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摘要:随着社会经济的发展,城市发展进程也在不断深化,市场经济发展下对于矿山资源的需求也在不断增大,同时,在矿山资源开采中,对生态环境所造成的破坏也是很大,在矿山开采中很容易产生山体滑坡情况。在采矿中对于地质结构很容易产生破坏,地质灾害的发生率不断在增加,对矿山滑坡地质灾害的发生率也会加大。所以,相关单位就需要加强这方面的重视。基于此,本文主要就对矿山工程中滑坡地质灾害特征及成因等进行分析和探讨。
关键词:矿山工程;滑坡地质灾害;特征;成因
滑坡作为很常见的一种自然灾害,每年由于各种地质滑坡灾害导致的安全事故非常多,造成滑坡产生的原因主要分为两种,第一是自然因素造成的,第二是由于人为因素造成的滑坡,这种人为因素主要就是在开采中对土体随意堆积以及矿体随意开挖,这种情况也称为工程滑坡,由于滑坡的体积较大,并且有相应的移动距离,滑坡中所产生的能量较大,很容易造成相应的事故出现。矿山滑坡地质灾害不但会造成水土流失,对于人们的生命财产安全也有很大的影响,这就在一定程度上对于矿山滑坡地质灾害防治要求提升。在此基础上,开展矿山工程中滑坡地质灾害特征及成因分析研究就显得尤为必要。
1矿山滑坡地质灾害的危害及形成过程
1.1灾害的危害性
对既往滑坡事故出现数据进行总结分析,出现滑坡地质灾害所造成的危害性主要体现在以下相关方面,第一,对矿山设备会造成损毁,滑坡自身的冲击力很大,对于矿山设施有一定的损坏性,会使得矿山设施出现变形以及断裂的状况,从而在后续的应用中不能有效应用;第二,对于人员的生命安全有很大的威胁,由于滑坡地质灾害具有一定的突发性,尤其是在开采中,对所出现的滑坡灾害,很可能会将开采人员掩埋或者使其被困,从而带来很大的负面影响;第三,一些矿山和城镇距离比较近,在产生滑坡灾害之后,对房屋会造成掩埋,严重的对于城镇整体也会可能造成被掩埋的风险。
1.2灾害形成过程
滑坡形成过程通常可以分为四个阶段:①蠕动阶段或者孕育阶段。由于斜坡上部岩体长期在重力作用下出现缓慢性的以及匀速性的微型变形,同时在局部有张拉力,存在一定的剪切破坏,在地表后缘可出现一定的拉裂缝以及逐渐加深加宽,在两侧翼产生不连续的剪切裂缝。②急剧变形阶段。随着持续性的断面发展以及连通,岩体自身的强度也在持续性的降低,岩土变形速度增大,后缘拉裂面相应的扩展,前缘呈现隆起的状况,并且还伴随鼓胀裂缝,变形量相应地增大。③滑动阶段。若是滑动面呈现全面化贯通,阻滑力降低比较明显,滑动面以上岩体也就会沿着滑动面滑出。④逐渐稳定阶段。随着滑动能量的不断损失,滑动速度也相应地减少,直到最终停止滑动。以上这四个阶段是滑坡发展的主要呈现表述,在滑坡实际发展中,这四个阶段不是很完善和典型。这主要是因为岩体和滑动面属性以及运动模式等方面有很大的差异性,使得滑坡各个阶段中的相应表现方法以及过程长短有一定的差异性。
2稳定性影响因素分析
对矿山边坡稳定性产生影响的因素较多,主要有岩体类型以及性质和水文地质等因素。另外,还有岩石风化以及地表水和降雨等因素,这些因素主要可以分为两大类,分别是内在因素以及外在因素,以下就对其进行详细分析和探讨。
2.1产生滑坡的内因
2.1.1岩土体的类型及性质
对边坡稳定性产生决定的要素就是边坡岩土体的性质。边坡岩土体结构松散以及抗剪性和抗风化能力低,在水体作用下很容易产生软化的土体是造成滑坡情况出现的基础。目前大部分滑坡体土体松散,并且存在黏土以及粉砂岩等物质,岩土体很容易受到水体的侵扰和软化。
2.1.2地质构造
产生滑坡的地质发育特征,主要是和坡向构造面同向。在实际当中,滑坡方向和上述的结果面基本相符合,滑坡也称之为顺层滑坡。
2.1.3坡形
按照相关研究表明,边坡越高,坡内的应力也就越大,产生崩塌以及滑坡的可能性也就越大。坡角越大,相应的坡脚应力也就越集中,斜坡往往也很容易产生失稳的情况。在形态上可以发现,滑坡出现区域的斜坡主要属于高陡边坡,这些区域的边坡稳定性往往不良。
2.1.4水文地质条件
矿山开采中,区域内地下水埋深往往比较深,地下水对于边坡稳定性所产生的影响不是很大。但是由于边坡岩土层结构呈松散以及空隙发育,降雨过程中雨水往往很容易渗入,滑坡土体富水饱和之后,其相应的物理性能降低,对于边坡的稳定性有直接的影响。通常,富水介质从根本上也是岩土体类型以及性质所决定,是造成滑坡产生的主要内在因素。
2.2产生滑坡的外因
2.2.1降雨作用
在滑坡地质灾害中,降雨是非常重要的影响因素,其主要表现在以下相关方面:
(1)雨滴溅蚀:在降雨过程中,坡体在水滴的作用下会产生溅蚀,这作为降雨冲刷的初期表现形式,雨水降落的速度一般为7m/s~9m/s,对坡面有很大的冲击力,使得土体颗粒出现分散以及破坏和迁移,为后期径流搬运提供一定的物质基础;雨水冲击径流,造成径流出现紊乱,将径流的动能增大,可以将径流挟砂能力提升。
(2)坡面径流侵蚀:在坡面侵蚀当中,降水和径流为侵蚀性提供一定的动力,土壤作为侵蚀搬运的基础,坡面为侵蚀作用提供场所。降水和径流在坡面当中的作用,会造成水土流失或者边坡破坏,从而使得滑坡情况出现。
(3)降雨入渗:雨水渗入到土体中并饱和,土体自身的自重也会增加,使得抗剪强度降低。持续性的降水还会将地下水位提升,或者相对隔水层以上产生地下水情况。因此,若是持续性降水时间以及强度大于相应的范围,就会产生滑坡情况。总而言之,降水是造成滑坡产生的主要因素,降水雨水对于滑坡体既有的平衡性打破,从而对滑坡的形成速度加快;同时,由于干湿交替变化,使得岩土体也可能会产生开裂的情况,其所产生的裂缝就为雨水渗入提供了良好的途径,也会将裂缝的发展速度提升。2.2.2风化作用
风化的过程是一个缓慢的过程,其对于边坡岩土体的性质不会很快改变,但是其最终还是会将原来的岩体结构破坏。比如,滑坡体当中上部所分布的一些危险岩体,因为顺层裂缝面受到长期风化造成岩体和母岩体脱落而出现这种情况。
2.2.3人类活动
滑坡地质灾害方面,人类活动也是非常显著的特点之一,在目前实际情况下,边坡大部分都是早期矿山开采工程造成的。山体在开挖中造成边坡的表层土体出现剥离,原先的岩体结构由于受到爆破震动,对表层节理裂隙发育产生影响。并且,在矿山周边山体的开挖中,边坡主要呈阶梯式,一些坡面比较陡,从而使得中上部岩体出现下滑的趋势。总之,滑坡灾害中边坡基础条件主要是由于人们早期的开采活动所造成,边坡形态的不稳定也是造成滑坡出现的主要原因。
3矿山滑坡地质灾害勘查技术分析
3.1钻探技术
在针对矿山滑坡地质灾害勘查当中,比较常用的技术之一就是钻探技术,从实际应用经验可以看出,钻探技术主要在一些中型矿山的勘查中应用比较常见。在对中型矿山地质勘查当中,由于需要采集的内容很多,比如,岩层性质以及滑坡造成的影响区域、地下水的分布状况等方面。通过钻探技术的应用,可以保证对这些数据有序展开开采,在实际的应用中,需要重视以下相关方面的内容:第一,对钻探点合理选取,结合开始阶段所踏勘获取的数据综合化计算分析,按照计算结果,对于钻探孔的实际位置进行合理分配;第二,使用钻机不断向岩层深处进行钻入,对钻进速度以及直径进行控制,在钻孔深到稳定层以下时,将钻进工作停止,并对所钻孔深度位置的土质样品进行采集,将其送到实验室进行化验处理,获得该位置的岩层性质以及综合强度等相关方面的参数信息,并将相关样品数据做好整理分析,对于该区域的矿山地质情况有效掌握。
3.2挖探技术
在针对滑坡地质灾害勘查当中,有时也会使用挖探技术,挖深技术的原理主要就是在作业施工区域中选取相应的位置开展开挖工作,以此来对矿产资源的分布情况进行勘查。就现阶段实际应用情况,挖探技术可以分为井探技术、坑探技术、槽探技术和硐探技术,这些技术在应用中需要结合实际环境进行合理选取。比如,在一些规模较大以及地形较为复杂的矿山,井探技术和硐探技术比较适用;在一些土层较浅的矿山区域,槽探技术和坑探技术较为适用,通过该技术来确定矿山边界以及岩石性质。通常,挖探技术需要和钻探技术结合应用,有效提升数据采集的完整性以及准确性。
3.3物探技术
除了上述两种勘查技术之外,在滑坡地质灾害勘查中,物探技术的应用也非常普遍。物探技术在实际的应用过程中,其主要就是通过地层中岩性的不同,结合物理量所反馈的差异性特点,再对所收集的数据图谱信息实施分类,以此来对该区域的岩层性质进行评估。在该技术体系的发展当中,物探技术的分类比较多,比较常见的物探技术主要有地质雷达勘探技术、地质勘查技术、声波探测技术等。当前,随着物探技术应用体系的不断成熟化,其优势也在逐渐呈现,比如,技术操作要求不是很高,对于环境的适用性很强,能够实现全天式的监测等,这就将物探技术的应用效果有效增加,在当前的矿山开采领域中有着非常普遍性的应用。
4矿山滑坡地质灾害治理技术分析
4.1防排水施工技术
在滑坡地质灾害治理过程中,防排水技术也是很常见的一种治理技术之一,防排水技术在实际应用中,需要重视以下要点:基坑开挖,这是防排水技术应用的基础要素,在基坑开挖中,对基坑设计尺寸做好规划,并在开挖中遵循从上往下的原则,在将边坡开挖完成后,进行底板结构开挖,并且在对每个细节工作完成之后,也需要做好仔细审核,在符合要求并审核通过之后才可以实施下一道工序;做好基础处理工作,在基础处理工作中,主要有基层碾压以及边坡整理,对基层压实度进行检测,保证基层的稳定性良好,然后选取相应的回填料,保证符合作业要求,在工程施工完后保证排水效果良好。
4.2抗滑桩施工技术
抗滑桩作为一种桩体,主要就是将桩体从滑坡体穿入,直到滑床位置,起着对滑体支挡以及保证边坡稳定的作用,在一些浅层,或者中厚层滑坡防治中应用非常普遍。在对滑坡体产生作用的原理就是,将抗滑桩打入滑动面下部的稳定岩土层中,将滑坡的稳定性提升。这样滑坡在下滑过程中会受到抗滑桩对其的作用,使得滑体保持稳定。结合滑体厚度以及作用力和防水要求等不同条件,可以选取木桩,钢桩以及混凝土桩体等。通过实践表明,抗滑桩的合理布置,对滑坡地质灾害有着很好的防治效果。在矿山工程中,滑坡地质灾害中对抗滑桩的施工方法可以分为两种,分别是悬臂桩施工方法和全埋式施工方法。其防治原理基本上都是通过外在的作用力,将抗滑桩打入滑动带下部,通过抗滑桩自身锚固作用力,对滑坡的推力进行平衡,以此将滑坡的摩擦力提升,从而使得滑坡速度降低,保证坡体的稳定性良好。
4.3回填护坡施工技术
除了上述这种治理技术之外,在滑坡地质灾害治理中,还有回填护坡技术,这种技术在应用中也需要做好相关方面内容的重视:第一,对回填面的杂物进行清理干净,在完成清理之后做好测量放线工作,以此保证回填施工中能够顺利进行;第二,对回填材料需要严格控制,一般在对回填材料选择中,尽可能的选用两种以上透水性不同的填料来回填,在回填中通过分层填筑的方式,从而使得回填层能够保持稳定良好;第三,在材料回填中,上层的材料选取一些透水性比较小的材料进行回填,下部可以选用透水性大的材料回填。除此之外,在回填当中,对排水边坡合理布置,以此来保证矿山边坡保持稳定。
5矿山滑坡地质灾害防治期间的注意事项
5.1做好防灾宣传
在矿山地质灾害的预防中,加强防灾宣传工作。矿山地质灾害所产生的危害非常大,对人们正常的生产生活有很大的影响,基于此,就需要将防灾宣传工作做到位,通过通俗易懂的语言来给人们进行地质灾害产生原因的讲解,从而有效树立人们的地质灾害防范意识,发动群众力量,积极地介入到地质灾害宣传工作中。
5.2加强地质监测
强化地质监测,对坡体所产生的变化可以实时性的监督,同时按照灾害预测评估体系对其发展趋势进行分析,并采用相关处理措施,以此将灾害发生造成的影响降低。在目前地质灾害监测中,应用较多的就是通过GPS技术,促进监测工作能够有效进行,在应用中,监测点位置选在地质结构比较稳定的场所,监测点数量也需要和矿山实际情况结合起来进行确定;另外吗,将监测点保护工作做好,若是监测点受到损坏,需要通过引测的方式设置新监测点,保证所采集的数据信息具有一定的价值。
5.3建立灾害预测体系
建立完善的灾害预测体系,对安全环境的建立非常有利。当前,随着互联网技术的不断发展,在灾害预测体系建立中,融合互联网信息技术,对其中相关指标内容做好有效处理,比如,地层性质以及理化性质和机械设备等。并且对其中存在的影响指标占比综合计算分析,对勘查所获取的相关数据信息和灾害预测体系结合,从而对存在的风险优先级进行合理的排序,制定科学合理的预防措施以及应急预案,确保出现风险时尽快处理完成,将风险造成的影响降低。
5.4加强区域地质管理
加强重视区域地质管理工作,降低由于人为活动对环境地质造成的破坏,从而降低滑坡地质灾害出现的概率。在矿山开采发生滑坡地质灾害的处理过程中,首先就需要将区域地质工作合理管理,制定管理计划,对矿区开采实际过程做好控制。同时对矿山开采活动区域也需要做好划分,在一些稳定性不良的坡体中,严禁实施相应土体开采行为,并在坡体上进行绿化植物的种植,通过绿化植物来对土体的固化能力加强,以此将土层稳定性提升,将滑坡地质灾害出现的概率有效降低。
6结语
总之,造成矿山滑坡地质灾害的影响非常多,在预防和治理中需要结合矿山实际情况进行合理调整。首先对矿山所处区域滑坡地质灾害产生的可能成因进行分析,并且在保障矿山开采顺利的基础上,做好滑坡监测、边坡排水、防灾宣传等工作。同时不断总结经验,将滑坡地质灾害出现的概率降低,从而为实现社会经济效益的提升以及人们生命安全提供保障
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