Cuestiones geológicas ambientales en las minas de energía
Los minerales energéticos se refieren principalmente al carbón. Distribuido en el oeste de Guizhou, seguido por el oeste de Chongqing, el noreste de Yunnan, la cuenca de Sichuan, el sureste de Sichuan y Panzhihua en el suroeste de Sichuan. Las importantes empresas mineras de carbón incluyen la mina de carbón Shuicheng, la mina de carbón Liuzhi, la mina de carbón Panxian, la mina de carbón Zunyi, la mina de carbón Anshun, la mina de carbón Tianfu, la mina de carbón Yongrong, la mina de carbón Songzao, la mina de carbón Nantong, la mina de carbón Zhongliangshan, la mina de carbón Zhaotong, Xuanwei. Mina de carbón, mina de carbón Fuyuan, mina de carbón Xiaolongtan, mina de carbón Yipinglang, mina de carbón Qujing, mina de carbón Wangguang, mina de carbón Furong, mina de carbón Baoding, etc., y otras pequeñas empresas mineras de carbón están repartidas aquí y allá.
Las minas de energía se extraen principalmente bajo tierra y el área de perforación es grande, lo que fácilmente puede causar desastres geológicos como colapso del suelo y fisuras del suelo. Al mismo tiempo, se drena el agua de la superficie, lo que dificulta su uso. agua. Al mismo tiempo, durante el proceso de extracción del carbón se acumula una gran cantidad de ganga de carbón y la precipitación la lixivia para producir una gran cantidad de ácido sulfúrico, que contamina las aguas subterráneas y el suelo circundante. El azufre de la ganga del carbón también emitirá diversos gases nocivos como H2S, SO2 y CO2 tras su evaporación o combustión espontánea, contaminando gravemente la atmósfera. Según estadísticas preliminares, las minas de energía en el suroeste de China ocupan y destruyen la mayor superficie de tierra, con 121.706,49 hm2, lo que representa el 61,2% de la superficie total ocupada. La ganga de carbón también puede causar fácilmente desastres geológicos como deslizamientos de tierra y flujos de escombros durante las temporadas de fuertes lluvias. La irrupción de agua procedente de las minas de energía también es grave. Los problemas geológicos ambientales más destacados en la minería energética en el suroeste de China son Chongqing y Guizhou, seguidos de Sichuan y Yunnan, y luego el Tíbet. Entre los 254 desastres geológicos mineros en Chongqing, 230 ocurrieron en minas de energía, lo que representa el 90,6% del número total de desastres. Las pérdidas económicas directas ascendieron a 368 millones de yuanes, lo que representa el 96,08% de las pérdidas totales, y 118 personas murieron. 90,8% del total de muertes. Entre los diversos desastres geológicos mineros ocurridos en Chongqing, la irrupción de agua en las minas de energía ha causado las mayores pérdidas. Sólo el 13 de junio de 2002, las pérdidas económicas directas causadas por la irrupción de agua en la mina de carbón de Nantong alcanzaron los 200 millones de yuanes, lo que representa el 52,2% de las pérdidas totales en Chongqing.
(1) Desastres geológicos en minas de energía
1 Desastres geológicos como colapso del suelo, hundimientos y fisuras del suelo en minas de energía
Colapso del suelo en minas de energía. Está relacionado principalmente con el área de goafs. La mayoría de las minas de carbón estatales, como la mina de carbón Chongqing Songzao Nantong y la mina de carbón Guizhou Liupanshui, tienen profundidades de extracción inferiores a 1,50 m. La superficie de grandes áreas ha sufrido graves hundimientos, deformaciones por tracción y colapsos, lo que ha afectado y dañado los edificios terrestres y las instalaciones viales. , provocando importantes pérdidas económicas y víctimas.
Mina de carbón de Nantong en el condado de Songzao, Chongqing (1) Hundimiento del terreno
1) Descripción básica. Según el "Informe de evaluación y estudio del entorno geológico de la mina de Chongqing", hay 30 pozos de colapso en las áreas mineras de Songzao y Nantong, con un área de distribución de aproximadamente 2,5 km2. Se distribuyen principalmente en las áreas de goaf de Songzao y. Áreas mineras de Nantong y se desarrollan en el distrito de rocas carbonatadas.
La deformación de la superficie por hundimiento se manifiesta de tres formas: dolinas, hundimientos y fisuras.
Las formas planas de los fosos de colapso en esta área son principalmente elípticas y cuasicirculares, y algunas son alargadas, con tamaños que van desde 3 a 3 a 200 m2. Las formas principales son columnares y en forma de embudo. El ángulo de inclinación del cilindro (la superficie de contacto con la roca circundante, incluida la superficie del embudo) está en su mayoría entre 60° y 80°, y algunos entre 40° y 50°. La profundidad del colapso varía desde unos pocos metros hasta decenas de metros, normalmente más de diez metros. Por ejemplo, la planta de carbón Shuijingwan en el área minera de Nantong se derrumbó, con un diámetro máximo de 200 m y una profundidad máxima de 30 m. Más de 20 aldeanos se vieron obligados a reubicarse. La parte profunda del área del colapso es el área de la mina de carbón Yanshitai.
El hundimiento del terreno se forma después del área de hundimiento y tiene las características de amplio impacto y gran área de distribución. La forma del asentamiento es principalmente en forma de maceta o de plato, con una caída de varios centímetros. En la zona de hundimientos, las grietas y derrumbes están ampliamente distribuidos y son numerosos. Por ejemplo, en la planta química de Chongqing Nantong, toda la planta está ubicada principalmente en el área de hundimiento. Se pueden ver grietas y derrumbes por todas partes en sus talleres, edificios de oficinas, paredes y pisos, lo que causa enormes pérdidas.
El agrietamiento del suelo es un producto asociado al colapso y hundimiento, que involucra un rango más amplio y cantidades mayores. Su forma es lineal, arqueada o cerrada, y se distribuye mayoritariamente en zonas de derrumbe. La longitud de la grieta es de 3 a 130 m, el ancho de la grieta es de 1,5 a 40 cm, la superficie de la grieta es empinada, el ángulo de inclinación es de 80 a 90° y tiende a apuntar hacia el centro del colapso. Además de la planta química de Nantong mencionada anteriormente, la Oficina de Minería de Songzao en la región ha abierto una zona de fisuras en el terreno cerca del primer depósito de escoria de la mina de carbón. Esta también es una fisura en el terreno típica causada por un colapso.
Los tres tipos de peligros geológicos de las minas, pozos de colapso, hundimientos y grietas, están estrechamente interconectados. Se manifiestan en el hecho de que los pozos de colapso y las grietas ocurren en el área del colapso, y las grietas se extienden en un arco. alrededor del centro del colapso o pozo de colapso El pozo de colapso está ubicado en el centro del área de colapso.
2) Peligroso. El área de hundimiento de la mina de carbón en Chongqing involucra principalmente al distrito de Wansheng, el condado de Qijiang y la ciudad de Nanchuan, afectando a 23.147 hogares, 60.268 personas y una superficie habitable de 1.368.139 m2. El hundimiento afectó a 32 escuelas con una superficie de 12.411 m2; afectó a 10 hospitales con una superficie de 32.652 m2; se dañaron 149.438+03 kilómetros de vías de abastecimiento de agua, 342 piscinas y embalses, y 16 salas de bombas; destruido.
3) Análisis de causas. ① Hundimiento del suelo causado por la descarga de aguas subterráneas. Existen cuevas o fisuras de corrosión en la zona de roca soluble de la mina. Durante el proceso de drenaje del agua subterránea, el nivel del agua continúa disminuyendo y las condiciones hidrodinámicas cambian gradualmente, reduciendo así el soporte flotante del agua subterránea al suelo suprayacente, aumentando el gradiente hidráulico, acelerando el caudal y fortaleciendo la erosión del transporte de agua. En las primeras etapas de precipitación, los rellenos de las cuevas son arrastrados por la erosión y el transporte del agua subterránea, expandiendo los canales de flujo de agua. Luego, el suelo suprayacente colapsa y drena bajo la acción de la corriente subterránea y la erosión, formando un colapso en arco y cuevas de suelo ocultas, las cuevas del suelo continúan expandiéndose hacia arriba, de modo que cuando la presión del peso propio del suelo suprayacente excede la resistencia máxima a la compresión y al corte; de las cuevas del suelo, el suelo se producirá hundimiento, agrietamiento y colapso. (2) Colapso del terreno causado por daños en la zona del goaf. El arco formado por la minería subterránea está sostenido principalmente por pilares de seguridad. Si el diseño del pilar de seguridad es razonable, todo el sistema del pilar de seguridad y el túnel son estables. Si el tamaño del diseño es demasiado pequeño, o debido a factores accidentales inevitables como la intemperie, terremotos y daños progresivos durante el proceso de carga a largo plazo, la tensión en el pilar de seguridad excede su capacidad de carga última y el pilar de seguridad se dañará. ser destruido primero, lo que conducirá a otras medidas de seguridad. La destrucción gradual de los pilares de mineral conducirá inevitablemente a la destrucción de todo el sistema de pilares de mineral reservado.
Cuando el fallo progresivo del sistema de pilares de carbón de seguridad en el goaf alcance más del 60%, el techo del goaf se derrumbará. El alcance del colapso causado por el derrumbe es generalmente mayor que el del goaf. Los pozos de hundimiento formados por la extracción de vetas de carbón horizontales son en su mayoría simétricos al goaf, es decir, el centro del colapso es el centro del goaf. Al extraer vetas de carbón inclinadas, el pozo de hundimiento se desplaza hacia abajo de la montaña y el hundimiento es consistente con el goaf. La ubicación del goaf es asimétrica en la sección longitudinal. Esta característica debe tenerse en cuenta en las precauciones de seguridad.
(2) Colapso del suelo en las minas de carbón de Liuzhi, Panxian y Shuicheng en Guizhou.
1) Características básicas. El hundimiento del suelo en las minas de energía es un desastre geológico minero común en el área de distribución de recursos de carbón en el oeste de Guizhou. En esta zona existen 55 estaciones de subsidencia terrestre, de las cuales 1 estación es de tamaño mediano, que representa el 1,82% del total, y el resto son de tamaño pequeño, que representan el 98,18% del total.
2) Daño y pérdida. Según los datos de daños por colapso del suelo (Tabla 3-17) de 19 minas de carbón afiliadas a Panxian, Shuicheng y Liuzhi Coal and Electricity Group (Xu Wen et al., 2006), 19 minas de carbón* * * el colapso del suelo destruyó 28,50 km2 de tierras cultivadas, 4,36 km2 de tierras forestales y varios tipos de daños en carreteras de 418 km.
3) Análisis de las causas del colapso del terreno en la zona de Goaf. Durante el proceso de extracción subterránea de las minas, el hundimiento de la superficie del goaf destruyó el estado de equilibrio de tensiones original de la masa rocosa que rodeaba el goaf. En el proceso de redistribución de tensiones que alcanza un nuevo estado de equilibrio, el techo de la mina se deforma, se hunde, colapsa y se mueve. Estos cambios se extienden al suelo, provocando grietas y colapsos del suelo, colapso de montañas, deslizamientos de tierra y agotamiento de las fuentes de agua, lo que causa graves daños. los recursos de la tierra.
2. Desastre geológico por deslizamientos de tierra en minas de energía
Los deslizamientos de tierra en minas de energía a menudo están relacionados con el apilamiento inadecuado de ganga de carbón, como la mina de carbón Chongqing Lindong y la mina de carbón Qianxi. La grava y el carbón en polvo se apilan hasta 200 m, con un volumen de 100×104 m3. Después de una exposición prolongada al sol y a la lluvia, el contenido de agua aumenta, el peso aumenta y la cohesión y la fricción interna disminuyen, lo que lleva a la destrucción de la estabilidad de la acumulación y a la formación de deslizamientos de tierra. Hay más de 30 deslizamientos de tierra de este tipo en el oeste de Guizhou. Otra parte del deslizamiento de tierra está relacionada con la inestabilidad del pie de la pendiente. Por ejemplo, en la pequeña mina de carbón en la aldea de Taiping, distrito de Xuyong, en el sur de Sichuan, se forman a menudo deslizamientos de tierra. En general, las hay principalmente pequeñas y medianas, y muy pocas grandes.
Tabla 3-17 Estadísticas de áreas de hundimiento de la minería de carbón en Panxian, Shuicheng y Liuzhi Coal and Electricity Group
Mina de carbón Chongqing Nantong Lindong (1) Deslizamiento de tierra de Gangue Hill
1) Descripción básica.
La mina de carbón Lindong de Nantong Mining Co., Ltd. está ubicada en la comunidad de Hujiagou, aldea de Xinhua, ciudad de Wandong, distrito de Wansheng, ciudad de Chongqing, con las coordenadas geográficas centrales: 106° 54' de longitud este, 28° 58' de latitud norte y una altitud de unos 310 m. Es una mina de carbón de propiedad estatal municipal. La mina fue construida en 1958 y oficialmente puesta en producción en abril de 1964. Se ha convertido en una de las minas de carbón coquizable más grandes del suroeste de China y sus productos se suministran principalmente a Chongqing Iron and Steel Group Company.
La mina se extrae principalmente en la estructura principal del campo minado del Este, el pliegue secundario en el ala noroeste del Anticlinal del Complejo Oeste de Longgu, el Pérmico entre el eje sinclinal de Ganjiaping y el anticlinal de Maoyan. de las vetas de carbón k 1 (6 #), K2 (5 #) y K3 (4 #) de la Formación Longtan (P2) están entre 640 y -100 metros. Dentro del rango de elevación de -100 a -600 metros, hay. Aún quedan 28.660 metros de reservas. El método de desarrollo de las minas de reservas probadas es pozo vertical + pozo inclinado oscuro, con ventilación central diagonal. La capacidad de producción diseñada de la mina es de 45×104t/a, y la capacidad de producción aprobada en 2004 fue de 30×104t/a. La mina de carbón cuenta actualmente con 2.363 empleados y 7.124 residentes (Ren et al., 2006).
La elevación minera actual de la mina es de -36 m y el área de perforación es de 1,86 km2. La ganga está apilada en la montaña Lindong Gangue, a 500 m al suroeste del pozo principal. Las coordenadas geográficas centrales son X = 3202950. Y = 36395920. La ganga se transporta a la montaña de ganga a través de carriles de transporte y pozos de elevación. La montaña de roca estéril se ha acumulado durante 43 años, con un área de casi 7 × 104 m2, una elevación de acumulación de 400 ~ 330 m, una diferencia máxima de altura de apilamiento de 22 m (Foto 3-1) y una cantidad total de roca estéril acumulada. roca estéril de 100×104t.
2) Peligroso. Alrededor de las 13:55 pm del 5 de junio de 2004, se produjo un deslizamiento de tierra en la montaña de ganga de la mina de carbón Lindong, formando un flujo de ganga, como se muestra en las Figuras 3-2 y 3-3, que destruyó 14 edificios, causó 15 muertes y 3 heridos, 6 personas desaparecieron; alrededor de las 7:40 a. m. del 25 de junio de 2005, la montaña de ganga de la mina de carbón Lindong se derrumbó nuevamente y una niña de la escuela primaria que pasaba fue enterrada hasta la muerte. Con una mayor acumulación de roca estéril, la montaña de roca estéril puede deslizarse nuevamente o formar un flujo de roca estéril, amenazando una vez más la seguridad de 17 hogares y 58 personas cercanas y afectando el uso normal de la carretera de Hujiagou a Ganjiaping. El agua superficial fluye a través de las montañas de roca estéril para formar aguas residuales, causando una grave contaminación en las tierras de cultivo y los arroyos río abajo.
Figura 3-1 Montaña de desechos de la mina de carbón de Chongqing Nantonglindong
Figura 3-2 Deslizamiento de tierra de la montaña de desechos de Chongqing Nantonglindong
Figura 3-3 Sur de Chongqing El suelo del deslizamiento de tierra de La montaña Tonglin East Gangue ha llenado el estanque de peces al pie de la montaña.
3) Análisis de causas. ①Factores naturales. Los dos deslizamientos de tierra en Lindong Guishishan se produjeron después de lluvias continuas, que son el principal factor desencadenante de la formación de deslizamientos de tierra. ②Factores humanos. La pila de roca estéril no era razonable y excedía la pila diseñada originalmente. Hubo riesgos de seguridad que no se abordaron de manera oportuna.
(2) Desastre geológico por deslizamiento de tierra en la mina de carbón de la aldea de Taiping, Dongxiang, ciudad de Xuyong, provincia de Sichuan.
Hay muchas minas de carbón pequeñas en la aldea de Taiping, ciudad de Zhendong, condado de Xuyong, ciudad de Luzhou, provincia de Sichuan. Debido a la deformación de la pendiente del techo en el goaf, se produjo un deslizamiento de tierra en 1999 a las 4:00 pm del 6 de julio (Figura 3-4). El volumen del deslizamiento fue de 53 × 104 m3, 4 personas murieron, 3 resultaron heridas y 7. las casas de los aldeanos quedaron completamente enterradas y seis hogares fueron destruidos (Li Yonggui et al., 2006). El terreno antes del deslizamiento de tierra tenía ciertas características de deformación y una investigación realizada por la estación de monitoreo del medio ambiente geológico de la ciudad encontró que la situación era peligrosa. Promover y movilizar a los aldeanos para resistir los desastres y fortalecer el monitoreo. Por lo tanto, antes de que ocurriera el deslizamiento de tierra, la mayoría de la gente tomó medidas evasivas para reducir las víctimas.
Figura 3-4 Vista en sección del deslizamiento de tierra 7.16 en la mina Taicun, Zhendong, condado de Xuyong, Sichuan.
(Basado en Li Yonggui, 2006)
1: lutita; 2: lutita de pirita; 3: lutita arenosa; 5: limolita; - caliza oolítica; 8 - caliza biológica; 9 - sedimentos de deslizamientos de tierra; 10 - Miembro 2 de la Formación Feixianguan del Triásico Inferior; 13 - Formación Leping del Pérmico Superior; 14—Formación Maokou del Pérmico Inferior; 15—Código de veta de carbón superior; 16—Código de veta de carbón inferior; 17—Línea de referencia de deslizamiento de tierra después del deslizamiento; 19—Línea de inferencia de deslizamiento de tierra; Desastre geológico de flujo en minas de energía
La formación de flujo de escombros en minas de energía a menudo está relacionada con una gran cantidad de pilas de ganga de carbón, junto con las condiciones topográficas y geomorfológicas y las fuertes lluvias, lo que provoca desastres geológicos por flujo de escombros. Ocurre de vez en cuando en Chongqing, Sichuan y Guizhou.
El desastre del flujo de escombros es más prominente en el área de la mina de carbón Tiangongmiao de Chengdu;
(1) Peligro de flujo de escombros
1998 Aproximadamente a las 3 a. m. del 17 de septiembre de 1998, los afectados Por las fuertes lluvias, Tiangong, a 20 kilómetros al oeste del condado de Dayi, se produjeron deslizamientos de tierra en Yanggou, Xiaogou, Xiaolongxi, Liziping y otras secciones mineras de la mina de carbón de Miaozhen, lo que provocó que carreteras y puentes fueran arrasados, y que se interrumpiera el tráfico y el suministro eléctrico. Más de 10 casas destruidas, una gran cantidad de equipos mecánicos y eléctricos y otros materiales desaparecidos en la zona minera y las minas inundadas. Además, el deslizamiento de tierra provocó la desaparición de tres agricultores que vivían en las cercanías, una persona murió y más de una docena de casas fueron destruidas. sufrieron daños de diversa índole y desapareció un gran número de cabezas de ganado. Los detalles de las pérdidas por flujo de escombros en cada cárcava se muestran en la Tabla 3-65, 438+08.
(2) Condiciones de formación
La formación de flujos de escombros no solo está relacionada con fuertes lluvias, sino también estrechamente relacionada con la topografía, los accidentes geográficos y las fuentes sólidas.
1) Condiciones del relieve. Yanggou está situado al oeste de la ciudad de Tiangongsi y es un valle que fluye durante todo el año. El valle en la zona minera de Tianyang tiene 20 metros de ancho y gradualmente se estrecha hasta varios metros hacia el origen del valle. La elevación de la fuente de la zanja es de 1580 m, la elevación de la boca de la zanja es de 760 m, la longitud total de la zanja es de aproximadamente 6 km y la pendiente longitudinal del lecho del río cae en un 136,7%. Se desarrolló un barranco cerca de Zhonggang (mina Yanggou), con una longitud de 1,35 km y una pendiente longitudinal del 214,8%. Las víctimas se produjeron principalmente en esta sección del barranco. La pendiente longitudinal del lecho de la zanja en la sección Zhonggang disminuyó un 6,77%. El flujo de escombros se forma en la sección desde Zhonggang hasta la fuente de la zanja, y la sección del puente de la carretera desde Zhonggang a Hekou es el área de circulación. De repente el barranco se ensanchó y el agua disminuyó. Los flujos de escombros arrastran cantos rodados y se depositan aquí, formando una zona de acumulación donde se disponen en cierta medida las gravas. Los sedimentos son principalmente arenisca lítica gris y brechas, con tamaños de partículas generalmente superiores a 30 cm, hasta 1,2 m, más de 30 m de ancho y alrededor de 60 m de largo. Las laderas del valle a ambos lados del valle están ricas en vegetación, con una pendiente de 35 a 50°. Yanggou tiene la mina de carbón estatal Yongjiang Yangda, la mina Yanggou y minas conjuntas locales, así como muchas pequeñas minas de carbón ubicadas aquí.
Tabla 3-18 Desastre por flujo de escombros en la mina de carbón Tiangongmiao de Chengdu
La pequeña zanja está ubicada a 3 km al noroeste de la ciudad de Tiangongmiao, tiene aproximadamente 1,5 km de largo y la elevación de la boca de la zanja es de 870 m. El desnivel total desde el nacimiento de la acequia hasta la boca de la acequia es de 430 metros, y la pendiente longitudinal del fondo de la acequia desciende un 28,67%. La mina Qixing está ubicada en Xiaogou y hay muchos edificios cerca de la boca de la zanja. El camino pasa por la boca de la zanja. Hay una alcantarilla de 3,8 m de ancho y 4,0 m de alto construida debajo de la zanja. Es una zanja de agua perenne con un valle cercano.
El río Xiaolong se encuentra a 1,5 km al noroeste de la ciudad de Tiangongsi. La longitud total del barranco es de aproximadamente 3 km, la elevación de la boca del barranco es de 790 m, la caída total desde la fuente del barranco hasta la boca del barranco es de 430 m, la pendiente longitudinal del lecho del barranco es del 14,33% y el barranco es estrecho y de ancho cerca de la desembocadura del río. La vegetación en la ladera es mejor, con una pendiente de 40 a 50 grados.
La zanja de flujo de escombros en la mina Liziping es un barranco. La zanja principal tiene 100 m de largo, la profundidad de la zanja es de aproximadamente 1,5 m y el ancho de la zanja es de aproximadamente 1,0 m. Hay dos bifurcaciones en la fuente. de la zanja, y el agua fluye de vez en cuando. La pendiente del lecho de la zanja es 12. Hay una gran cantidad de pequeñas gangas de minas de carbón apiladas en la fuente y el borde de la zanja. Hay muchos edificios en la boca y los lados de la zanja, y el agua fluye a través de las alcantarillas de la zanja.
2) Fuente sólida. La formación donde se ubica el flujo de escombros es principalmente la Formación Xujiahe del Triásico, intercalada con arenisca lítica gris, lutita arenosa y vetas de carbón. Las formaciones rocosas alternan entre blandas y duras y están ubicadas en el núcleo del anticlinal con fallas asociadas. Aunque la vegetación en la ladera del valle es buena, el colapso del suelo y las acumulaciones en la pendiente están ampliamente distribuidas en la ladera del valle, lo que resulta en la aparición de arenisca clástica en los depósitos de flujo de escombros en la desembocadura del valle. Además, las empresas municipales locales se han desarrollado rápidamente en los últimos diez años. Además de las minas de carbón locales, hay muchas minas de carbón pequeñas en el área minera de carbón de Tiangongmiao. La ganga de carbón se apila al azar, lo que proporciona una fuente importante de material para la aparición de flujos de escombros. La mayor parte de la materia sólida en el flujo de escombros de la mina Liziping es ganga de carbón. Hay dos pequeños flujos de escombros formados por barrancos en la ladera del valle en la margen izquierda de Yanggou, y su fuente es principalmente ganga de carbón. En el medio de la zanja, en la mina de carbón 721 frente a la mina conjunta local, el volumen de acumulación de ganga es de aproximadamente 2500 m3. A medida que se erosiona el pie del banco, la ganga de carbón se acumula y los sedimentos de la pendiente se deslizan cuesta abajo para formar un flujo de escombros.
En resumen, la formación de flujos de escombros está estrechamente relacionada con factores naturales y también con factores humanos (la acumulación desordenada de residuos mineros).
4. Desastre geológico del colapso de una mina de energía
El desastre geológico del colapso de una mina de energía en el suroeste de mi país es repentino, difícil de prevenir y dañino. Generalmente, la minería en entornos geológicos desfavorables puede provocar fácilmente desastres geológicos por colapso. Distribuido principalmente en el oeste de Chongqing, el sur de Sichuan y el oeste de Guizhou.
(1) Desastre geológico por colapso de una mina de carbón en el oeste de Guizhou
En las áreas productoras de carbón del oeste de Guizhou, el terreno está fuertemente recortado, con una diferencia de altura relativa generalmente de 300 ~ 500 m, y el corte a lo largo del valle del río puede alcanzar hasta 700 ~ 1000 m, especialmente en algunos cañones, las paredes de roca son empinadas, lo que proporciona condiciones favorables para la formación de derrumbes. Pero este tipo de pendiente pronunciada suele tener roca dura en la parte media y superior de la pendiente y roca blanda en la parte media e inferior. El carbón se produce generalmente en rocas blandas en la parte baja. La minería desestabiliza aún más la montaña y el macizo rocoso suprayacente pierde su soporte, provocando descargas y bloques que caen en su dirección vertical formando colapsos.
1) Se derrumbó la aldea de Zuojiaying, ciudad de Zongling, condado de Nayong, Guizhou. El 3 de febrero de 2004, se produjo un desastre geológico de colapso a gran escala en 65438+, 38 personas murieron, 6 personas desaparecieron y 13 personas resultaron heridas. El punto de colapso está ubicado en el acantilado detrás de la Formación Yanjiao, con coordenadas de 105 14' 09" de longitud este, 26° 42' 50" de latitud norte y una altitud de 2120 m. Después del derrumbe se descubrió que en los acantilados alrededor del punto de derrumbe aún quedaban tres macizos rocosos evidentemente peligrosos, con un tamaño total de más de 30.000 m3, que podrían provocar otro derrumbe. La acumulación al pie de la pendiente es propensa a deslizamientos de tierra y flujos de escombros debido a las fuertes lluvias y otros factores, o puede colapsar nuevamente en el acantilado, lo que amenazará directamente a 280 personas de 54 hogares del Grupo Yanjiao, 200 personas de 59 hogares. en el Grupo Xinfangfang, Mina de Carbón Sunxiao y Zuo La seguridad de la vida y la propiedad de los trabajadores en las minas de carbón nacionales.
2) Alrededor de las 21:20 del 7 de julio de 2006, se produjo el colapso de una montaña en la mina Wanjin No. 2 en la aldea de Fudong, ciudad de Yuanxian, condado de Xishui, Guizhou. El volumen del colapso fue de aproximadamente 5.000 m3. , matando a 2 personas y 8 Una persona desapareció, dos personas resultaron heridas y dos edificios fueron destruidos. Las actividades de minería del carbón inducen la formación de colapsos cuando el macizo rocoso se encuentra en un estado natural inestable. El cuerpo del derrumbe se sitúa en la zona de ribera escarpada formada por la erosión del valle del río, con una altura de más de 40 m. La parte inferior es un basamento débil compuesto por esquistos (productores de carbón) donde se encuentran las juntas y fisuras de la roca. desarrollado en él, y la roca es masiva. El movimiento del agua subterránea a lo largo de las fisuras intensifica la disolución y la erosión, las actividades de extracción y voladura del carbón y la vibración de los camiones pesados que transportan carbón, provocando inestabilidad y colapso del macizo rocoso.
3) A las 15:20 del 29 de mayo de 20065438, se produjo un colapso de una masa rocosa en los Grupos 3 y 4 de la aldea de Muza, municipio de Wuxiong, ciudad de Xingyi, provincia de Guizhou. La acumulación del colapso alcanzó 90×104m3, sumergiendo 6 hogares, 7 edificios residenciales y 2 Dongfeng Motors. Casi 13,33 m2 de tierras de cultivo fueron destruidos, 10 personas murieron, 2 resultaron gravemente heridas y 3 resultaron levemente heridas. El acantilado en la sección del colapso tiene más de 200 metros de altura y hay muchas minas de carbón a una altitud de 1720 a 1780 metros debajo de la pendiente inversa. El tiempo de extracción es largo, la profundidad de extracción se extiende a más de 1000 m y el área de perforación es grande. El techo se derrumbó y la extracción de carbón y las voladuras destruyeron la resistencia y la integridad del macizo rocoso, provocando que los blandos cimientos del acantilado se volvieran inestables bajo la acción de la gravedad y las fuertes lluvias.
(2) Desastre geológico del colapso de la mina de carbón Jiguanling de Chongqing.
1) Descripción básica. El sitio del colapso de Jiguanling está ubicado en el municipio de Xingshun, condado de Wulong, en la empinada ladera de la margen izquierda del río Wujiang. El relieve de esta área es un relieve de montaña baja estructuralmente desnudo. El relieve es una pendiente quebrada con una parte inferior empinada y una parte superior suave. El ángulo de pendiente es de 57° en la parte inferior y de 40° a 85° en la parte superior. . El río Wujiang atraviesa estructuras y estratos, formando un profundo cañón en forma de V con una diferencia de altura relativa de unos 300 metros. Los estratos expuestos en esta área son del Pérmico Paleozoico y la parte inferior es de lutita gris oscura de la Formación Longtan (P2l). La arenisca granulada, la lutita calcárea y la lutita gris se intercalan con finas vetas de carbón. La parte superior es piedra caliza de color gris oscuro, blanquecino y gris azulado de la Formación Changxing (P2c), que contiene nódulos de pedernal y capas silíceas localmente. La ocurrencia estratigráfica es 316 ∠ 72. Esta área es estructuralmente sólida y tiene muchos pliegues estratigráficos. El lecho de roca está expuesto, hay menos vegetación y la capa de eluvium cuaternario es fina y dispersa. La mina de carbón Xinglong, una antigua empresa municipal, se encuentra en medio de la pendiente.
El colapso de Jiguanling ocurrió el 30 de abril de 1994, con un volumen de aproximadamente 400×104m3, ver Foto 3-4. Una gran cantidad de desprendimiento de rocas se acumuló en la pendiente y una pequeña cantidad ingresó al río Wujiang para formar una presa de desprendimiento de rocas, lo que resultó en una caída del nivel del agua de casi 10 m y una altura de oleaje de 1 a 5 m. Después de las fuertes lluvias del 4 de julio, la mayor parte del enrocado de la ladera se derrumbó y parte de él ingresó al río para formar una segunda presa de enrocado (Ren et al., 2006).
2) Análisis de causas. El colapso fue causado principalmente por la extracción de carbón a ciegas en el anticlinal de Jiguanling con condiciones geológicas complejas en la antigua mina de carbón de Xinglong de la empresa del municipio. Las precipitaciones también fueron uno de los factores inductores.
5. Desastres geológicos provocados por irrupciones de agua en minas de energía.
Figura 3-4 Vista panorámica del colapso de Jiguanling en Chongqing
Hubo 121 irrupciones de agua en minas del suroeste de China, principalmente en minas de energía.
Debido a que el cuerpo mineral está ubicado debajo del nivel del agua subterránea, se debe a la deformación y colapso del acuífero del techo durante el proceso de extracción o extracción, o la antigua cueva con acumulación de agua durante la extracción original, o está ubicado cerca del río. afectada por la zona de falla, con mal soporte, y la cubierta provocada por la deformación y caída de la capa impermeabilizante. El principal peligro de la irrupción de agua en las minas es la inundación de la mina, lo que afecta la producción en el área minera, amenaza la seguridad del personal subterráneo y, en ocasiones, provoca que los ríos de superficie dejen de fluir. Los peligros geológicos de la irrupción de agua en las minas de energía de esta zona son bastante destacados.
(1) Desastre geológico de irrupción de agua en la mina de carbón de Chongqing
A las 8:30 del 10 de septiembre de 2003, pozo Simen No. 2, mina de carbón de Hechuan, municipio de Yongdong, Xiushan Tujia y Condado autónomo Miao, ciudad de Chongqing+ Se produjo un accidente por irrupción de agua a 960 metros de distancia y a 320 metros del frente de trabajo de excavación de Nanda Lane, causando 18 muertes y una pérdida económica directa de 856.000 yuanes.
El 13 de junio de 2004, se produjo un accidente por fuga de agua en la mina Nantong de la Oficina de Minería de Nantong, con una entrada de agua subterránea de casi 500 × 104 m3. Las minas Nantong, Yutianbao y Lindong se inundaron una tras otra, provocando tres muertes y pérdidas directas de casi 200 millones de yuanes. 20.000 empleados reciben prestaciones básicas de subsistencia, 40.000 miembros de la familia reciben asistencia social y la capacidad de producción diseñada es de 60×65.433.
(2) Desastre geológico por irrupción de agua en las minas de energía de Guizhou.
De septiembre de 2004 a junio de 2005, 5438+10 meses, en más de 4 meses, se produjeron tres accidentes importantes por irrupción de agua en minas en la provincia de Guizhou: El 5 de septiembre de 2004, se produjo un accidente por irrupción de agua en Liuhe Coal. Mina, ciudad de Magu, condado de Hezhang, que mató a 10 personas; en junio de 2004, se produjo un accidente por entrada de agua en la mina de carbón Tianchi, ciudad de Xujiaba, condado de Sinan, que mató a 36 personas. En junio de 65438 + octubre de 65438 + junio de 2005, se produjo un accidente de irrupción de agua en la mina de carbón Lianxing en el condado de Dejiang, que mató a 7 personas. Todos estos desastres geológicos mineros están relacionados con una minería irrazonable.
(B) Contaminación ambiental por minas de energía
La contaminación por minas de energía en el suroeste de China se manifiesta principalmente en la contaminación del agua y del aire.
1. Contaminación del agua en las minas de energía
La contaminación del agua de las minas de carbón de Gangzishan y del agua de lixiviación es particularmente prominente. Los contaminantes en las aguas residuales incluyen principalmente sólidos en suspensión, petróleo, sulfuros, óxidos, volátiles, cromo hexavalente, arsénico, plomo, mercurio y cadmio. Las minas más serias son la mina de carbón Nantong en Chongqing, la mina de carbón Panzhihua y la mina de carbón Furong en el sur de Sichuan.
(1) Contaminación del agua de la mina de carbón de Chongqing
La central eléctrica de la Oficina Minera de Chongqing Nantong y la planta de coque de la mina de carbón Nanchuan Nanping tienen una contaminación grave. Once ríos de la zona están contaminados. El agua contaminada del río contamina repetidamente el agua subterránea cuando recarga el agua subterránea. Los datos de monitoreo de aguas subterráneas muestran que hasta ocho elementos en puntos de monitoreo de aguas kársticas en el área de Nantong exceden los estándares. Entre ellos, la dureza total superó el estándar en un 66,7%, la salinidad total superó el estándar en un 33,3%, el hierro total superó el estándar en un 100%, el fluoruro superó el estándar en un 66,7%, el manganeso superó el estándar en un 100% , el sulfato superó el estándar en un 66,7%, el número total de bacterias superó el estándar en un 100% y las bacterias coliformes superaron el estándar en un 100%.
Las aguas residuales del lavado de carbón de la planta de lavado de carbón de Wuxing en el condado de Rongchang, Chongqing, tienen una alta concentración de sólidos suspendidos y contienen una gran cantidad de polvo de piedra y carbón en polvo. Los relaves se descargaron directamente en el afluente de primer nivel del río Laixi sin tratamiento, contaminando gravemente el río Laixi. Como resultado, el agua doméstica y de producción de más de 65.438+0.000 personas en la aldea de Gaochi quedó contaminada, lo que afectó gravemente la salud de los aldeanos locales. La incidencia de hinchazón abdominal y cáncer de hígado fue mucho mayor que en otros lugares.
(2) Panzhihua Coal Mining Group Co., Ltd. Contaminación del paisaje de las minas de carbón
Panzhihua Coal Mining Group Co., Ltd. incluye las minas de carbón Dingdabao, Xiaobaiding, Taiping, Huashan y Clean Coal Plant (Coal Washing Plant), formando empresas conjuntas de extracción y lavado de carbón distribuidas a ambos lados del río Jinsha. El carbón extraído de la mina se envía a la planta de lavado de carbón en teleférico. El carbón lavado de la planta de lavado de carbón se transporta en tren a la planta de carbón coquizable de hierro y acero de Panzhihua. Los residuos se transportan en teleférico a la ganga. montón en la zona minera de Nan'an. Hay una planta de tratamiento de aguas residuales al lado del río. La producción anual de las cuatro minas de carbón del grupo es de 2238,07×104m3, la capacidad de procesamiento anual es de 2185,88×104m3, el volumen de recuperación anual es de 1945,78×104m3 y la tasa de recuperación es del 86,9%. La planta de carbón limpio (planta de preparación de carbón) es una empresa nacional de protección ambiental avanzada. El agua circulante (circuito cerrado) alcanza el nivel uno y no hay descarga de aguas residuales de producción en la planta. Sin embargo, aguas residuales oscuras todavía desembocan en el río Jinsha en la zona minera. Después del análisis de muestreo, la calidad del agua es del tipo SO 4·HCO 3 mg·Ca y el contenido total de sólidos solubles llega a 1.077,5 g/L, lo que está estrechamente relacionado con el drenaje de la mina, especialmente el drenaje de pequeñas minas individuales.
Además, después de que el río Mosuo atraviesa las áreas mineras de Taiping y Huashan, los componentes químicos como NO2, dureza total, sólidos solubles totales, consumo de oxígeno y Mn en el agua han superado el estándar y el contenido ha aumentado 0,75 veces. , llegando a 111 veces.
(3) Contaminación del agua en la zona minera de carbón de Furong, Sichuan
La producción anual de agua de mina en la zona minera de carbón de Furong es de aproximadamente 1500×104t, de las cuales la producción anual del cuatro minas estatales es de 922,57 × 104 t, y la producción anual de las pequeñas minas privadas es de 922,57 × 104 t. Las minas estatales procesan 554×104t de agua de mina cada año, lo que representa el 60% del agua de mina anual. El volumen anual de utilización de agua de mina en las minas privadas es de aproximadamente 9,3×104t, lo que representa el 1,7% de la producción anual de agua de mina.
La investigación in situ y el análisis de muestras de agua realizados por la Estación de Monitoreo del Medio Ambiente Geológico de la provincia de Sichuan mostraron que, aunque las tres minas estatales, la mina de carbón Furong, la mina de carbón Baijiao y la mina de carbón Shanmu, tienen tratamiento de circulación de agua de mina. En muchas pequeñas minas privadas que descargan sin tratamiento, el contenido de sulfato (SO2-4) en el agua aún excede el estándar de descarga máximo permitido de 600 mg/L. Dado que el agua de la mina de carbón Hongwei de la Oficina de Minería de Furong es agua subterránea, puede cumplir con los estándares de descarga después de un tratamiento parcial y puede usarse para riego agrícola. Otras pequeñas minas privadas no reciben tratamiento, por lo que la calidad del agua de sulfato (SO2-4) excede en su mayoría el estándar de descarga máximo permitido de 600 mg/L, y el contenido de iones de calcio (Ca2+) en el agua también excede los 200 mg/L. Es más, por ejemplo, el contenido de iones de sulfato (SO2-4) e iones de calcio (Ca2+) en el agua de mina descargada de las minas de carbón de Furongshan y Dawan en el condado de Gaoxian no son únicos. Además, el contenido de iones de magnesio (Mg2+) en el agua también excede el estándar de descarga máximo permitido, formando agua ácida con un valor de pH de 3,6 ~ 5,2 y una dureza total de 223,1 ~ 393,1 mg/L (calculada como CaCO3), causando grave contaminación de las aguas superficiales (fotografías 3-5) (Li Yonggui et al., 2004).
Figura 3-5 Punto de descarga anormal de aguas residuales de la mina de carbón Furong en Sichuan
(4) Contaminación del paisaje causada por minas de carbón con alto contenido de azufre en el oeste de Guizhou.
El agua que contiene sulfato ferroso y ácido sulfúrico se distribuye ampliamente en las minas de carbón con alto contenido de azufre en el condado de Zhijin, en el oeste de Guizhou. Los lugareños llaman a esta agua "agua oxidada". El río Zhijin que fluye a través del condado de Zhijin ha sido contaminado por "agua oxidada". Los arrozales de "agua oxidada" representan el 10,5% de los arrozales del condado y el 42,7% de los arrozales de bajo rendimiento. Con el desarrollo de las minas de carbón privadas, la superficie contaminada por agua oxidada sigue aumentando y muchos campos fértiles han experimentado una reducción significativa de la producción o incluso ninguna cosecha. Si la acidez de los campos de arroz es alta, si el valor del pH es inferior a 4,5, las plántulas de arroz se enfermarán, y si el valor del pH es inferior a 3,5, las plántulas de arroz morirán. El valor del pH del drenaje de la mina de carbón en el área de Fenghuang del condado de Zhijin es inferior a 2,5 cuando la acidez es más baja, y el valor del pH de los miles de metros de río contaminados por él es inferior a 4,5 (Wang Hui , 2004). Las tierras de cultivo regadas por este río están profundamente perjudicadas. El "agua oxidada" también contiene metales pesados, que pueden entrar en la cadena alimentaria y dañar la salud humana.
2. Contaminación del aire en las minas de energía
La contaminación del aire en las minas de energía también es bastante destacada, lo que ha provocado fluorosis y envenenamiento por arsénico, poniendo en peligro la salud humana.
Los lugares con una contaminación atmosférica grave se encuentran principalmente en el oeste de Guizhou, como la mina Laowuji de Panjiang Coal and Electricity Group y la mina Wangjiazhai de Water Mining Group. Han experimentado incendios naturales durante 10 años y han producido grandes cantidades de SO2. , H2S, CO2, F y otros gases tóxicos y nocivos; miles de plantas de coque de carbón en la ciudad de Liupanshui producen grandes cantidades de gases tóxicos y nocivos, provocando una grave contaminación del aire.
Las vetas de carbón en el suroeste de Guizhou contienen arsénico y flúor. Cuando se quema el carbón extraído en las minas, el arsénico y el flúor ingresan al aire, contaminando el medio ambiente y provocando envenenamiento por arsénico y fluorosis en los humanos. La situación es bastante grave. Los datos del Centro para el Control y la Prevención de Enfermedades de Guizhou muestran que hay 100.000 pacientes con fluorosis dental y 640.000 pacientes con fluorosis esquelética en Guizhou. Por condado, el número de personas que padecen fluorosis es de 190.000, lo que representa aproximadamente la mitad de la población de Guizhou. Según una encuesta realizada por el Instituto de Geoquímica de Guiyang, el contenido de flúor en el carbón es de 598 mg/kg y el contenido de flúor en el suelo es de 903 mg/kg. El contenido de fluoruro en cultivos como el maíz y los pimientos horneados con carbón excede el estándar nacional en decenas o incluso cientos de veces, y la contaminación por flúor es bastante grave.
El arsénico presente en el aire puede ingresar al cuerpo humano a través de la piel, el tracto respiratorio y el tracto digestivo. El carbón extraído del pequeño horno de carbón en el municipio de Jiaole, condado de Zhijin, provincia de Guizhou, contiene un contenido muy alto de arsénico, y los hornos al aire libre utilizados para calentar y secar el grano pueden envenenar el cuerpo humano. Desde 1976, se han diagnosticado al menos 3.000 casos de intoxicación crónica por arsénico.
La fluorosis y la intoxicación por arsénico no son sólo problemas médicos, sino también económicos y sociales.
En 2006, el gobierno central asignó 24 millones de yuanes y 65.438+200.000 yuanes respectivamente para comprar estufas para tratar enfermedades endémicas en Guizhou.
El 23 de febrero de 2003, 65438, se produjo una explosión en una mina de gas natural en el condado de Kaixian, ciudad de Chongqing. Una gran cantidad de gas de sulfuro de hidrógeno contaminó decenas de kilómetros cuadrados, provocando decenas de muertes y consecuencias económicas directas. pérdidas de más de 100 millones de yuanes.
(C) Ocupación y destrucción de recursos terrestres por minas de energía
En la región suroeste, las minas de energía ocupan y destruyen la mayor superficie terrestre, con 121.706,49 hm2, lo que representa el total superficie de todo tipo de minas 61,2% de la superficie terrestre. Entre ellas, las minas de energía de Sichuan ocupan la mayor superficie, 68251,00 hm2, lo que representa el 56,1% de la superficie total de minas de energía en el suroeste de China. Seguida de Guizhou con una superficie de 28606hm2, Yunnan con 15908,66hm2, Chongqing con 7697,7hm2 y Tíbet con 1245,5438+03hm2.
Las minas de energía en el suroeste de China se distribuyen principalmente en la cuenca de Sichuan y las zonas montañosas que rodean la cuenca, el oeste de Guizhou, el oeste de Chongqing y el noreste de Yunnan. Son principalmente minas de carbón y principalmente minería subterránea. El área del rebaje es relativamente pequeña, pero las áreas de desechos sólidos y hundimiento del terreno ocupan un área mayor.
La mina de carbón Baoding en Panzhihua, Sichuan, incluye cuatro minas de carbón estatales grandes y medianas y decenas de minas de carbón privadas, cubriendo un área de 80km2.
La provincia de Guizhou es rica en recursos de carbón y se ha desarrollado a gran escala desde la década de 1960. Hasta ahora, la ganga de carbón vertida se ha acumulado como montañas. En la actualidad, hay más de 30 grandes montañas de ganga de carbón acumuladas en la zona económica especial de Liuzhi de la ciudad de Liupanshui, el distrito de Zhongshan, el condado de Shuicheng y la zona económica especial de Panxian, con una altura de más de 80 metros, y la más alta tiene más de 200. La cantidad de ganga de carbón acumulada ha alcanzado los 9500×104t, cubriendo un área de 233,31 hm2. Por ejemplo, Panjiang Coal and Electricity Group tiene 7 grandes montañas de ganga de carbón, que cubren un área de 66,66 hm2. Montañas de ganga pertenecientes al Water Mining Group, con una superficie de 171,72 hm2. En consecuencia, el vertido de la mina de producción La cantidad de ganga es el 20% del carbón y la cantidad de residuos de lavado de carbón es el 25% del carbón crudo. Debido a la estructura suelta y la escasa estabilidad de la ganga de carbón, es probable que se produzcan desastres geológicos como deslizamientos de tierra y flujos de escombros cuando se encuentran fuertes lluvias sostenidas.
Han pasado 47 años desde que la mina de carbón Chongqing Zhongliangshan se puso en funcionamiento en 1959, con una superficie de 10×104m2. Entre ellos, la montaña de ganga de carbón está ubicada en la tercera comunidad de Shiyan Village, Huayan Town, en el sur del área minera, con una superficie de 4,6 × 104 m2; la montaña de ganga de carbón está ubicada en la sexta comunidad de Huayan; Pueblo Pueblo en el norte de la zona minera, con una superficie de aproximadamente 5,4×104 m2 (Foto 3-6), afectando el desarrollo económico agrícola.
Figura 3-6 Chongqing Zhongliangshan Coal and Electricity Co., Ltd. Montaña Ganga del Norte