關于礦山泥石流的起動機理及防治對策

白玉鋒

礦山泥石流主要是由于礦產資源集中開采，而導致通常分布在礦產資源相對比較集中的區域，其物質來源基本上是以采礦或者礦山建設出來的棄土石渣。由于受到人為集中干擾影響，導致原本地形條件受到一系列影響，促使非泥石流溝逐漸轉變成為泥石流溝，泥石流少發區演化成為泥石流多發區。所以在整個礦山泥石流形成以及演化過程中，通常都會受到人為因素帶來的一系列干擾影響。近年來諸多地區的礦山基本上都會呈現出不同程度的泥石流災害，帶來的潛在危害性也相對比較嚴重，需要引起足夠關注和重視，針對引起泥石流災害的原因進行分析，這樣才能夠提出有針對性的防治對策。

1 礦山泥石流的特點

1.1 多數分布在礦山資源集中區域

礦山泥石流分布通常是受到礦產資源集中分布帶來的一系列影響，同時還會涉及到人類開發資源工程技術的整體發展情況。結合目前礦產資源形成機理來展開深入分析時，礦產資源通常會分布在部分構造運動劇烈的地區，同時地層變動具有一定復雜性。結合目前礦山泥石流整體形成機理展開分析，礦山泥石流是人為影響下導致人類活動具有一定經濟區特征，所以對于礦山泥石流的分布規律也會帶來一系列影響。

1.2 礦山泥石流規模小

礦山泥石流經常發生部位體現在坡地或者溝道上坡，面上的泥石流通常是指渣山上或者松散土體的堆積坡面，其自身整體規模一般是以坡面長度來進行確定。但是最大面積也不會超過幾十或者幾百平方米，在溝道里泥石流基本上是以原本沖溝或者老沖溝等為主，原本形狀受到一系列轉變，同時還會對大量松散棄土等堆積，進而形成嚴重的形變。礦山泥石流雖然其自身規模相對比較小，但是密度很大，具有非常強的集中性特點，礦山泥石流具有易啟動性特點，其自身松散體堆積的集中性，會對其自身爆發頻率產生影響。

2 礦山泥石流的起動機理

2.1 地形地貌

地貌條件是目前形成礦產泥石流的主要因素和必要條件之一，對泥石流的形成以及運動會產生一系列影響，導致泥石流規模以及特性等受到不同程度影響。坡度對于坡面殘留以及土壤侵蝕等都會產生不同程度影響，特別是對于徑流水以及坡面徑流水等也會產生一系列影響。降雨量以及徑流水深都會受到坡度影響，泥石流形成的山坡坡度應當在松散物質飽水之后形成的形態，會直接對水流及水快慢產生一系列影響。坡面形態通常會涉及到凸形坡或者凹形坡以及直線形坡等，劇烈的泥石流活動在實施過程中，其主要是指流域坡面穩定性受到嚴重破壞，其自身坡面過程在累積到一定程度之后會呈現出集中爆發的狀態。高差對于泥石流的形成會產生直接性的影響和作用，由于相對高度決定式的大小，其自身相對高度越大，那么勢能也會越來越大，逐漸形成泥石流的動力條件也會相對比較充足。泥石流溝床比降對溝谷洪流的流速會產生相對比較明顯的影響和作用。結合目前相關研究結果，可以看出泥石流活動會受到流域面積不斷增加而逐漸衰弱，諸多流域面積很容易同時滿足泥石流形成的水動力條件或者松散固體條件，但是并不容易同時滿足泥石流形成時對山坡平均坡度的基本要求。流域面積存在一個上限值，如果達到該臨界值時，那么泥石流溝通常會為一般山河洪谷溝所代替。

2.2 豐富松散的固體物質

礦山泥石流物質來源通常是以采礦廢渣為主，在采礦之后不僅會留下非常大的采礦區，而且周邊圍巖會呈現出嚴重松動狀態，進而出現陷落或者裂縫等情況，逐漸形成大規模的滾石以及崩塌等。對于泥石流的整體爆發會提供相對應的固體物質，礦山基建以及掘進等勢必都會產生大量物體，物質天然積聚速度所無法比擬的，結合目前相關專家的觀測需求以及研究結果可以看出，每年只要在每平方公里巖石山坡上生成1200m3以上的巖石破碎物，那么其自身積聚量可以形成泥石流。在空采開拓方面，隨采準切割以及生產探礦和輔助基礎設施等，工程在建設時勢必會產生大量的排土，進而構成泥石流原地，導致大水溝每年都會爆發嚴重泥石流災害。崩塌以及滑坡可以被看作是泥石流固體物質的重要物質類型，由于受到邊坡失穩等影響，而引起滑坡體式泥石流流域范圍內比較常見的產沙體。滑坡體由于受到雨水浸泡等一系列因素影響，其自身內部剪切力不斷增加，而呈現出嚴重滑動狀態，直接轉化成為泥石流運動。修筑公路時也會產生大量棄體，自身開挖量普遍比較大，經常會對山坡穩定性造成嚴重影響。由于松散物質形成過程中并不具備形成泥石流的基本條件，所以在經過幾十年或者更長時間之后才具備形成泥石流的條件。除了現在一般洪水正常沉積物之外，大多數松散物質本身具有一定固結性，所以要從松散物質角度出發，對受到各種力的平衡關系影響，可以對松散物質的活動性以及啟動條件等展開綜合分析，對松散物質的活動性進行判斷和確定，同時還可以對其抗剪強度進行確定。

2.3 水動力條件

水不僅是泥石流中非常重要的一部分，同時也是泥石流中必不可少的重要搬運介質。水在泥石流暴發具有非常重要的影響和作用，從整個流域面上對其進行分析時，由于降雨徑流引起的坡面侵蝕等問題，勢必會導致固體物質直接匯集到泥石流的溝內，進而導致固體物質呈現出嚴重的富集狀態。水流侵蝕切割泥石流溝促使泥石流溝兩側的土體呈現出失穩的狀態，進而導致其出現嚴重的崩塌以及滑坡等問題。水還沒有滲入到巖體或者是土體內部，盡可能減少其與下伏土體的摩擦系數，導致巖土體出現嚴重的滑坡問題。除此之外，水還可以促使固體物質呈現出飽和液化，水的沖擊力或者是泥石流爆發動力。結合目前實際情況進行分析時，發現在廢石土體雨季來臨之前，要對水分進行充分的吸收，沒有遇到暴雨時一般并沒有形成泥石流。但是如果其自身呈現出充分飽和狀態之后，勢必會出現小雨小泥石流、暴雨大泥石流等問題，泥石流的活動與降雨強度之間具有非常密切的聯系。除此之外，在整個礦山開采過程中，礦區的生產生活排水具有非常重要的作用，所以必須要促使水與土之間進行有效結合，這樣才能夠為逆勢的形成提供可靠的水動力條件作為支持。比如某地區的鐵坑鐵礦，將采礦工業場地為內的生活用水以及雨水等進行有效處理，以4條渠道排入到該礦山的山坡型排土場內部，導致水土結合，進而多次形成泥石流。在坑道的掘進施工過程中，一旦遇到地下水主要通道，那么勢必會導致地下水突涌的情況，水體的補給量一直在不斷增加，同時還要排入到溝谷中，對坡面松散物質進行沖刷后，進而形成泥石流。

2.4 人為因素

礦山泥石流多數情況下都是以人為泥石流為主，人們在對礦山生產活動中的產物進行開發時，其主要是人們在礦山開采以及其他土方工程項目建設過程中，并沒有任何計劃或者是沒有任何措施，排棄巖土所引起泥石流。礦山多數泥石流的出現，某種程度上都會受到人為因素的影響。尤其是在地下采空區以及地表礦渣、廢土石誘發的地表破壞、斜坡巖等各方面，已經逐漸成為目前全新的新生泥石流區域。礦山建設過程中，現有諸多植被類型受到嚴重的破壞影響，地面結構也會受到不良影響，在調節雨水方面的能力普遍比較低，匯流的時間不斷縮短，無論是在洪峰流量或者是在洪水總量方面都會明顯的上升趨勢，所以暴發泥石流的可能性越來越大。在整個規劃和建設過程中，普遍存在不合理取土、采石等情況，很容易就會引起斜坡地帶巖、土體失穩等問題，導致植被受到嚴重的損害影響，整體情況并不是很理想。

2.5 土體流動過程

一旦發生暴雨時，坡面在短時間范圍內勢必會出現明顯的水流匯集的情況。溝谷的松散物質受到水流的影響不斷匯入到溝當中，與水流混合之后逐漸形成壓縮的固液兩相流。在溝內兩相混合物以沖擊、磨蝕等方式，逐漸將溝谷進行不斷擴大，同時逐漸匯集到更大的溝谷當中，在整個過程中，固相顆粒以及水與泥漿等相互之間可以逐漸形成初始的泥石流體。在整個操作過程中，采礦引起的地質環境改變等，促使礦山原本的應力狀態會出現明顯的失衡，導致地面變形等問題相對比較嚴重，在受到暴雨影響下出現滑坡、崩塌等災害，最終引起嚴重的泥石流。

3 礦山泥石流的防治對策

3.1 加強政府管理力度

礦山泥石流可以被看作是礦山開采以及建設是非常重要的組成部分，需要引起足夠關注和重視，加強各環節的監督管理力度。從政府管理層面著手，將生態環境保護以及災害預防等作為出發點，泥石流防治需要引起相關部門的廣泛關注和重視。在泥石流治理中，將其納入到礦山開發建設規劃設計當中，這樣不僅能夠實現對泥石流災害的及時有效治理，而且能夠避免造成更加嚴重的后果。對符合要求的法律法規以及相關管理體系進行編制和落實，針對環境保護相關法律法規中的條文內容進行完善和優化。針對礦山環境保護認識不足等相關問題進行客觀分析，在整個礦山環保中涉及到的水利以及農業等部門相互之間要建立良好的協調發展關系。礦山環境保護勢必會受到一系列影響，礦山地質災害應當受到政府以及當地各管理部門的重視，將礦山地質災害直接納入到國家防災減災政策體系當中，促使礦山防災減災以及礦山企業和地區經濟之間能夠建立高效結合。對礦山開采審批官進行嚴格把控，加強日常監督管理力，這樣才能夠避免出現礦山開采時隨意破壞等一系列行為。對現有政府管理機構以及技術機構等進行完善和優化，嚴格按照規范化要求，保證泥石流防治工作的全面有序開展。結合各地區不同地址以及降水等情況，對引水工程以及植物工程等進行科學合理的編制和落實，組織專業人員定期進行檢查和維修，保證各項工程能夠實現正常服役，同時對泥石流防治可以起到良好的效果。

3.2 生態生物防治

科學技術的不斷進步和快速發展，要順應時代發展要求，對先進技術手段進行結合利用，這樣才能夠實現對泥石流災害的有效預防。泥石流生態生物工程在規劃和建設時，通常是指將植物作為基礎，結合泥石流發育不同類型以及具體分布特點，對各種不同類型的植物群落進行科學合理的構造和落實。將林木對土壤的固持力作用充分發揮出來，促使其自身抗滑性能得到提升，比如水土保持等可以相互組合成一種能夠實現對泥石流有效規避的生物防護體系，以此來形成生物生態環境工程，也就是生物治理工程。泥石流生物工程在建設時，其與單一性的綠化造林工作具有明顯差異性，該類型生物工程在建設時，可以和國土整治以及土地資源整體利用等結合，對整個山區經濟進行開發，以此來實現穩定發展的根本目的。生物防治泥石流方式在應用中，主要是對植被學觀點進行合理利用，通過對植被在地表中的效果，能夠對土壤入滲以及保水等進行有效改善。遵循因地制宜基本原則，促使各種不同類型功能的植物村落得到合理利用，這樣才能夠針對土壤進行有效保護，同時對洪水可以起到良好的調節效果，以此來實現泥石流防治的根本目的。

3.3 工程防治

在針對礦山泥石流進行防治時，其自身主要物質來源一般是以廢棄的土、石、渣等組合而成，所以在礦山泥石流方面一般是受到松散固體物質的不斷累積而增加。由于礦山排土量不斷減少，其自身也會減弱，在礦山排廢方面要對地形以及水文等進行擇優選擇，同時根據周邊環境以及植被等相關影響因素展開深入分析，以此來保證整個設計的科學性和合理性，盡可能規避受到泥石流或者不良地質影響，避免跨越流水量相對比較大的區域。對現有相關條件進行改造和升級，這樣能夠滿足實際要求，對截水溝進行科學合理的設置，同時要對攔泥壩等配套設施進行完善和優化，這樣能夠盡可能避免水土流失而引起的滑坡等災害。在整個堆排中，要將大塊廢石墊底，同時利用大塊巖石堆放最低處，能夠具有一定穩定性，避免出現嚴重的滑坡。要以實驗或者觀察等方式，對整個堆排速度進行確定，同時要對排除強度進行嚴格有效管理和控制，盡可能避免出現邊坡失穩等情況。加強對場地排水的重視程度，實現對雨水徑流量的管理和控制，在廢石場周邊可以對引水工程進行有效推進，排棄場上游水要有組織的引入到下游位置，對水的作用進行削弱，這樣能夠實現對泥石流的有效規避。將排棄場堆排平臺應用在實踐中，以推土機推成反向坡度，促使平臺當中的雨水可以直接排入到排水溝當中，平臺上一旦發現有下沉或者裂縫時，要立即對其進行回填處理，這樣能夠盡可能避免雨水滲入其中。如果固體物質被合理堆放或者廢物利用，那么發源地固體物質量會有所減少，促使其坡面穩定性有所提升，那么自然植被也會逐漸得到恢復，對于礦山泥石流會產生一系列的顯著影響。

泥石流攔擋工程可以被看作是泥石流防治中非常重要的措施之一，在泥石流溝修建過程中，可以被看作是一種具有橫向性特點的攔擋建筑物，能夠對泥石流固體物質起到良好的攔擋效果，同時還不會對泥石流漿體造成任何阻擋影響。泥石流巖土工程防治措施在提出和應用時，主要是以排導工程等為主，在礦山泥石流特點的基礎上，普遍都會以攔渣工程或者淤積平臺等方式為主。棄渣場位于山坡坡面的情況下，在渣場周邊可以對擋渣墻或者截水溝進行科學合理的設置，而在渣場周邊可以對攔渣壩進行設置。棄渣場如果是處于河道灘地旁，那么在渣場河道側可以對攔渣堤進行合理設置。棄渣場使用過程中，通常都會先削坡后升級處理，在整個堆渣的頂部或者是坡面覆土處理，以此來實現有針對性的綠化處理。在整個淤積平臺構建和實施過程中，可以對泥石流的整個運動坡降進行有效改善和優化，促使泥石流的流速可以得到有效減緩，部分瘀積用，可以盡可能減少泥石流對下游構筑物帶來的一系列沖擊影響。

4 結語

礦山泥石流的形成以及演化過程中，勢必會受到人為因素帶來的一系列干擾影響。因為，要結合諸多影響因素以及泥石流自身的形成特點，對其展開有針對性的預測和分析，地形地貌、豐富松散的固體物質來源等展開綜合分析，這樣才能夠提出有針對性的防治對策，避免造成嚴重的泥石流災害事故，以此來實現對周邊生態環境的有效保護，為周邊居民的生命財產安全提供保證。