時(shí)間:2023-03-22 17:32:16
序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇地質(zhì)論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
1.引言
中科院與勝利石油管理局聯(lián)合資助的國(guó)家自然基金委“九.五”重點(diǎn)項(xiàng)目“復(fù)雜地質(zhì)體描述理論與方法研究”,已經(jīng)進(jìn)行了好幾年了,其中的方法研究已經(jīng)成熟,我們用該項(xiàng)目研究的偏移方法對(duì)樁西地區(qū)的資料進(jìn)行了試處理,其處理效果可與西方地球物理公司和以色列的PARADIGM帕拉代姆公司的偏移軟件相媲美。
因此,系統(tǒng)地將我們自己研制的復(fù)雜地質(zhì)體深度成像軟件包裝起來,并盡快將其推向市場(chǎng),是迫在眉睫的事情。從去年上半年開始,我們利用AVS/EXPRESS軟件為開發(fā)平臺(tái),克服了一系列包裝技術(shù)難題,終于完成了復(fù)雜地質(zhì)體深度成像軟件CGOD的試用版本1.0。
2.AVS/EXPRESS軟件簡(jiǎn)介
美國(guó)AVS公司是享譽(yù)世界的可視化軟件供應(yīng)商,它的核心產(chǎn)品就是AVS/EXPRESS開發(fā)版,AVS/EXPRESS軟件從1988年起,就一致處于可視化技術(shù)市場(chǎng)的前言。AVS開發(fā)版包括圖形顯示、數(shù)據(jù)可視化、圖象處理、數(shù)據(jù)庫(kù)管理和用戶接口等五個(gè)軟件包,每個(gè)軟件包又有幾十個(gè)功能模塊,這樣就形成了一個(gè)具有交互式開發(fā)功能的先進(jìn)的可視化軟件系統(tǒng)。
AVS在開放性、三維可視化和用戶應(yīng)用軟件包裝等三個(gè)方面,具有很大的優(yōu)勢(shì),它已在氣象、醫(yī)學(xué)、油氣開發(fā)、軍事和工程分析等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛地應(yīng)用。因此,以AVS/EXPRESS軟件為開發(fā)平臺(tái),來完成復(fù)雜地質(zhì)體深度成像軟件的包裝工作是一條行之有效地途徑。
3.復(fù)雜地質(zhì)體深度成像軟件系統(tǒng)CGOD的總體設(shè)計(jì)
復(fù)雜地質(zhì)體深度成像軟件系統(tǒng)CGOD的總體設(shè)計(jì)共分四個(gè)子系統(tǒng),這四個(gè)子系統(tǒng)既可獨(dú)立存在,又可聯(lián)合起來形成一個(gè)統(tǒng)一的軟件系統(tǒng)。每個(gè)子系統(tǒng)又包括許多獨(dú)立的功能模塊,而且模塊的數(shù)量可根據(jù)需要任意增加,當(dāng)某功能模塊需要升級(jí)時(shí),只要將新的模塊替換掉舊的模塊即可,并不影響其他模塊和其他子系統(tǒng)。這四個(gè)子系統(tǒng)分別是:
3.1模型建立:數(shù)據(jù)三維解釋、數(shù)據(jù)網(wǎng)格化、數(shù)據(jù)光滑處理、速度深度模型的建立等,它共包括12個(gè)功能模塊。
3.2速度分析子系統(tǒng):常規(guī)速度分析、百分比掃描速度分析和波動(dòng)方程速度分析等功能,旅行時(shí)計(jì)算、波動(dòng)方程和Kirchhoff深度偏移等,它共包括16個(gè)功能模塊。
3.3數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng):工區(qū)設(shè)置、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換等16個(gè)功能模塊。
3.4三維可視化子系統(tǒng)主要用來質(zhì)量監(jiān)控,它主要完成各種地震數(shù)據(jù)的二維顯示和三維地震數(shù)據(jù)體的顯示、地震層位的顯示、速度深度模型的顯示、旅行時(shí)波前面的顯示等,它共包括6個(gè)功能模塊。
4.利用AVS/EXPRESS軟件實(shí)現(xiàn)CGOD軟件的全面集成
由于復(fù)雜地質(zhì)體深度成像軟件功能模塊比較多,而且編寫時(shí)所用的語(yǔ)言各不相同,所以要想將他們包裝在一起,必須有一個(gè)好的軟件平臺(tái)。另外,復(fù)雜地質(zhì)體深度成像軟件還包括許多顯示模塊,特別是三維可視化模塊,用一般軟件實(shí)現(xiàn)起來比較困難。AVS軟件不僅在這兩方面功能強(qiáng)大,而且利用AVS軟件開發(fā)用戶界面也比較方便,因此我們確定了:以AVS軟件為主,同時(shí)盡量吸收其他圖形軟件的長(zhǎng)處來最大效率地完成此軟件的包裝工作的具體思路。包裝工作分以下幾步:
充分利用AVS的模塊開發(fā)功能,實(shí)現(xiàn)CGOD軟件的模塊封裝。
充分利用AVS的用戶界面開發(fā)庫(kù),實(shí)現(xiàn)CGOD軟件的用戶交互界面。
充分利用AVS的數(shù)據(jù)可視化開發(fā)庫(kù),實(shí)現(xiàn)CGOD軟件的三維可視化。
充分利用AVS的數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件庫(kù),實(shí)現(xiàn)CGOD軟件的數(shù)據(jù)管理。
將AVS與其他開發(fā)軟件的庫(kù)函數(shù)連接在一起,實(shí)現(xiàn)地震剖面顯示和并行算法等功能。
4.1實(shí)現(xiàn)CGOD軟件的模塊封裝
AVS/EXPRESS軟件的模塊封裝功能是十分強(qiáng)大的,它可以實(shí)現(xiàn)不同語(yǔ)言的混合編程工作。在CGOD軟件的集成過程中,我們充分利用了AVS的混合編程優(yōu)勢(shì),從而完成了五十多個(gè)功能模塊的封裝工作,這些模塊的源代碼分別用FORTRAN、C、C++、MOTIF和MPI等語(yǔ)言編寫而成。
4.2實(shí)現(xiàn)CGOD軟件的用戶交互界面
AVS/EXPRESS軟件的用戶界面開發(fā)庫(kù),內(nèi)容豐富,可滿足各種應(yīng)用軟件的交互控制技術(shù)。在我們的CGOD軟件中,交互控制界面有六十多個(gè),包括軟件主界面,功能模塊交互接口等,我們?nèi)渴怯肁VS來實(shí)現(xiàn)的。
CGOD主菜單
模型建立子系統(tǒng)
SEGY輸出交互界面
4.3實(shí)現(xiàn)CGOD軟件的三維可視化功能
剖分和插值是三維可視化技術(shù)的基礎(chǔ)部分。Delaunay剖分是剖分的最重要技術(shù),它包括2D_Delaunay剖分和3D_Delaunay剖分等。
2D_Delaunay剖分,首先將一些離散點(diǎn)連成三角形網(wǎng),然后給出每個(gè)三角形的相鄰信息,并將這些信息用一個(gè)N*7的矩陣表示出來,當(dāng)三角形三個(gè)頂點(diǎn)的順序已經(jīng)確定,則鄰近三角形的序號(hào)也相應(yīng)確定。這樣便給出了已知離散點(diǎn)所在曲面的三角形網(wǎng)格描述。
3D_Delaunay剖分的原理與2D_Delaunay剖分基本相同,它首先將一些離散點(diǎn)連成四面體網(wǎng),然后給出每個(gè)四面體的相鄰信息,隨后將這些信息用一個(gè)N*9的矩陣表示出來,當(dāng)四面體四個(gè)頂點(diǎn)的順序已經(jīng)確定,則鄰近四面體的序號(hào)也相應(yīng)確定。利用這些四面體網(wǎng)格可形成一個(gè)凸多面體,找出凸多面體的外表面就可生成一個(gè)二維三角形網(wǎng)格,這些三角形網(wǎng)格便給出了已知離散點(diǎn)所在復(fù)雜地質(zhì)體的形態(tài)描述。
離散光滑插值技術(shù)的基本原理如下:在一個(gè)建立了相互之間連接的網(wǎng)格內(nèi),如果網(wǎng)格上的點(diǎn)不獨(dú)立,即它們滿足某種約束條件,則其它結(jié)點(diǎn)上的值可以通過解一個(gè)線性方程組得到。
利用AVS/EXPRESS軟件強(qiáng)大的三維可視化功能和上面所講的Delaunay剖分以及離散光滑插值技術(shù),我們實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜地質(zhì)體深度成像軟件的三維可視化技術(shù),此技術(shù)包括六個(gè)部分:
地震剖面的變面積、變密度和彩色顯示
解釋層位的立體顯示三維數(shù)據(jù)體的立體顯示,并可實(shí)現(xiàn)三維數(shù)據(jù)體的任意旋轉(zhuǎn)、放大、切割和任意方向的剖面顯示。
三維數(shù)據(jù)體和解釋層位的綜合顯示
速度分析過程的綜合顯示(包括速度譜、道集和地震剖面)
地震電影的動(dòng)態(tài)顯示(包括任意方向的切片等)
地震剖面的變面積顯示
三維數(shù)據(jù)體的立體顯示
解釋層位立體顯示
三維數(shù)據(jù)體切片顯示
4.4數(shù)據(jù)管理功能的實(shí)現(xiàn)
AVS/EXPRESS軟件可實(shí)現(xiàn)與ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)的連接和各種數(shù)據(jù)的管理功能。在CGOD中,我們充分利用了AVS在這方面的優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)了CGOD中各種地震數(shù)據(jù)的綜合管理功能,這些數(shù)據(jù)包括三維地震數(shù)據(jù)體、速度分析數(shù)據(jù)、三維立體解釋數(shù)據(jù)和各種中間結(jié)果等。
4.5AVS軟件與其他開發(fā)軟件的混合編程,并實(shí)現(xiàn)地震剖面顯示和并行算法
通過AVS與其他庫(kù)函數(shù)的連接,我們實(shí)現(xiàn)了變面積地震剖面、速度分析交互界面和MPI并行算法的編程,從而解決了AVS/EXPRESS軟件與MOTIF軟件、MPI軟件的混合編程問題,為不同軟件發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)開辟了一條有效途徑。
常規(guī)速度分析交互界面
沿層速度分析交互界面
三維交互解釋系統(tǒng)
5.結(jié)論
通過上面的分析我們可以看出,復(fù)雜地質(zhì)體深度成像軟件經(jīng)AVS繼承之后,具有如下優(yōu)點(diǎn):
軟件方法新穎,處理結(jié)果明顯。
用戶界面友好,全部實(shí)現(xiàn)圖形用戶界面。
軟件結(jié)構(gòu)靈活,可根據(jù)需要隨時(shí)將功能模塊進(jìn)行替換、修改和升級(jí)。
三維可視化子系統(tǒng)功能強(qiáng)大,可實(shí)現(xiàn)三維數(shù)據(jù)體的任意切割和動(dòng)態(tài)顯示。
實(shí)現(xiàn)了MOTIF、MPI、C++等語(yǔ)言的混合編程技術(shù),充分發(fā)揮了不同開發(fā)軟件的優(yōu)勢(shì)。
因此,利用AVS軟件來實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用程序的集成是一種行之有效的途徑,它不僅能夠滿足各種應(yīng)用軟件的集成需要,而且可以具有強(qiáng)大的三維可視化功能。另外,利用AVS軟件實(shí)現(xiàn)應(yīng)用軟件集成效率極高,可以節(jié)省大量人力物力。
6.參考文獻(xiàn)
BowyerA1981ComputingDiechletTessellation:TheComputerJournal24(2)
劉宏復(fù)雜地質(zhì)體三維地質(zhì)模型建立及顯示
1.2貴州省的地質(zhì)災(zāi)害概況貴州省位于我國(guó)西南部,地處云貴高原東部,地勢(shì)西高東低,平均海拔約1100m。省內(nèi)多山,是我國(guó)山地面積所占比例最高的?。ㄕ?2%)。值得注意的是,貴州省巖溶地貌發(fā)育非常好,喀斯特出露面積高達(dá)10.91萬(wàn)km2,占全省國(guó)土面積的61.95%,是世界上巖溶地貌發(fā)育最典型的地區(qū)之一。貴州省地貌復(fù)雜,以山地丘陵為主(占總面積的92.5%),全省山高坡陡地形險(xiǎn)峻,溝壑密布地貌復(fù)雜,是我國(guó)唯一一個(gè)沒有平原的內(nèi)陸省區(qū)。從地質(zhì)條件來看,貴州省特有的地理、地質(zhì)、氣候、水文條件致使貴州省地質(zhì)環(huán)境十分脆弱,屬于地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)、高發(fā)區(qū)域,具有“災(zāi)種齊全,災(zāi)害嚴(yán)重,隱患多廣,發(fā)生頻繁”的特點(diǎn),外加省內(nèi)切坡開挖、坑道洞室開挖、蓄水飲水、亂抽排地下水、棄渣堆土等對(duì)地質(zhì)環(huán)境破壞較大的人類工程活動(dòng)日益強(qiáng)烈,極易引發(fā)大量的地質(zhì)災(zāi)害,是國(guó)家地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃的重點(diǎn)防治區(qū)域。貴州省地質(zhì)災(zāi)害損失重且隱患點(diǎn)非常多。僅“十一五”期間,貴州省先后發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害1606起,其中滑坡1029起,崩塌338起,泥石流37起,地面塌陷89起,地裂113起,共造成332人死亡,直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)3.47億元。目前全省已知地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)共10992處,。貴州省地質(zhì)災(zāi)害有以下幾個(gè)特點(diǎn):地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量多,地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)也多,為全國(guó)之最;斜坡類地質(zhì)災(zāi)害占全省地質(zhì)災(zāi)害的畢生較大;自然因素仍是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主導(dǎo)因素,但近幾年隨著人類活動(dòng)的加劇,人為因素導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害也越來越多;地質(zhì)災(zāi)害多以中小型為主,大型、特大型相對(duì)較少,但形成的災(zāi)情在重大級(jí)以上的卻不少。
2貴州省主要地質(zhì)災(zāi)害的形成機(jī)制及危害
貴州省地形以山地和丘陵為主,因此貴州省地質(zhì)災(zāi)害類型也多為斜坡類和地裂類為最多,其中最主要的災(zāi)害有滑坡、崩塌、泥石流、地裂、地面塌陷等。此外,石漠化作為貴州特有的一種地質(zhì)環(huán)境問題,也將在本節(jié)單獨(dú)說明。
2.1滑坡滑坡是指斜坡上的土體或巖石體受到河流或雨水沖刷等因素的影響,在重力作用下沿著坡面向下滑動(dòng)的自然現(xiàn)象。由于貴州省多山地丘陵且氣候濕潤(rùn)多雨,易導(dǎo)致滑坡發(fā)生?;沦F州省最常見的地質(zhì)災(zāi)害,也是造成死亡人數(shù)和經(jīng)濟(jì)損失最多的地質(zhì)災(zāi)害。1988年晴隆大廠鎮(zhèn)發(fā)生滑坡使周圍兩個(gè)村鎮(zhèn)被埋,損失達(dá)500萬(wàn)元。貴州省內(nèi)發(fā)生的滑坡主要分布在中東和中西部地區(qū),此外北部和中南部也屬于滑坡危險(xiǎn)地帶。許湘華利用權(quán)重線形組合模型(WLC)對(duì)滑坡災(zāi)害的危險(xiǎn)性分區(qū)做了研究,認(rèn)為貴州省內(nèi)滑坡低危險(xiǎn)區(qū)、中危險(xiǎn)區(qū)、高危險(xiǎn)區(qū)和極高危險(xiǎn)區(qū)分別占貴州省總面積的近四分之一。全省危險(xiǎn)程度較高?;碌男纬珊艽蟪潭仁怯扇祟惢顒?dòng)不當(dāng)引發(fā)的。主要分為以下幾類:露天開采的設(shè)計(jì)不合理,尤其是露采場(chǎng)邊坡角度過大極易引發(fā)滑坡;固體廢棄物(如礦渣等)不適當(dāng)堆積也較容易引起滑坡?;略斐傻奈:κ謬?yán)重,主要表現(xiàn)在:人員傷亡,財(cái)產(chǎn)損失;毀壞房屋,掩埋村落;堵塞交通、破壞水利設(shè)施;毀壞耕地。
2.2崩塌崩塌一般是指較陡斜坡上的巖土體在重力作用下的突然崩落,它也是貴州省最主要的地質(zhì)災(zāi)害之一,主要分布在西部的六盤水市、畢節(jié)市以及北部的遵義市,而在東部地區(qū)相對(duì)較少。崩塌的特點(diǎn)是突發(fā)性強(qiáng)、且易引發(fā)其它災(zāi)害。貴州省多高山陡坡,許多村寨都處于崩塌威脅之下。崩塌最初多是由山體不同程度的開裂引起的。一般崩塌前會(huì)有一些前兆,如:崩塌體的后部出現(xiàn)一些小的裂縫;有土塊掉落,大小崩塌時(shí)髦發(fā)生;坡面出現(xiàn)土石的剝落。根本原因一方面在于巖石的貫通性較好,此外,人類不規(guī)范的礦山開采活動(dòng)也會(huì)加劇并引發(fā)崩塌災(zāi)害。礦山崩塌造成危害主要為致死、致傷人畜,毀壞房屋,毀壞公路,中斷交通運(yùn)輸?shù)?,?duì)其下村寨、工礦居民、村民的生活生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。據(jù)統(tǒng)計(jì),崩塌事件在礦區(qū)年年都有發(fā)生,并且潛在危害較大。
2.3泥石流泥石流是指在山區(qū)或其它地形險(xiǎn)峻的地區(qū),因?yàn)楸┯暌鸬纳襟w滑坡并攜帶有大量漏水以及石塊的特殊洪流。泥石流具有突然性以及流速快,流量大,物質(zhì)容量大和破壞力強(qiáng)等特點(diǎn)。泥石流的物源主要分兩種,一種是滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害形成的松散堆積體,它們?nèi)菀自诒┯甑淖饔孟滦纬赡嗍鳛?zāi)害。二是由于礦山在開采過程中產(chǎn)生的礦渣或礦產(chǎn)品加工、冶煉中產(chǎn)生的棄渣不合理堆放,這些礦渣在災(zāi)害性降水作用或人為水體作用下形成泥石流。后者是貴州省的泥石流的主要類型,約占總數(shù)的85%。礦山泥石流的危害主要有:沖毀城鎮(zhèn)、工廠、礦山、村落等;造成人畜死亡;破壞農(nóng)作物、耕地;污染土壤等;此外。泥石流有時(shí)也會(huì)淤塞河道,嚴(yán)重時(shí)還能引起水災(zāi),是山區(qū)最嚴(yán)重的自然災(zāi)害。
2.4地裂地裂主要是指由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的土地開裂,它在地表發(fā)育,在構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈的地區(qū)或者地下開采資源的地區(qū)容易產(chǎn)生極大的危害。礦區(qū)的地表容易產(chǎn)生地裂縫,根本原因是地下進(jìn)行的大規(guī)模的開采活動(dòng)導(dǎo)致礦井頂板變成產(chǎn)生一定張裂,進(jìn)行發(fā)展成較大的地裂縫。地裂造成的危害也是相當(dāng)大的,主要表現(xiàn)在以下幾方面。毀壞房屋。這種情況在煤礦開采區(qū)更為普遍。影響地下資源的開發(fā)和利用。因?yàn)榈亓芽p為地表水向地下滲透提供了通道,尤其雨季時(shí)礦井經(jīng)常由于被淹而停產(chǎn)。毀壞耕地、林地。有的裂縫成群發(fā)育且規(guī)模非常大,導(dǎo)致該地段耕地荒蕪,甚至威脅牛、馬、羊群的生命。
2.5石漠化“石漠化”一詞最早由貴州科學(xué)院蘇維詞提出,與“荒漠化”概念相區(qū)別,石漠化土地特指在亞熱帶濕熱環(huán)境下喀斯特地區(qū)特有的土地類型,土石按照一定比例交互存在于石灰?guī)r山丘中,在陷穴、巖隙中有不同厚薄的土層覆蓋,而在突起的部分多裸巖分布。石漠化過程主要發(fā)生在陡坡耕地上,它的發(fā)展直接導(dǎo)致山區(qū)耕地面積的大量減少。據(jù)統(tǒng)計(jì),貴州省在1974~1979年間,石漠化面積增加了624km2,平均每年喪失的耕地面積占全省耕地總面積的1.6%,且石漠化速度仍在加快。土地石漠化的成因主要有幾個(gè)方面:碳酸鹽巖的搞風(fēng)蝕能力強(qiáng),不易風(fēng)化,這是發(fā)生土地石漠化的最基本的要素;貴州省多山區(qū),地面起伏大,不利于水土保持;貴州省的降雨多集中在春夏兩季,而此時(shí)農(nóng)作物尚處于幼苗時(shí)期,坡土得不到充分的覆蓋,加劇了土地石漠化的發(fā)展;貴州省農(nóng)業(yè)人口增長(zhǎng)過快,加重了土地的負(fù)擔(dān),使得西南地區(qū)陷入了“人口增加—過度開墾—土壤退化—石漠化擴(kuò)展—經(jīng)濟(jì)貧困”的惡性循環(huán)之中。
3貴州省地質(zhì)災(zāi)害的防治及管理中出現(xiàn)的問題
3.1貴州省地質(zhì)災(zāi)害的總體成因分析總結(jié)上文對(duì)貴州省滑坡、崩塌、泥石流、地裂等主要地質(zhì)災(zāi)害連同石漠化的分析,發(fā)現(xiàn)它們的形成機(jī)制在許多方面是相似的。
1)貴州省的地質(zhì)背景是種類地質(zhì)災(zāi)害的根本要素。首先,貴州省地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,處于斷層斷裂交匯地帶上,地震較為頻繁,巖層松散,構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈,易導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。其次,貴州省的巖石多為碳酸鹽巖類,此類巖石具有搞風(fēng)華能力強(qiáng)但易溶解的特點(diǎn)。在潮濕的地區(qū)容易溶解造成地面塌陷、崩塌等災(zāi)害,而在相對(duì)干旱地區(qū)由于其較高的抗風(fēng)化性而加劇土地的石漠化。由此可以,碳酸鹽巖的地貌一方面形成了貴州省獨(dú)特的喀斯特地貌,另一方面,卻也為貴州省的種類地質(zhì)災(zāi)害提供了基礎(chǔ)。
2)降雨量充沛是地質(zhì)災(zāi)害的主要誘發(fā)因素之一。貴州省氣候濕潤(rùn)多雨,降雨量非常大,且特別集中。而暴雨極易引發(fā)滑坡等災(zāi)害。郭振春對(duì)1993~2000年貴州省地質(zhì)災(zāi)害的月份作了統(tǒng)計(jì),發(fā)現(xiàn)貴州省的地質(zhì)災(zāi)害全年均有發(fā)生,多集中在4~8月,尤其是6~7月(4~8月占91.7%,其中6~7月占62.1%)。而貴州省的雨季集中于春夏之交,降雨最在5~7月最大。記錄中也顯示有多起大型地質(zhì)災(zāi)害是由暴雨引發(fā)的。此外,貴州省地下水系也特別發(fā)育,斜坡土體長(zhǎng)期被浸泡而導(dǎo)致軟化、溶蝕,容易引發(fā)崩塌、地裂和地面塌陷。
3)各種不規(guī)范的工程活動(dòng)是貴州省地質(zhì)災(zāi)害的人為誘因。值得一提的是,除了自然因素外,人為因素在貴州省地質(zhì)災(zāi)害中所占的分量雖然較小但也呈現(xiàn)出逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)。人類活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境影響主要有:毀林開荒對(duì)植被的破壞很大,是導(dǎo)致水土流失的重要因素,進(jìn)而可引發(fā)滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害;礦產(chǎn)資源的開采不合理,尤其是一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)礦山的開采,不顧及礦山的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和采礦技術(shù),對(duì)礦區(qū)也沒有進(jìn)行合理規(guī)劃,容易引發(fā)地裂、地面塌陷、礦井涌水等災(zāi)害。許多災(zāi)害還造成了嚴(yán)重的人身傷心和經(jīng)濟(jì)損失;工程建設(shè)設(shè)計(jì)不合理,只追求效率,忽視了工程中的安全問題和環(huán)境問題。非常容易導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。
3.2關(guān)于貴州省地質(zhì)災(zāi)害防治的思考地質(zhì)災(zāi)害對(duì)于貴州省無(wú)論經(jīng)濟(jì)發(fā)展還是居民安全都造成了極大的威脅,要針對(duì)貴州省地質(zhì)災(zāi)害的特點(diǎn)及其誘因進(jìn)行防治。
2滑坡解譯
2.1遙感數(shù)據(jù)源和解譯方法GoogleEarth影像在研究區(qū)的覆蓋情況較好,大部分區(qū)域有Quickbird(0.6m)、Worldview-2(0.5m)和Geoeye-1(0.5m)等高精度影像,只有少部分區(qū)域?yàn)镾pot-5(5m)影像(圖2)?;陆庾g直接在GoogleEarth軟件三維視圖下進(jìn)行,采用添加多邊形的方式直接進(jìn)行滑坡的解譯。由于研究區(qū)面積較大,為了避免遺漏和重復(fù)解譯,全區(qū)被劃分為34小塊,逐一對(duì)每小塊進(jìn)行解譯,如圖2所示。為了后期滑坡分布規(guī)律統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性,將滑坡滑源區(qū)和堆積區(qū)分別用不同的多邊形表示,并賦予相同的滑坡編號(hào)。所有解譯的滑坡多邊形都放在同一個(gè)文件夾下,解譯完成后將該文件夾存為KLM格式文件,再由GlobalMapper軟件轉(zhuǎn)換為Shapefile文件。
2.2解譯標(biāo)志區(qū)別于其他植被覆蓋較茂密的區(qū)域,黃土高原地區(qū)植被稀少,地表光禿,通過以下影像特征可以較容易識(shí)別出滑坡。(1)圈椅狀滑坡后壁滑坡后壁是滑坡解譯最直接的解譯標(biāo)志。海原地震滑坡發(fā)生已有90多年,雖然經(jīng)歷了長(zhǎng)期的水土侵蝕和人工改造,但由于海原地震觸發(fā)的滑坡后壁都很高陡,其圈椅狀特征仍然非常明顯,在影像上呈弧狀深色調(diào),尤其在GoogleEarth三維視圖下,較容易識(shí)別出滑坡(圖3)。圈椅狀滑坡后壁是本次遙感解譯中最主要的解譯標(biāo)志。(2)影像紋理黃土斜坡在遙感影像上一般呈現(xiàn)與等高線平行的連續(xù)條狀紋理,滑坡位置條狀紋理會(huì)突然錯(cuò)位或者中止(圖4),是識(shí)別黃土滑坡的重要標(biāo)志。(3)堰塞湖大量規(guī)模較大的海原地震滑坡堵斷河流形成堰塞湖,共有43處保留至今,主要集中分布在西吉縣境內(nèi)。在影像上堰塞湖呈深色調(diào),容易識(shí)別,可以作為地震滑坡的輔助解譯標(biāo)志(圖5)。
2.3解譯結(jié)果利用上述解譯標(biāo)志,我們前期在研究區(qū)共解譯滑坡805處。2012年7-8月對(duì)其中473處滑坡進(jìn)行了野外驗(yàn)證,這473處全部被證明為滑坡。在野外調(diào)查的基礎(chǔ)上,我們進(jìn)行了第二次補(bǔ)充解譯,最終確定滑坡為1000處,如圖6所示。滑坡總面積102.6×106m2,其中滑源區(qū)總面積45.2×106m2,堆積區(qū)總面積57.4×106m2。最小滑坡面積755m2,最大滑坡面積2.3×106m2,平均面積102.5×103m2(圖7)。從圖6可以看出,地震滑坡主要集中分布于兩個(gè)區(qū),海原縣東南部和西吉縣西南部,其中后者分布滑坡最多,約有600處滑坡分布在該區(qū)域。此外,絕大多數(shù)滑坡都分布在發(fā)震斷裂的西南側(cè),僅有14處滑坡分布在東北側(cè)。需要說明的是,由于海原地震距離現(xiàn)在已經(jīng)有90年,大量地震觸發(fā)的中小型滑坡由于后期自然和人為改造已經(jīng)無(wú)法通過遙感解譯辨別出來,因此海原地震觸發(fā)的滑坡應(yīng)該要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于1000處,本研究解譯的1000處滑坡是規(guī)模較大或后期改造較小,滑坡形態(tài)保持較好的滑坡。
2.4黨家岔滑坡和地震堰塞湖位于西吉縣城大約30km的黨家岔滑坡(35°50''''3″N,105°27''''38″E)是海原地震觸發(fā)的大規(guī)模、低角度、高速、遠(yuǎn)程災(zāi)難性滑坡的最典型代表。該滑坡為黃土滑坡,滑體由同一山脊的兩部分組成,如圖8所示?;孪妊刂鴾瞎瓤焖龠\(yùn)移了約2km,直至溝口主河,再順主河向下游運(yùn)動(dòng)了約1.1km。滑坡壩堵塞主河,形成了一個(gè)長(zhǎng)約5km,寬約400m的堰塞湖,是海原地震觸發(fā)堰塞湖中保留至今規(guī)模最大的,滑坡體積約1500萬(wàn)m3。該滑坡滑源區(qū)原始坡度約20°,前后高差僅約170m,卻總共運(yùn)動(dòng)了約3100m,其視摩擦角僅0.05,表現(xiàn)出了非常大的運(yùn)動(dòng)性。ZhangDX等[23]通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和大量環(huán)剪試驗(yàn)認(rèn)為主要是由于地震過程中黃土液化和孔隙水壓力導(dǎo)致該滑坡具有大的運(yùn)動(dòng)性。
3地震滑坡分布規(guī)律
地震滑坡的分布主要受到地震參數(shù)、地質(zhì)構(gòu)造背景和地形地貌等因素的影響和控制。本文擬從震中距離、地震烈度、發(fā)震斷層距離、高程、坡高、坡度和坡向等參數(shù)來分析海原地震滑坡的分布規(guī)律。統(tǒng)計(jì)分析利用ARCGIS9.3的Spatiala-nalysis功能完成,分別將滑坡滑源區(qū)多邊形與對(duì)應(yīng)參數(shù)進(jìn)行疊加,統(tǒng)計(jì)滑源區(qū)面積在各參數(shù)內(nèi)的百分比。
3.1震中距離與地震滑坡分布不同的研究人員確定的海原地震的震中位置差別較大,本文以蘭州地震研究所確定的海原縣干鹽池(36°39″N,105°17″E)為震中位置(見圖6)。利用ARCGIS9.3軟件,以5km為間隔統(tǒng)計(jì)地震滑坡的分布情況,結(jié)果如圖9所示。地震滑坡距離震中最大距離約140km。與大部分地震滑坡不一樣,海原地震滑坡并不是距離震中越近滑坡就越多,大部分(67%)的滑坡分布于距離震中80~100km范圍,這說明海原地震滑坡主要不受震中距離控制。
3.2地震烈度與地震滑坡分布海原地震震中位置地震烈度達(dá)到Ⅻ度,本研究解譯滑坡分布范圍為Ⅸ~Ⅻ度范圍。統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn),滑坡分布密度隨地震烈度遞減,47.4%的滑坡位于Ⅸ度區(qū),35.0%的滑坡位于Ⅹ度區(qū),10.3%的滑坡位于Ⅺ度區(qū),而Ⅻ度區(qū)內(nèi)滑坡最少,占總滑坡的7.3%(圖10)??梢姠?、Ⅹ度區(qū)內(nèi)的滑坡要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于Ⅺ和Ⅻ度區(qū),而且Ⅺ和Ⅻ度區(qū)內(nèi)滑坡總體上較小,這可能主要由于Ⅺ和Ⅻ度區(qū)主要為六盤山脈(見圖6),黃土厚度較小或?yàn)榛鶐r出露。
3.3斷層距離與地震滑坡分布發(fā)震斷層矢量化于1:50萬(wàn)地質(zhì)圖,并根據(jù)遙感影像特征進(jìn)行了局部修改,如圖6所示。以5km為間隔對(duì)地震滑坡與發(fā)震斷裂的關(guān)系進(jìn)行統(tǒng)計(jì),結(jié)果如圖11所示。地震滑坡具有兩個(gè)集中分布區(qū),即0~5km(22.0%)和40~70km(66.8%)范圍,分布對(duì)應(yīng)海原縣和西吉縣集中分布區(qū),其中40~70km范圍內(nèi)地震滑坡最多。兩集中分布區(qū)之間為六盤山脈,可見地震滑坡還主要受到地層巖性和地形地貌等因素的影響。
3.4高程與地震滑坡分布高程數(shù)據(jù)來源于ASTERG-DEM,ASTERG-DEM單元格大小為30m,高程標(biāo)準(zhǔn)差為7~14m。整個(gè)研究區(qū)高程范圍為1245~2992m,而地震滑坡的滑源區(qū)分布范圍為1407~2423m,且集中分布于1800~2200m高程范圍(90.3%)。
3.5斜坡高度與地震滑坡分布斜坡高度由ASTERG-DEM數(shù)據(jù)利用ArcGIS軟件計(jì)算得來,即斜坡坡底至坡頂?shù)母叱滩睢U麄€(gè)研究區(qū)斜坡高度范圍為0~496m,而地震滑坡滑源區(qū)斜坡高度范圍為0~224m,且集中分布于15~100m坡高范圍(74.0%)。
3.6坡度與地震滑坡分布斜坡坡度也由ASTERG-DEM數(shù)據(jù)利用ArcGIS軟件計(jì)算得來。整個(gè)研究區(qū)地形坡度都較小,91.6%的范圍斜坡坡度都小于20°,而地震滑坡滑源區(qū)的坡度范圍為0°~41°,且集中分布于5°~20°坡高范圍(87.9%)。
3.7坡向與地震滑坡滑向分布關(guān)系整個(gè)斜坡坡向由ASTERG-DEM數(shù)據(jù)計(jì)算得來,整個(gè)研究區(qū)斜坡坡向分布比較均勻,而地震滑坡滑向是ArcGIS軟件里逐個(gè)量取得來,二者分布關(guān)系見圖15??梢姷卣鸹碌膬?yōu)勢(shì)滑向?yàn)?0°~80°和260°~330°。結(jié)合滑坡的整體分布位置,即大部分滑坡分布于震中東南方向和發(fā)震斷裂的西南方向(圖15),則地震滑坡的滑向主要是朝向震中和發(fā)震斷裂方向,這正好與汶川地震觸發(fā)滑坡的規(guī)律相反。
4討論
上述滑坡分布統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明,海原地震滑坡的空間分布主要受高程、坡高、坡度、坡向等地形地貌因素的控制,而與距震中距離、距發(fā)震斷層距離、地震烈度等地震本身因素相關(guān)性較小。海原地震滑坡的空間分布規(guī)律與汶川地震滑坡相差較大,汶川地震滑坡主要受發(fā)震斷層的控制,可能主要是由于兩地震發(fā)震斷裂性質(zhì)和觸發(fā)滑坡類型不同的緣故。汶川地震發(fā)震斷層為逆沖走滑型,而海原地震發(fā)震斷裂主要為左旋走滑型。汶川地震滑坡主要為巖質(zhì)滑坡,而海原地震觸發(fā)滑坡主要為黃土滑坡。陳永明等[30]認(rèn)為黃土厚度對(duì)黃土地震滑坡有重要影響,滑坡厚度越大,黃土滑坡的規(guī)模也就越大,西吉縣境內(nèi)滑坡的集中分布,也可能是由于該處黃土厚度較其它地方厚的緣故。前述研究表明,海原地震滑坡普遍發(fā)生在坡度較緩的斜坡上且運(yùn)動(dòng)距離較遠(yuǎn)。許多研究人員都試圖對(duì)其機(jī)制進(jìn)行解釋。袁麗霞[22]對(duì)西吉縣境內(nèi)的滑坡進(jìn)行了調(diào)查和室內(nèi)試驗(yàn)研究,認(rèn)為由于非飽和黃土中大量孔隙的存在,地震中地下水位迅速上升,導(dǎo)致孔隙水壓力陡增,在地震作用下,黃土瞬間液化導(dǎo)致低角度高速遠(yuǎn)程滑坡的發(fā)生。在遙感解譯中,我們發(fā)現(xiàn)位于固原縣西北約14km的石碑塬滑坡黃土液化的特征最為明顯(圖16)。該滑坡原始坡度非常緩,只有2°~5°,其滑動(dòng)距離則達(dá)1500m。圖16顯示滑坡表面呈排列整齊的波浪狀,液化流動(dòng)特征非常明顯,是黃土液化的重要證據(jù)。
1.2主觀原因我國(guó)有限的礦山資源,使得眾多小煤礦為了求得生存,或者寄生于大型國(guó)營(yíng)礦山,或者不得不與其進(jìn)行資源的爭(zhēng)奪,出現(xiàn)了大礦山上被挖小礦山的情況,由此導(dǎo)致了透水、瓦斯泄漏等等現(xiàn)象。部分礦山為了增加煤礦產(chǎn)量,一味地追求經(jīng)濟(jì)利益,而嚴(yán)重忽視了礦區(qū)的安全生產(chǎn)工作,誘發(fā)眾多地質(zhì)災(zāi)害,同時(shí)腐敗現(xiàn)象屢見不鮮。
2煤礦地質(zhì)災(zāi)害的防治方法
2.1加大災(zāi)害宣傳和教育力度為防治煤礦地質(zhì)災(zāi)害,政府及有關(guān)部門應(yīng)該對(duì)煤礦地質(zhì)的防災(zāi)工作予以足夠的重視,在全社會(huì)加強(qiáng)對(duì)相關(guān)知識(shí)的宣傳和教育,通過多種形式的教育活動(dòng),引導(dǎo)全社會(huì)重視,提高社會(huì)的防災(zāi)意識(shí)和災(zāi)后自救能力。與此同時(shí),相關(guān)單位和人員可以通過實(shí)地調(diào)查的開展,對(duì)煤礦的地質(zhì)災(zāi)害和災(zāi)情進(jìn)行深入研究,以便及時(shí)掌握災(zāi)害實(shí)情,更新災(zāi)害防治方法和技術(shù),引導(dǎo)全民防災(zāi),保證其積極性和主動(dòng)性,做好準(zhǔn)備和防御工作,在災(zāi)害來臨時(shí)做到有條不紊,以最大程度的減輕災(zāi)難損失。
2.2保證煤礦開采的合理性近年來,我國(guó)已經(jīng)頒布了煤礦開采的法律法規(guī),如《環(huán)境保護(hù)法》《礦產(chǎn)資源法》,相關(guān)從業(yè)人員也應(yīng)該嚴(yán)格遵照規(guī)定,進(jìn)行規(guī)范作業(yè),以提高地質(zhì)災(zāi)害的防治效率,盡量減少甚至避免高危動(dòng)作。與此同時(shí),礦管部門要對(duì)煤礦開采的監(jiān)管予以足夠的重視,有效結(jié)合礦山的承受力及其周圍環(huán)境的實(shí)際條件,堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展,對(duì)煤礦資源進(jìn)行合理開采,而不是一味追求經(jīng)濟(jì)效益,以實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的有效保障。
2.3提高煤礦開采技術(shù)和效率當(dāng)前我國(guó)由于技術(shù)水平的限制,在煤礦開采過程中仍舊出現(xiàn)較多的問題,無(wú)法實(shí)現(xiàn)煤礦地質(zhì)災(zāi)害的技術(shù)防御。比如,選用合適的礦井模型和采掘工程,可以防止發(fā)生井下水災(zāi);通過保證開采方法的合理性,在自燃煤層的開采過程中,減少丟煤狀況,并通過密實(shí)充填或者灌漿等措施,抑制煤礦的自燃。在開采煤礦的過程中,要對(duì)采區(qū)進(jìn)行合理布局,并通過加強(qiáng)防護(hù)的方式,減少礦壓,以有效避免煤體破裂或者冒頂情況。此外,通過保證采取規(guī)模以及回風(fēng)方式的合理性,實(shí)現(xiàn)對(duì)開采方法的優(yōu)化,提高煤礦的開采水平和效率。
2.4建立健全地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)由于煤礦地質(zhì)災(zāi)害存在一定的規(guī)律性,國(guó)家技術(shù)部門可以對(duì)其加以預(yù)測(cè)。因此,國(guó)家地質(zhì)部門等相關(guān)單位和人員要加強(qiáng)地質(zhì)的勘探,盡快建立健全災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng),并結(jié)合礦區(qū)的實(shí)際情況,在了解相關(guān)采掘資料的基礎(chǔ)上,進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào),并采取有針對(duì)性的措施。需要注意的是,煤礦地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)預(yù)警工作存在長(zhǎng)期性和艱苦性,只有切實(shí)做好這項(xiàng)工作,才能防患于未然,才能從根本上減輕地質(zhì)災(zāi)害造成的直接或者間接損失。
2.5完善政府的領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任和工作通過研究地質(zhì)災(zāi)害的底數(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)其發(fā)育分布規(guī)律的了解和掌握,以做好易發(fā)災(zāi)區(qū)與危險(xiǎn)區(qū)域的圈定工作,并在此基礎(chǔ)上完成防治計(jì)劃的制定;組織相關(guān)人員進(jìn)行定期的研究和檢查,做到以防為主,實(shí)現(xiàn)綜合治理;通過地質(zhì)災(zāi)害防治體系和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的建立和完善,加強(qiáng)對(duì)煤礦開采的行政聶帥帥
(山西省煤炭地質(zhì)勘查研究院管理;為了實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,要建立一套健全的信息系統(tǒng),并通過適時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào),減輕由于地質(zhì)災(zāi)害的突發(fā)性而造成的影響和損失。
2.6因地制宜,開展綜合防治由于地質(zhì)災(zāi)害類型的差異,相應(yīng)的治理措施與方法也不盡相同,為增強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害的防御和抵抗,需要與發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域規(guī)律相結(jié)合,并通過嚴(yán)格的工程措施的采取,配合生物措施,實(shí)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的有效防治,并保證防治工作的綜合性。另外,通過快速救援隊(duì)的建立,及時(shí)救助災(zāi)區(qū),最大限度的降低災(zāi)害損失。同時(shí),通過各族人民的團(tuán)結(jié)、互助,更快、更好地完成災(zāi)后重建工作,恢復(fù)礦區(qū)生產(chǎn)。
2對(duì)巖土水理的性質(zhì)進(jìn)行測(cè)試及研究
巖土由于受到地下水的影響,兩者之間發(fā)生反應(yīng),這時(shí)巖土就會(huì)表現(xiàn)出一些性質(zhì),這種性質(zhì)就是巖土的水理性質(zhì)。該性質(zhì)包含許多特性,例如透水性、給水性、容水性等,它們對(duì)巖土的三態(tài)有著很大的影響作用。巖土中的地下水能夠有許多方式存在于其中,比較典型的有承壓水、上層滯水、巖溶水和孔隙水,前兩種是按照埋藏條件劃分的,后兩種是依據(jù)水層的空隙性質(zhì)劃分的。然而不僅巖土的水理性質(zhì)會(huì)因?yàn)榈叵滤嬖诘男问蕉兴绊?,具體的程度不盡相同,而且該性質(zhì)也會(huì)受到巖土類型的影響。為了能夠?qū)σ院罂赡墚a(chǎn)生改變的地下水量進(jìn)行及時(shí)的觀測(cè),方便在施工中進(jìn)行有效的處理措施,需要對(duì)巖土的水理性質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)試。不僅建筑本身的穩(wěn)定可能會(huì)因?yàn)閹r土的某些水理性質(zhì)而發(fā)生改變,巖土本身也可能由于某些性質(zhì)產(chǎn)生特性的改變。為了能夠有效的對(duì)地質(zhì)性質(zhì)等情況進(jìn)行全面的評(píng)價(jià),就必須重視對(duì)巖土水理性質(zhì)的測(cè)試。
3巖土工程由于地下水的原因引起的危害
3.1巖土工程因地下水位變化引起的危害
在巖土工程中,地下水對(duì)其造成的危害很多,其中主要的危害原因有地下水位的上升、地下水位的下降以及地下水頻繁的升降等。很多因素都會(huì)造成潛水位的上升,例如地質(zhì)、水文氣象、溫度或者人類行為等因素。巖土工程產(chǎn)生的危害可能不是單一因素引發(fā)的,而是多種因素共同作用的結(jié)果。土壤的鹽漬化、沼澤化等的形成都是由于不斷上升的潛水位造成的,建筑下邊的巖土或者地下水可能會(huì)對(duì)其進(jìn)行腐蝕。此外,巖土還可能產(chǎn)生軟化、流砂等不良的地質(zhì)現(xiàn)象。人們的一些行為,例如對(duì)地下水無(wú)節(jié)制的開采,對(duì)下游的地下水進(jìn)行截取等都可能會(huì)使地下水的水位下降。一些經(jīng)常出現(xiàn)的地質(zhì)危害、貧乏的地下水源以及地下水的水質(zhì)不斷的惡化等,都是由于地下水的下降幅度超出了正常范圍引起的。這些危害對(duì)人們的生活環(huán)境以及建筑物等都有很大的影響。針對(duì)那些膨脹性的巖石,它們的膨脹會(huì)受到不斷升降的地下水影響,從而發(fā)生不均勻的變形。巖石的變形會(huì)由于不斷升降的地下水而重復(fù)的進(jìn)行著,并且隨著重復(fù)次數(shù)的增多變化的幅度也逐漸的增加。這種現(xiàn)象的發(fā)生就會(huì)使地面出現(xiàn)裂縫,不斷的損害輕小型的建筑物。土質(zhì)也會(huì)受到地下水升降的影響,不斷變化的地下水會(huì)減少土質(zhì)層中的一些膠結(jié)物,最終將都會(huì)流失,從而使土質(zhì)沒有膠結(jié)性,就會(huì)非常的松動(dòng)。巖土的承載能力會(huì)受到含水量的影響,不斷變大的空隙導(dǎo)致承載力越來越低,使得巖土工程的工作產(chǎn)生很大的困難。
3.2巖土工程受地下水動(dòng)壓力作用產(chǎn)生的危害
動(dòng)水壓力在自然狀況下不會(huì)有很強(qiáng)的作用,幾乎不會(huì)造成任何的危害。但是這只是在自然的狀況下,如果遇到人為的干擾,修建的巖土工程打破了原有的動(dòng)力平衡,使一些條件得到了改變,這時(shí)遇到比較強(qiáng)的移動(dòng)水時(shí),產(chǎn)生比較強(qiáng)的動(dòng)水壓力,就會(huì)使得巖土工程受到很大的損害。這些危害現(xiàn)象一般都包括流砂、基坑突涌或者是管涌等。對(duì)于這些危害現(xiàn)象,相關(guān)的部門應(yīng)該對(duì)其形成的原因進(jìn)行細(xì)致的研究,通過研究做出合理的治理對(duì)策,使其對(duì)巖土工程造成的危害能夠及時(shí)的被解決。
(2)地下水位下降帶來的危害。我國(guó)屬于多地形多氣候環(huán)境,很多地區(qū)都缺水嚴(yán)重,地表水不足,地下水位明顯下降,從而導(dǎo)致整個(gè)地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,這些是由于氣候干旱帶來的水位下降,從而影響了巖土層,影響施工操作;同時(shí),還有一些水位下降是由于地表一些工廠施工,抽取了大量了地下水,造成地下水位明顯下降,也會(huì)直接危害到后續(xù)的建筑施工,從而使得水源越來越少,環(huán)境受到嚴(yán)重威脅,建筑工程受到阻礙。
(3)地下水位影響巖土結(jié)構(gòu)帶來的危害。水文地質(zhì)變化是影響巖土結(jié)構(gòu)的主要因素,而且這種變化是沒有規(guī)律的、隨機(jī)的,地下水位如果忽高或者忽低,就容易造成巖土結(jié)構(gòu)發(fā)生變形,導(dǎo)致地表開裂,對(duì)建筑物帶來?yè)p害,水位上升時(shí),巖土結(jié)構(gòu)變得松軟,強(qiáng)度低,使得低沉易于壓縮,這就會(huì)造成建筑物下沉和變形;而數(shù)位下降時(shí),巖土結(jié)構(gòu)就會(huì)變得堅(jiān)硬,強(qiáng)度增高,使得地基隨之而下降,從而造成地表建筑下沉,遭到損壞。
2解決水文地質(zhì)帶來的危害的具體措施
(1)對(duì)地下水位變化危害的解決措施。地下水位的上升和下降都會(huì)直接影響巖土結(jié)構(gòu),影響水源分布,進(jìn)而影響了建筑物地基的穩(wěn)定性,所以,在工程地質(zhì)勘察中,要高度觀察地下水位的變化,結(jié)合周圍環(huán)境和氣候的變化,密切注意巖土層隨地下水位變化的規(guī)律,從而制定出切實(shí)可行的預(yù)先規(guī)劃和施工方案,對(duì)發(fā)生意外的情感做好預(yù)測(cè)措施,使得建筑物所承受的危害降到最低。
(2)水源性質(zhì)危害的解決措施。在實(shí)際的水文地質(zhì)勘察過程中,地下水由于會(huì)和巖土結(jié)構(gòu)發(fā)生相互作用,從而影響巖土層的含水量,使得巖土結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,進(jìn)而對(duì)建筑物帶來安全隱患,所以,在勘察時(shí),要注意定期的對(duì)地下水進(jìn)行取樣和監(jiān)測(cè),使得巖土含水量變化可以更好的被監(jiān)測(cè),對(duì)地下水進(jìn)行綜合的分析,得出可靠的數(shù)據(jù),以便于可以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題,從而做出正確的解決措施,降低安全隱患。
(3)評(píng)價(jià)機(jī)制不足的解決措施。完善的水文地質(zhì)評(píng)價(jià)體系可以提高勘察質(zhì)量和水平,所以,勘察部門要提高工作人員的技術(shù)水平和責(zé)任意識(shí),不斷完善工程勘察的評(píng)價(jià)機(jī)制,從而提高管理水平,使得水文地質(zhì)勘察工作更為高效和準(zhǔn)確,對(duì)地下水位的監(jiān)控更為嚴(yán)格,確保對(duì)各類問題可以做出正確的預(yù)防和解決措施,從而有助于建筑工程的施工規(guī)劃,提高建筑工程的穩(wěn)定性。
(4)地下水性質(zhì)變化的解決措施。在勘察過程中,對(duì)地下水自身的性質(zhì)分析也是非常重要的,地下水的PH值、硬度等相關(guān)因素的變化,也會(huì)對(duì)巖土結(jié)構(gòu)和建筑工程帶來一定的危害,為此,必須要對(duì)地下水的性質(zhì)做出準(zhǔn)確的分析,找出性質(zhì)變化與巖土結(jié)構(gòu)變化的規(guī)律,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,確保將風(fēng)險(xiǎn)降到最低,全方位的保證建筑施工可以有序開展。
四井田地處青藏高原,由于新近系以來,該區(qū)圖1整個(gè)井田及構(gòu)造以及井田沿地層傾向剖面Q—第四系;ENX—古近系古始新統(tǒng)西寧群;J3X—侏羅系上統(tǒng)享堂組;Jy—侏羅系中統(tǒng)窯街組(Jy3、Jy2、Jy1依次代表該組的上、中、下段);Jd—侏羅系下統(tǒng)大西溝組;TM—三疊系上統(tǒng)默勒群圖2井田勘探線剖面域受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈上升,保留了第四紀(jì)冰期形成的凍土至今。多年凍土在井田內(nèi)成連續(xù)分布,凍土層厚30~90m。按埋藏條件井田內(nèi)地下水可分為凍結(jié)層上水和凍結(jié)層間水,凍結(jié)層上水主要是季節(jié)性凍融層內(nèi)水,該層厚度在1.5~0m,接受大氣降水和多年凍土層融化水補(bǔ)給,靠地表徑流和蒸發(fā)排泄。凍結(jié)層下水主要指多年凍土層以下基巖裂隙承壓水。由于多年凍土層的存在,阻斷了基巖裂隙承壓水與地表水的水力聯(lián)系,地下水的補(bǔ)給和排泄只能通過井田的融區(qū)進(jìn)行。因此融區(qū)的分布成為江倉(cāng)四井田控制水文地質(zhì)特征眾多因素中最重要的因素。井田融區(qū)有3種,第1種是受河流侵蝕作用和地表水熱力溶融作用形成的侵蝕溶融區(qū),主要分布在南部江倉(cāng)河床及岸邊;第2種是斷層融區(qū),主要分布在大斷層F8、F1沿線。第3種是融凍剝蝕融區(qū),主要分布在井田周圍山區(qū)基巖。
1含水層的劃分及特征
從鉆孔水文觀測(cè)資料分析,井田內(nèi)泥巖、炭質(zhì)泥巖、炭質(zhì)粉砂巖及煤層呈不含水反應(yīng),砂巖多呈含水反應(yīng)。但由于泥巖、炭質(zhì)泥巖、炭質(zhì)粉砂巖及煤層厚度變化巨大,煤層頂?shù)装鍘r性的多樣性,要在井田內(nèi)含煤地層進(jìn)行含水層劃分較困難,只能將煤層視為相對(duì)隔水層,結(jié)合鉆孔抽水資料和煤層沉積規(guī)律及相對(duì)穩(wěn)定的8、12、16、20號(hào)煤層作為劃分含水層的依據(jù),將井田內(nèi)地層劃分為5個(gè)含水層和5個(gè)隔水層。各含水層水文地質(zhì)特征見表2。
2隔水層特征
2我國(guó)煤炭煤礦發(fā)展中的問題
隨著需求產(chǎn)量的增加,開采速度的加快,一些水、火、瓦斯、煤塵、頂板等煤礦自然災(zāi)害對(duì)煤礦的安全產(chǎn)生了嚴(yán)重的威脅。我國(guó)整體開發(fā)技術(shù)比較落后,雖然國(guó)營(yíng)煤礦機(jī)械化已經(jīng)普及,但是由于大量私營(yíng)煤礦追求利益,導(dǎo)致開采技術(shù)落后,在加快開采過程中由于深度不斷加大,導(dǎo)致水害、塌方、瓦斯爆炸災(zāi)害時(shí)有發(fā)生。在煤炭開采的過程中帶來的環(huán)境問題日趨嚴(yán)重,主要原因是煤炭開采等活動(dòng)破壞了植被、耕地,造成了生態(tài)環(huán)境的破壞、失衡。由于煤礦附近采煤排出的矸石、廢渣、尾礦也侵占了大量土地,煤礦排水污染了地下水資源,造成了土地荒蕪,地下水遭到了污染,對(duì)我國(guó)的環(huán)境造成了嚴(yán)重破壞。對(duì)于煤礦環(huán)境的問題,我們應(yīng)該制定煤礦環(huán)境保護(hù)方案,對(duì)煤礦中產(chǎn)生的廢水、廢渣進(jìn)行回收、利用,以減少由于煤礦生產(chǎn)而引起的環(huán)境問題。應(yīng)減少由煤炭開采帶來的環(huán)境污染,發(fā)展對(duì)煤炭的深加工,對(duì)廢水、廢渣進(jìn)行循環(huán)利用,提高煤炭經(jīng)濟(jì)效益,減少我國(guó)的煤炭資源浪費(fèi)。
3煤炭對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,對(duì)煤炭的需求在各行業(yè)隨處可見。在我國(guó),1500m左右的煤炭總資源量大約有4萬(wàn)億噸,已探明的可開采出來的有2萬(wàn)億噸。而天然氣、石油,由于資源賦存條件與勘探、開采困難等原因,在很長(zhǎng)的一段時(shí)間里很難做到大幅度增產(chǎn)。但是,隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對(duì)資源的需求也越來越大,煤炭在需求中占有的比例也越來越大,所以煤礦開發(fā)的效率以及煤炭資源的利用也就成為了煤炭行業(yè)產(chǎn)量發(fā)展的關(guān)鍵。因此,我國(guó)煤炭行業(yè)的發(fā)展需要繼續(xù)開展煤礦地質(zhì)勘探工作,而且,高效、經(jīng)濟(jì)的煤礦開采工作也是煤炭可持續(xù)發(fā)展的有力保障。進(jìn)入21世紀(jì)以來,隨著煤炭勘探技術(shù)的發(fā)展,我國(guó)科研工作者積極開展煤炭及相關(guān)領(lǐng)域地質(zhì)理論和技術(shù)方法的研究,加強(qiáng)煤田地質(zhì)基礎(chǔ)研究,加強(qiáng)與國(guó)際煤炭勘探技術(shù)的合作和交流,為煤炭資源調(diào)查、煤田地質(zhì)勘查以及相關(guān)煤層氣提供了系統(tǒng)的理論支撐和技術(shù)支撐,促進(jìn)了煤炭行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
2.儲(chǔ)集層儲(chǔ)集層在地殼中分布廣泛且集中,成為儲(chǔ)集層包括兩個(gè)條件,一是必須具大量的孔隙,能夠效地容納流體;二是必須能夠使流體在儲(chǔ)集層中流動(dòng),同時(shí)具備過濾流體和滲透流體的能力。儲(chǔ)集層主要包括碎屑巖類、碳酸鹽巖類、火山巖、變質(zhì)巖、泥巖等。
(1)碎屑巖儲(chǔ)集層碎屑巖儲(chǔ)集層由砂巖和礫巖構(gòu)成。目前地質(zhì)界發(fā)現(xiàn)的最重要的儲(chǔ)集層是碎屑巖儲(chǔ)集層,目前發(fā)現(xiàn)的新生代陸相盆地、中生代陸相盆地大多屬于碎屑巖油氣儲(chǔ)集層。
(2)碳酸鹽巖儲(chǔ)集層碳酸鹽巖的主要成分為:石灰?guī)r、白云巖、生物碎屑灰?guī)r等。碳酸鹽儲(chǔ)集層主要分為孔隙、溶洞和裂縫。孔隙近乎等軸狀,主要是指顆粒間形狀細(xì)小的空隙;溶洞是孔隙經(jīng)過溶解后擴(kuò)大后的結(jié)果。孔隙和溶洞又可統(tǒng)稱為孔洞??锥匆环矫婵梢云鸬接蜌鈨?chǔ)集的效果,另一方面也作為流體的通道存在。裂縫就是伸長(zhǎng)的儲(chǔ)集孔隙,能夠儲(chǔ)集一定數(shù)量的油氣,起到流體通道的作用。
3.蓋層蓋層指的是防止油氣上溢并封隔儲(chǔ)集層的巖層,能夠及時(shí)阻礙油氣溢散。儲(chǔ)集層周圍的蓋層的好壞也可以影響儲(chǔ)集層的保持時(shí)間和聚集效率,蓋層的分布范圍和發(fā)育層位直接影響到油氣田的位置和區(qū)域。所以,對(duì)蓋層的勘察也是石油勘探的重要依據(jù)。蓋層巖石主要包括鹽巖、泥頁(yè)巖、致密灰?guī)r以及膏巖等,其主要特征就是孔隙度極低,對(duì)于流體的滲透明顯的抑制作用。
二、區(qū)域特征分析
(1)大陸邊緣區(qū)域大陸的邊緣因?yàn)榈貧さ倪\(yùn)動(dòng),形成了成藏的絕佳條件。地殼的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致了膏鹽層的發(fā)育,形成了儲(chǔ)蓋層的組合。些大陸的裂解之后,逐漸發(fā)育成為富油氣區(qū)。在對(duì)深水中的沙礫碎屑結(jié)構(gòu)的研究發(fā)現(xiàn),砂質(zhì)碎屑流比濁流沉積形成的砂體范圍更大、分布更廣。
(2)克拉通正向構(gòu)造區(qū)域克拉通大型正向構(gòu)造是長(zhǎng)期發(fā)育的古代隆起,其圈閉和構(gòu)造發(fā)育較早,持續(xù)接受烴類供給,使得后期成為烴類聚集的指向區(qū)域,從而構(gòu)成了生烴排聚和圈閉組合。此外,由于大型的古隆起具特殊地形地貌,同時(shí)還能夠?yàn)榈貙蛹鉁鐜Ш蜏\水高能沉積相帶的發(fā)育提供利條件。通過后期暴露遭受剝蝕和淋濾等沉積和成巖作用的控制進(jìn)而形成了優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層的發(fā)育和分布。
1.2煤田地區(qū)的礦井防治水工作依舊得到了很好的發(fā)展隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對(duì)于煤礦能源的需求逐漸增加,煤炭行業(yè)開始出現(xiàn)了事業(yè)的發(fā)展期,但是由于長(zhǎng)時(shí)間的開采很多大型的煤田上部的資源已經(jīng)開始枯竭,為了滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要,開始實(shí)行深部的能源開采工作。深部開采工作不僅對(duì)開采技術(shù)提出了更高的要求,還會(huì)給地下環(huán)境造成一定的影響,因此在能源開采中開始重視煤礦的防治水工作,延長(zhǎng)礦井的使用壽命,為社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。各個(gè)地方的政府部門開始結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡V井情況來制定相關(guān)的防治水方案,投入大量的資金來加強(qiáng)地下環(huán)境的保護(hù),減少能源開采帶來的不利影響。例如山西省的礦業(yè)集團(tuán)開始將防治水以及水文地質(zhì)勘查作為未來發(fā)展的重點(diǎn),利用先進(jìn)的治理技術(shù)來緩解煤田地區(qū)的自然環(huán)境,實(shí)現(xiàn)資源的持續(xù)發(fā)展。
1.3煤田地區(qū)的環(huán)境問題引起了重視由于長(zhǎng)期不規(guī)范的開采行為,使得煤田地區(qū)的水土環(huán)境受到極大的傷害,當(dāng)?shù)鼐用竦纳钜彩艿接绊?。在建立資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的條件下,各地的發(fā)展開始重視自然環(huán)境的保護(hù)。國(guó)家加大了對(duì)煤田地區(qū)的資金投入,針對(duì)不同地區(qū)的自然環(huán)境制定了相應(yīng)的工作計(jì)劃,在發(fā)展當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的同時(shí)也應(yīng)該重視地質(zhì)環(huán)境的保護(hù),這樣才能更好更快地實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的健康持續(xù)發(fā)展。
1.4煤田地區(qū)受到各級(jí)部門的重視在煤田地區(qū)生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞的條件下,各級(jí)政府為了適應(yīng)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的理念,開始轉(zhuǎn)變煤礦開采的管理,將水文地質(zhì)勘查工作作為工作的重心。例如很多地方的政府部門開始擴(kuò)大對(duì)大型煤礦地區(qū)的水文地質(zhì)勘查范圍,根據(jù)勘查的結(jié)果來制定相應(yīng)的煤炭開采計(jì)劃。國(guó)家財(cái)政還針對(duì)現(xiàn)今各大煤礦區(qū)的實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況設(shè)置了專門的水文地質(zhì)勘查項(xiàng)目經(jīng)費(fèi),為煤田的今后的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。設(shè)置的水文地質(zhì)勘查機(jī)構(gòu)需要對(duì)各地煤田的具體情況進(jìn)行調(diào)查并記錄,政府資金的支持以及部門的協(xié)助,可以大大改善煤田地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境。
2煤田地質(zhì)勘查中的水文地質(zhì)問題
2.1缺乏水資源制約了當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展我國(guó)煤炭資源與水資源的分布呈現(xiàn)反比的關(guān)系,煤炭資源越豐富的地方水資源越少。北方地區(qū)占據(jù)90%的煤炭資源,但水資源僅僅只是30%,煤炭資源豐富的晉、陜以及寧等地區(qū)的水資源比例不足10%。一般煤礦地區(qū)的用水要借助水利工程,僅僅依靠小流域的水資源無(wú)法滿足當(dāng)?shù)氐膶?shí)際需要,人們的生活受到直接的影響。山西、陜西以及寧夏等煤礦資源豐富的地區(qū),水資源嚴(yán)重缺乏,煤礦地區(qū)水資源的總和遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能與新疆和內(nèi)蒙地方比較。改革開放之后我國(guó)煤礦地區(qū)的水文地質(zhì)工作受到直接的影響,水文地質(zhì)勘查的水平比較落后,這些都制約了煤田地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)的調(diào)查,我國(guó)十幾個(gè)大型煤礦區(qū)需要的水資源高達(dá)296mm3/d,實(shí)際供水只有150mm3/d,水資源缺少的地區(qū)不僅會(huì)阻礙煤礦事業(yè)的發(fā)展,還會(huì)給當(dāng)?shù)鼐用竦娜粘I钤斐上喈?dāng)大的危害。
2.2水害事故的威脅我國(guó)大部分北方的煤田地區(qū)的下部具有含水層,隨著煤礦開采深度的不斷增加,水害給地下煤礦造成了嚴(yán)重的威脅。含水層下大概有200億t的煤礦資源,一旦在開采的過程中發(fā)生了水害,工作人員的生命安全會(huì)受到更大的威脅。在能源供需矛盾越來越突出的環(huán)境下,增加煤礦開采的深度是必然的發(fā)展趨勢(shì),在20年內(nèi),我國(guó)大概有200多個(gè)礦井遭到了水害,死亡人數(shù)達(dá)1000多人,給國(guó)家造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。由于在煤礦開采過程中忽視了水文地質(zhì)的勘查工作,對(duì)于地下環(huán)境沒有正確的認(rèn)識(shí),增加了開采工作的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù),當(dāng)?shù)鼐用竦呢?cái)產(chǎn)安全以及生命安全都受到威脅。煤田地區(qū)常年發(fā)生水害,既大大降低了煤礦的使用壽命,又為水文地質(zhì)工作的開展帶來極大的干擾。要想真正減少水害對(duì)煤礦的危害,需要實(shí)行規(guī)范的開采行為,重視水文地質(zhì)的勘查工作,收集充足的水問地質(zhì)資料是開采工作的基礎(chǔ)和前提。
2.3礦區(qū)環(huán)境受到嚴(yán)重的污染煤田地區(qū)的生活用水以及生產(chǎn)用水會(huì)使得水文地質(zhì)條件發(fā)生很大的改變,地下水位相比較之前有了很大幅度的上升,但是淺水區(qū)的水量減少,長(zhǎng)期的抽水行為使得路面開始出現(xiàn)沉降的現(xiàn)象,加重了當(dāng)?shù)氐娜彼?。根?jù)相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì),在2010年,因?yàn)槊旱V的不規(guī)范開采造成的沉降面積已經(jīng)多達(dá)60萬(wàn)km2,沉降的面積每天都在持續(xù)增長(zhǎng),煤田地區(qū)的生態(tài)環(huán)境越來越惡劣。我國(guó)西部地區(qū)的煤炭地區(qū)本身自然環(huán)境較差,再加上水資源的缺乏嚴(yán)重阻礙了當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展。
3解決水文地質(zhì)問題的具體措施
3.1將水文地質(zhì)勘查作為煤礦開采的基礎(chǔ)和前提隨著工業(yè)的不斷發(fā)展,對(duì)于煤炭資源的需求也越來越大,大部分的煤炭開采企業(yè)過分重視產(chǎn)量而忽視了水文地質(zhì)勘查在開采中的重要地位,給當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境以及居民的日常生活造成直接的影響??茖W(xué)合理的開采應(yīng)該是建立在水文地質(zhì)勘查的基礎(chǔ)上,只有清楚了解當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)情況,才能在開采的過程中規(guī)避很多的風(fēng)險(xiǎn),提高開采的質(zhì)量和效率,減少開采工作對(duì)自然環(huán)境造成的危害。當(dāng)代的煤礦開采企業(yè)要想實(shí)現(xiàn)自身的健康發(fā)展,必須要堅(jiān)持以水文地質(zhì)勘查作為基礎(chǔ)和前提,這樣才能在保證經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí),減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染,實(shí)現(xiàn)人與自熱的和諧相處,符合社會(huì)發(fā)展的要求。
3.2重視水文地質(zhì)勘查技術(shù)與方法的研究和應(yīng)用先進(jìn)的水文地質(zhì)勘查技術(shù)和方法是實(shí)現(xiàn)煤炭行業(yè)健康長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的關(guān)鍵,因此現(xiàn)代的煤礦工業(yè)要重視新技術(shù)和新方法的研究和應(yīng)用,借助科學(xué)技術(shù)的力量來提高勘查的精準(zhǔn)性。水文地質(zhì)勘查的研究?jī)?nèi)容主要包括生態(tài)環(huán)境的治理、煤礦開采過程中處理水害的方法、高效勘查技術(shù)的研究、水文地質(zhì)勘查水平以及煤炭資源的分布等等,加強(qiáng)這些方面的研究不僅可以充分了解煤田地區(qū)的水文地質(zhì)環(huán)境,還能大大提高勘查的水平,為當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件。
3.3不斷創(chuàng)新勘查的標(biāo)準(zhǔn)滿足實(shí)際發(fā)展的需要現(xiàn)在我國(guó)使用的大部分勘查的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范都是在幾十年之前制定,為我國(guó)的水地質(zhì)勘查做出了很大的貢獻(xiàn),但是隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展,其中很多的內(nèi)容與實(shí)際情況已經(jīng)有很大的出入,無(wú)法真正發(fā)揮相應(yīng)的指導(dǎo)作用。現(xiàn)今的煤礦開采企業(yè)應(yīng)該在科學(xué)技術(shù)的支持下不斷進(jìn)行創(chuàng)新,根據(jù)發(fā)展的實(shí)際需要制定相關(guān)的勘查標(biāo)準(zhǔn),提高勘查的質(zhì)量和效率。在注重水文地質(zhì)勘查工作的同時(shí)還要采取規(guī)范化的開采方式,降低煤礦開采的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。
3.4重視煤礦地區(qū)的水害治理工作煤炭資源在不斷開采的過程中會(huì)逐漸出現(xiàn)衰竭,為了滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要,加大開采的深度是必然的手段,深部開采對(duì)于工作人員的生命安全威脅更大需要加強(qiáng)工作中的安全防護(hù)。現(xiàn)在的深度開采主要是受到水害的威脅,煤礦區(qū)的深處含水層結(jié)構(gòu)遭到破壞,會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的自然災(zāi)害,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。為了提高煤炭開采工作的安全性,當(dāng)?shù)亻_采企業(yè)應(yīng)該加強(qiáng)日常的防治水工作,根據(jù)巖石的具體情況來制定保護(hù)計(jì)劃,保證工作人員以及開采設(shè)備的安全,提高開采的質(zhì)量和效率。工作人員在開采的過程中遇到水害,要保持冷靜,及時(shí)采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施,盡量保證自身的安全以及減少經(jīng)濟(jì)損失。
4煤田水文地質(zhì)勘查工作中的注意事項(xiàng)
4.1煤炭水文地質(zhì)的設(shè)計(jì)問題
4.1.1水文地質(zhì)勘查的準(zhǔn)備工作水文地質(zhì)勘查的準(zhǔn)備工作主要包括兩個(gè)方面:①收集相關(guān)的資料,在正式開始勘查工作之前需要對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件、勘查地區(qū)的地質(zhì)條件以及相關(guān)的評(píng)價(jià)資料有一定的了解,分析和研究當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)資料之后制定相應(yīng)的數(shù)據(jù)圖;②設(shè)計(jì)人員應(yīng)該進(jìn)行實(shí)地考察,在考察的過程中獲取足夠的資料和信息,進(jìn)一步的實(shí)地考察還能對(duì)之前收集的資料實(shí)行驗(yàn)證,分析比對(duì)之后確定最終的結(jié)果,保證信息的真實(shí)性和完整性是開展勘查工作的基礎(chǔ)和前提。
4.1.2資料的整理和審查水文地質(zhì)勘查資料的整理和審查主要包括以下四個(gè)方面的內(nèi)容:①設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐恼邅韺?duì)收集來的結(jié)果進(jìn)行判定,特別是以往水文地質(zhì)勘查的質(zhì)量;②判斷最終的勘查結(jié)果是否符合規(guī)定,施工前核對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)之后開始工作,在勘查的過程中還要進(jìn)行數(shù)據(jù)的補(bǔ)充;③在數(shù)據(jù)審查的過程中以原始數(shù)據(jù)以及綜合鑒定表為基礎(chǔ),表格中的煤層深度、厚度以及質(zhì)量等等都要進(jìn)行比較,審核完之后確定匯總表中的所有數(shù)據(jù);④水文地質(zhì)中的抽水試驗(yàn)是否符合相關(guān)的要求,觀察和記錄水文地質(zhì)環(huán)境的變化,采樣調(diào)查煤田地區(qū)的水質(zhì)情況,根據(jù)水資源的實(shí)際情況來制定具體的勘查方式。
4.2工程布置中應(yīng)該注意的問題鉆孔工程中的小孔都應(yīng)該有各自的作用,盡可能實(shí)現(xiàn)一孔多用,減少工程量。專業(yè)的水文孔以及工程地質(zhì)條件需要符合設(shè)計(jì)的要求,應(yīng)該在水文地質(zhì)工作之前完成。水文孔以及工程地質(zhì)孔都應(yīng)該與煤田的內(nèi)部結(jié)構(gòu)一致,與資源的分布情況相關(guān)聯(lián),這樣才能為下階段的勘查工作準(zhǔn)備條件。抽水試驗(yàn)是水文地質(zhì)勘查工作中并不可少的一個(gè)環(huán)節(jié),一般會(huì)在一個(gè)孔中進(jìn)行兩次抽水試驗(yàn),保證試驗(yàn)結(jié)果可靠性。在抽水試驗(yàn)中要注意水位的變化,通過直線法來獲取相應(yīng)的數(shù)值。
4.3水文地質(zhì)勘查報(bào)告中應(yīng)該注意的問題煤炭地質(zhì)勘查中的測(cè)量、測(cè)井以及填圖等工作需要經(jīng)過相關(guān)部門的審核,只有審核通過的數(shù)據(jù)才能記錄在勘查報(bào)告中。在水文地質(zhì)勘查工作中要在第一時(shí)間獲得地質(zhì)資料以及原始資料,整理和分析資料來編制地質(zhì)報(bào)告。最終的地質(zhì)報(bào)告不僅要滿足生產(chǎn)部門以及投資者的需要,更重要的是要真正反映當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)情況,明確體現(xiàn)出勘查的程度。報(bào)告中的結(jié)論需要大量的證據(jù),要包含文字和圖片,全方面展現(xiàn)水文地質(zhì)勘查的結(jié)果。但是現(xiàn)在很多的工作人員為了刻意迎合生產(chǎn)的需要,會(huì)對(duì)勘查的結(jié)果做適當(dāng)?shù)男薷模@種行為會(huì)大大影響到后期的煤礦開采工作,埋下了安全隱患,不利于整個(gè)行業(yè)的健康長(zhǎng)久發(fā)展。
4.4新型技術(shù)的使用水文地質(zhì)勘查涉及的內(nèi)容比較廣泛,僅僅借助一種勘查技術(shù)無(wú)法有效獲取相關(guān)的數(shù)據(jù),一般會(huì)采用兩種以上的技術(shù)。水文地質(zhì)條件會(huì)隨著自然環(huán)境的變化而不斷發(fā)生變化,水害發(fā)生的原因也在隨著變化,這給勘查工作帶來更大的困難。要想真正解決煤田的水害問題,需要從不同方面分析和研究,借助新型技術(shù)的優(yōu)勢(shì)來開展水害治理工作。目前水文地質(zhì)勘查的新型技術(shù)主要有鉆孔透視儀、流量測(cè)井法以及y射線找水法三種,不同的技術(shù)針對(duì)不同的工作,相比較傳統(tǒng)的勘查手段更加科學(xué)和全面。鉆孔透視儀能夠快速確定煤礦突水的位置,有效防范水害給煤礦帶來的危害,提高了煤礦開發(fā)的規(guī)范性和科學(xué)性。