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矿山地质环境治理中边坡稳定问题及滑坡治理方法探讨论文

发布时间:2023-11-29 11:54:33 文章来源:SCI论文网 我要评论














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   摘要 :本文主要探讨了矿山地质环境治理中的边坡 稳定问题及滑坡治理方法。在矿山工程建设和生产过程 中,边坡稳定问题是一个十分重要的问题。在实际工程 中, 由于矿山地质条件的复杂性和矿山开采的影响, 边坡 稳定问题经常会出现。本文首先介绍了矿山边坡稳定的 概念和分类, 然后分析了边坡稳定问题的成因和危害。总 结了矿山地质环境治理中边坡稳定问题及滑坡治理方法 的研究现状和存在的问题,提出了进一步研究的方向和 重点。

  关键词 :矿山地质,地质治理,边坡治理,灾害预防

  由于矿山地质环境所具有的特性,使得矿山地质环境 容易受多种外界因素的影响,一旦这些因素发生变化,便 容易导致矿山地质环境发生地质灾害, 从而破坏环境边坡 结构的稳定性。当边坡失去稳定性后,便容易引发滑坡灾 害。因此,矿山地质环境的边坡结构的稳定问题,对于周 边人类社会的生产生活都会造成重大的威胁。一旦因边坡 稳定问题而引发地质滑坡, 会严重威胁周边人民的生命财 产安全。因此,针对矿山地质环境的治理,必须采取有效 措施妥善治理和预防边坡稳定问题及滑坡灾害。为此,需 要准确分析引发矿山地质环境出现地质灾害的原因, 并采 取针对性的处理措施。

  1 矿山地质环境边坡治理的意义

  开发矿山资源是人类社会获取资源的重要途径之一, 由此所形成的矿山产业也是促进社会经济发展的重要组 成部分。随着矿山产业的不断发展壮大,对矿山资源的开 采规模也随之扩大。长期的开采导致矿山地质环境发生很 大变化,矿山地质环境也因此出现了许多问题。其中,矿 山边坡结构的稳定性问题已经成为影响矿山产业正常发 展以及周边生态环境的重要因素。边坡稳定性问题是引发 多种地质灾害的主要因素, 如果边坡稳定问题得不到有效 的治理。当受到外界一些因素的影响后, 如降水、地震等, 受重力变化的影响,边坡内部的地质结构会发生变化,其 结构稳定性也随之丧失。所表现出来的便是边坡的岩层出 现自然滑落的情况, 这种自然地地质环境变化产生山体滑 坡。而人类的挖掘会进一步加速矿山边坡地质结构稳定性 的变化,挖掘程度越高,对边坡稳定性的破坏就越大,越 容易使边坡发生滑坡灾害。

  山体滑坡的破坏性和危害性非常大,会直接改变滑坡 地区的地形地貌和生态环境。如果滑坡区域靠近人类的 生产生活区域,还会造成大量的人员伤亡或财产损失。此 外,滑坡还可能造成河流的阻塞,引发河流下游区域的污 染问题,影响当地环境的生物多样性。因此,治理矿山地 质环境中边坡稳定问题,有效预防滑坡灾害的发生,对于 保护矿山地质环境的生态安全, 以及周边居民的生命财产 安全有着非常重要的意义。


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  2 影响边坡稳定导致滑坡的主要因素

  2.1 人为因素

  在影响矿山地质环境边坡稳定性的众多因素中,人为 活动是其中最为重要的因素之一,也是导致滑坡灾害的主 要诱因。矿山地质环境中富有各种矿物资源,是人类社会 进行工业生产的必需品。因此为满足工业生产的需求,人 们始终没有停止过对矿山的开采。除了为开采矿产资源而 对山体进行挖掘作业, 矿山区域内的一些基础设施建设施 工,也会对山体进行相应的施工操作。例如,山区道路工 程的建设施工,房屋建筑工程的施工等。在这些人为的施 工中,一旦忽视了针对边坡的保护性工作,常常会对边坡 的稳定性造成较大的影响。例如,在矿山挖掘作业中,爆 破施工是一种常用的矿山开采技术。但爆破施工在便利矿 山开采的同时, 其产生的震动效果也会对山体内部结构的 稳定性造成较大的影响。频繁的爆破施工往往会导致矿山 内部的岩体结构出现裂缝。如果爆破人员没有对爆破区域 的周边地质环境进行充分的了解, 或者采用的爆破技术没 有符合爆破施工的标准, 便容易导致爆破施工存在较多的 安全隐患, 甚至会直接对边坡稳定造成严重的破坏。

  2.2 岩土结构因素

  首先,岩石结构的状态情况是直接影响矿山岩体完整 性和稳定性的重要因素。如果岩石的完整性较差,则会导 致边坡岩体更加容易受到外力因素的影响。此外,如果岩 体存在较大缝隙, 也会增加滑坡的发生概率。

  其次,矿山自身岩石和土壤的特性也会对边坡稳定问 题产生一定的影响。矿山边坡中通常会含有大量的混含泥 质填充物的细碎岩石,这些细碎的岩石经过自然腐蚀后, 其结构稳定性大大降低,难以继续支撑边坡,使其保持足 够的稳定。此时的边坡便容易产生滑坡情况。

  2.3 降水因素

  在自然界中,降水天气是非常常见的,而这一环境因 素也会导致矿山边坡发生滑坡灾害。例如,一些稳定性较 差的矿山边坡,在经历强降雨天气时,极易出现滑坡或泥 石流等灾害。降水是破坏边坡土壤结构稳定性的主要原 因,同时还会增加山体的自身重量,引起重力变化。当矿 山边坡遭遇强降水天气时, 大量的雨水会不断地冲刷边坡 表层的土壤,导致边坡在短时间内出现大量的土壤流失, 土壤结构的稳定会因此被破坏。大量的降水还会渗入到边 坡的岩石中,从而大大增加边坡内部的含水量,使得边坡 土体的重量在不断地增加中。当边坡重量增加到一定程度 后会破坏其稳定性。强降水天气还会导致矿山区域内地下 水位的激增,从而导致岩层泥化,降低岩石与山体的摩擦 力,使得山体岩石容易滑落。因此, 在多种条件的作用下, 强降水天气会大大增加矿山边坡内部发生滑坡的概率。

  2.4 其他自然灾害因素

  一些自然灾害会引起大规模的地形地貌变化,其中地 震灾害便是引发滑坡的一种自然灾害因素。当矿山区域内 发生地震时,山体的岩层结构会受到地震波的冲击作用, 从而发生明显的结构变化,如错位、断裂等。此时矿山岩 层结构的稳定性被严重破坏,一些岩体结构出现松动。若 地震强度较大, 矿山边坡的岩体往往会直接因为震动而滑 落,从而出现滑坡。


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  3 治理矿山边坡稳定和滑坡的方案措施

  3.1 提高治理边坡稳定问题的重视程度

  由于人为原因是导致矿山边坡稳定性降低的最主要 因素,因此,进行矿山开采的相关工作人员要提高对边坡 稳定问题的重视程度,重视挖掘施工中潜在的安全隐患。 对此,矿山工作人员在进行矿山开采的各项施工时,要秉 持高度负责的态度,做好每项施工操作。减少矿山施工事 故对岩体结构稳定性的影响, 从而保证了边坡的稳定性。

  3.2 加强边坡稳定问题治理的监管力度

  第一,对于矿山治理的监管, 要进一步细化相关工作人 员的监管职责,使每位监管人员能够清晰明确地了解各自 负责的工作内容, 以实现监管责任落实到个人。一旦发现矿 山治理过程中的监管工作出现违规违纪问题,可以在第一 时间追究具体负责人的责任,从而对矿山治理监管人员的 日常工作起到一定的督促作用,以保证矿山边坡稳定问题 的治理工作得到有效的监管, 进而保证边坡治理的有效性。

  第二,对于矿山开发过程中,需要进行挖掘开采的施 工项目必须进行严格规范的审查, 检查挖掘施工单位的施 工资质,以保证相关单位能够进行规范的挖掘施工,做到边挖掘、边治理, 保护好矿山边坡的稳定性。

  第三,要加强矿山施工人员的安全施工培训,以提高 其安全施工意识。矿山边坡治理属于矿山施工安全管理的 一部分, 增强施工人员安全意识有助于促使施工人员在矿 山施工过程中有效落实各项安全施工要求, 确保边坡稳定 问题治理的相关措施能够得到落实。为了提高施工人员安 全施工意识,矿山企业要采用培训的方式,对相关施工人 员进行定期的安全教育培训, 使其能在施工操作过程中注 意到安全细节, 避免因疏忽大意而导致在边坡治理时出现 施工操作不规范, 或者直接引发安全事故。

  第四,矿山施工单位要收集矿山区域内所有已发生的 边坡事故的详细信息, 并根据采集的边坡事故数据进行调 查分析,对边坡事故类型和具体的事故原因进行归纳总 结,从中找出关于边坡问题治理的科学规律,并以此为依 据制订较为完整、有效的治理措施。

  3.3 采用高效的边坡加固技术

  (1)混凝土砂浆喷涂加固。针对边坡稳定性问题的治 理,可以采用建筑施工中常用的一种混凝土砂浆喷涂技 术,将混凝土砂浆喷涂在边坡的表层,进行加固处理。这 种施工技术在实际应用中具有工艺简单、处理效率高、成 本低廉等优点,能够对不稳定的边坡进行有效的固定,从 而提升其稳定性。但在采用混凝土砂浆喷涂技术时,必须 严格控制混凝土砂浆的喷涂厚度。如果喷涂厚度过厚,则 容易导致边坡自重过重,从而引起二次滑坡等问题。如果 喷涂厚度较薄,则难以起到应有的固定效果。因此,混凝 土砂浆的喷涂厚度要进行严格的计算,通常情况下喷涂厚 度应当控制在 5m~7m之内。同时,对于混凝土的强度也提 出了较高的要求, 需要使用 C30 以上标号的混凝土材料。

  (2)锚网喷注浆加固。除了使用混凝土砂浆喷涂技术 外,还可以结合使用锚网喷注浆技术进行加固处理。锚网 喷注浆加固技术是在混凝土砂浆喷涂技术的基础上,增 加锚杆、钢筋网等设备,以进一步提高混凝土砂浆的加固 效果。锚网喷注浆技术在实际使用时,先在边坡上打锚杆 孔,然后挂上钢筋网和钢带,最后进行注浆。锚网喷注浆 技术同样具有施工简单,工期短,加固效果良好等多种施 工优点。在使用锚网喷注浆施工技术时,要注意锚索的整 体支护力, 喷注的砂浆要均匀, 且钢筋网不能裸露在外。

  (3)注浆加固。注浆加固技术广泛应用于防范地质灾 害的工程施工中,因此,在治理矿山边坡稳定和滑坡问题 时,可以采用注浆加固技术。注浆加固技术就是将砂浆注 入边坡的岩体缝隙中,以达到加固岩体结构的目的。使用 注浆加固技术处理的边坡不仅结构安全性和稳定性得到 保障,在外表看来也比较自然。这种治理技术能够有效避免边坡因雨水冲刷、风化等作用而导致的岩石间隙增加, 从而减少引发滑坡事故的概率。在控制注浆加固的施工质 量时,首要保证的是混凝土砂浆的质量,施工单位在制拌 混凝土砂浆时,要使用合理的水灰比,注浆压力也要进行 科学控制。如果边坡结构中含有大量的水分,或者边坡位 置距离地下水位较近,再或者边坡岩石间的粘塑性较差, 面对此类情况时则不宜采用注浆加固技术。

  (4)抗滑桩加固。在治理边坡稳定问题和滑坡问题时, 可以采用抗滑桩加固技术。这种边坡加固技术具有抗滑效 果好, 使用灵活, 施工简单, 施工成本低等优点。但是, 抗 滑桩施工技术的缺点也同样较为明显。与其他边坡加固技 术相比,抗滑桩技术对于钢材的使用量是比较大的。抗滑 桩施工需要进行打孔施工,由于边坡地形条件限制,且打 孔数量通常较少,因而抗滑桩的施工操作多为人工方式, 机械化程度较低。这种施工方式虽然节省了部分施工成 本,但是施工安全性却无法得到保障。此外,在治理流塑 体滑坡时, 则不适合采用此种加固技术。

  在应用抗滑桩技术时,要注意做好对混凝土材料和 增强材料的检验工作,以确保抗滑桩的施工质量水平。此 外,在开挖作业和墙体防护作业过程中还要做好清洁工 作,要及时将现场的软土、不良土壤以及杂物清理干净, 回填渣土。如果有杂物混入其中,则会导致浇筑应力出现 不平衡的情况。

  在浇注混凝土时,要对振动器的振动频率和拉出速度 进行严格的控制管理。如果振动不足会导致混凝土浇筑面 出现明显的凹陷。振动器地拉出速度不宜过快或过慢,否 则也会影响混凝土的浇筑质量。抗滑桩施工要尽可能地保 证一次性浇筑成桩, 如果多次浇筑会导致抗滑桩出现浇筑 缝隙, 进而导致应力变化, 容易使桩身出现破裂问题。

  3.4 采用挡土墙措施

  挡土墙就是用于支撑边坡土体,防止边坡土体变形失 去稳定性的构造物。挡土墙技术在治理地质灾害工程中是 较为常见的施工技术。由于挡土墙技术具有很强的适应 性,所以其应用范围非常广阔,各种规模类型的矿山边坡 治理工程中均可以使用。

  挡土墙技术主要是依靠建筑结构自身的强度和应力 载荷能力,抵抗边坡岩体或土体结构的滑移作用,以维持 边坡结构的稳定性,从而避免边坡的滑坡现象。由于挡土 墙技术具有结构单一的特点, 因此为确保挡土墙结构能发 挥应有的作用,必须保证挡土墙的建设质量。施工单位要 根据边坡的地质情况选择合适的挡土墙位置。在设计挡土 墙的墙体结构时,要根据边坡的实际情况来设计,并经过 科学的优化处理, 以保证挡土墙设计的合理性。

  3.5 制定完善的应急预案

  矿山边坡治理部门除了要设置专门的管理人员对矿 山边坡问题进行治理外, 还要根据矿山区域内的实际情况 制定一套完善的科学的应急处置预案。一旦在矿山开采 过程中突发危险状况,要立即按照预案设置进行管理和 整治,要在第一时间疏散事故周边的人员。然后对事故影 响进行科学地分析, 如果边坡区域出现山体裂缝等危险情 况,要立即采取有效措施进行解决,以防止边坡事故的危 险性进一步扩大。

  3.6 做好安全评估工作

  矿山地质环境的边坡治理形式有很多种,为了选择合 适的治理方案和措施, 必须在正式治理前, 对矿山边坡的地 质状况进行充分的分析, 做好相关的安全评估工作。

  例如,在治理含水量较多或降水频繁的矿山边坡时, 边坡排水非常关键, 因此在治理前必须先减少边坡的含水 量,将边坡的地表水排净。如果遇到角度较大的边坡,且 边坡上散布着较多的碎石,此时要先对边坡进行削坡处 理,才能继续进行治理工作。如果矿山区域内存在较为严 重的风化侵蚀现象,边坡岩体的稳定性较差,容易滑落, 此时可以选择设置挡土墙的方式进行边坡治理。如果边坡 上存在较多的岩石, 在治理边坡问题时要先将岩石清理干 净, 以防止岩石掉落, 造成施工人员的伤亡。

  3.7 做好边坡排水施工

  边坡的含水量如果较大,便会对边坡的稳定性造成 较大的影响。因此治理边坡时,必须注意边坡区域的含水 量。如果矿山边坡容易出现积水,则治理人员需要定期对 其进行排水,以防止边坡积水过多,而导致边坡失稳,引 起滑坡。边坡排水通常采用两种方式 :一是使用钻机设 备在边坡上挖孔,可排除边坡多余的地表水与地下水。二 是,在边坡上设置排水沟,引导地表水将其排出。治理人 员要根据边坡积水的实际情况进行选择。

  4 结语

  如果矿山区域时常发生边坡及滑坡问题,对于矿山的 开发便会产生极为不利的影响。为了保证矿山的正常开 发,保护施工人员及周边居民的生命财产安全,保护矿山 边坡区域的生态环境,矿山管理人员必须高度重视边坡 的稳定性问题及滑坡治理工作。为有效治理边坡及滑坡问 题,必须依据边坡实际情况设计科学的治理方案,落实好 各项地质灾害防治工作。

  (作者单位 :中稀广西稀有有限公司)
 
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