礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害的探測(cè)方法研究

鄧世龍

（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局七0六隊(duì)，新疆 阿勒泰 836500）

礦山邊坡發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的主要原因是地層滑坡、降雨、地下水過滲等，每當(dāng)雨季時(shí)期，礦山邊坡結(jié)構(gòu)處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，降雨量會(huì)使礦山邊坡的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，降雨量較大時(shí)，邊坡土地的含水量較大，土體會(huì)變重，這就改變礦山邊坡的力學(xué)結(jié)構(gòu)，使土地的強(qiáng)度降低。人為因素也會(huì)造成礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害，所以，造成礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害隱患的因素有很多，我國必須研究礦山邊坡地質(zhì)隱患的探測(cè)方法，才能提升礦山邊坡的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害隱患探測(cè)方法的進(jìn)步。

1 礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害隱患探測(cè)方法的研究現(xiàn)狀

我國最初的探測(cè)方法是結(jié)合力學(xué)原理，建構(gòu)礦山邊坡的防變形的機(jī)制，但這種探測(cè)方法未考慮邊坡的礦體結(jié)構(gòu)，后期，我國完善礦山邊坡的力學(xué)原理及探測(cè)方法，使該探測(cè)方法得到廣泛應(yīng)用。在遭遇多次重大地質(zhì)災(zāi)害后，我國對(duì)礦山邊坡進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，并對(duì)礦山邊坡的破壞形式進(jìn)行研究。我國對(duì)礦山邊坡災(zāi)害的探測(cè)方法有很多物理法，包括電法、雷達(dá)法等，邊坡工程地質(zhì)災(zāi)害隱患探測(cè)方法需要根據(jù)具體的情況進(jìn)行選擇，對(duì)礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害隱患探測(cè)方法的研究將是一個(gè)長期的、發(fā)展的過程。

2 礦山邊坡的穩(wěn)定性分析

邊坡的結(jié)構(gòu)總體來說比較薄，大多數(shù)邊坡表面看不出有變形的跡象，邊坡的斜面比較高陡，邊坡的頂部有一些石塊。邊坡的淺層礦物經(jīng)常暴露在外，且易受暴雨等惡劣天氣條件的影響，可能會(huì)被水流沖擊而滾下邊坡，此時(shí)的滾落的石塊容易對(duì)邊坡的底部造成破壞。如果邊坡基巖的穩(wěn)定性比較好，能減少部分惡劣天氣帶來的沖擊，但地震災(zāi)害和人工爆破等仍會(huì)造成邊坡的地質(zhì)災(zāi)害。

3 礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害隱患探測(cè)方法

3.1 淺層地震探測(cè)方法

淺層地震探測(cè)方法分為淺層地震反射波法、淺層初至折射波法和瞬態(tài)瑞雷波勘測(cè)法。

（1）淺層地震反射波法。淺層地震反射波法主要采用多覆蓋技術(shù)，對(duì)水平位置上的作用進(jìn)行疊加，其原理是對(duì)從不同接收點(diǎn)接收到的信號(hào)進(jìn)行記錄和疊加，這樣形成的反射波可以壓制一些干擾波，從而提高團(tuán)隊(duì)探測(cè)的效率與質(zhì)量。這種淺層地震反射波法是較最常用的礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害隱患探測(cè)方法。

（2）淺層初至折射波法。淺層初至折射波法是國內(nèi)外都在使用的地質(zhì)災(zāi)害隱患探測(cè)方法，這種方法能檢測(cè)到很多數(shù)據(jù)，為地基勘探工作提供數(shù)據(jù)支持。淺層初至折射波法采用雙重雙向的觀測(cè)系統(tǒng)，檢波間距為五厘米，此系統(tǒng)主要作用確定地下水水位、邊坡地下水表面、基巖與松散堆積層的分界等位置，系統(tǒng)作用后可以使探測(cè)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，也使探測(cè)結(jié)果更具有實(shí)用性。

（3）瞬態(tài)瑞雷波勘測(cè)法。邊坡結(jié)構(gòu)中，瑞雷波分布于彈性界面區(qū)域附近，對(duì)松散堆積層的分層和地下水與礦石的分層比較敏感，我國利用瑞雷波分辨不同結(jié)構(gòu)的分界位置。瞬態(tài)瑞雷波探測(cè)需要接收二十四道信息，檢波間距為兩厘米。瞬態(tài)瑞雷波勘測(cè)法主要與前兩種淺層地震勘測(cè)方法一起使用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的補(bǔ)充與檢驗(yàn)。

3.2 電法探測(cè)方法

礦山邊坡中使用的電法探測(cè)方法有電阻率探測(cè)法和激電探測(cè)法。

（1）電阻率探測(cè)法。電阻率測(cè)深法主要作用于表層比較平緩的礦層，這種情況可以測(cè)出礦層中不同電性層的厚度以及電阻率，體現(xiàn)豎直方向的電阻率變化情況。

電阻率剖面法能測(cè)出一個(gè)固定的電阻率，能在某個(gè)固定的深度范圍內(nèi)，測(cè)出水平方向剖面的電性變化，體現(xiàn)水平方向的電阻率變化情況。因此，電阻率探測(cè)法能從水平和豎直兩個(gè)方面體現(xiàn)電阻率的變化，充分顯現(xiàn)邊坡的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)。

（2）激電探測(cè)法。激電探測(cè)法主要研究邊坡局部不均勻的區(qū)域，用于確定某一區(qū)域的含水量和邊坡滑動(dòng)層的位置，常采用三級(jí)測(cè)深、四級(jí)測(cè)深、環(huán)形測(cè)深等。因?yàn)榧る娞綔y(cè)法的探測(cè)效果比較局限，所以在實(shí)際探測(cè)中，我國大多使用電阻率探測(cè)法檢測(cè)地質(zhì)災(zāi)害隱患。

4 礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害隱患探測(cè)方法的應(yīng)用

4.1 淺層地震探測(cè)方法的應(yīng)用

運(yùn)用淺層地震折射波法，能收集五十米內(nèi)的地質(zhì)情況，結(jié)合數(shù)據(jù)可以將測(cè)區(qū)的礦層分為覆蓋層、風(fēng)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(zhì)是否出現(xiàn)疏松的狀況，進(jìn)而判斷邊坡是否具有穩(wěn)定性。工作人員需要使用設(shè)備測(cè)算邊坡的斜度，如果斜度的范圍為八度到二十八度時(shí)，容易產(chǎn)生中等程度的滑坡。

4.2 電法探測(cè)方法的應(yīng)用

有些礦山地質(zhì)環(huán)境比較特殊，比如邊坡的山體走向?yàn)闁|北方向，此時(shí)測(cè)量得山體地面的高度范圍為215m～310m，高度差為95m，測(cè)量得坡角范圍為20°～30°。據(jù)了解，礦區(qū)的地下水系統(tǒng)比較發(fā)達(dá)，地下水深為2m～4m，且當(dāng)?shù)亟涤昵闆r不太穩(wěn)定，如果在邊坡達(dá)到一個(gè)相對(duì)平衡的狀況，工作人員就可以使用電法勘測(cè)法，在測(cè)區(qū)布置八條測(cè)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(yīng)用電阻率探測(cè)法，測(cè)算邊坡表面、礦石的電阻率，可以得出邊坡具有相對(duì)較高的電性的特點(diǎn)，邊坡的地下水含量也會(huì)影響電阻率的大小。根據(jù)相關(guān)探測(cè)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(shí)的邊坡產(chǎn)生高阻帶結(jié)構(gòu)，而且結(jié)構(gòu)中含有一些碎屑，因此，工作人員要對(duì)邊坡進(jìn)行修復(fù)。通過使用黏土，對(duì)邊坡內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行填充，并設(shè)立排水溝，清空邊坡內(nèi)部的地下水，降低邊坡結(jié)構(gòu)的含水量，也可以在邊坡外部設(shè)立擋土墻，增強(qiáng)邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

5 結(jié)語

目前，我國礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害隱患的探測(cè)方法主要有淺層地震探測(cè)方法和電法探測(cè)方法，這兩種方法都有各自的優(yōu)勢(shì)，也有不同的應(yīng)用條件，工作人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)區(qū)域的具體情況，選擇合適的探測(cè)方法。

對(duì)礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害隱患的探測(cè)方法的研究應(yīng)當(dāng)是個(gè)長期的過程，在這個(gè)過程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合創(chuàng)新的技術(shù)和使用新興的設(shè)備完成探測(cè)，使邊坡工程的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固，也能為礦山邊坡的穩(wěn)定奠定基礎(chǔ)。