矿山滑坡地质灾害的常见形成原因及治理对策分析

2022-12-23 11:48魏桢诚
世界有色金属 2022年18期
关键词:抗滑桩滑坡矿山

魏桢诚

(吉林省地质环境监测总站,吉林 长春 130061)

矿山开采作为现阶段社会发展的重要作业,承担着为社会输送资源的重要任务,在实际的发展过程中就需要相关人员加强对其的关注。但是在矿山开采的发展过程中,矿产的开发需要进行挖掘作业,再加上矿山的地质较为复杂,所以开采环节就很容易出现矿山滑坡等地质灾害。矿山滑坡一经出现,就会严重影响矿山的开采作业,矿山滑坡作为山体滑坡的一种,是一种较为严重的自然灾害,在实际的发展过程中会产生很大的危害,一方面造成矿山的作业停止,影响了矿山发展,一方面危害了设备以及工作人员,造成安全隐患。这就要求相关人员在实际的发展过程中加强对滑坡的重视,结合实际情况分析成因,然后进行针对性地解决。

1 矿山滑坡概述

矿山是有一定开采资格的采掘矿石的独立生产经营单位,在实际的发展过程中矿山承载矿产资源开发以及运输的重要任务,为工业和社会的发展提供了很大的帮助。而作为开挖性质的作业,再加上其规模较大,地质因素复杂,就很容易出现滑坡现象,滑坡是指斜坡上的土体或者岩体,受河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响,在重力作用下,沿着一定的软弱面或者软弱带,整体的或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。滑坡是斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面所发生的滑移地质现象,滑坡的机制是某一滑移面上剪应力超过了该面的抗剪强度所致[1]。所以滑坡的出现一般具有突发性和危险性,会对矿山开采造成很大的影响,需要相关人员对其进行针对性的治理。

2 矿山滑坡的危害

矿山开采环节之所以要针对滑坡现象进行重点关注,主要原因就是矿山滑坡会对矿山的开采产生很大的影响,所以在实际的发展过程中,需要相关人员针对矿山的滑坡灾害进行重点关注,其灾害主要有以下几点。

2.1 造成经济方面的损失

滑坡作为大型自然灾害的一种,在矿产开采环节发生之后就会对矿山造成很大的经济损失,严重制约矿山企业的发展。一方面,矿山开采作为开采矿产资源为主要目的,矿产资源的开采也是其主要经济来源。一旦发生矿山滑坡,就会对矿洞造成很大的影响,轻则造成矿洞的掩埋,影响工程进度,严重的甚至会破坏矿洞的基础机构,造成矿洞的坍塌,这样一来,就会严重影响矿山开采的进度,制约企业经济效益的提升。另一方面,矿山滑坡还会对矿山的开采设备造成很大的危害,若对矿山设备造成严重的损害,影响其功能的发挥[2]。所以在实际的发展过程中,也会对矿山开采造成设备更换和维修方面的资金损耗。此外,滑坡作为自然灾害,是指山体中的土壤或者是岩石顺坡度向下滑动的现象,要想恢复矿山的生产,就需要对这些土体以及岩石进行清理,这也是一笔很大的花费。

2.2 影响矿山企业的发展

作为自然灾害的一种,滑坡一经发生就会对人民生命财产造成巨大损失、有的甚至是毁灭性的灾难,还会对机械设施和水利水电设施等造成很大的影响,进而造成停电、停水、停工等状况。对于矿山地区的滑坡来说,可摧毁矿山设施,伤亡职工,毁坏厂房,使矿山停工停产,常常造成重大损失,这样一来,也就势必会对矿山企业的发展造成很大的影响。一方面,灾害的发生会制约企业一段时间的生产作业,降低其经济效益,甚至需要花费大量的资金进行灾后的治理,这在很大程度上影响现阶段矿产开采行业的发展。另一方面,灾害发生之后,势必会对矿山的安全措施造成一定的影响,工作人员也会存在心理方面的担忧,造成工作不上心等现象,在现阶段竞争较为激烈的市场中,就会制约矿山开采企业的发展。

2.3 危害人员的生命健康

矿山开采除去露天开采之外,一般是需要深入地下或者是山体中进行矿产的开采,所以在现阶段矿山开采环节,一旦发生矿山滑坡,就很容易造成安全事故。一方面,针对在矿山地面上的工作人员来说,由于山体滑坡是突发性较强的自然危害,在实际的发展过程中就会对其造成很大的危害,滑坡造成的冲击力以及大量的土石都会威胁到相关人员的生命健康[3]。另一方面,针对矿山开采的工作人员来说,一旦发生滑坡现象,就表示矿山的结构遭到破坏,山体内部构造就会发生变化,危害相关人员的生命健康。而且如果滑坡的范围较大,还会掩埋矿产通道,造成人员滞留在矿洞中的状况,面临生存方面的压力。所以矿山滑坡也会对工作人员造成很大的影响。

3 矿山滑坡产生的条件

矿产开采之所以会产生滑坡危害,主要就是其具备产生滑坡的条件,如要想对滑坡进行治理,就需要在实际的发展过程中对其产生的条件进行了解,然后进行提前的预防和治理。

3.1 坡度条件

产生滑坡的基本条件是斜坡体前有滑动空间,两侧有切割面,只有处于一定的地貌部位,具备一定坡度的斜坡,才可能发生滑坡。在矿山开采环节,由于矿产资源的开采在实际的发展过程中经常需要在山体内部进行开挖,就为滑坡创造了很好的条件。而且现阶段的矿产开采边坡一般坡度大于10度,小于45度,下陡中缓上陡、上部成环状的坡形是产生滑坡较多的地形。

3.2 天气因素

在天气系统中,降水量会在很大程度上影响滑坡的发生。在降水环节,由于矿产地区经常开挖,土质就较为松软,所以雨水就会大量的下渗,导致斜坡上的土石层饱和,甚至在斜坡下部的隔水层上形成积水,从而增加了滑体的重量,导致滑坡产生。此外,降水还会对山体的性质造成一定的影响,在矿产开采环节,为了保证矿产资源的运输和存储,一般会对周边进行清理,所以矿山就缺乏植被进行水土保持,土壤在雨水的冲刷下就很容易在发展过程中产生结构方面的失衡,降低土石层的抗剪强度,为滑坡现象埋下隐患。

3.3 不稳定岩土体

作为岩土滑动造成的自然灾害,矿产开采环节实际产生的不稳定的岩土体也是产生滑坡隐患的主要条件。不稳定岩土内部存在诸多结构面,在长期堆积的过程中由于受到雨水淋滤润滑作用,极易沿不稳定结构面产生滑坡,造成人员和财产的损失。同时,岩土体是也是产生滑坡的物质基础,矿山产出的岩土体的不规范堆载也容易造成下方平台结构面的滑动,造成滑坡灾害。

4 矿山滑坡地质灾害的常见形成原因

在了解矿山滑坡地质灾害的产生条件之后,还需要针对滑坡的诱因进行了解,这样相关人员才能够在实际的发展过程中对滑坡进行针对性的治理。而现阶段造成滑坡的原因主要可以分为自然因素和人为因素两大类。

4.1 自然因素

自然因素是指包括地质地形以及气候在内的各项环境要素,在实际的发展过程中会对矿山开采造成很大的影响。首先,在地质方面,上文提到,松散的土层和岩体是滑坡产生的基础,在矿山开采环节,相关人员会对当地的环境造成很大的破坏,进而破坏土层结构,再加上矿山的地质较为复杂,很容易遇到结构松散、抗剪强度低以及抗风化能力弱的岩体,所以在实际的发展过程中就很容易出现滑坡现象;其次是地形方面的因素,矿山开采作为矿产资源开发的作业,会对矿区的地质结构造成很大的破坏,而矿区的山体本身就存在斜坡,构造面就被切割分离进而形成不连续状态,产生向下滑动的趋势,引发滑坡现象;然后是降水的影响,矿山周围的环境存在大量的裂缝以及斜坡,一旦遇到大规模的降水,其存在的斜坡以及构造面就会为水流提供一条通道,致使水流积存在山体裂缝中,造成土壤加重,进而引发滑坡现象[4]。此外地下水也会对滑坡造成影响,在滑坡形成过程中,地下水占主导地位,降低岩体和土体的强度,形成动力水压和空隙水压,对透水岩层就会形成一种漂浮托力,在外力作用下,就容易形成滑坡地质灾害。

4.2 人为因素

除却自然因素的影响之外,现阶段社会的人为因素也会对矿山造成很大的影响,从而引发滑坡灾害。首先就是矿山爆破对地质环境造成的影响,矿山的开采一般需要通过炸药进行爆破作业,这样就产生很大的冲击力,对地质环境造成影响,很容易引发滑坡状况;其次是人类的活动较为频繁,在矿山开采过程中产生的尘土,矿物质等破坏了地表植被生长环境,致使植物死亡,减少了植物根系对土体的固结性,造成地质环境破坏严重,从而引发了滑坡地质灾害;然后就是管理人员对防范措施的不重视,矿山开采作为危险性较强的作业种类,为了保障相关人员的安全性,需要针对各种灾害进行预防,滑坡就是主要预防灾害之一。但是在现阶段矿山行业的发展过程中,部分管理人员却忽视了对灾害的防范,就造成矿山滑坡灾害频发。

5 矿山滑坡地质灾害的治理对策

5.1 排水施工技术

在矿山的滑坡原因中,自然因素中的降水是造成滑坡的主要因素之一,所以要想实现对滑坡的治理,就还需要在实际的发展过程中强化对降水的控制,建立起完善的排水体系。一方面,矿山工作人员需要重视基础开挖作业,在实际的发展过程中结合实际情况,按照设计的规范和标准开展基础开挖和边坡开挖。作业中,相关人员需要遵循“从上到下”的原则,就是说相关工作人员先进行边坡开挖,在保证边坡质量达到设计要求之后,再进行基础底部开挖。而在工程结束之后,还需要经过相关监理人员的现场审核,确定相关环境达到标准之后再进行后续的作业,这样才能保证基础开挖的质量[5]。另一方面,就是要进行基础处理,处理施工可以说是对基础开挖的完善作业,在排水作业的基础施工完成之后,就需要相关人员结合实际情况,按照设计标准对其进行全面的处理作业。具体来说,就是通过碾压、整坡等加强工程的质量。还要做好采样作业,保证工程各个部位的质量都达到标准,这样一来,才能在实际的发展过程中完成质量验收,充分发挥排水工程的功能,避免降水造成的滑坡现象。

5.2 抗滑桩施工技术

在矿产滑坡治理中,抗滑桩也是常见的治理手段,抗滑桩是一种穿过滑坡体,深入滑床的桩体,将其作用在矿山开采中,就能够支挡滑体,稳定边坡,这种手段常用于浅层或者中厚层滑坡防治中,能够在很大程度上降低滑坡发生的概率。实际作业中,抗滑桩通过将桩体插入到滑动面之下较为稳定的岩体中,就通过地下稳定的岩体支撑地表易滑动的土层从而达到防范滑坡的目的。在此背景下,滑坡在下滑时会受到抗滑桩的阻抗,促使抗滑桩前方的滑体达到稳定状态。具体流程方面,相关人员需要结合松动土层的厚度、推力大小以及防水要求等条件,合理地从木桩、钢桩、混凝土桩以及钢筋混凝土桩中选择材料,一方面保证抗滑桩的质量,一方面降低施工成本,而且合理布置抗滑桩可有效提升滑坡地质灾害的防治效果[6]。在抗滑桩的施工方式中,现阶段常见的方式主要有悬臂桩施工方法和全埋式施工方法两种,这两种方式均是利用抗滑桩自身的锚固作用来平衡滑坡推力,从而提升滑坡摩擦力的功能,降低下滑速度,稳定坡体,这些就要求相关人员结合实际的矿山特征,科学地进行规划。

5.3 回填护坡施工技术

在矿山作业中,为了能够更好地进行矿产资源的开采,经常需要进行开挖作业,所以矿山地区一般都是中空状况,依靠各种支护设备才能在实际的发展过程中保证结构的稳定,这就会在很大程度上增添滑坡发生的概率,所以为了在实际发展过程中能够降低滑坡的发生,就需要进行回填护坡的施工,提升主控因子作用下滑坡土体结构的稳定性。首先,相关需要将回填层中的杂物全部清理干净,然后利用石屑、碎石等进行回填碾压,提升护坡的强度;其次在进行回填的过程中必须采用2种或者2种以上透水性不同的填料进行分层回填,这样就能规避雨水对护坡造成的影响,规避滑坡风险的发生[7]。

6 结语

在现阶段的矿山开采环节,由于各种自然原因以及人为因素对矿区造成的影响,现阶段的矿山开采经常会遇到滑坡状况,造成很大的损失,不仅会严重影响矿山开采作业的进行,还会对工作人员的生命安全产生威胁。所以需要求相关人员在实际的生产过程中加强对滑坡的治理,但是鉴于缓坡的复杂性,需要通过排水施工、抗滑桩施工以及回填护坡施工等技术的综合运用,对滑坡进行针对性的治理。

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