大型金屬礦山邊坡地質災害治理及預防措施

盧 遙

（河南省地質礦產勘查開發局第五地質勘查院，河南 鄭州 450000）

隨著經濟的快速發展，社會對金屬礦產的需求與消耗也在不斷增加，這對于金屬礦產業提供了更大的發展機會。由于在金屬礦的快速發展使礦山企業數量不斷增加，但由于其屬于企業管理，且部分大型金屬礦山的開采方法和選礦工藝落后，在缺少環保措施的情況下加劇礦區環境破壞[1]。大型金屬礦山開采環境的惡化，使金屬礦山開采環境明顯惡化，潛在危害逐漸增加，這不僅會造設備損壞、人員傷亡、資源浪費甚至會造成礦井關閉等嚴重后果。礦山邊坡地質災害作為大型金屬礦山災害中最常見的問題之一，不僅嚴重影響到大型金屬礦山的發展，更嚴重制約了社會經濟的可持續。大型金屬礦山邊坡地質災害主要由于采礦方法選擇不當、過度開采等人為因素引起，其主要類型為場冒頂、深井巖爆、礦震、地表塌陷等[2]。因此對大型金屬礦山邊坡地質災害治理及預防措施進行研究，從而對邊坡地質問題進行有效處理。1 大型金屬礦山邊坡地質災害治理

（1）預應力錨索支護法。預應力錨索支護法作為大型礦山邊坡災害治理中較為有效的方法，其主要具有增加邊坡穩定性、改善壩體應力、降低開挖工程量等特點，同時由于施工簡單、效益顯著以及設計合理等優點，因此在大型礦山邊坡災害中被普遍應用。在實施過程中，主要根據錨索固定部位的受力狀態，從而選擇壓力型錨索與張拉型錨索兩種[3]。在施工過程中，首先對錨孔的測放進行檢測，并根據鉆孔的相關規定進行鉆孔作業，在鉆孔作業完成后，對鉆孔進行清理與檢查，檢查完畢后進行注漿操作。最后通過制作地梁對錨索進行固定，從而實現封錨操作。預應力錨索支護法主要針對大型金屬礦山地基表面任一點的沉陷與該點單位面積所受壓力進行計算：

P（ KPa）為土體表面某點單位面積壓力；k為基床系數（kN/m3）；y為對應點的豎向位移（m）。

其基床系數參考，如表1所示。

表1 基床系數參考

在計算過程中，當地基表面上某一點壓力作用p時，只在荷載作用范圍內產生位移。如果地基與梁之間始終保持接觸，則可以得到地基梁的基本微分方程：

（2）錨噴支護法。錨噴支護法在對大型金屬礦山邊坡地質災害治理中的應用，主要由錨桿和噴射混凝土面板兩個部分組。其主要工作原理為將圍巖、噴射混凝土以及錨桿組成共同承載的結構，從而有效抑制金屬礦山邊坡地質變形，尤其在防止巖體松落、調整圍巖應力分布等方面有著十分顯著的效果[4]。在錨噴支護法應用過程中，主要根據圍巖具體地質條件將其分為單獨采用錨桿、錨桿結合噴射混凝土、單獨采用噴射混凝土錨噴加金屬網以及錨桿和噴射混凝土加設單層或雙層鋼筋網等五種方式。其中，錨桿結合噴射混凝土主要用于于地下洞室的頂拱與邊墻加固、單獨采用噴射混凝土多用于整體加固，而單獨采用錨桿多用于局部加固。在實際應用過程中不僅需要對原材料配置進行研究控制，其次在加工錨桿孔時，在施工前需要對錨孔直徑進行嚴格控制。在錨桿安裝完成后三天內不能承載任何懸掛物件。

（3）混凝土噴射加固法。在大型金屬礦山邊坡地質災害治理方法中，混凝土噴射加固主要應用于風化程度較嚴重或已經發生小型坍塌、巖石強度不大的結構中凝土噴射加固法能夠在封閉地質災害巖石土體以及處理地質表面問題方面效果顯著[5]。混凝土噴射加固法示意圖，如圖1所示。

混凝土噴射加固法能夠增加金屬礦山巖石結構抗侵害性，加強巖體與錨桿之間的鞏固性。

2 大型金屬礦山邊坡地質災害預防措施

（1）改善土質法。大型金屬礦山邊坡地質預防措施中主要以改善土質為基礎，其主要作用為針對礦山內土性質進行改善，從而實現邊坡地質優化。在應用過程中，需要注意根據礦山地質實際情況進行多種方法相結合。一般情況下，主要采用膠結、擠密、排水等方法相結合的方式。其應用原則主要以避免土壤過分潮濕可使用排水為主，通過擠密使土粒間的間隙表小，從而增加礦山突然穩定性，最后利用膠結用水對土壤層內礦物質的進行溶解，從而實現土質鞏固。

表3 噴混植草技術與其他技術對比效果

（2）液壓噴播種草技術。大型金屬礦山邊坡地質災害主要原因在于其地質問題，因此，采用壓噴播種草技術。技術主要利用肥料、木纖維、液劑保水劑、染色劑、粘合劑等混合，將其混合物噴射在目標區域內，從而利用生物方法進行草坪綠化。其噴植混合配料表，如表2所示。

表2 噴植混合配料表

在應用過程中，噴混植草技術與其他技術對比效果如表3所示。

3 結語

對大型金屬礦山資源合理有效地利用，在開發過程中保護礦山環境，加強對工程監測與信息化管理，從而實現礦業的可持續發展是一個長期而重要的工作。在大型金屬礦山開采過程中，邊坡災害作為最常見的災害之一。通過對其邊坡地質災害治理方法與預防措施進行研究，針對不同地質災害特點進行研究，從而發揮相關技術的最佳效果。