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非煤矿山常见地质灾害及防治措施

2019-10-14郭翔

科技创新导报 2019年23期
关键词:岩爆泥石流滑坡

郭翔

摘   要:人类能通过采矿获得能源和建筑材料,但是缺乏科学合理的采矿会使区域地质环境不断恶化。由于部分地区采矿设备及技术相对落后、环境保护意识淡薄等原因,导致在采矿过程中极易产生类似于滑坡、泥石流和崩塌等常见地质灾害,使矿区当地居民的生活环境遭到破坏。所以,对矿区可能发生的地质灾害类型进行科学分析是很有必要的。本文仅以滑坡、泥石流、崩塌、岩爆等常见矿山地质灾害类型为例分析其形成机制,并且提出相关防治措施,可供类似地区借鉴参考。

关键词:非煤矿山  地质灾害  防治

中图分类号:P694                                   文献标识码:A                        文章编号:1674-098X(2019)08(b)-0120-02

1  滑坡

1.1 滑坡成因

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,整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。比如发生在矿区的滑坡,超过一定规模则可损坏矿山设施,毁坏厂房,迫使矿山停工、停产,给人员生命及财产造成一定的损失。

1.2 滑坡防治措施

(1)预防降雨及地表水的影响:一方面在边坡顶部封堵地表存在的裂缝;另一方面在坡面的汇水区合理设置截、排水构;(2)改变边坡坡率、坡高:根据工程项目安全需要对矿区新形成的岩土边坡进行削坡,减小坡体的坡度等措施;(3)支挡、锚固结构:通过对滑坡体进行支挡、锚固等措施,对存在安全隐患的边坡岩土体进行加固。

2  泥石流

2.1 泥石流形成原因

矿区里进行生产后产生的矿石、矿渣为泥石流的形成提供了大量的固体物质来源,而足够的降雨会促使泥石流的产生。尤其是在雨水冲刷及浸泡作用下则会增加上部堆积物的自重,并减小潜在斜面的抗滑力,从而加速坡体下滑,超过临界雨量后则会形成一定规模的泥石流[1]。

2.2 泥石流的预防措施

预防治理泥石流通常以拦挡为主,辅之以排泄疏导。一是疏导措施:通过改变沟渠来引导泥石流形成区的流向,加大山谷地区桥梁、涵洞的排泄能力,使泥石流固水混合物按照人类意志安全疏导。排导工程,包括导流堤、急流槽、束流堤等。二是截挡措施:采用一系列工程构筑物对泥石流形成区、汇集区的固水混合物质进行拦截,防止其进入沟谷低洼地段的平坦区域,从而防止对该区域人类的生产、生活安全造成威胁。通常的拦挡措施有:格构工程、拦砂坝、截水坝等。一般来讲,采用综合性治理措施才能对泥石流形成有效的预防效果。

3  崩塌

3.1 崩塌成因

崩塌是指陡峻山坡上岩块、土体在重力作用下,发生突然的、急剧的倾落运动。多发生在大于60°~70°的斜坡上。崩塌的物质,称为崩塌体。崩塌体为土质者,称为土崩;崩塌体为岩质者,称为岩崩。崩塌的形成区域比较广泛,任何岩性的岩质边坡均可发生崩塌类地质灾害。而边坡岩体的岩性、当地的区域地质构造、局部微地貌等因素都可能会影响崩塌的产生。单单根据矿区的地层岩性进行划分,火成岩、沉积岩、变质岩这3种岩性的边坡形成崩塌的急缓程度均有不同;但是按照区域地质构造划分,各种构造面,如节理、断层等,为崩塌的形成提供分离面的边界条件,坡体内部的结构面越发育,越有利于崩塌的形成;从地形地貌来讲,江、河、湖、沟等天然边坡及人工边坡都是有利于崩塌的产生,特别是坡度较陡的高坡度边坡均为崩塌形成的有利地形地貌。

3.2 崩塌的防治手段

(1)降低坡高和坡度:将边坡坡体表面存在的大量危险岩石进行有效清理,以达到降低边坡高度,设置合理坡度的要求;(2)拦挡工程:对于可能发生崩塌的区域,在其威胁人类安全的危险区域设置防护栏,并在边坡下部设置支挡结构,或者直接挂设钢丝防护网等措施。

4  岩爆

4.1 岩爆的成因

岩爆,俗称为冲击地压,它是一种岩体内部局部聚集的应力能量在一定因素影响下突然剧烈释放,导致岩体爆裂并将岩石弹射出来的现象[2]。岩爆一般是非露天岩质矿山极易发生的地质灾害类型。若局部应力释放较小,岩爆仅有剥落少量的小块岩石;若局部应力释放较大,则岩爆现象会产生炸裂的效果,严重的情况下,则使脱离出来的岩体飞出数米远,从而破坏下部可能存在的房屋及设备设施,危及矿区人员安全。因为岩体内部应力分布不均,岩爆可瞬间发生,也可以持续数天。导致岩爆产生的原因是岩体中有局部分布集中的地应力,并且超过了岩石本身的强度,同时岩石具有较高的脆性,在这种条件下,当采矿活动破坏了岩体内部原应力平衡的时候,岩体中积聚能量释放就会导致岩体破裂,并将破碎的小块岩石弹射出岩体母体。

4.2 岩爆的预测及其防治

(1)现场观测:通过观测声响、震动,在掘进面上钻进时观察测量钻屑数量等进行预测预报;(2)预测预报方法:钻屑法或岩心饼化法、地球物理法、位移测试法、温度变化法、统计法、地震波预测法等;(3)设计阶段的防治对策:在加强超前地质探测,预报岩爆发生的可能性及地应力的大小后,优化洞轴线和洞室断面形状的选择;(4)施工阶段策:超前应力解除法、喷水或钻孔注水促进围岩软化、选择合适的开挖方式、减少岩体暴露的时间和面积、岩爆发生的处理措施;(5)合理选择围岩的支护加固措施:喷混凝土或钢纤维喷混凝土加固、鋼筋网喷混凝土加固、周边锚杆加固、格栅钢架加固、必要时可采取超前支护等手段。

5  地质环境影响

5.1 地质环境影响

矿区的面积大小不一,所占用的土地类型也各不相同:地势平坦的地区原多为耕地、草地和林地,地势陡峭的地区原多为林地,水源充足的地区则为河流、湖泊。不合理地开发利用矿产资源会对土地资源、森林资源和旅游资源形成长期的负面效应,矿山开采过程中产生的废石、废渣及废水等,都对当地的地质环境造成影响。

5.2 地质环境破坏防治措施

根据中央习总书记的指示精神,绿水青山就是金山银山。采矿活动对当地地表植被或多或少都造成了一定程度的破坏,而其中的历史遗留及废弃矿山更是缺乏科学化的管理。可以通过当地政府主抓,按照“宜山则山、宜水则水、宜林则林、宜草则草”的原则,抓紧对非法的采点及主体灭失的关闭矿山实施地质环境恢复治理。进行自然或工程类恢复治理和土地复垦,最后达到恢复耕地、林地、草地和修建具有经济效益的矿山型地质公园,进而带动当地人民群众就业致富的目的[3]。

6  结语

由于国内经济水平发展差异,以及不同的地区可能存在不同的地质条件及采矿技艺水平,或多或少会引发一系列不同种类的区域性地质灾害。为此,对矿山进行科学化、合理化的计划性开采才能有效防止地质灾害的发生,进而有效实现安全生产和可持续发展。

参考文献

[1] 杨志刚.矿山地质灾害的探讨[J].西部探矿工程,2008(3):125-127.

[2] 徐林生,王兰生.岩爆类型划分研究[J].地质灾害与环境保护,2000(3):245-247.

[3] 魏海斌.浅析矿山地质灾害的防治措施[J].科技创新与应用,2012(7):9.

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