有色金屬礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)及防護(hù)措施

徐虎剛

【摘 ?要】隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)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(zhì)災(zāi)害是人類礦業(yè)活動(dòng)造成的一種突發(fā)性的災(zāi)害，常見的邊坡地質(zhì)災(zāi)害主要有邊坡滑坡、崩塌和泥石流等，據(jù)相關(guān)資料顯示，我國每年因露天礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)百億元。由此可見強(qiáng)化對(duì)邊坡地質(zhì)災(zāi)害的防治研究很有必要，鑒于此，筆者結(jié)合相關(guān)研究成果以及本人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)就有色金屬礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)及防護(hù)措施進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。

【關(guān)鍵詞】有色金屬礦山;邊坡地質(zhì)災(zāi)害;防治技術(shù);防護(hù)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(yán)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(tái)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(zé)獨(dú)特的地質(zhì)條件，因此90%左右都采取地下開采方式，再加上很多金屬價(jià)值較高，在開采此類礦山時(shí)會(huì)受到開采方法、地質(zhì)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(zhì)災(zāi)害問題。

2有色金屬礦山現(xiàn)狀

我國是一個(gè)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(diǎn)?，F(xiàn)階段，經(jīng)過相應(yīng)的探測(cè)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(chǔ)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(jié)構(gòu)不是很合理?？偟膩碚f，我國主要有色金屬的人均占有儲(chǔ)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(chǔ)量未及時(shí)注銷等因素，我國有色金屬實(shí)際儲(chǔ)量還會(huì)更少。此外，由于幾十年來資源的高強(qiáng)度消耗和礦山地質(zhì)探礦投入的嚴(yán)重不足，多數(shù)礦山長期在低產(chǎn)、低效、虧損中徘徊。同時(shí)，近年來我國經(jīng)濟(jì)的快速增長對(duì)礦產(chǎn)資源的需求量增大，而找礦勘查投入相對(duì)不足，礦山找礦嚴(yán)重滯后于礦山生產(chǎn)，礦山資源損耗量大于新增儲(chǔ)量，造成礦山生產(chǎn)能力的過快消失，礦山關(guān)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?qǐng)龇ā⒊涮罘?、崩落法三大類，以空?qǐng)龇ā⒊涮罘ň叨唷?/p>

3有色金屬礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害

3.1邊坡塌陷

邊坡塌陷是有色金屬巷道當(dāng)中最為常見的地質(zhì)災(zāi)害類型，其主要因邊坡本身強(qiáng)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(dāng)中，開挖施工產(chǎn)生的擾動(dòng)力會(huì)對(duì)邊坡造成影響，相應(yīng)的邊坡強(qiáng)度不足或穩(wěn)固度不足，就無法抵消擾動(dòng)力，長期影響下，邊坡結(jié)構(gòu)形變，代表其力學(xué)性能與結(jié)構(gòu)受到破壞，無法撐到周邊結(jié)構(gòu)的荷載，此時(shí)邊坡就會(huì)出現(xiàn)不同程度的塌陷。在此條件下，從大多數(shù)案例當(dāng)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(huì)對(duì)施工人員生命、設(shè)備安全造成威脅，所以有必要對(duì)此進(jìn)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(yīng)巷道規(guī)模也有同樣特征，此時(shí)介于實(shí)際環(huán)境的復(fù)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(shí)如果施工人員對(duì)此不了解，其開挖方向就可能出現(xiàn)錯(cuò)誤，相應(yīng)容易挖穿水體屏障，使水體滲入巷道邊坡當(dāng)中，那么在水與土之間的物理關(guān)系上可見，當(dāng)水滲入土體，土體會(huì)變得軟化，且緩慢發(fā)生形變，綜合影響下，邊坡強(qiáng)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(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)

4.1加強(qiáng)對(duì)開采過程的控制

在開采過程中需要對(duì)以下幾點(diǎn)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(yīng)力問題，同時(shí)還會(huì)出現(xiàn)較深部的地壓控制，這就要求根據(jù)實(shí)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(yīng)力集中區(qū)域通常會(huì)出現(xiàn)水平應(yīng)力不尋常的情況，基于主應(yīng)力影響等基礎(chǔ)上全面的消除災(zāi)害隱患，只有這樣才可以實(shí)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(yīng)力集中，通過合理的設(shè)置采礦工程以及設(shè)計(jì)妥善的回采計(jì)劃，同時(shí)制定完善的監(jiān)管及防治策略并實(shí)施，才可以在一定程度上減少災(zāi)害隱患。第四，在開采傾斜度較小的中厚以上的礦體時(shí)，因?yàn)榈V體之間具有緊密的聯(lián)系，會(huì)構(gòu)成層狀的空區(qū)，如果運(yùn)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(huì)導(dǎo)致大面積的礦體出現(xiàn)地壓災(zāi)害。第五，民采引起的災(zāi)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(qiáng)邊坡地質(zhì)災(zāi)害隱患探測(cè)方法的應(yīng)用

4.2.1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。

4.2.2電法探測(cè)方法的應(yīng)用

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有色金屬礦山工程地質(zhì)災(zāi)害防護(hù)措施

有色金屬礦山工程地質(zhì)災(zāi)害防護(hù)措施主要分成兩類，分別是生物防護(hù)措施以及工程防護(hù)措施。針對(duì)小、中規(guī)模的有色金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害可采用工程防護(hù)措施，礦山在開采活動(dòng)后，形成的小、中型邊坡出現(xiàn)滑坡（塌）地質(zhì)災(zāi)害跡象時(shí)，首先應(yīng)采取有效的輸、排水措施，由于水是邊坡滑動(dòng)的潤滑劑，因此首要任務(wù)就是排出邊坡內(nèi)的地下水，然后在坡腳采取支擋措施，對(duì)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(hù)措施。針對(duì)中、大規(guī)模的有色金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害可采用生物防護(hù)措施，堅(jiān)持“生態(tài)優(yōu)先”原則，以植被恢復(fù)為主。由于有色金屬礦山的開采，會(huì)對(duì)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(zāi)減災(zāi)。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(fù)，起到保持水分、固持土壤、防風(fēng)固沙、改善環(huán)境等作用。通過邊坡穩(wěn)定性分析模型的計(jì)算結(jié)果，結(jié)合研究出的地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)，能夠獲得地質(zhì)災(zāi)害防護(hù)措施，有效的對(duì)礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行防治。

6結(jié)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(hù)帶來了較大的困難，特別是有色金屬礦上受到地質(zhì)、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(yīng)該采取及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)治理的方法，這樣才能夠有效的對(duì)出現(xiàn)災(zāi)害進(jìn)行防治。然后還要將先進(jìn)的技術(shù)與相關(guān)理論的結(jié)合，進(jìn)而采取更加有效地方法，解決現(xiàn)階段出現(xiàn)的各種災(zāi)害問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]杜時(shí)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(jí)分析方法[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2017，v.36;No.33011：2601-2611.

（作者單位：新疆寶地礦業(yè)股份有限公司）