论文部分内容阅读
【摘 要】随着科学技术的不断进步，我国有色金属矿产开采工作也有了一定的发展。矿山边坡地质灾害是人类矿业活动造成的一种突发性的灾害，常见的边坡地质灾害主要有边坡滑坡、崩塌和泥石流等，据相关资料显示，我国每年因露天矿山边坡地质灾害造成的直接经济损失达数百亿元。由此可见强化对边坡地质灾害的防治研究很有必要，鉴于此，笔者结合相关研究成果以及本人的实践经验就有色金属矿山边坡地质灾害防治技术及防护措施进行了简要的分析。
【关键词】有色金属矿山;边坡地质灾害;防治技术;防护措施
1引言
露天矿资源受到人为开采的破坏，矿石的开挖和爆破不仅严重破坏了边坡稳定性，还极容易形成不明和杂乱空区，从而造成台阶塌落，影响施工单位正常生产，造成了矿产资源的永久损失，还带来极高的安全隐患。由于我国大部分有色金属矿山有责独特的地质条件，因此90%左右都采取地下开采方式，再加上很多金属价值较高，在开采此类矿山时会受到开采方法、地质条件、非法民采以及地压控制等因素影响，容易所以存在诸多地质灾害问题。
2有色金属矿山现状
我国是一个矿产资源丰富的国家，其具有总量大、人均拥有量少的特点。现阶段，经过相应的探测和比较，我国矿产资源总量约占世界矿产资源总量的12%，但人均矿产储量却占世界平均值的58%左右，可以看出我国矿产资源种类比较齐全，但结构不是很合理。总的来说，我国主要有色金属的人均占有储量明显低于世界平均水平。如果考虑资源开发过程的破坏和矿山生产消耗储量未及时注销等因素，我国有色金属实际储量还会更少。此外，由于几十年来资源的高强度消耗和矿山地质探矿投入的严重不足，多数矿山长期在低产、低效、亏损中徘徊。同时，近年来我国经济的快速增长对矿产资源的需求量增大，而找矿勘查投入相对不足，矿山找矿严重滞后于矿山生产，矿山资源损耗量大于新增储量，造成矿山生产能力的过快消失，矿山关闭速度加快。采矿方式主要为露天、地下开采。有色金属矿山地下开采方式按地压控制方式，分為空场法、充填法、崩落法三大类，以空场法、充填法具多。
3有色金属矿山边坡地质灾害
3.1边坡塌陷
边坡塌陷是有色金属巷道当中最为常见的地质灾害类型，其主要因边坡本身强度、稳固度不足，再加之外力影响而产生，例如在巷道开挖施工当中，开挖施工产生的扰动力会对边坡造成影响，相应的边坡强度不足或稳固度不足，就无法抵消扰动力，长期影响下，边坡结构形变，代表其力学性能与结构受到破坏，无法撑到周边结构的荷载，此时边坡就会出现不同程度的塌陷。在此条件下，从大多数案例当中可见，大部分边坡塌陷的程度都很高，所以在地下施工条件下，边坡塌陷问题会对施工人员生命、设备安全造成威胁，所以有必要对此进行治理。
3.2边坡渗水
有色金属工程的施工范围普遍较大，相应巷道规模也有同样特征，此时介于实际环境的复杂性，巷道开挖容易遇到临水环境条件，即地表水、地下水环境，此时如果施工人员对此不了解，其开挖方向就可能出现错误，相应容易挖穿水体屏障，使水体渗入巷道边坡当中，那么在水与土之间的物理关系上可见，当水渗入土体，土体会变得软化，且缓慢发生形变，综合影响下，边坡强度下降、抗变性下降，容易出现上述塌陷或者滑塌问题。
4有色金属矿山边坡地质灾害防治技术
4.1加强对开采过程的控制
在开采过程中需要对以下几点高度重视：第一，在露天矿山开采过程中容易出现高边坡、坑底的应力问题，同时还会出现较深部的地压控制，这就要求根据实际的情况寻找合理的措施，消灭安全隐患。第二，在山地和地应力集中区域通常会出现水平应力不寻常的情况，基于主应力影响等基础上全面的消除灾害隐患，只有这样才可以实现更好的效果。第三，在开采薄矿脉群和倾斜度极高的中后矿体过程中，要高度重视横向以及纵向方面的应力集中，通过合理的设置采矿工程以及设计妥善的回采计划，同时制定完善的监管及防治策略并实施，才可以在一定程度上减少灾害隐患。第四，在开采倾斜度较小的中厚以上的矿体时，因为矿体之间具有紧密的联系，会构成层状的空区，如果运用房柱法就容易使大片的空区相连，如果隔离框柱被损坏就会导致大面积的矿体出现地压灾害。第五，民采引起的灾害事故增多。从目前现状来看，国有矿山发生的安全事故比较少。但是民采企业发展现状并不乐观。
4.2加强边坡地质灾害隐患探测方法的应用
4.2.1浅层地震探测方法的应用
运用浅层地震折射波法，能收集五十米内的地质情况，结合数据可以将测区的矿层分为覆盖层、风化层，也可以确定滑坡带的具体位置，这样能判断边坡的土质是否出现疏松的状况，进而判断边坡是否具有稳定性。工作人员需要使用设备测算边坡的斜度，如果斜度的范围为八度到二十八度时，容易产生中等程度的滑坡。
4.2.2电法探测方法的应用
据了解，矿区的地下水系统比较发达，地下水深为2m～4m，且当地降雨情况不太稳定，如果在边坡达到一个相对平衡的状况，工作人员就可以使用电法勘测法，在测区布置八条测深剖面线，分为水平剖面线和竖直剖面线，同一方向的剖面线间距离为两厘米。工作人员也可以应用电阻率探测法，测算边坡表面、矿石的电阻率，可以得出边坡具有相对较高的电性的特点，边坡的地下水含量也会影响电阻率的大小。根据相关探测数据显示，边坡具有一定的含水量与可塑性，边坡的中部有填土，这时的边坡产生高阻带结构，而且结构中含有一些碎屑，因此，工作人员要对边坡进行修复。通过使用黏土，对边坡内部结构进行填充，并设立排水沟，清空边坡内部的地下水，降低边坡结构的含水量，也可以在边坡外部设立挡土墙，增强边坡结构的稳定性。
5有色金属矿山工程地质灾害防护措施
有色金属矿山工程地质灾害防护措施主要分成两类，分别是生物防护措施以及工程防护措施。针对小、中规模的有色金属矿山地质灾害可采用工程防护措施，矿山在开采活动后，形成的小、中型边坡出现滑坡（塌）地质灾害迹象时，首先应采取有效的输、排水措施，由于水是边坡滑动的润滑剂，因此首要任务就是排出边坡内的地下水，然后在坡脚采取支挡措施，对滑坡体采取削坡卸荷，从而有效防止滑坡的发生，形成以排为主，以挡为辅的防护措施。针对中、大规模的有色金属矿山地质灾害可采用生物防护措施，坚持“生态优先”原则，以植被恢复为主。由于有色金属矿山的开采，会对生态系统、矿山周围的环境造成破坏，造成原有地貌发生变化。因此需要利用植被来保持水土，防灾减灾。在边坡处可采用穴栽，或喷射草籽，或种植爬山虎之类的藤本植物，在其周边种植适宜本地生长的树木，通过植被恢复，起到保持水分、固持土壤、防风固沙、改善环境等作用。通过边坡稳定性分析模型的计算结果，结合研究出的地质灾害防治技术，能够获得地质灾害防护措施，有效的对矿山边坡地质灾害进行防治。
6结束语
现阶段，我国极端天气增多、矿山环境较差等给有色金属矿山的开采和支护带来了较大的困难，特别是有色金属矿上受到地质、生产规模、开采秩序混乱等因素，使得矿山开挖潜在了一些安全隐患，例如：地表遭到破坏、井下空区容易发生崩塌等现象。而如何解决这一现象，应该采取及时发现，及时治理的方法，这样才能够有效的对出现灾害进行防治。然后还要将先进的技术与相关理论的结合，进而采取更加有效地方法，解决现阶段出现的各种灾害问题。
参考文献：
[1]杜时贵，雍睿，陈咭扦，夏才初，李国平，刘文连，刘育明，刘昊.大型露天矿山边坡岩体稳定性分级分析方法[J].岩石力学与工程学报，2017，v.36;No.33011：2601-2611.
（作者单位：新疆宝地矿业股份有限公司）
【关键词】有色金属矿山;边坡地质灾害;防治技术;防护措施
1引言
露天矿资源受到人为开采的破坏，矿石的开挖和爆破不仅严重破坏了边坡稳定性，还极容易形成不明和杂乱空区，从而造成台阶塌落，影响施工单位正常生产，造成了矿产资源的永久损失，还带来极高的安全隐患。由于我国大部分有色金属矿山有责独特的地质条件，因此90%左右都采取地下开采方式，再加上很多金属价值较高，在开采此类矿山时会受到开采方法、地质条件、非法民采以及地压控制等因素影响，容易所以存在诸多地质灾害问题。
2有色金属矿山现状
我国是一个矿产资源丰富的国家，其具有总量大、人均拥有量少的特点。现阶段，经过相应的探测和比较，我国矿产资源总量约占世界矿产资源总量的12%，但人均矿产储量却占世界平均值的58%左右，可以看出我国矿产资源种类比较齐全，但结构不是很合理。总的来说，我国主要有色金属的人均占有储量明显低于世界平均水平。如果考虑资源开发过程的破坏和矿山生产消耗储量未及时注销等因素，我国有色金属实际储量还会更少。此外，由于几十年来资源的高强度消耗和矿山地质探矿投入的严重不足，多数矿山长期在低产、低效、亏损中徘徊。同时，近年来我国经济的快速增长对矿产资源的需求量增大，而找矿勘查投入相对不足，矿山找矿严重滞后于矿山生产，矿山资源损耗量大于新增储量，造成矿山生产能力的过快消失，矿山关闭速度加快。采矿方式主要为露天、地下开采。有色金属矿山地下开采方式按地压控制方式，分為空场法、充填法、崩落法三大类，以空场法、充填法具多。
3有色金属矿山边坡地质灾害
3.1边坡塌陷
边坡塌陷是有色金属巷道当中最为常见的地质灾害类型，其主要因边坡本身强度、稳固度不足，再加之外力影响而产生，例如在巷道开挖施工当中，开挖施工产生的扰动力会对边坡造成影响，相应的边坡强度不足或稳固度不足，就无法抵消扰动力，长期影响下，边坡结构形变，代表其力学性能与结构受到破坏，无法撑到周边结构的荷载，此时边坡就会出现不同程度的塌陷。在此条件下，从大多数案例当中可见，大部分边坡塌陷的程度都很高，所以在地下施工条件下，边坡塌陷问题会对施工人员生命、设备安全造成威胁，所以有必要对此进行治理。
3.2边坡渗水
有色金属工程的施工范围普遍较大，相应巷道规模也有同样特征，此时介于实际环境的复杂性，巷道开挖容易遇到临水环境条件，即地表水、地下水环境，此时如果施工人员对此不了解，其开挖方向就可能出现错误，相应容易挖穿水体屏障，使水体渗入巷道边坡当中，那么在水与土之间的物理关系上可见，当水渗入土体，土体会变得软化，且缓慢发生形变，综合影响下，边坡强度下降、抗变性下降，容易出现上述塌陷或者滑塌问题。
4有色金属矿山边坡地质灾害防治技术
4.1加强对开采过程的控制
在开采过程中需要对以下几点高度重视：第一，在露天矿山开采过程中容易出现高边坡、坑底的应力问题，同时还会出现较深部的地压控制，这就要求根据实际的情况寻找合理的措施，消灭安全隐患。第二，在山地和地应力集中区域通常会出现水平应力不寻常的情况，基于主应力影响等基础上全面的消除灾害隐患，只有这样才可以实现更好的效果。第三，在开采薄矿脉群和倾斜度极高的中后矿体过程中，要高度重视横向以及纵向方面的应力集中，通过合理的设置采矿工程以及设计妥善的回采计划，同时制定完善的监管及防治策略并实施，才可以在一定程度上减少灾害隐患。第四，在开采倾斜度较小的中厚以上的矿体时，因为矿体之间具有紧密的联系，会构成层状的空区，如果运用房柱法就容易使大片的空区相连，如果隔离框柱被损坏就会导致大面积的矿体出现地压灾害。第五，民采引起的灾害事故增多。从目前现状来看，国有矿山发生的安全事故比较少。但是民采企业发展现状并不乐观。
4.2加强边坡地质灾害隐患探测方法的应用
4.2.1浅层地震探测方法的应用
运用浅层地震折射波法，能收集五十米内的地质情况，结合数据可以将测区的矿层分为覆盖层、风化层，也可以确定滑坡带的具体位置，这样能判断边坡的土质是否出现疏松的状况，进而判断边坡是否具有稳定性。工作人员需要使用设备测算边坡的斜度，如果斜度的范围为八度到二十八度时，容易产生中等程度的滑坡。
4.2.2电法探测方法的应用
据了解，矿区的地下水系统比较发达，地下水深为2m～4m，且当地降雨情况不太稳定，如果在边坡达到一个相对平衡的状况，工作人员就可以使用电法勘测法，在测区布置八条测深剖面线，分为水平剖面线和竖直剖面线，同一方向的剖面线间距离为两厘米。工作人员也可以应用电阻率探测法，测算边坡表面、矿石的电阻率，可以得出边坡具有相对较高的电性的特点，边坡的地下水含量也会影响电阻率的大小。根据相关探测数据显示，边坡具有一定的含水量与可塑性，边坡的中部有填土，这时的边坡产生高阻带结构，而且结构中含有一些碎屑，因此，工作人员要对边坡进行修复。通过使用黏土，对边坡内部结构进行填充，并设立排水沟，清空边坡内部的地下水，降低边坡结构的含水量，也可以在边坡外部设立挡土墙，增强边坡结构的稳定性。
5有色金属矿山工程地质灾害防护措施
有色金属矿山工程地质灾害防护措施主要分成两类，分别是生物防护措施以及工程防护措施。针对小、中规模的有色金属矿山地质灾害可采用工程防护措施，矿山在开采活动后，形成的小、中型边坡出现滑坡（塌）地质灾害迹象时，首先应采取有效的输、排水措施，由于水是边坡滑动的润滑剂，因此首要任务就是排出边坡内的地下水，然后在坡脚采取支挡措施，对滑坡体采取削坡卸荷，从而有效防止滑坡的发生，形成以排为主，以挡为辅的防护措施。针对中、大规模的有色金属矿山地质灾害可采用生物防护措施，坚持“生态优先”原则，以植被恢复为主。由于有色金属矿山的开采，会对生态系统、矿山周围的环境造成破坏，造成原有地貌发生变化。因此需要利用植被来保持水土，防灾减灾。在边坡处可采用穴栽，或喷射草籽，或种植爬山虎之类的藤本植物，在其周边种植适宜本地生长的树木，通过植被恢复，起到保持水分、固持土壤、防风固沙、改善环境等作用。通过边坡稳定性分析模型的计算结果，结合研究出的地质灾害防治技术，能够获得地质灾害防护措施，有效的对矿山边坡地质灾害进行防治。
6结束语
现阶段，我国极端天气增多、矿山环境较差等给有色金属矿山的开采和支护带来了较大的困难，特别是有色金属矿上受到地质、生产规模、开采秩序混乱等因素，使得矿山开挖潜在了一些安全隐患，例如：地表遭到破坏、井下空区容易发生崩塌等现象。而如何解决这一现象，应该采取及时发现，及时治理的方法，这样才能够有效的对出现灾害进行防治。然后还要将先进的技术与相关理论的结合，进而采取更加有效地方法，解决现阶段出现的各种灾害问题。
参考文献：
[1]杜时贵，雍睿，陈咭扦，夏才初，李国平，刘文连，刘育明，刘昊.大型露天矿山边坡岩体稳定性分级分析方法[J].岩石力学与工程学报，2017，v.36;No.33011：2601-2611.
（作者单位：新疆宝地矿业股份有限公司）