巖土工程在礦山地質災害防治方面的應用

王虎

中國安全生產科學研究院 北京 100012

隨著礦業的開采，陸續給礦山地質環境帶來了各種危害。多年以簡便方式開采礦業，開采的技術及設備十分落后，使得礦山地質環境愈發嚴重，加上追求利益使得安全問題無法受到重視，會不斷的給人民帶來困擾，更可能帶來災難，因此需要對礦山地質進行研究，將巖土工程的災害防治技術應用其中，以減少財產及人員的損失和傷亡。

1.礦山地質環境的災害極其產生因素

1.1 地質災害

我國山河廣大，地理形勢多變，而且我國主要是農業大國，因而對于災害的承受能力很弱，由于這些原因導致我國災害分布廣泛且種類繁多。而地質災害主要是分為自然和人為災害兩種。自然災害是地質環境本身所存在的問題，與人類自身的發展聯系不強，而人為的災害就是人的行動所導致的災害，通常是與人的發展以及社會的發展緊密聯系，并且隨著人的發展速度而逐漸增加，對于礦山地質災害來說，大部分是人為災害，由于不合理的或者過度的挖掘所導致的災害。

1.2 災害產生原因

礦山地理環境特殊，首先是排水問題，而排水問題主要是深降強排和疏干排水。由于煤礦處大多是石灰巖，隨著采礦工程的開展，會因為地下水的深降強排從而產生巨大的水頭差，煤層承受巨大的高水壓，因而威脅到礦工的生命。而疏干排水會引起地面塌陷，從而引發地面建筑物的坍塌、農田的灌溉、供水不足，還會由于排水作用使得植物生長緩慢以及改變地質環境使其更惡劣，破壞了生態環境。其次是其他各種操作不當導致的問題，如開采過深、填充過晚、隨意排放污水、采富棄貧等，日積月累導致過度，使得地質無法承擔最終造成災害。

2.幾種較為常見的礦山地質災害

礦山地質引起的災害類型多種多樣，程度也不均等，此處按地質災害的空間形態做出幾種常見地質災害的討論。

2.1 坍塌

礦山的坍塌一般是指的較大坡度上的尾礦、土壤和巖石因為重力的原因脫離了原來的位置，落到平地之上。由此發生了坍塌、滾落，主要是巖土不結實所導致的，這主要有幾點原因：地震、融雪、大暴雨、地表沖刷，人為因素等。地震會因為震動從而引起坡體失衡；融雪和大暴雨會使得地表水分滲入破壞坡體穩固的結構；地表沖刷會不斷使得邊腳被洗刷從而導致崩塌；人為因素主要是尾礦堆積不夠合理、礦坑設計不合理、地下采空等。礦山的崩塌結果難以想象，會造成建筑物以及居民樓倒塌、公路受到破壞，從而引發的一系列交通運輸、供水供電都十分不便。

2.2 滑坡

滑坡主要指得是山坡上的土壤、巖石或其他的雜物受到降水、地震或者人工切坡等行為在重力的影響下整體或者部分分散向下滑動的現象。而滑坡產生的原因有地震、融雪降雨、以及人類不合理的工程等，最主要就是人工切坡和雨水河流的沖刷，巖石土塊越多、離水源越近、經常出現大暴雨的地區就越容易出現滑坡，有時是在誘因發生時立即產生，偶爾會在稍晚的時間才發生，最后給人民的生命和財產安全帶來損失。

2.3 泥石流

泥石流指的是在降水的作用下山坡上的泥沙、石塊等固體的物質以極快的速度從山頂或者半中腰直接向山體下方沖下，在低洼處堆積，產生的原因是人類的活動，如不合理的開挖、棄渣棄土、亂墾亂伐等使得地質泥石流頻繁發生，在泥石流發生時，會對公路、居民住宅等造成影響，輕則使得交通不便，重則對人民的生命構成威脅。

2.4 瓦斯爆炸

瓦斯爆炸極其危險，是在開采礦業的過程中因為通風原因或者是煤層泄露導致的甲烷濃度過高，在與明火接觸的瞬間產生的爆炸，是速度極快的一種連鎖的反應，對于礦工來說遇到此事便是極大的傷亡，無法脫身。

3.礦山地質災害防治措施

3.1 生物防治

主要的應對措施是植樹造林、合理的開墾、種草護坡等，這種措施投入的資金較少且應用廣泛，但是時效性較差，需要較長的時間才能達到效果，但是榆次同時能夠改善環境、保護環境。具體措施的方法需要根據礦山地質的需求來確定，如若較多發生山體滑坡或者泥石流等災害，就應該采取退耕還林的措施來有效的防治。

3.2 巖土工程的防治

對于坍塌來說，工程中需要減少開挖的邊坡臺階的高度，通過高度的較小可以有效的使得其自身的重量減輕，主要的技術有鑲補溝縫、護墻護坡、削坡、攔截遮擋等；如若想要防治泥石流，就需要想辦法將其攔擋并且進行疏導，可以放置一些攔截建筑和生產的剝離物以便防治，還應當在合適的地方修建溝壑用于對泥石流的疏導與排除，同時對于剝離物應按照不同的巖土進行區別并分開放置，例如堅硬的巖土放在底層、松軟的巖土放在表層，巖土工程中防治泥石流的主要技術有從泥石流下方修建隧道、從其上方修建橋梁、擱置阻礙物、進行排導和防護等；對于滑坡的防治主要是減少雨水的危害，通常采取將工作面建成2%的反坡，如此可以有效的減少雨水的刷洗，然后在工作面的頂部流出水溝，以便于必要時排除地表水，減少滑坡的發生的幾率，同時滑坡的外形也可在慎重考慮決策后進行改善，對于坡腳的穩定可以增設幾個分層以減少邊坡分層的高度，降低風險，對于滑坡防治最主要的還是排除地表水、地下水以及河水的影響，在加以改善滑坡的外形，設置屏障來抵擋；若是有爆破作業應該有詳細的爆破技術與措施，必須做出詳細的方案與規劃后再進行實施。

總結

我國的地質災害一直頻繁發生，而主要的原因是人為因素和自然因素，在合理進行環境保護利用的同時還應該應用巖土工程做好防護措施，這是一項持久的事業，非一朝一夕所能完成。我們應該做好充足的準備，根據實際情況做好合理的規劃與安排，減少崩塌、滑坡、泥石流等災害的發生，從而保障我們的生存環境和人民的生命財產安全，在合理利用礦山資源的同時最大限度的做好防治措施使得礦業能夠可持續的發展，人民的生活能夠更加有所保障。