有色金屬礦山邊坡地質災害防治技術及防護措施

徐虎剛

【摘 ?要】隨著科學技術的不斷進步，我國有色金屬礦產(chǎn)開采工作也有了一定的發(fā)展。礦山邊坡地質災害是人類礦業(yè)活動造成的一種突發(fā)性的災害，常見的邊坡地質災害主要有邊坡滑坡、崩塌和泥石流等，據(jù)相關資料顯示，我國每年因露天礦山邊坡地質災害造成的直接經(jīng)濟損失達數(shù)百億元。由此可見強化對邊坡地質災害的防治研究很有必要，鑒于此，筆者結合相關研究成果以及本人的實踐經(jīng)驗就有色金屬礦山邊坡地質災害防治技術及防護措施進行了簡要的分析。

【關鍵詞】有色金屬礦山;邊坡地質災害;防治技術;防護措施

1引言

露天礦資源受到人為開采的破壞，礦石的開挖和爆破不僅嚴重破壞了邊坡穩(wěn)定性，還極容易形成不明和雜亂空區(qū)，從而造成臺階塌落，影響施工單位正常生產(chǎn)，造成了礦產(chǎn)資源的永久損失，還帶來極高的安全隱患。由于我國大部分有色金屬礦山有責獨特的地質條件，因此90%左右都采取地下開采方式，再加上很多金屬價值較高，在開采此類礦山時會受到開采方法、地質條件、非法民采以及地壓控制等因素影響，容易所以存在諸多地質災害問題。

2有色金屬礦山現(xiàn)狀

我國是一個礦產(chǎn)資源豐富的國家，其具有總量大、人均擁有量少的特點。現(xiàn)階段，經(jīng)過相應的探測和比較，我國礦產(chǎn)資源總量約占世界礦產(chǎn)資源總量的12%，但人均礦產(chǎn)儲量卻占世界平均值的58%左右，可以看出我國礦產(chǎn)資源種類比較齊全，但結構不是很合理。總的來說，我國主要有色金屬的人均占有儲量明顯低于世界平均水平。如果考慮資源開發(fā)過程的破壞和礦山生產(chǎn)消耗儲量未及時注銷等因素，我國有色金屬實際儲量還會更少。此外，由于幾十年來資源的高強度消耗和礦山地質探礦投入的嚴重不足，多數(shù)礦山長期在低產(chǎn)、低效、虧損中徘徊。同時，近年來我國經(jīng)濟的快速增長對礦產(chǎn)資源的需求量增大，而找礦勘查投入相對不足，礦山找礦嚴重滯后于礦山生產(chǎn)，礦山資源損耗量大于新增儲量，造成礦山生產(chǎn)能力的過快消失，礦山關閉速度加快。采礦方式主要為露天、地下開采。有色金屬礦山地下開采方式按地壓控制方式，分為空場法、充填法、崩落法三大類，以空場法、充填法具多。

3有色金屬礦山邊坡地質災害

3.1邊坡塌陷

邊坡塌陷是有色金屬巷道當中最為常見的地質災害類型，其主要因邊坡本身強度、穩(wěn)固度不足，再加之外力影響而產(chǎn)生，例如在巷道開挖施工當中，開挖施工產(chǎn)生的擾動力會對邊坡造成影響，相應的邊坡強度不足或穩(wěn)固度不足，就無法抵消擾動力，長期影響下，邊坡結構形變，代表其力學性能與結構受到破壞，無法撐到周邊結構的荷載，此時邊坡就會出現(xiàn)不同程度的塌陷。在此條件下，從大多數(shù)案例當中可見，大部分邊坡塌陷的程度都很高，所以在地下施工條件下，邊坡塌陷問題會對施工人員生命、設備安全造成威脅，所以有必要對此進行治理。

3.2邊坡滲水

有色金屬工程的施工范圍普遍較大，相應巷道規(guī)模也有同樣特征，此時介于實際環(huán)境的復雜性，巷道開挖容易遇到臨水環(huán)境條件，即地表水、地下水環(huán)境，此時如果施工人員對此不了解，其開挖方向就可能出現(xiàn)錯誤，相應容易挖穿水體屏障，使水體滲入巷道邊坡當中，那么在水與土之間的物理關系上可見，當水滲入土體，土體會變得軟化，且緩慢發(fā)生形變，綜合影響下，邊坡強度下降、抗變性下降，容易出現(xiàn)上述塌陷或者滑塌問題。

4有色金屬礦山邊坡地質災害防治技術

4.1加強對開采過程的控制

在開采過程中需要對以下幾點高度重視：第一，在露天礦山開采過程中容易出現(xiàn)高邊坡、坑底的應力問題，同時還會出現(xiàn)較深部的地壓控制，這就要求根據(jù)實際的情況尋找合理的措施，消滅安全隱患。第二，在山地和地應力集中區(qū)域通常會出現(xiàn)水平應力不尋常的情況，基于主應力影響等基礎上全面的消除災害隱患，只有這樣才可以實現(xiàn)更好的效果。第三，在開采薄礦脈群和傾斜度極高的中后礦體過程中，要高度重視橫向以及縱向方面的應力集中，通過合理的設置采礦工程以及設計妥善的回采計劃，同時制定完善的監(jiān)管及防治策略并實施，才可以在一定程度上減少災害隱患。第四，在開采傾斜度較小的中厚以上的礦體時，因為礦體之間具有緊密的聯(lián)系，會構成層狀的空區(qū)，如果運用房柱法就容易使大片的空區(qū)相連，如果隔離框柱被損壞就會導致大面積的礦體出現(xiàn)地壓災害。第五，民采引起的災害事故增多。從目前現(xiàn)狀來看，國有礦山發(fā)生的安全事故比較少。但是民采企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀并不樂觀。

4.2加強邊坡地質災害隱患探測方法的應用

4.2.1淺層地震探測方法的應用

運用淺層地震折射波法，能收集五十米內(nèi)的地質情況，結合數(shù)據(jù)可以將測區(qū)的礦層分為覆蓋層、風化層，也可以確定滑坡帶的具體位置，這樣能判斷邊坡的土質是否出現(xiàn)疏松的狀況，進而判斷邊坡是否具有穩(wěn)定性。工作人員需要使用設備測算邊坡的斜度，如果斜度的范圍為八度到二十八度時，容易產(chǎn)生中等程度的滑坡。

4.2.2電法探測方法的應用

據(jù)了解，礦區(qū)的地下水系統(tǒng)比較發(fā)達，地下水深為2m～4m，且當?shù)亟涤昵闆r不太穩(wěn)定，如果在邊坡達到一個相對平衡的狀況，工作人員就可以使用電法勘測法，在測區(qū)布置八條測深剖面線，分為水平剖面線和豎直剖面線，同一方向的剖面線間距離為兩厘米。工作人員也可以應用電阻率探測法，測算邊坡表面、礦石的電阻率，可以得出邊坡具有相對較高的電性的特點，邊坡的地下水含量也會影響電阻率的大小。根據(jù)相關探測數(shù)據(jù)顯示，邊坡具有一定的含水量與可塑性，邊坡的中部有填土，這時的邊坡產(chǎn)生高阻帶結構，而且結構中含有一些碎屑，因此，工作人員要對邊坡進行修復。通過使用黏土，對邊坡內(nèi)部結構進行填充，并設立排水溝，清空邊坡內(nèi)部的地下水，降低邊坡結構的含水量，也可以在邊坡外部設立擋土墻，增強邊坡結構的穩(wěn)定性。

5有色金屬礦山工程地質災害防護措施

有色金屬礦山工程地質災害防護措施主要分成兩類，分別是生物防護措施以及工程防護措施。針對小、中規(guī)模的有色金屬礦山地質災害可采用工程防護措施，礦山在開采活動后，形成的小、中型邊坡出現(xiàn)滑坡（塌）地質災害跡象時，首先應采取有效的輸、排水措施，由于水是邊坡滑動的潤滑劑，因此首要任務就是排出邊坡內(nèi)的地下水，然后在坡腳采取支擋措施，對滑坡體采取削坡卸荷，從而有效防止滑坡的發(fā)生，形成以排為主，以擋為輔的防護措施。針對中、大規(guī)模的有色金屬礦山地質災害可采用生物防護措施，堅持“生態(tài)優(yōu)先”原則，以植被恢復為主。由于有色金屬礦山的開采，會對生態(tài)系統(tǒng)、礦山周圍的環(huán)境造成破壞，造成原有地貌發(fā)生變化。因此需要利用植被來保持水土，防災減災。在邊坡處可采用穴栽，或噴射草籽，或種植爬山虎之類的藤本植物，在其周邊種植適宜本地生長的樹木，通過植被恢復，起到保持水分、固持土壤、防風固沙、改善環(huán)境等作用。通過邊坡穩(wěn)定性分析模型的計算結果，結合研究出的地質災害防治技術，能夠獲得地質災害防護措施，有效的對礦山邊坡地質災害進行防治。

6結束語

現(xiàn)階段，我國極端天氣增多、礦山環(huán)境較差等給有色金屬礦山的開采和支護帶來了較大的困難，特別是有色金屬礦上受到地質、生產(chǎn)規(guī)模、開采秩序混亂等因素，使得礦山開挖潛在了一些安全隱患，例如：地表遭到破壞、井下空區(qū)容易發(fā)生崩塌等現(xiàn)象。而如何解決這一現(xiàn)象，應該采取及時發(fā)現(xiàn)，及時治理的方法，這樣才能夠有效的對出現(xiàn)災害進行防治。然后還要將先進的技術與相關理論的結合，進而采取更加有效地方法，解決現(xiàn)階段出現(xiàn)的各種災害問題。

參考文獻：

[1]杜時貴，雍睿，陳咭扦，夏才初，李國平，劉文連，劉育明，劉昊.大型露天礦山邊坡巖體穩(wěn)定性分級分析方法[J].巖石力學與工程學報，2017，v.36;No.33011：2601-2611.

（作者單位：新疆寶地礦業(yè)股份有限公司）