礦山地質(zhì)災害防治與地質(zhì)環(huán)境保護

張建剛，李 琪

（四川省煤田地質(zhì)局一四一隊，四川 德陽 618000）

人類活動對山體的開發(fā)以及自然環(huán)境的變遷，都會對邊坡產(chǎn)生影響，如果邊坡的穩(wěn)定性下降就容易誘發(fā)滑坡、崩塌等礦山地質(zhì)災害，對危險區(qū)范圍內(nèi)人民的生命財產(chǎn)造成嚴重威脅。因此，必須做好礦山地質(zhì)災害的治理，加強生態(tài)恢復，保證地區(qū)的生態(tài)穩(wěn)定，對可能出現(xiàn)的礦山地質(zhì)災害問題，采取科學的防范措施，最大限度地減少對礦山地質(zhì)環(huán)境的破壞。

1 礦山地質(zhì)災害概述

礦山開采所誘發(fā)的山體滑坡、崩塌，是礦區(qū)常見的突發(fā)性地質(zhì)災害之一。由于采礦開挖而形成的高陡邊坡，長期受風化、雨水等侵蝕易形成破碎危巖帶及山體開裂等，尤其是在運用崩落法采礦、暴雨不當時，極易誘發(fā)山體滑坡、崩塌等現(xiàn)象。泥石流是溝谷中，由暴雨、冰雪融水等含有大量泥沙石塊的特殊洪流，在礦山的資源開采中，由于山上的植被和巖石遭到破壞，特別是在暴雨天氣經(jīng)過水的搬運作用，會形成降雨性的泥石流，這種泥石流的發(fā)生也有其自身的特點，一般由石塊、沙礫和粘土組成，目前我國礦山泥石流的發(fā)生主要與礦山開采中的廢石堆較多、攔護措施差、結(jié)構(gòu)松散等有關(guān)。礦山開采所引發(fā)地面塌陷也被稱之為采空塌陷。采空區(qū)塌陷的現(xiàn)象主要發(fā)生在以空場法、崩落法進行開采的地下礦山區(qū)域，在形成一定規(guī)模后自然發(fā)生垮落，一旦無法及時有效地進行預防處理，將會誘發(fā)嚴重的事故隱患，甚至在近地表的巖移中，威脅到地表建和道路的使用質(zhì)量安全，嚴重的還可進一步引發(fā)大規(guī)模山體滑移。根據(jù)目前對礦山地質(zhì)災害的研究，滑坡災害發(fā)生時，因其平面范圍、滑體體積、前后緣高差、巖土體結(jié)構(gòu)等不同，滑坡失穩(wěn)之后的嚴重程度也會明顯不同[1]。比如很多礦產(chǎn)地區(qū)，容易因為礦山開采導致大規(guī)?；?，這不僅會導致嚴重的經(jīng)濟損失，還會引發(fā)人員傷亡，而農(nóng)村地區(qū)的小規(guī)模土體滑坡影響范圍就相對較小。但是對任何地區(qū)，都需要加強對滑坡災害的重視，要堅持“以防為主，防治結(jié)合”的原則，科學做好預防和治理工作，改善礦山地質(zhì)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境。

2 礦山地質(zhì)災害勘查技術(shù)應(yīng)用要點

2.1 物化探技術(shù)

對礦產(chǎn)資源的勘查工作中，物化探是比較常用的技術(shù)手段，而且隨著技術(shù)的發(fā)展，正在發(fā)揮越來越重要的作用。使用該方法相比普通找礦法具有明顯的優(yōu)勢，尤其可以發(fā)現(xiàn)一些隱伏礦。在裝產(chǎn)的預查和普查工作中，可以使用物化搖技術(shù)，能夠完成直接找礦和間接找礦工作。該技術(shù)一般對大型、特大型礦床或者礦產(chǎn)比較有效，能夠了解礦床內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，滿足資源開發(fā)和利用的要求。

2.2 電法勘探技術(shù)

電法勘探在地球物理學中應(yīng)用比較多的技術(shù)，該技術(shù)的實用性很強，能夠了解巖石、礦體的構(gòu)成成分，和分析地殼的地質(zhì)構(gòu)造。探測的原理在于利用不同類型的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，在電磁特性、介電性、電化學性質(zhì)上都有所不同，在探測的過程中，就能夠根據(jù)這些差異性和獲得結(jié)果中特征，來對巖石、礦石的各種物理參數(shù)進行分析，判斷是否有礦體存在，研究礦體的形狀和大小，以及確定礦體的位置和埋藏深度，能夠滿足勘探目標的需要，而且對解決工程地質(zhì)深部問題也有一定的幫助。

2.3 三維可視化技術(shù)

傳統(tǒng)的勘探工作中，會使用平面圖或者剖面圖顯示勘探的結(jié)構(gòu)和當?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造，雖然可以比較精確地表示各種信息，但是存在表達不直觀、對專業(yè)性要求高的問題。隨著技術(shù)的發(fā)展，計算機可以利用勘探的數(shù)據(jù)、結(jié)果、性質(zhì)信息等等繪制當?shù)氐娜S圖，能夠比較明晰地表示礦體的特征，方便勘探人員直觀地對礦體的情況展開分析，具有極高的實用性。

2.4 直接探測技術(shù)

進行固體找礦地質(zhì)開采的工作中，也可以對是礦體的情況進行直接觀察和分析，獲得當?shù)刂苓叺刭|(zhì)條件、地質(zhì)構(gòu)造的物理性質(zhì)、化學特性就能夠了解當?shù)氐牡貙又惺欠窈械V產(chǎn)資源。使用該方法，能夠初步對礦產(chǎn)的位置進行評估，以及分析礦產(chǎn)的含量，之后結(jié)合電磁波和元素分析，就可以確定礦產(chǎn)的種類和儲量，是一種比較基本的勘查技術(shù)。

3 礦山地質(zhì)災害影響因素

3.1 人類工程活動

礦山地質(zhì)災害大多是由于人類工程活動對山體的過度開發(fā)，導致邊坡的穩(wěn)定性下降，最終引發(fā)滑坡問題。例如礦區(qū)道路、生產(chǎn)生活等基礎(chǔ)工程建設(shè)開挖山體，在缺少對現(xiàn)場充分勘查研究，以及科學開發(fā)計劃的情況下，基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)將改變邊坡結(jié)構(gòu)和受力特點，從而對邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生嚴重影響，最終引發(fā)礦山地質(zhì)災害問題。結(jié)合工程施工實踐情況，很多項目會使用爆破技術(shù)，爆破過程中產(chǎn)生的震動將會影響邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，為追求施工進度，有些工程中會頻繁使用爆破技術(shù)，將導致邊坡內(nèi)部巖體出現(xiàn)錯位，埋下發(fā)生泥石流的隱患；在對現(xiàn)場情況缺少充分了解的情況下，如果對坡腳盲目開挖，也會導致嚴重的地質(zhì)災害。

3.2 降雨

降雨的作用下，邊坡位置的地下水位會開始上升，巖體強度會因為雨水侵蝕降低，邊坡內(nèi)部的空隙水壓力也會明顯增大，導致邊坡受到的外部壓力增加，自身強度降低[2]。一般情況下，雨水并不會改變邊坡的硬質(zhì)結(jié)構(gòu)，但是會進入巖體的結(jié)構(gòu)面中，如果巖體周圍濕度較高，雨水長期浸潤，就會導致其填充物的強度降低，巖體將會失去抗剪強度，最終造成邊坡出現(xiàn)失穩(wěn)的問題。如果有強降雨出現(xiàn)，將會導致地下水位大幅度增高，一些水位上升受到限制的局部地區(qū)就會出現(xiàn)失穩(wěn)的情況。由于地下水壓力的轉(zhuǎn)變，會加速巖體裂隙的發(fā)育，導致巖體破碎之后滲透系數(shù)增大。邊坡的孔隙率也受到雨水影響增大，最終對邊坡的穩(wěn)定性將產(chǎn)生破壞性影響。

4 滑坡治理和地質(zhì)環(huán)境保護方法

4.1 滑坡治理方法

4.1.1 支擋與錨固

滑坡治理的主體工程多采用支擋與錨固及其復合型式等，利用支護結(jié)構(gòu)自身的抗力來保證滑坡穩(wěn)定，避免其失穩(wěn)造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。支擋工程又分為樁和墻兩類，錨固工程又分為錨桿和預應(yīng)力錨索兩類，復合型式主要有錨桿擋墻、樁板墻、錨拉樁等，各類抗滑工程均有其優(yōu)點和適用條件；一般地，擋土墻多用于支擋剩余下滑力較小的滑坡，抗滑樁與預應(yīng)力錨索多用于加固剩余下滑力較大的滑坡。原理上，擋土墻、抗滑樁等支擋工程是從外部加強邊坡結(jié)構(gòu)的被動加固，來保證邊坡的穩(wěn)定性，而錨固則是通過改善巖土體結(jié)構(gòu)面的強度來達到主動加固；從滑坡類型來看，對巖質(zhì)滑坡采用預應(yīng)力錨索加固比采用抗滑樁加固的效果更好，土質(zhì)滑坡則正好相反。

此外，減載與反壓也是滑坡治理的常用措施之一。削方減載主要在滑坡后部坡面較陡的下滑段，通過減載來降低下

滑土體的重量；回填反壓主要在滑坡前緣剪出口和阻滑段，反壓材料多采用濾水性較好的袋裝砂礫石或砂性土。

4.1.2 截排水溝

截排水溝能控制和排放地下水，降低因為雨水滲入導致的巖體侵蝕作用，以及降低土壤的重量，提升巖體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免滑坡問題發(fā)生。截水溝多設(shè)于滑坡后緣2m以外，兩側(cè)應(yīng)接入自然溝道利于排水，滑坡平面范圍較大時可在滑坡體上設(shè)置縱橫向排水盲溝，引排滑體中的地下水；在設(shè)置截排水溝時，應(yīng)保證水渠結(jié)構(gòu)和當?shù)丨h(huán)境相協(xié)調(diào)，使其能充分發(fā)揮排水的作用，保證巖土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。因此，截排水溝施工前應(yīng)做好對現(xiàn)場的調(diào)查，設(shè)置合理流路、縱坡、入流與出流、轉(zhuǎn)折與消能，降低水對滑坡穩(wěn)定性的影響。

4.2 滑坡地質(zhì)環(huán)境保護技術(shù)

4.2.1 客土噴播技術(shù)

客土噴播是把客土和種子以一定比例混合后在坡面上噴灑，在噴灑種子的同時，也給植物創(chuàng)造了生長環(huán)境，充分利用植物提升地表土層的穩(wěn)定性，恢復礦山地質(zhì)災害過后的生態(tài)損害，也能達到地質(zhì)環(huán)境保護的目的。植被生長之后，能固結(jié)表面邊坡，減少由于雨水沖刷所導致的影響，降低水土流失速度。植物的根系能深入地下，提升邊坡表面對地表徑流的抵抗能力，避免邊坡被徑流沖刷過于嚴重，使邊坡可以保證長期穩(wěn)定。

客土噴播在侵蝕面比較明顯的高大邊坡中應(yīng)用效果較好，噴播時應(yīng)該先進行邊坡的整理工作，然后在邊坡上設(shè)置植被網(wǎng)，設(shè)置時應(yīng)注意順序是從上到下，而且要保證網(wǎng)和破面之間保持平順，保證結(jié)合效果，完成噴播工作之后，也要做好覆蓋和養(yǎng)護工作。由于該技術(shù)的機械化程度很高，所以不僅施工效率高，而且可以獲得較好的施工效果，但是施工人員應(yīng)結(jié)合邊坡的情況做好控制工作，以及將混合物充分拌和均勻，確保噴播工作的效果。

4.2.2 植生袋技術(shù)

該技術(shù)是將植物種子、肥料、土壤、保水劑按照一定比例混合，裝在無紡布袋中制作植生袋，一般在石質(zhì)邊坡上設(shè)置。設(shè)置植生袋時，一般使用錨桿施工工藝將植生袋固定在石質(zhì)或者土質(zhì)邊坡，隨著植生袋內(nèi)的植物生長，就會發(fā)揮對邊坡的固定作用。該方法的優(yōu)點在于施工后的植物存活率較高，而且植物的出苗速度快，植生袋的運輸也十分方便。但如果進行高邊坡施工，現(xiàn)場沒有窗格式混凝土肋的保護，就很難保證施工效果。

5 結(jié)語

治理滑坡災害時，必須做好地區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件的調(diào)查研究，確保治理方案的針對性，通過分析滑坡失穩(wěn)的原因，通過計算確定滑坡當前的內(nèi)部受力情況，把安全系數(shù)控制在最合理的范圍內(nèi)。使用工程措施及生物措施完成對滑坡的治理后，也要做好生態(tài)環(huán)境的恢復及后期維護工作，避免滑坡再次失穩(wěn)。