁、房屋倒塌，3人死亡，2人重傷的泥石流災害。年7月4日時分，位于本溪市平山區(qū)泉涌街的本鋼石灰石礦剝離物堆放場，由暴雨誘發(fā)泥石流，泥石流方量約m3，使坡腳下距其僅余米的泉涌街居民受到嚴重危害，造成3人受傷，沖毀淤埋房屋3處，直接受災余戶，動遷撤離居民多戶，經(jīng)濟損失數(shù)百萬元。如年8月日，海州露天礦東南邦發(fā)生較大規(guī)模泥石流，致使鐵路運輸線路堵塞，停產(chǎn)4小時，經(jīng)濟損失達萬元。年6月日該礦再次發(fā)生泥石流，造成多米長的運輸線路、排水溝和電鎬線路淤埋損毀，導致礦山近5個小時的全線停產(chǎn)及長時間的半停產(chǎn)。此外，省內(nèi)存在許多沒有任何攔擋設施的廢渣堆和病險尾礦庫，尤其是一些大中型閉坑礦山的尾礦庫、排土場由于缺乏資金，管理很難到位，潛在的潰壩和泥石流暴發(fā)的危險性極大。丹東青城子鉛鋅礦尾礦庫被遼寧省勞動廳和丹東市經(jīng)貿(mào)委列為重大事故隱患點。

       1.1.4　采空區(qū)塌陷

       采空區(qū)塌陷在諸多礦山生態(tài)環(huán)境問題中以其造成的經(jīng)濟損失巨大，人員傷亡較多，具有突發(fā)性、多發(fā)性、隱蔽性和漸變影響持久而占有突出地位。年遼寧省的統(tǒng)計資料表明，全省因采礦引起的地面塌陷.km2。尤以撫順、本溪、阜新、鐵法、北票、南票等煤田最為嚴重，塌陷面積分別達km2、.5km2、km2、.5km2、km2、km2。對其上覆及周邊的工礦企業(yè)、公共設施、道路交通、農(nóng)業(yè)耕地、居民住宅構成嚴重威脅。僅撫順市區(qū)每年就需搶險救災資金萬元。本溪市“九五”期間投資億元，用于搬遷安置受災居民。世紀初我省的撫順西露天礦、阜新海州、新丘等3大露天礦都將先后閉坑，這3個位于城區(qū)的巨大礦坑，給兩市政府和人民留下了一道難解的題。

       按塌陷特點、規(guī)模和空間分布規(guī)律可劃分為地面沉陷和地面塌陷兩種類型。

       地面沉陷是指緩慢、大范圍的不均勻沉陷，面積大于1km2，無聲無震，沉陷深度一般為1～m，地表呈現(xiàn)橢圓形盆地狀，局部有地面塌陷坑或蝶狀積水洼地。地面沉陷集中分布于丘陵及山前的大型煤田，如撫順、阜新、本溪、鐵法、北票、南票、沈北等在煤田開采基礎上發(fā)展起來的礦業(yè)城鎮(zhèn)，地面沉陷總面積.km2。地面沉陷的強度與采礦量成正相關關系，采煤越多，沉陷的強度越大，范圍越廣，由幾平方公里至幾十平方公里不等。目前最大范圍的沉陷區(qū)分布在阜新煤礦區(qū)，面積達km2。地面沉陷的危害主要表現(xiàn)在損毀城鎮(zhèn)設施、地下管網(wǎng)、工民建筑和大量耕地，破壞公路、通訊線路和自然景觀，威脅人民生命財產(chǎn)安全，已成為當?shù)乜沙掷m(xù)發(fā)展的嚴重阻礙，亟待解決的一道難題。

       地面塌陷是由采礦引起的地局部地面突然下陷的現(xiàn)象，呈零星分布于東、西部山區(qū)的大中小型井采礦區(qū)或地面沉陷區(qū)中。具有爆發(fā)突然，有聲有震，塌陷面積較?。◣资椒矫字翈装倨椒矫祝萆疃容^大（幾米至十幾米，最大可達～m）的特點。特別是一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)、個體小礦多開采淺部礦層，也易引起漏斗狀的塌陷，它對土地資源和環(huán)境的破壞性更為突出。地面塌陷可造成礦區(qū)積水、土地鹽漬化、破壞耕地和建筑設施。由于地面塌陷爆發(fā)突然，往往造成較大的經(jīng)濟損失和人員傷亡事故。已相繼閉坑的楊家杖子鉬礦、青城子鉛鋅礦、桓仁銅鋅礦、寬甸夾皮溝磚廟嶺硼礦、華子峪銅礦等大型國有礦山采空塌陷災害及隱患十分突出，由于礦山閉坑、破產(chǎn)、改制，對造成的危害已無能力治理。對附近居民和盲目進行殘采的小礦生產(chǎn)人員安全構成極大威脅。

       1.2　潛在礦山環(huán)境地質(zhì)問題

       1.2.1　破壞和占用大量土地，并損毀植被，造成土地砂礫化

       據(jù)初步調(diào)查省內(nèi)的煤、鐵、有色金屬等優(yōu)勢礦種的采、選及排土場擠占、破壞了大量土地。如撫順煤田僅西露天礦和3個排土場破壞土地就達.8km2，占市區(qū)土地面積的.%。阜新城區(qū)及周邊地區(qū)有大小矸石山處，累計堆存量達.9億m3，壓占土地約km2，加之個采空沉陷區(qū)，2個大型露天礦，共破壞土地面積約km2。這些排土場、矸石山、露天礦、沉陷區(qū)穿插在生產(chǎn)和生活區(qū)中，造成土地利用率低下，人民生存環(huán)境惡化。

       礦業(yè)活動在大量占用土地的同時，還嚴重破壞了地面植被，尤其是在一些群采、濫采、礦業(yè)秩序混亂的礦區(qū)，亂采亂掘，隨意棄渣，往往造成土地砂礫化和巖質(zhì)化。如寬甸萬寶銅礦區(qū)，歷史上曾是次生林較繁茂的地區(qū)，世紀年代以前植被覆蓋率達%以上，現(xiàn)今已降至%以下。礦區(qū)仙萬m3的廢石、尾渣，余處采空區(qū)，使2km2面積上的植被喪失殆盡。

       1.2.2　對自然景觀和旅游資源的破壞

       采礦，尤其是露天開采對自然地貌景觀的破壞是非常嚴重的。我省許多著名的風景名勝區(qū)，均受到采礦活動的影響。千山西麓鐵礦開采造成的揚塵和采礦排水疏干形成的降落漏斗，對千山風景區(qū)的古松影響極大；沿朝陽鳳凰山西麓呈條帶狀分布的采石場、水泥生產(chǎn)廠，強烈的爆破、過量的土石剝離和粉塵污染造成的白茬山，嚴重破壞了自然地貌景觀。省內(nèi)許多建筑石料礦山、水泥廠處在公路、鐵路沿線，其千瘡百孔、廢石滿坡、塵土飛揚的景觀，使其失去了觀瞻的美感。雖然各級政府采取措施，關閉了大量旅游景區(qū)周邊及主要公路、鐵路沿線的采石礦山，但采礦造成的破壞遺跡卻沒有得到恢復治理。

       1.2.3　破壞水均衡系統(tǒng)，導致區(qū)域水位下降

       我省許多礦山地質(zhì)條件復雜，采礦時必須進行疏干排水，甚至要深降強排，因而破壞了地表水、地下水系統(tǒng)的均衡，導致區(qū)域性地下水位下降。近年來，因采礦造成缺水的地區(qū)在不斷增加，某些礦區(qū)地下水位下降十幾米甚至幾十米，出現(xiàn)了大面積的疏干漏斗，致使民井干枯、河水斷流，生態(tài)環(huán)境遭到嚴重破壞。阜新的五龍礦區(qū)，地下水位下降近m，影響面積3.6km2。北票礦區(qū)大面積地下水位下降6m。鐵法礦區(qū)對礦井均有不同程度的水位下降，降深1.～5m，總面積達.8km2。

       此外，在沿海地區(qū)一些礦山因疏干漏斗不斷發(fā)展，使其邊界達到海平面而引起海水入侵現(xiàn)象。目前，已發(fā)生海水入侵的礦區(qū)有：金州石棉礦、瓦房店華銅礦和復州灣粘土礦。由海水入侵，破壞了當?shù)氐牡Y源，加劇供水短缺矛盾，也使地面植被受到嚴重影響。

       1.2.4　水、土污染問題突出

       多年來因礦山開采、加工及“三廢”不合理排放已使許多礦區(qū)周圍生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。省內(nèi)尤以一些采金、鐵、硼、硫化物等小選廠和煤礦開采對周圍表水和地下水產(chǎn)生的污染現(xiàn)象最為普遍。這類小選廠多將廢水直接排入河道，造成河水污染，汛期河水漫溢又造成耕地污染。

       2　導致礦山環(huán)境地質(zhì)問題的主要因素

       2.1　復雜而又不斷惡化的自然地質(zhì)環(huán)境

       遼寧地域遼闊，城市群密集，山地占土地面積的2/3，地質(zhì)構造、地形地貌以及氣候條件甚為復雜。遼東、遼南中低山區(qū)長期處于強烈隆起狀態(tài)，地震頻繁而烈度高，活動斷裂分布廣泛，山高坡陡，河谷深切；遼西低山丘陵區(qū)緩慢上升，植被稀疏，巖石裸露，歷經(jīng)多期構造運動和強烈的冰劈、凍融等風化剝蝕作用，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體結構松散、破碎，水土流失嚴重；下遼河平原和山間谷地不僅地表水系發(fā)育，且分布著各種的凍土、軟土、膨脹土等特殊土。春秋兩季干旱多風，加劇排土場、尾礦庫等揚沙、揚塵及大氣污染，夏季久雨、暴雨，強度大，常常激發(fā)露天礦的崩、滑、流災害。如阜新海州露天礦～年間發(fā)生滑坡次，因汛期暴雨、久雨致災次。上述自然地質(zhì)環(huán)境背景是導致礦區(qū)生態(tài)環(huán)境問題廣泛性、多發(fā)性、復雜性、嚴重性的主要內(nèi)因。省內(nèi)許多大型礦山如齊大山、眼前山、歪頭山、南芬等露天礦及本溪、撫順、鐵法等煤礦，多處在山地與平原的結合部，開挖于深變質(zhì)巖或砂、頁巖中。這個部位構造及活化斷裂發(fā)育，地震烈度高，巖石整體性差，力學強度低，在爆破震動和地下水的潛蝕、溶蝕作用下，極易軟化、泥化、斷裂塌落，這就決定了產(chǎn)生崩塌、滑坡、泥石流等突發(fā)性地質(zhì)災害的必然性，而采礦過程中不合理的采掘工藝和“三廢”排放方式則使已十分脆弱的地質(zhì)環(huán)境進一步惡化，從而誘發(fā)各種礦山生態(tài)環(huán)境問題。

       2.2　過分追求經(jīng)濟效益，缺乏基本環(huán)保觀念

       長期以來，我國礦產(chǎn)資源開發(fā)執(zhí)行著多能耗、多污染、資源難以綜合利用的傳統(tǒng)路線。人們的環(huán)境意識不強，過分地追求經(jīng)濟效益，忽略環(huán)境保護與治理，是造成礦山環(huán)境持續(xù)惡化的根本原因。尤其是世紀年代后期，一些地區(qū)在“有水快流”思想指導下引發(fā)的開發(fā)熱、采礦熱，鄉(xiāng)鎮(zhèn)及個體小礦蜂擁而上，部分國有礦也轉為個人承包。其中有很多礦山，生產(chǎn)設備簡陋，生產(chǎn)工藝落后，管理水平低下，安全生產(chǎn)條件極差。給礦山環(huán)境帶來了巨大的沖擊和破壞。

       2.3　礦山企業(yè)的生產(chǎn)技術低下、設備落后是主要原因之一

       遼寧省礦山企業(yè)設備簡陋、技術與管理落后、產(chǎn)業(yè)結構不合理。全省礦山企業(yè)中，全民企業(yè)不到5%，集體和個人企業(yè)%以上。由于占省礦山企業(yè)%以上的集體和個人民采企業(yè)，生產(chǎn)技術低下，集約化程度低，管理落后，而許多大型的國有礦山企業(yè)由于建礦時間悠久，設備更新慢，致使礦產(chǎn)資源的開發(fā)的利用率低，對絕大多數(shù)和伴生的有益元素棄置不顧。資源浪費和環(huán)境污染嚴重。據(jù)資料統(tǒng)計，遼寧省礦產(chǎn)資源平均利用率為%～%，礦產(chǎn)資源的總回收率為%，均低于發(fā)達國家的%。遼寧省有色金屬礦山企業(yè)的貧化損失率平均為%，資源的總回收率%～%，低于國際水平～個百分點。資源與能源的二次利用率僅為世界先進水平的%。礦山生產(chǎn)過程中的高貧化率、低綜合回收利用率和低資源二次開發(fā)利用率是造成礦山環(huán)境惡化的主要原因之一。

       2.4　礦山環(huán)境保護的法律法規(guī)不健全，執(zhí)法的力度不夠

       我國只有《中華人民共和國礦產(chǎn)資源法》、《中華人民共和國環(huán)境保護法》等僅有的幾部法律對礦山環(huán)境提出了一些原則性的規(guī)定，可操作性差。遼寧省具有礦產(chǎn)資源種類多、分布廣和礦山企業(yè)規(guī)模小的特點，決定了礦山資源開發(fā)的分散、管理困難大。特別是有關礦山環(huán)境立法不健全和礦業(yè)管理的微觀無序和宏觀失控使礦業(yè)管理的相應法規(guī)得不到貫徹執(zhí)行，形成了礦產(chǎn)資源開采無序、亂采亂挖現(xiàn)象普遍，許多礦山只產(chǎn)出不投入，采富棄貧，采易棄難，造成了礦產(chǎn)資源的嚴重浪費和礦山環(huán)境的嚴重污染。

       2.5　礦山企業(yè)負擔沉重，環(huán)保投資短缺

       我省礦山環(huán)境問題很多屬歷史的“積淀”，歷史欠賬太多是造成礦山環(huán)保壓力巨大的另一個無法回避的因素。我省大部分礦山是在計劃經(jīng)濟時期建立的，礦山企業(yè)屬國家所有，企業(yè)所得的利潤大部分上繳國家，但國家并沒有給企業(yè)留下治理礦山環(huán)境的資金。這樣采礦帶來的利潤被抽走了，而采礦形成的危害卻留在了當?shù)?。長此以往，礦山環(huán)境問題越積越多，現(xiàn)在讓資源已近枯竭、經(jīng)濟效益滑坡的企業(yè)負擔多年形成的礦山環(huán)境破壞的責任，企業(yè)根本無力承擔。礦區(qū)生態(tài)環(huán)境恢復是一個系統(tǒng)工程，需要大量的資金投入，而目前國家整體經(jīng)濟實力不強，礦山企業(yè)負擔沉重。企業(yè)根本無法承擔礦山環(huán)境治理費用。

       3　礦山環(huán)境地質(zhì)問題發(fā)展趨勢分析

       3.1　礦山地質(zhì)災害的類型、規(guī)模、危害不斷擴大

       世紀年代，遼寧省礦山地質(zhì)災害主要有崩塌、滑坡、地面塌陷、水質(zhì)污染等幾種，并集中發(fā)生在幾個大型露天煤礦。而進入年代，在上述災害日趨嚴重的同時，泥石流、水土流失、大氣污染、巖爆、海水入侵等地質(zhì)災害也相繼出現(xiàn)并時有發(fā)生。眼前山、歪頭山、南芬等大型露天礦近年都發(fā)生大、中型滑坡，西露天和海州露天礦等多次發(fā)生泥石流災害；已發(fā)生采空區(qū)、地面沉陷的撫順、阜新、鐵法等礦區(qū)，尤其是撫順煤田隨著采掘范圍向城區(qū)的逐漸擴展，地面繼續(xù)下沉是不可避免的，災情必將日趨嚴重。地面塌陷災害由采煤礦山擴展至有色金屬、滑石、硼、石膏等多個礦種。年代以前地面塌陷是偶有發(fā)生，進入年代以后，尤其是近兩年，則是時有發(fā)生。我們調(diào)查井采礦山家，發(fā)生地面塌陷災害點處，其中%發(fā)生在“九五”期間。開采礦山隨著開采范圍、強度的加大，塌陷點也必將逐漸增多。目前，大部分礦區(qū)對地質(zhì)災害的治理都處于亡羊補牢、臨渴而掘井的被動局面。防護意識和能力普遍偏低，必然導致災害的發(fā)展速度及影響范圍不斷擴大。

       3.2　礦業(yè)城市的地質(zhì)環(huán)境問題日趨嚴重

       遼寧省因礦而興的城鎮(zhèn)較多，這些城鎮(zhèn)隨著礦山開采規(guī)模、強度的不斷擴大，產(chǎn)生的環(huán)境地質(zhì)問題類型越來越多，危害越來越重，已成為全社會備受關注和憂慮的熱點問題。如撫順市及阜新市的兩大露天礦：撫順西露天礦和阜新海州露天礦，這兩個位于城區(qū)的巨大礦坑，開采年限已進入最后階段，礦山地質(zhì)環(huán)境破壞嚴重，已成為制約其城市規(guī)劃布局和經(jīng)濟發(fā)展的最大瓶頸。西露天礦采深約m，采坑面積達.5km2；海州露天礦采深多米，采坑面積7.km2，這兩個礦幾乎每年汛期都有不同規(guī)模的崩、滑、流災害發(fā)生，邊坡變形嚴重威脅周圍企事業(yè)單位及居民生命財產(chǎn)安全。據(jù)有關專家預測，閉坑前后在逐漸失去人工維護的狀態(tài)下，地質(zhì)環(huán)境會進一步惡化，地質(zhì)災害將更加顯化和突出，可能產(chǎn)生邊坡失穩(wěn)，巖體滑移，地面變形，礦坑充水以及由此誘發(fā)的地震、地下水污染等諸多環(huán)境問題。

       鞍山、海城、大石橋城市周邊的鐵礦和菱鎂礦山，其開采都不可避免地會擴大對環(huán)境影響的地域，產(chǎn)生新的環(huán)境問題，加重已有環(huán)境問題的危害程度。

       3.3　鄉(xiāng)鎮(zhèn)礦山的環(huán)境問題仍將十分嚴重

       遼寧省的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)發(fā)展于世紀年代，目前已在全省礦業(yè)中占有相當大的比重。在年我省的主要礦石產(chǎn)量中，鄉(xiāng)鎮(zhèn)礦業(yè)產(chǎn)量占.%，對國民經(jīng)濟發(fā)展作出了巨大貢獻。但在其發(fā)展中也存在不少問題，如資源利用率低；亂挖濫采嚴重；選、冶工藝落后，隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)進一步發(fā)展，特別是礦產(chǎn)資源豐富的東、西部山區(qū)，礦業(yè)作為促進地方經(jīng)濟發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)而優(yōu)先發(fā)展。然而，目前鄉(xiāng)鎮(zhèn)礦業(yè)自身的一些不完善因素難以在短時期內(nèi)得以改善，如不采取強有力的措施，礦山環(huán)境問題必然突出。

       4　防治措施

       4.1　切實貫徹“預防為主、防治結合、綜合治理”的方針

       礦山建設和礦山環(huán)境保護應同步規(guī)劃、同步實施，避免走“先污染后治理，先破壞后恢復”的整治，加強礦業(yè)活動前期的綜合管理，從勘查、開發(fā)源頭上進行控管，各級地礦部門要建立采礦許可證審批前的礦山地質(zhì)環(huán)境保護方案審批制度。

       4.2　加強立法工作，建立較完善法律法規(guī)體系和管理體系，加強執(zhí)法隊伍建設

       在全面貫徹落實《中華人民共和國礦產(chǎn)資源法》、《中華人民共和國環(huán)境保護法》、《中華人民共和國水污染防治法》、《中華人民共和國水法》、《中華人民共和國水土保持法》等法律基礎上，研究制定配套的地方性法規(guī)與實施辦法。建立健全管理機構，明確執(zhí)法主體，加強執(zhí)法隊伍建設，提高執(zhí)法水平，加大對礦山生態(tài)環(huán)境稽查力度。各級國土資源部門會同有關職能部門，定期開展礦山環(huán)境保護執(zhí)法檢查，做到有法必依，執(zhí)法必嚴、違法必究。

       4.3　加大宣傳力度，增強全民的資源，環(huán)境保護意識，樹立礦業(yè)持續(xù)發(fā)展觀念

       充分發(fā)揮報紙、廣播、電視等新聞媒體的宣傳、輿論監(jiān)督，增強全民的資源憂患意識，生態(tài)環(huán)境保護意識和法制觀念，及時報道表彰礦山環(huán)境保護環(huán)境保護的先進典型，公開披露污染環(huán)境、破壞生態(tài)的違法行為。對嚴重污染環(huán)境、破壞生態(tài)的單位和個人及時曝光。加強對采礦權人和礦山作業(yè)人員的礦山生態(tài)環(huán)境保護知識培訓，樹立礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的理念，使全社會形成“珍惜資源、保護環(huán)境為榮，浪費資源、破壞環(huán)境可恥”新風尚。

       4.4　加強對地方鄉(xiāng)鎮(zhèn)（集體、個體）的扶持和管理

       目前，鄉(xiāng)鎮(zhèn)礦山發(fā)展已成為國民經(jīng)濟建設中不可忽視的重要力量，但也帶來不少環(huán)境問題。關鍵在于要扶持、幫助，使其走上“在開發(fā)中保護、在保護中開發(fā)和礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的軌道”，對鄉(xiāng)鎮(zhèn)礦山實行“扶持、整頓、聯(lián)合、提高”的方針。

露天采煤安全技術發(fā)展與展望

       年后，國家大力發(fā)展露天采煤，并著手開始平朔、元寶山、霍林河等大型露天煤礦的籌建工作。為適應露天采煤事業(yè)的發(fā)展，國家決定加強露天采煤技術的研究力量。年科研人員發(fā)展到近人，年煤炭科學研究總院撫順分院成立露天采煤安全研究所，并投資裝備了邊坡巖石力學、邊坡巖體變形監(jiān)測及儀表、輪斗挖掘破碎機理、爆破震動測試、礦山設備性能測試、計算機信息中心等試驗室。

       年來，露天開采安全研究所在開采工藝、采礦設備更新?lián)Q代、爆破技術及器材、邊坡穩(wěn)定性及邊坡變形監(jiān)測技術、計算機技術在露天礦山的應用、露天礦生產(chǎn)的監(jiān)控技術、地質(zhì)災害及環(huán)境評價等方面，進行了大量的研究工作，共完成各類科研課題余項，為礦山安全高效生產(chǎn)提供了可靠的技術保證，為我國露天采煤技術的發(fā)展做出了貢獻。

       尤其是年至今，共完成各類課題余項，是前年的2.7倍，其中有項成果獲得國家、省、部級科技進步獎。

       1采礦工藝、裝備、爆破技術及器材的研究

       1．1 采礦工藝

       世紀年代露天開采安全研究所先后完成了撫順西露天礦技術改造方案設計，海州露天礦開拓方式、開采方法的研究，露天水力機械化采煤的研究等。

       年——年會同中國礦業(yè)大學、沈陽煤礦設計院等單位踏勘了西部四省的個礦點，規(guī)劃了個露天煤礦，研究確定了技術發(fā)展方向、開拓開采方式和工藝技術等，為年代我國露天煤礦的建設發(fā)展打下了基礎。

       年代中期，進行了平朔礦區(qū)開采工藝技術的研究，提出了年產(chǎn)量~萬t的開拓開采方案。方案中包括連續(xù)工藝、鐵道運輸工藝、吊斗電鏟、內(nèi)部排土等多種聯(lián)合工藝，是我國第一次進行特大型露天煤礦開采工藝技術的研究，其技術水平達到了當時的世界水平?！榱伺浜衔宕舐短烀旱V的開發(fā)建設，承擔了煤巖切割阻力測試技術、元寶山露天礦地下水疏干方法、北方嚴寒地區(qū)防止剝離物料粘車、粘膠帶的防凍技術的研究。在撫順西露天礦進行的防粘車現(xiàn)場試驗和耐寒運輸膠帶低溫試驗在我國尚屬首次，其成果應用于現(xiàn)場取得了較好的效果。

       年代面對老露天礦進入深部開采、開拓延深困難的局面，參加了技術改造的研究。特別是多次參加撫順西露天礦的技術改造設計，最終提出了上部鐵道運輸，深部汽車、膠帶運輸機聯(lián)合運輸，內(nèi)部排土分布區(qū)開采的設計方案。為配合這一方案的實施，進行了西區(qū)強化開采和西區(qū)提前實現(xiàn)內(nèi)部排土方案的研究。方案已實施多年，取得了很好的經(jīng)濟效益。

       1．2露天開采裝備技術

       年完成了“B電鏟發(fā)電機外特性改善研究”，提高電鏟工作效率5%~%，降低了電氣和機械故障；“露天礦用t架線式電機車可控硅脈沖調(diào)速的研究”，使機車的故障率大大降低，節(jié)電約%。

       年代后研制了Q 2—M型潛孔鉆機。該鉆機還可以鉆0~度的傾斜孔；針對中硬巖石研制了LH—型回轉鉆機，該鉆機可使用切削、牙輪、潛孔等多種鉆具，其效率為沖擊鉆的3~5倍。與吉林重型機械廠聯(lián)合研制了ZX—型旋轉鉆機；年研制的KY——型牙輪鉆機臺班效率達到了.5m，m，是潛孔鉆機的2.倍，沖擊鉆機的6.9倍；研制的QZ3——型三翼回轉切削鉆頭，其壽命與美國的三翼鉆頭相同，達到 m，其價格僅為美國鉆頭的%，取代了進口，長期在霍林河露天礦應用。

       與杭州重型機器、上海膠帶運輸機械廠、撫順挖掘機械廠共同承擔了我國第一套連續(xù)工藝設備的研制和試驗。包括輪斗挖掘機、膠帶運輸機、PS——型排土機、YG——型膠帶移設機和YR——1組合膠帶接頭硫化機，結束了我國不能生產(chǎn)連續(xù)工藝設備的歷史。年代由杭重和天工所研制了我國第一套中型輪斗挖掘機。露天開采安全研究所，參加了全部工業(yè)試驗和性能測試，完成了成套設備的機械性能測定和生產(chǎn)能力考核，開創(chuàng)了礦山設備性能測試的先河。

       無寶山、準格爾等大型露天煤礦都部分采用了輪斗一膠帶連續(xù)工藝，并從國外引進了大型輪斗挖掘機。為配合這些單位的輪斗挖掘機設計和設備驗收任務，又進行了煤巖切割阻力、輪斗挖掘機切割破碎機理、輪斗工作機構設計理論、輪斗挖掘切割力和機械性能測試等方面的研究。

       通過對元寶山、撫順、小龍?zhí)?、昭通、霍林河、準格爾、伊敏等露天礦的煤巖切割阻力進行的研究和測定，提出了我國煤巖切割阻力理論和切割阻力及輪斗挖掘機切割力的測定方法，填補了我國在這一領域的空白，達到國際水平。其成果獲煤炭工業(yè)部科技進步二等獎。并用上述理論和測試技術完成了準格爾和元寶山兩露天礦連續(xù)工藝系統(tǒng)的機械性能測試和生產(chǎn)能力考核，為礦山把好了進口設備關。

       在此期間露天開采安全研究所建成了世界上的斗輪挖掘機試驗裝置，斗輪直徑達0.m。通過該裝置可模擬不同巖性的切割阻力和挖掘機切割力測定，研究斗輪挖掘機的合理工作參數(shù)。如：斗齒受力狀態(tài)、斗齒形狀、斗齒排列方式、切割速度、回轉速度、刨片尺寸、斗齒材料的耐磨性等。所研制的單斗電鏟斗齒的壽命為普通斗齒睥2.5~3.0倍。

       1．3爆破技術及器材

       為解決撫順西露天礦高段采掘的爆破質(zhì)量問題，年開展了高段爆破技術的研究。

       年——年在海州露天礦采用了壓碴爆破方法，年完成了“提高海州礦塊煤率爆破方法的研究”，采用爆速為~m/s的低威力炸藥、空氣柱充填、優(yōu)化布孔參數(shù)、微差延期爆破技術，減少了壓碎區(qū)，降低了斷裂、碰撞、摩擦破碎，使塊煤率提高2.%，年進行了“大型露天煤礦爆破技術優(yōu)化”的研究，通過安太堡露天礦的試驗，使該礦的炸藥定額由0.kg/m3.降低到0. kg/m3.，綜合成本約.6萬元，剝離量增加%以上。

       此外還與沈陽部隊工程兵合作研制成功了B2、B3液體炸藥、液體炸藥混藥車、四路起爆器等，并完成了安太堡、準格爾、霍林河、撫順西露天等礦的爆破震動測試和減震技術的研究。

       2 邊坡穩(wěn)定性和監(jiān)測技術研究

       2．1 邊坡穩(wěn)定性研究

       邊坡穩(wěn)定技術的研究始于世紀年代中期。年海州露天煤礦投產(chǎn)，撫順西露天煤礦完成改造后，不久在非工作幫就多次出現(xiàn)邊坡滑落現(xiàn)象，嚴重影響正常生產(chǎn)和設備安全。針對上述2礦的滑坡開始了邊坡穩(wěn)定性研究工作，主要研究內(nèi)容為非工作幫的工程地質(zhì)條件、巖石物理力學性質(zhì)、滑坡形成的條件和穩(wěn)定性分析方法、確定邊坡失穩(wěn)的范圍及防治措施。

       年撫順西露天礦發(fā)生了4次百萬立方米的大滑坡，其中3號滑坡體危及西大巷提升煤道的安全。我所科研人員參加多部組成的治理工作組，完成了削坡、減重、疏干、加固等措施的設計和施工，確保了提升系統(tǒng)的正常生產(chǎn)。

       經(jīng)過這一階段的研究工作，建立了一套露天礦邊坡穩(wěn)定性研究理論及工作方法，培養(yǎng)了一支科研隊伍，并建立了巖石力學試驗室。邊坡工程研究已成為露天開采安全研究所的主導專業(yè)，也是國內(nèi)最早開展邊坡工程研究的專業(yè)單位之一。并多次參加非煤露天礦山和長江三峽滑坡的治理論證。隨著我國露天采煤的發(fā)展，先后承擔了國家、煤炭部的重大研究課題，完成了撫順、阜新、平莊、安太堡、準格爾、小龍?zhí)?、義馬等露天煤礦的邊坡穩(wěn)定性研究和滑坡防治工作。至今共完成各類科研課題共余項，其中項成果分別獲得省、部及國家一、二、三等獎。

       2．1．1 基礎研究

       （1） 工程地質(zhì)勘察技術。地質(zhì)構造和巖層賦存條件，特別是軟弱巖層的狀況是形成滑坡的內(nèi)在因素，查清地質(zhì)構造是確定滑坡體的規(guī)模、滑動模式、穩(wěn)定分析和防治措施的依據(jù)。常規(guī)的方法是地表地質(zhì)結構調(diào)查、鉆探、巷探。

       隨著雷達探測技術和地震波探測技術的發(fā)展，無鉆勘察地層及地質(zhì)構造的目標得以實現(xiàn)。年在研究撫順西露天礦西南幫邊坡穩(wěn)定項目中，用淺層地質(zhì)雷達儀成功地確定了影響該地區(qū)邊坡穩(wěn)定的軟質(zhì)凝灰?guī)r的賦存狀態(tài)及分布規(guī)律。

       在巖體結構分析方面，根據(jù)巖體裂隙性的特點，應用了隨機模擬，計算機數(shù)字模擬方法，以及用巖體質(zhì)量指標及QD分級來確定巖體的完整性，從而計算巖體結構對邊坡穩(wěn)定的影響。

       （2） 水文地質(zhì)及地下水監(jiān)測。邊坡巖體中地下水的存在不僅弱化巖石強度，特別是降低了弱層的抗剪強度，使邊坡沿弱層滑落。而且隨著地下水位的升高，浮托力增大降低了邊坡體的抗滑能力。因此地下水的勘察多采用地表調(diào)查和鉆水文孔，通過取巖樣測定巖石的含水量，作分層注水試驗，確定巖層的含水規(guī)律和水力聯(lián)系，建立水力模型。

       在“七五”國家科技攻關項目“邊坡安全監(jiān)測系統(tǒng)的研制”課題中研制了壓阻式地下水監(jiān)測系統(tǒng)，可隨時測得地下水的壓力，具有精度高、分辨率高、輸出信號大、可實現(xiàn)集中控制、自動記錄等特點，提高了地下水的監(jiān)測水平。

       （3） 巖石力學性質(zhì)。邊坡巖體物理力學性質(zhì)的研究和指標測試，是為邊坡設計、穩(wěn)定性評價與治理提供科學依據(jù)了。從年代開始采用了巷道內(nèi)和平盤上的原位試驗方法。為了配合原位試驗設計研制了專用壓力盒和千斤頂?shù)韧屏ρb置。并用這種方法完成了撫順、阜新等露天礦各種軟巖的力學指標測定，為邊坡穩(wěn)定性評價和治理提供了可靠依據(jù)。

       從年代后加強了巖石力學試驗室的建設，先后購置了DJY——4四聯(lián)等應變直剪儀、GJY——2高壓等應變直剪儀、SJ——IA三軸剪力儀、XD——1點荷載儀、JQ——巖石剪切流變儀、土壤流變儀等試驗裝置，以及物理指標測定儀表。為了模擬巖石在自然狀態(tài)下的流變強度，建立了恒溫、恒濕的流變試驗室。

       測定排土場排棄的散體物料的力學指標，對排土場邊坡設計和穩(wěn)定性評價至關重要。年購置了SZ--2A土大三軸剪力儀，建立了散體物料力學試驗室。試樣是用散體物料按一定的顆料比例制成。這套裝置先后完成安太堡、準格爾、無寶山、撫順、伊敏河等露天礦土場物料的力學指標測定，為排土場邊坡穩(wěn)定性評價提供了參數(shù)。正是在三軸試驗中發(fā)現(xiàn)了黃土基底含水層孔隙水壓消散速度與重力和加載速度之間的關系，揭示了在高速排土條件下排土場滑坡的原因。

       （4） 滑坡模式與模擬技術。露天煤礦的滑坡模式具有沉積巖層的特征，主要受軟弱巖層所控制。層理、節(jié)理、斷層是控制滑坡模式的主要因素。

       年我所建成了國內(nèi)的底面摩擦模擬試驗裝置，可無級自動調(diào)速。底面摩擦法是二維物理模型，適用于節(jié)理化巖體的組合相似材料，可以改變模型的形狀以代替開采工程活動，預測未來邊坡的變形規(guī)律及滑坡模式。

       在“七五”國家攻關項目“撫順西露天礦北幫邊坡穩(wěn)定性研究”課題中用離散單元法成功地模擬了傾倒滑體的形成條件、變形過程和規(guī)律、應力分布和變形范圍。從計算機數(shù)學模型中清楚地看到邊坡上部F1斷層以北的巖體作為主動推力段推壓F1以南的向斜構造的北翼（向斜構造北翼傾角大，南翼平緩）而傾倒，進而推動南翼滑行，形成傾倒滑移滑坡模式。

       （5） 邊坡穩(wěn)定分析方法。在撫順西露天礦北幫邊坡穩(wěn)定分析中，針對曲面楔體滑坡和傾倒滑移變形，提出了曲面楔體、傾倒滑移體穩(wěn)定分析理論和計算方法。達到世界先進水平。

       Sarma邊坡穩(wěn)定性評價方法是極限平衡分析方法的新發(fā)展。其特點是：它可用來確定具有各種形狀滑動面的邊坡穩(wěn)定性，諸如平面滑坡、楔體滑坡、圓弧滑坡的非圓弧滑坡等各種復雜滑動面的巖土邊坡均可用之分析：它無須條塊側邊垂直，可任意分塊，從而可以分析各種特殊工程地質(zhì)結構的邊坡；允許不同的條塊側邊和底面被賦予不同的強度參數(shù)；它考慮了地下水壓和地震因素對邊坡穩(wěn)定的影響。露天開采安全研究所率先將此方法引入國內(nèi)。在撫順西露天礦邊坡分析中作了具體說明，編制了適用于HPCV型可編程序計算器的匯編語言程序。并將此分析方法推廣到國內(nèi)其他行業(yè)，使該方法得到普遍的應用。

       （6） 滑坡防治技術。①削坡減重，采用自上而下的清理緩坡措施。緩坡起到了穩(wěn)定邊坡的作用。②抗滑樁加固，采用鋼筋混凝土樁加固邊坡。③控制地下水壓變化，地下水是影響邊坡穩(wěn)定的重要因素，多數(shù)邊坡失穩(wěn)破壞都是由于地下水的失控所造成。因此，大量采用了水平放水孔和疏干巷道等方法，降低地下水位，防治邊坡滑落。為此，建立一套水平放水孔設計方法和計算機地下水網(wǎng)絡模型及地下水壓監(jiān)測系統(tǒng)。

       2．1．2 黃土基底排土場邊坡穩(wěn)定性研究

       年月日0：，安太堡露天礦南排土場發(fā)生了大型高速滑坡，一瞬間滑體滑出近m?；麦w積約~萬m3，是我國露天煤礦發(fā)生的滑坡?；缕茐牧似剿饭?、礦區(qū)公路、洗車間、排水溝等設施，損失巨大。我所承擔了滑坡研究和治理工程設計。查清了黃土基底坐落式高速滑坡的機理，提出了清理、削坡減重、治水、局部支擋等綜合治理措施。經(jīng)過治理，邊坡達到了穩(wěn)定，恢復了平朔公路和礦區(qū)公路，僅不繞線恢復平朔公路就節(jié)約資金1億多元。

       在研究以黃土為基底的排土場滑坡中提出了高荷載作用下基底土層演化弱層的概念，并研究了它的形成機理，建立了相應的微觀結構模型。建立了相應的穩(wěn)定性評價方法和工程治理方法。在安太堡礦西排土場和準格爾黑岱溝露天礦北排土場邊坡穩(wěn)定性研究中，應用上述理論進行評價和治理，使排土場的排棄高度增高，排棄容量增大。其中西排土場增高m，容量增加%。

       2．1．3 深入邊坡穩(wěn)定性研究

       進入年代，撫順、阜新、平莊等露天煤礦相繼進入深部開采，邊坡高達m左右，復雜的地質(zhì)條件和開采活動，使邊坡出現(xiàn)多次滑落。

       針對這一問題，從年以來，相繼開展了“撫順西露天礦西北幫到界邊坡穩(wěn)定性研究”（部重點題）和國家“七五”攻關課題“撫順西露天礦北幫邊坡穩(wěn)定性研究”，總結出了座落式滑移、傾倒滑移變形以及曲機楔體三維分析等計算方法。提出了部分區(qū)段適當壓煤減緩到界邊坡境界；水平放水孔和疏干巷道聯(lián)合疏干法降低邊坡內(nèi)部的水壓；局部采用灌漿加固，長錨桿加固和抗滑樁加固工程；加強西區(qū)開采實現(xiàn)內(nèi)部排土等邊坡整治措施，確保邊坡穩(wěn)定。

       年完成了“深大露天邊坡工程評價計算機系統(tǒng)的研究”，編制了包括工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、巖石力學、邊坡變形動態(tài)、穩(wěn)定分析、工程設計CAD軟件。為露天礦實時評價邊坡穩(wěn)定狀態(tài)提供了科學依據(jù)和手段，實現(xiàn)了邊坡管理現(xiàn)代化。

       2．2 邊坡變形監(jiān)測技術及儀器

       常規(guī)的監(jiān)測方法是地表巖移觀測法。該方法只能了解邊坡巖體變形發(fā)展到地表位移后的變化，而無法了解巖層深部的早期變形規(guī)律，以及滑面的位置、變形模式及范圍、變形發(fā)展趨勢等。特別是了解邊坡早期變形的規(guī)律，將為滑坡治理贏得寶貴時間。我所從年開始研究體內(nèi)部變形觀測方法及儀表，經(jīng)過在阜新海州礦、焦坪露天礦和義馬北露天礦的反復試驗，于年研制出應變式滑坡位移傳感器。

       年在應變式滑坡位移傳感器的基礎上，研制成了KS——1型高精度應變式傾斜儀，它既可觀測巖體內(nèi)部變形，又實現(xiàn)了便攜帶、移動式，一機多用。

       在“七五”國家攻關項目“邊坡安全監(jiān)測系統(tǒng)的研制”中，于年由我所主持研制了PSH型雙向伺服加速度計式測斜儀監(jiān)測系統(tǒng)。其中測斜儀是用伺服加速度計（原用于航空設備監(jiān)測）作為測斜元件，在測斜儀中放置兩個相差。角的加速度計，這樣同一個測斜儀就可以同時測量兩個垂直平面的傾斜，完成雙向測斜。該測斜儀配以地面智能測錄儀，記錄測斜儀所測數(shù)據(jù)。

       PSH型測斜儀研制成功以來，先后完成了撫順西露天礦工作幫邊坡、阜新海州礦非工作幫滑坡、安太堡南排土場滑坡、安家?guī)X排土場邊坡、小龍?zhí)恫颊训V西北幫邊坡的邊坡監(jiān)測工作，為邊坡穩(wěn)定分析和滑坡治理提供了可靠的數(shù)據(jù)，近幾年來又研制了測斜儀無纜測試系統(tǒng)和方位儀，進一步完善了PSH型雙向伺服加速度計式測斜儀系統(tǒng)，使測量工作更方便、數(shù)據(jù)更精確。

       年完成了邊坡巖體沉降監(jiān)測裝置的研究，實現(xiàn)了巖體內(nèi)部垂直變形的監(jiān)測。通過測斜儀和沉降儀，使露天礦邊坡監(jiān)測實現(xiàn)了三維動態(tài)觀測。年研制了滑坡中、后期大位移量固定式位移傳感器，實現(xiàn)了邊坡變形中、后期大位移量的監(jiān)測，從而使邊坡地下位移監(jiān)測系統(tǒng)更完善。

       3智能技術的應用研究

       3．1計算機技術在露天礦山的應用

       我所于年代初成立了計算機中心，開始了計算機技術在露天煤礦應用的研究。承擔并完成了“霍林河礦區(qū)B汽車配件計算機管理系統(tǒng)”、“準格爾煤炭工業(yè)公司一期工程（包括煤、電、運）管理系統(tǒng)的可行性研究總體規(guī)劃與系統(tǒng)分析總體設計”、“層狀礦床地質(zhì)模型建立方法及黑岱溝露天礦礦床地質(zhì)模型建立”、“露天礦CAD測量驗收系統(tǒng)”等課題。成果應用于礦山后大大提高了管理水平。特別是“CAD測量驗收系統(tǒng)”應用后節(jié)省了大量現(xiàn)場測量和計算工作，提高了算量的精度和減少了勞動強度。

       從年開始研究露天電鏟卡車優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)，與中國運載火箭研究院北京長征航信衛(wèi)星導航技術有限責任公司聯(lián)合開發(fā)研制了COTOD（科通達）露天礦卡車電鏟優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)。該系統(tǒng)于年在伊敏華能東電煤電有限公司一露天礦投入運行，年通過國家鑒定。

       系統(tǒng)通過對車鏟位置、狀態(tài)、速度、運行方向、時間等信息的采集，實現(xiàn)對車鏟工作位置與狀態(tài)的實時跟蹤、顯示，優(yōu)化調(diào)度車隊運行；及時準確地查詢統(tǒng)計當前生產(chǎn)情況；起到優(yōu)化調(diào)度、準確執(zhí)行生產(chǎn)計劃、提高設備效率和經(jīng)濟效益的作用。

       COTOD系統(tǒng)在伊敏露天煤礦使用以來，使生產(chǎn)效率提高了8%。該系統(tǒng)性能價格比明顯優(yōu)于國外同類產(chǎn)品，填補了國內(nèi)自主開發(fā)露天礦優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)的空白。

       3．2 設備性能測試與生產(chǎn)監(jiān)控技術

       礦山測控技術包括采礦設備的測試和生產(chǎn)過程的監(jiān)控。

       年代各大型露天煤礦引進了大量的大型載重汽車和國產(chǎn)汽車。為測試大型載重汽車的性能和對礦山條件的適應性，我所從日本、瑞士、德國等購置了先進測試儀表，組建了礦用汽車性能測試試驗室。承擔了國務

       院重大裝備辦公室下達的大型自卸汽車性能對比測試、T礦用自卸汽車性能測試、SF——耐寒型t電動輪自卸汽車測試。對汽車基本性能、燃油消耗、振動平順性、在礦山道上運行的適用性等測試近項。

       近年來又把生產(chǎn)過程的監(jiān)控作為研究重點。伊敏河露天礦卡車電鏟優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)研制成功，實現(xiàn)了露天礦電鏟卡車運行狀態(tài)的實時監(jiān)控和調(diào)度。最近研制成功的GL——6kV高壓供電保護柜，主要用于煤礦高壓電動設備6kV中性點不接地供電系統(tǒng)的供電及漏電、過流、短路保護。通過遙測、遙控系統(tǒng)實時監(jiān)測高壓電動設備的電流、電壓值。在伊敏露天礦用該保護柜實現(xiàn)了多臺電鏟供電狀態(tài)的集中控制。

       4展望 年成就碩果累累，令人欣慰，使人振奮。展望未來，擺在我們面前的任務仍十分艱巨。隨著平朔煤炭工業(yè)公司安家?guī)X露天礦、平朔三礦、伊敏煤電公司露天礦二期工程籌建、勝利煤田的開發(fā)和準格爾黑岱溝露天煤礦擴建，將使我國露天采煤業(yè)再上一個新臺階。為此，我們將繼續(xù)改革科研體制，攻克技術難關研究出適合我國大型露天煤礦生產(chǎn)發(fā)展和管理水平的先進技術。要研究適合各種地質(zhì)條件下的開采工藝，特別是無運輸開采工藝；要繼續(xù)深入地進行計算機在露天礦山的應用研究，實現(xiàn)大型露天煤礦生產(chǎn)計劃的計算機設計，生產(chǎn)過程的監(jiān)控和優(yōu)化調(diào)度，提高現(xiàn)代化露天礦的管理水平；將電鏟卡車優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)進一步完善，做好推廣工作；研究硬巖、高段條件下的爆破技術，提高爆破效果，充分發(fā)揮采掘設備的效率；加強邊坡穩(wěn)定性研究和邊坡變形監(jiān)測新型儀表的研制；深入開展礦山地質(zhì)災害和環(huán)境的評價，研究廢棄礦山的綜合利用；加強檢測、監(jiān)測手段與技術的研究；重視實驗手段的建設、更新；在積極開展技術開發(fā)服務的基礎上，加大基礎研究的投入，重視人才培養(yǎng)。

露天礦山進入基建期的條件

       1、進入礦區(qū)的道路鋪設完成，機修、供電、供水、通訊、民用福利設施等修建完成，采礦、選礦或礦物破碎站等加工設備也配置齊全。

       2、露天礦達到設計規(guī)模以前所需完成的開拓及排水工程，主要運輸線路開拓系統(tǒng)溝道及井巷工程和排水疏干工程的井巷工程及排水溝已完成。

       3、已完成露天礦山開拓量及覆蓋層的剝采量。

礦山泥雨季土路養(yǎng)路修路方法

挖截水溝、清理縱向排水溝。

       具體方法如下：1、在有截水溝的路段應先開挖截水溝，以便將路基上方大面積地表水排出路基之外而不侵害路基。2、及時清理縱向排水溝，避免排水溝不暢而使地表水通過邊坡侵入路基，同時亦可降低路基填料含水量。

       礦山指有一定開采境界的采掘礦石的獨立生產(chǎn)經(jīng)營單位。礦山主要包括一個或多個采礦車間或稱坑口、礦井、露天采場等和一些輔助車間，大部分礦山還包括選礦場洗煤廠。

露天礦山植被恢復與重建三大技術介紹？

       露天礦山植被恢復與重建的三大技術包括活氧微粒無土修復技術：

       1. 邊坡治理技術：對于露天礦山來說，邊坡的穩(wěn)定性至關重要。因此，邊坡治理技術是植被恢復與重建的關鍵一步。主要方法包括削坡整平以降低坡高和坡角，邊坡加固和襯砌護坡以增強穩(wěn)定性，以及設計排水溝以減少坡面侵蝕和降低滑坡的可能性。此外，生物護坡法也是一種常用的邊坡治理技術，通過利用生物（如植物）來防護和恢復邊坡的植被。

       2. 土地植被恢復技術：露天礦山開采會破壞原有的地形、地貌和植被，因此需要進行土地植被恢復。這包括在挖損和壓占前對表土進行剝離并存放，待恢復治理時將表土回用并平整，然后進行植被恢復工程。植被恢復的方法可以采用定點植植技術，使相鄰行的定植點錯開，整體成品字形排列。在栽植時，要保證苗干豎直，深淺適當，填土后踩實，并覆上虛土。

       這些技術可以幫助恢復露天礦山的植被，改善土壤環(huán)境，提高土地質(zhì)量，從而實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的恢復和重建。

       3.活氧微粒無土修復技術：是一種在礦山修復、裸露山體邊坡修復工程中常用的技術。以下是其應用方法：

       首先，活氧微?？梢愿纳仆翆迎h(huán)境，避免土壤板結，促進植物生根壯根并增強耐適應性。此外，它還能產(chǎn)生植物激素等多重功能，有助于植物的快速扎根和生長，并能誘導植物產(chǎn)生特定的系統(tǒng)抗性，使植被在各種環(huán)境壓力下，如干旱沙化、低溫寒冷、鹽堿侵蝕以及重金屬污染等方面，表現(xiàn)出更強的生存能力。

       因此，在巖石礦山無土采石場邊坡復綠中，可以使用活氧微粒直接噴播。這種方法既可以在傳統(tǒng)客土噴播時作為補充添加類材料使用，又可以在氣候惡劣、缺少土質(zhì)的地區(qū)內(nèi)，作為植被培育生長的唯一性材料使用。

       請注意，盡管活氧微粒無土修復技術在許多方面都有顯著優(yōu)勢，但在具體應用時仍需要根據(jù)實際情況進行詳細規(guī)劃和實施，以確保達到預期的復綠效果。如有需要，建議咨詢土壤治理和生態(tài)修復專家以獲取專業(yè)意見。

       以上信息僅供參考，具體的應用方式可能因地域、環(huán)境等因素有所不同。在實際操作中，建議咨詢專業(yè)人士，確保安全和效果。

影響露天礦山邊坡穩(wěn)定性的因素主要包括

       在露天礦山的開采過程中，邊坡穩(wěn)定性是一個非常關鍵的問題。為了確保開采的安全和順利進行，需要充分了解影響邊坡穩(wěn)定性的因素。以下是幾個主要因素。

一、地質(zhì)條件

       地質(zhì)條件是影響露天礦山邊坡穩(wěn)定性的最重要因素之一。巖性、斷裂、節(jié)理等都會對巖土體的力學性質(zhì)產(chǎn)生不同的影響。例如，一些巖石由于其自身特性而更容易發(fā)生開裂或是斜坡滑動等情況。

二、工程結構

       露天礦山周圍的工程結構，如擋土墻、排水溝、護坡梁、提升塔等，也會對邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。如果擋土墻的設計不合理，或受損后維修不及時，就可能引起邊坡失穩(wěn)和崩塌。

三、開采方式

       開采方式是影響露天礦山邊坡穩(wěn)定性的一個重要方面。在露天礦山中，采用的開采方法和技術對邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生很大影響。例如，采用爆破方式開采時，爆炸對巖石產(chǎn)生的震動會引起邊坡位移和破壞。

四、降雨等自然災害

       降雨、地震等自然災害都會對巖土體產(chǎn)生影響，同時也會增加邊坡失穩(wěn)的危險性。在露天礦山中，對于自然災害要及時預警并做好預防措施，以保障安全生產(chǎn)。

五、拓展知識

1.全脆巖挖掘的注意事項

       在煤炭、金屬礦等含水脆性巖石露天礦山中，邊坡穩(wěn)定問題更為突出，隨著溜巖、落石等巖體倒塌事件頻發(fā)，影響礦山安全、運營和社會影響愈加嚴重。

       而對于全脆巖地質(zhì)條件下的礦山，需要進行較為復雜的開采工作和生產(chǎn)技術，應具備創(chuàng)新意識，建立完善的礦山規(guī)劃和操作方案，規(guī)范勘探作業(yè)、爆破作業(yè)等環(huán)節(jié)，切實加強對于邊坡的監(jiān)測。

2.巖土力學分析技術

       邊坡穩(wěn)定性的分析需要借助巖土力學優(yōu)化方案。其中可以采用有限元、離散元、CFD（計算流體動力學）、DEM（離散元法）、SPH（光滑粒子濃度法）等技術。

       通過三維數(shù)字礦山、物理模型等手段進行模擬，以便快速分析邊坡穩(wěn)定性，并提供科學的優(yōu)化建議。其中邊坡穩(wěn)定性分析中還需考慮場地水文地質(zhì)情況、結構形式、巖土特性、環(huán)境風險、管理措施等因素。

露天礦山開采施工方案

       一、礦山概況介紹

       本礦山位于XXX，礦區(qū)面積XXX平方公里，設計采礦規(guī)模為XXX萬噸/年。礦山的開采方式為露天開采，主要礦石類型為XXX。礦山地形地貌復雜，海拔最高點為XXX米，最低點為XXX米。礦區(qū)內(nèi)有XXX條季節(jié)性河流，水文地質(zhì)條件較為簡單。

       二、采剝工程計劃

       采剝工程是露天開采的核心環(huán)節(jié)，計劃分三個階段進行。第一階段為準備階段，主要進行地表清理、修筑道路和搭建臨時設施等工作；第二階段為開采階段，根據(jù)礦體的形態(tài)和賦存條件，合理劃分采剝區(qū)域，按照自上而下的順序進行剝離和采礦；第三階段為收尾階段，主要進行邊坡整理、廢石排放和場地恢復等工作。

       三、穿孔爆破方案

       穿孔爆破是露天開采的關鍵環(huán)節(jié)之一，本方案采用中深孔爆破技術。首先進行穿孔作業(yè)，采用潛孔鉆機進行穿孔，鉆孔直徑為XXX毫米，孔深為XXX米；然后進行爆破作業(yè)，采用銨油炸藥進行爆破，單孔裝藥量為XXX千克。爆破后進行安全檢查，確保無殘留爆炸物后進行鏟裝作業(yè)。

       四、鏟裝運輸方案

       鏟裝運輸是露天開采的重要環(huán)節(jié)之一，本方案采用挖掘機和自卸車進行鏟裝和運輸。首先進行鏟裝作業(yè)，采用挖掘機進行挖掘，將礦石裝入自卸車；然后進行運輸作業(yè)，自卸車將礦石運至選礦廠進行處理。運輸過程中要確保道路暢通，防止車輛擁堵和事故發(fā)生。

       五、排土場設計

       排土場是露天開采的重要設施之一，本方案采用山谷型排土場。首先進行場地清理和場地平整工作，然后進行排土作業(yè)，將剝離廢石和廢土排入排土場。排土時要按照設計要求進行分層排土、碾壓和排水等工作，確保排土場穩(wěn)定和安全。

       六、邊坡安全防護

       邊坡安全防護是露天開采的重要措施之一，本方案采用噴漿和排水等措施進行邊坡加固和防護。首先進行邊坡監(jiān)測工作，了解邊坡變形情況和規(guī)律；然后進行噴漿作業(yè)，采用混凝土或砂漿等材料對邊坡進行噴射加固；最后進行排水作業(yè)，設置排水溝和排水管等設施，防止水患對邊坡的影響。

       七、供水和供電方案

       供水和供電是露天開采的基本保障之一，本方案采用當?shù)厮褪须姙橹饕春碗娫础９┧矫妫翰捎卯數(shù)厮畮旌腿人?，通過輸水管線將水引入采礦區(qū)；供電方面：采用市電為主要電源，架設輸電線路從附近變電站引入礦區(qū)。同時，建立備用電源和儲水設施，確保生產(chǎn)安全和穩(wěn)定。

       八、生產(chǎn)安全與環(huán)保措施

       生產(chǎn)安全與環(huán)保是露天開采的重要任務之一，本方案采取以下措施：建立安全生產(chǎn)責任制、定期進行安全檢查、加強員工安全培訓和教育、合理設置安全警示標志等；加強環(huán)保意識教育和管理、建立環(huán)保責任制度、采取有效措施減少廢氣、廢水、廢渣等污染物排放、積極推進清潔生產(chǎn)和節(jié)能減排等工作。

露天礦山的分類和主要生產(chǎn)系統(tǒng)

       按地形和礦床埋藏條件，露天礦山可分為山坡露天礦和凹陷露天礦；按開采工藝，可分為機械開采和水力沖采兩類。水力沖采僅用于開采松軟礦床，使用廣泛的是機械開采。機械開采的露天礦，把礦巖劃分成一定厚度的水平分層(臺階)，自上而下逐層進行剝離和采礦。

       露天礦山的主要生產(chǎn)系統(tǒng)有開拓和運輸系統(tǒng)、穿孔爆破和采裝系統(tǒng)、排土系統(tǒng)、防水和排水系統(tǒng)，以及破碎、選礦、機修、汽修、供電、供水、炸藥制備、尾礦庫等生產(chǎn)車間，有些礦山還有復土造田系統(tǒng)。隨著露天開采技術的發(fā)展和大型采、裝、運設備在露天礦山的推廣應用，露天礦山的機械化水平越來越高，規(guī)模越來越大。