關(guān)于礦山泥石流的起動(dòng)機(jī)理及防治對(duì)策

白玉鋒

礦山泥石流主要是由于礦產(chǎn)資源集中開(kāi)采，而導(dǎo)致通常分布在礦產(chǎn)資源相對(duì)比較集中的區(qū)域，其物質(zhì)來(lái)源基本上是以采礦或者礦山建設(shè)出來(lái)的棄土石渣。由于受到人為集中干擾影響，導(dǎo)致原本地形條件受到一系列影響，促使非泥石流溝逐漸轉(zhuǎn)變成為泥石流溝，泥石流少發(fā)區(qū)演化成為泥石流多發(fā)區(qū)。所以在整個(gè)礦山泥石流形成以及演化過(guò)程中，通常都會(huì)受到人為因素帶來(lái)的一系列干擾影響。近年來(lái)諸多地區(qū)的礦山基本上都會(huì)呈現(xiàn)出不同程度的泥石流災(zāi)害，帶來(lái)的潛在危害性也相對(duì)比較嚴(yán)重，需要引起足夠關(guān)注和重視，針對(duì)引起泥石流災(zāi)害的原因進(jìn)行分析，這樣才能夠提出有針對(duì)性的防治對(duì)策。

1 礦山泥石流的特點(diǎn)

1.1 多數(shù)分布在礦山資源集中區(qū)域

礦山泥石流分布通常是受到礦產(chǎn)資源集中分布帶來(lái)的一系列影響，同時(shí)還會(huì)涉及到人類(lèi)開(kāi)發(fā)資源工程技術(shù)的整體發(fā)展情況。結(jié)合目前礦產(chǎn)資源形成機(jī)理來(lái)展開(kāi)深入分析時(shí)，礦產(chǎn)資源通常會(huì)分布在部分構(gòu)造運(yùn)動(dòng)劇烈的地區(qū)，同時(shí)地層變動(dòng)具有一定復(fù)雜性。結(jié)合目前礦山泥石流整體形成機(jī)理展開(kāi)分析，礦山泥石流是人為影響下導(dǎo)致人類(lèi)活動(dòng)具有一定經(jīng)濟(jì)區(qū)特征，所以對(duì)于礦山泥石流的分布規(guī)律也會(huì)帶來(lái)一系列影響。

1.2 礦山泥石流規(guī)模小

礦山泥石流經(jīng)常發(fā)生部位體現(xiàn)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(guī)模一般是以坡面長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行確定。但是最大面積也不會(huì)超過(guò)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(zhuǎn)變，同時(shí)還會(huì)對(duì)大量松散棄土等堆積，進(jìn)而形成嚴(yán)重的形變。礦山泥石流雖然其自身規(guī)模相對(duì)比較小，但是密度很大，具有非常強(qiáng)的集中性特點(diǎn)，礦山泥石流具有易啟動(dòng)性特點(diǎn)，其自身松散體堆積的集中性，會(huì)對(duì)其自身爆發(fā)頻率產(chǎn)生影響。

2 礦山泥石流的起動(dòng)機(jī)理

2.1 地形地貌

地貌條件是目前形成礦產(chǎn)泥石流的主要因素和必要條件之一，對(duì)泥石流的形成以及運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一系列影響，導(dǎo)致泥石流規(guī)模以及特性等受到不同程度影響。坡度對(duì)于坡面殘留以及土壤侵蝕等都會(huì)產(chǎn)生不同程度影響，特別是對(duì)于徑流水以及坡面徑流水等也會(huì)產(chǎn)生一系列影響。降雨量以及徑流水深都會(huì)受到坡度影響，泥石流形成的山坡坡度應(yīng)當(dāng)在松散物質(zhì)飽水之后形成的形態(tài)，會(huì)直接對(duì)水流及水快慢產(chǎn)生一系列影響。坡面形態(tài)通常會(huì)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(dòng)在實(shí)施過(guò)程中，其主要是指流域坡面穩(wěn)定性受到嚴(yán)重破壞，其自身坡面過(guò)程在累積到一定程度之后會(huì)呈現(xiàn)出集中爆發(fā)的狀態(tài)。高差對(duì)于泥石流的形成會(huì)產(chǎn)生直接性的影響和作用，由于相對(duì)高度決定式的大小，其自身相對(duì)高度越大，那么勢(shì)能也會(huì)越來(lái)越大，逐漸形成泥石流的動(dòng)力條件也會(huì)相對(duì)比較充足。泥石流溝床比降對(duì)溝谷洪流的流速會(huì)產(chǎn)生相對(duì)比較明顯的影響和作用。結(jié)合目前相關(guān)研究結(jié)果，可以看出泥石流活動(dòng)會(huì)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(shí)滿足泥石流形成的水動(dòng)力條件或者松散固體條件，但是并不容易同時(shí)滿足泥石流形成時(shí)對(duì)山坡平均坡度的基本要求。流域面積存在一個(gè)上限值，如果達(dá)到該臨界值時(shí)，那么泥石流溝通常會(huì)為一般山河洪谷溝所代替。

2.2 豐富松散的固體物質(zhì)

礦山泥石流物質(zhì)來(lái)源通常是以采礦廢渣為主，在采礦之后不僅會(huì)留下非常大的采礦區(qū)，而且周邊圍巖會(huì)呈現(xiàn)出嚴(yán)重松動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)而出現(xiàn)陷落或者裂縫等情況，逐漸形成大規(guī)模的滾石以及崩塌等。對(duì)于泥石流的整體爆發(fā)會(huì)提供相對(duì)應(yīng)的固體物質(zhì)，礦山基建以及掘進(jìn)等勢(shì)必都會(huì)產(chǎn)生大量物體，物質(zhì)天然積聚速度所無(wú)法比擬的，結(jié)合目前相關(guān)專(zhuān)家的觀測(cè)需求以及研究結(jié)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(kāi)拓方面，隨采準(zhǔn)切割以及生產(chǎn)探礦和輔助基礎(chǔ)設(shè)施等，工程在建設(shè)時(shí)勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生大量的排土，進(jìn)而構(gòu)成泥石流原地，導(dǎo)致大水溝每年都會(huì)爆發(fā)嚴(yán)重泥石流災(zāi)害。崩塌以及滑坡可以被看作是泥石流固體物質(zhì)的重要物質(zhì)類(lèi)型，由于受到邊坡失穩(wěn)等影響，而引起滑坡體式泥石流流域范圍內(nèi)比較常見(jiàn)的產(chǎn)沙體?；麦w由于受到雨水浸泡等一系列因素影響，其自身內(nèi)部剪切力不斷增加，而呈現(xiàn)出嚴(yán)重滑動(dòng)狀態(tài)，直接轉(zhuǎn)化成為泥石流運(yùn)動(dòng)。修筑公路時(shí)也會(huì)產(chǎn)生大量棄體，自身開(kāi)挖量普遍比較大，經(jīng)常會(huì)對(duì)山坡穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響。由于松散物質(zhì)形成過(guò)程中并不具備形成泥石流的基本條件，所以在經(jīng)過(guò)幾十年或者更長(zhǎng)時(shí)間之后才具備形成泥石流的條件。除了現(xiàn)在一般洪水正常沉積物之外，大多數(shù)松散物質(zhì)本身具有一定固結(jié)性，所以要從松散物質(zhì)角度出發(fā)，對(duì)受到各種力的平衡關(guān)系影響，可以對(duì)松散物質(zhì)的活動(dòng)性以及啟動(dòng)條件等展開(kāi)綜合分析，對(duì)松散物質(zhì)的活動(dòng)性進(jìn)行判斷和確定，同時(shí)還可以對(duì)其抗剪強(qiáng)度進(jìn)行確定。

2.3 水動(dòng)力條件

水不僅是泥石流中非常重要的一部分，同時(shí)也是泥石流中必不可少的重要搬運(yùn)介質(zhì)。水在泥石流暴發(fā)具有非常重要的影響和作用，從整個(gè)流域面上對(duì)其進(jìn)行分析時(shí)，由于降雨徑流引起的坡面侵蝕等問(wèn)題，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致固體物質(zhì)直接匯集到泥石流的溝內(nèi)，進(jìn)而導(dǎo)致固體物質(zhì)呈現(xiàn)出嚴(yán)重的富集狀態(tài)。水流侵蝕切割泥石流溝促使泥石流溝兩側(cè)的土體呈現(xiàn)出失穩(wěn)的狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致其出現(xiàn)嚴(yán)重的崩塌以及滑坡等問(wèn)題。水還沒(méi)有滲入到巖體或者是土體內(nèi)部，盡可能減少其與下伏土體的摩擦系數(shù)，導(dǎo)致巖土體出現(xiàn)嚴(yán)重的滑坡問(wèn)題。除此之外，水還可以促使固體物質(zhì)呈現(xiàn)出飽和液化，水的沖擊力或者是泥石流爆發(fā)動(dòng)力。結(jié)合目前實(shí)際情況進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)在廢石土體雨季來(lái)臨之前，要對(duì)水分進(jìn)行充分的吸收，沒(méi)有遇到暴雨時(shí)一般并沒(méi)有形成泥石流。但是如果其自身呈現(xiàn)出充分飽和狀態(tài)之后，勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)小雨小泥石流、暴雨大泥石流等問(wèn)題，泥石流的活動(dòng)與降雨強(qiáng)度之間具有非常密切的聯(lián)系。除此之外，在整個(gè)礦山開(kāi)采過(guò)程中，礦區(qū)的生產(chǎn)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(jìn)行有效結(jié)合，這樣才能夠?yàn)槟鎰?shì)的形成提供可靠的水動(dòng)力條件作為支持。比如某地區(qū)的鐵坑鐵礦，將采礦工業(yè)場(chǎng)地為內(nèi)的生活用水以及雨水等進(jìn)行有效處理，以4條渠道排入到該礦山的山坡型排土場(chǎng)內(nèi)部，導(dǎo)致水土結(jié)合，進(jìn)而多次形成泥石流。在坑道的掘進(jìn)施工過(guò)程中，一旦遇到地下水主要通道，那么勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致地下水突涌的情況，水體的補(bǔ)給量一直在不斷增加，同時(shí)還要排入到溝谷中，對(duì)坡面松散物質(zhì)進(jìn)行沖刷后，進(jìn)而形成泥石流。

2.4 人為因素

礦山泥石流多數(shù)情況下都是以人為泥石流為主，人們?cè)趯?duì)礦山生產(chǎn)活動(dòng)中的產(chǎn)物進(jìn)行開(kāi)發(fā)時(shí)，其主要是人們?cè)诘V山開(kāi)采以及其他土方工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，并沒(méi)有任何計(jì)劃或者是沒(méi)有任何措施，排棄巖土所引起泥石流。礦山多數(shù)泥石流的出現(xiàn)，某種程度上都會(huì)受到人為因素的影響。尤其是在地下采空區(qū)以及地表礦渣、廢土石誘發(fā)的地表破壞、斜坡巖等各方面，已經(jīng)逐漸成為目前全新的新生泥石流區(qū)域。礦山建設(shè)過(guò)程中，現(xiàn)有諸多植被類(lèi)型受到嚴(yán)重的破壞影響，地面結(jié)構(gòu)也會(huì)受到不良影響，在調(diào)節(jié)雨水方面的能力普遍比較低，匯流的時(shí)間不斷縮短，無(wú)論是在洪峰流量或者是在洪水總量方面都會(huì)明顯的上升趨勢(shì)，所以暴發(fā)泥石流的可能性越來(lái)越大。在整個(gè)規(guī)劃和建設(shè)過(guò)程中，普遍存在不合理取土、采石等情況，很容易就會(huì)引起斜坡地帶巖、土體失穩(wěn)等問(wèn)題，導(dǎo)致植被受到嚴(yán)重的損害影響，整體情況并不是很理想。

2.5 土體流動(dòng)過(guò)程

一旦發(fā)生暴雨時(shí)，坡面在短時(shí)間范圍內(nèi)勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)明顯的水流匯集的情況。溝谷的松散物質(zhì)受到水流的影響不斷匯入到溝當(dāng)中，與水流混合之后逐漸形成壓縮的固液兩相流。在溝內(nèi)兩相混合物以沖擊、磨蝕等方式，逐漸將溝谷進(jìn)行不斷擴(kuò)大，同時(shí)逐漸匯集到更大的溝谷當(dāng)中，在整個(gè)過(guò)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(gè)操作過(guò)程中，采礦引起的地質(zhì)環(huán)境改變等，促使礦山原本的應(yīng)力狀態(tài)會(huì)出現(xiàn)明顯的失衡，導(dǎo)致地面變形等問(wèn)題相對(duì)比較嚴(yán)重，在受到暴雨影響下出現(xiàn)滑坡、崩塌等災(zāi)害，最終引起嚴(yán)重的泥石流。

3 礦山泥石流的防治對(duì)策

3.1 加強(qiáng)政府管理力度

礦山泥石流可以被看作是礦山開(kāi)采以及建設(shè)是非常重要的組成部分，需要引起足夠關(guān)注和重視，加強(qiáng)各環(huán)節(jié)的監(jiān)督管理力度。從政府管理層面著手，將生態(tài)環(huán)境保護(hù)以及災(zāi)害預(yù)防等作為出發(fā)點(diǎn)，泥石流防治需要引起相關(guān)部門(mén)的廣泛關(guān)注和重視。在泥石流治理中，將其納入到礦山開(kāi)發(fā)建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)當(dāng)中，這樣不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)泥石流災(zāi)害的及時(shí)有效治理，而且能夠避免造成更加嚴(yán)重的后果。對(duì)符合要求的法律法規(guī)以及相關(guān)管理體系進(jìn)行編制和落實(shí)，針對(duì)環(huán)境保護(hù)相關(guān)法律法規(guī)中的條文內(nèi)容進(jìn)行完善和優(yōu)化。針對(duì)礦山環(huán)境保護(hù)認(rèn)識(shí)不足等相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行客觀分析，在整個(gè)礦山環(huán)保中涉及到的水利以及農(nóng)業(yè)等部門(mén)相互之間要建立良好的協(xié)調(diào)發(fā)展關(guān)系。礦山環(huán)境保護(hù)勢(shì)必會(huì)受到一系列影響，礦山地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)當(dāng)受到政府以及當(dāng)?shù)馗鞴芾聿块T(mén)的重視，將礦山地質(zhì)災(zāi)害直接納入到國(guó)家防災(zāi)減災(zāi)政策體系當(dāng)中，促使礦山防災(zāi)減災(zāi)以及礦山企業(yè)和地區(qū)經(jīng)濟(jì)之間能夠建立高效結(jié)合。對(duì)礦山開(kāi)采審批官進(jìn)行嚴(yán)格把控，加強(qiáng)日常監(jiān)督管理力，這樣才能夠避免出現(xiàn)礦山開(kāi)采時(shí)隨意破壞等一系列行為。對(duì)現(xiàn)有政府管理機(jī)構(gòu)以及技術(shù)機(jī)構(gòu)等進(jìn)行完善和優(yōu)化，嚴(yán)格按照規(guī)范化要求，保證泥石流防治工作的全面有序開(kāi)展。結(jié)合各地區(qū)不同地址以及降水等情況，對(duì)引水工程以及植物工程等進(jìn)行科學(xué)合理的編制和落實(shí)，組織專(zhuān)業(yè)人員定期進(jìn)行檢查和維修，保證各項(xiàng)工程能夠?qū)崿F(xiàn)正常服役，同時(shí)對(duì)泥石流防治可以起到良好的效果。

3.2 生態(tài)生物防治

科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和快速發(fā)展，要順應(yīng)時(shí)代發(fā)展要求，對(duì)先進(jìn)技術(shù)手段進(jìn)行結(jié)合利用，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)泥石流災(zāi)害的有效預(yù)防。泥石流生態(tài)生物工程在規(guī)劃和建設(shè)時(shí)，通常是指將植物作為基礎(chǔ)，結(jié)合泥石流發(fā)育不同類(lèi)型以及具體分布特點(diǎn)，對(duì)各種不同類(lèi)型的植物群落進(jìn)行科學(xué)合理的構(gòu)造和落實(shí)。將林木對(duì)土壤的固持力作用充分發(fā)揮出來(lái)，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?qū)崿F(xiàn)對(duì)泥石流有效規(guī)避的生物防護(hù)體系，以此來(lái)形成生物生態(tài)環(huán)境工程，也就是生物治理工程。泥石流生物工程在建設(shè)時(shí)，其與單一性的綠化造林工作具有明顯差異性，該類(lèi)型生物工程在建設(shè)時(shí)，可以和國(guó)土整治以及土地資源整體利用等結(jié)合，對(duì)整個(gè)山區(qū)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)展的根本目的。生物防治泥石流方式在應(yīng)用中，主要是對(duì)植被學(xué)觀點(diǎn)進(jìn)行合理利用，通過(guò)對(duì)植被在地表中的效果，能夠?qū)ν寥廊霛B以及保水等進(jìn)行有效改善。遵循因地制宜基本原則，促使各種不同類(lèi)型功能的植物村落得到合理利用，這樣才能夠針對(duì)土壤進(jìn)行有效保護(hù)，同時(shí)對(duì)洪水可以起到良好的調(diào)節(jié)效果，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)泥石流防治的根本目的。

3.3 工程防治

在針對(duì)礦山泥石流進(jìn)行防治時(shí)，其自身主要物質(zhì)來(lái)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(zhì)的不斷累積而增加。由于礦山排土量不斷減少，其自身也會(huì)減弱，在礦山排廢方面要對(duì)地形以及水文等進(jìn)行擇優(yōu)選擇，同時(shí)根據(jù)周邊環(huán)境以及植被等相關(guān)影響因素展開(kāi)深入分析，以此來(lái)保證整個(gè)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，盡可能規(guī)避受到泥石流或者不良地質(zhì)影響，避免跨越流水量相對(duì)比較大的區(qū)域。對(duì)現(xiàn)有相關(guān)條件進(jìn)行改造和升級(jí)，這樣能夠滿足實(shí)際要求，對(duì)截水溝進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)置，同時(shí)要對(duì)攔泥壩等配套設(shè)施進(jìn)行完善和優(yōu)化，這樣能夠盡可能避免水土流失而引起的滑坡等災(zāi)害。在整個(gè)堆排中，要將大塊廢石墊底，同時(shí)利用大塊巖石堆放最低處，能夠具有一定穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的滑坡。要以實(shí)驗(yàn)或者觀察等方式，對(duì)整個(gè)堆排速度進(jìn)行確定，同時(shí)要對(duì)排除強(qiáng)度進(jìn)行嚴(yán)格有效管理和控制，盡可能避免出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)等情況。加強(qiáng)對(duì)場(chǎng)地排水的重視程度，實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水徑流量的管理和控制，在廢石場(chǎng)周邊可以對(duì)引水工程進(jìn)行有效推進(jìn)，排棄場(chǎng)上游水要有組織的引入到下游位置，對(duì)水的作用進(jìn)行削弱，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)泥石流的有效規(guī)避。將排棄場(chǎng)堆排平臺(tái)應(yīng)用在實(shí)踐中，以推土機(jī)推成反向坡度，促使平臺(tái)當(dāng)中的雨水可以直接排入到排水溝當(dāng)中，平臺(tái)上一旦發(fā)現(xiàn)有下沉或者裂縫時(shí)，要立即對(duì)其進(jìn)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(zhì)被合理堆放或者廢物利用，那么發(fā)源地固體物質(zhì)量會(huì)有所減少，促使其坡面穩(wěn)定性有所提升，那么自然植被也會(huì)逐漸得到恢復(fù)，對(duì)于礦山泥石流會(huì)產(chǎn)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(guò)程中，可以被看作是一種具有橫向性特點(diǎn)的攔擋建筑物，能夠?qū)δ嗍鞴腆w物質(zhì)起到良好的攔擋效果，同時(shí)還不會(huì)對(duì)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(yīng)用時(shí)，主要是以排導(dǎo)工程等為主，在礦山泥石流特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，普遍都會(huì)以攔渣工程或者淤積平臺(tái)等方式為主。棄渣場(chǎng)位于山坡坡面的情況下，在渣場(chǎng)周邊可以對(duì)擋渣墻或者截水溝進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)置，而在渣場(chǎng)周邊可以對(duì)攔渣壩進(jìn)行設(shè)置。棄渣場(chǎng)如果是處于河道灘地旁，那么在渣場(chǎng)河道側(cè)可以對(duì)攔渣堤進(jìn)行合理設(shè)置。棄渣場(chǎng)使用過(guò)程中，通常都會(huì)先削坡后升級(jí)處理，在整個(gè)堆渣的頂部或者是坡面覆土處理，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)有針對(duì)性的綠化處理。在整個(gè)淤積平臺(tái)構(gòu)建和實(shí)施過(guò)程中，可以對(duì)泥石流的整個(gè)運(yùn)動(dòng)坡降進(jìn)行有效改善和優(yōu)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(duì)下游構(gòu)筑物帶來(lái)的一系列沖擊影響。

4 結(jié)語(yǔ)

礦山泥石流的形成以及演化過(guò)程中，勢(shì)必會(huì)受到人為因素帶來(lái)的一系列干擾影響。因?yàn)?，要結(jié)合諸多影響因素以及泥石流自身的形成特點(diǎn)，對(duì)其展開(kāi)有針對(duì)性的預(yù)測(cè)和分析，地形地貌、豐富松散的固體物質(zhì)來(lái)源等展開(kāi)綜合分析，這樣才能夠提出有針對(duì)性的防治對(duì)策，避免造成嚴(yán)重的泥石流災(zāi)害事故，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境的有效保護(hù)，為周邊居民的生命財(cái)產(chǎn)安全提供保證。