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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

2022-11-22李郑银刘万顺

中国金属通报 2022年10期
关键词:边坡滑坡岩石

李郑银,刘万顺

近几年来,由于外界因素的影响,矿山灾害出现的几率也变得更加频繁,由于导致这种情况的原因较多,且灾害的危及范围难以估计,所以会对周边环境以及人们的生活造成严重的影响。鉴于这种状况,矿山治理部门将重点放在了边坡失稳以及滑坡问题中,希望能够研发出更加科学有效的方式,降低相关灾害出现的可能,减少自然灾害的影响,利用对地质结构进行加固,提升整体的稳定性。

1 提升矿山边坡滑坡治理的重要意义

在社会发展的背景下,矿山产业的发展也愈发加快。近些年来,为了能够满足产业发展需要,矿山开采的需求量也逐年提升,在长此以往的开采挖掘下,矿山的结构稳定性以及周边的生态环境都受到了非常不利的影响。因此在进行产业发展的同时,如何利用有效的方式对地质环境进行治理也已经迫在眉睫。边坡稳定性是自然灾害中非常常见的原因之一,如果没有进行科学有效的治理,当矿山的边坡达到一定的高度且倾斜时,山顶的岩层就会自然的滑落,这便是山体滑坡。其中倾斜角的角度以及矿山的高度便是边坡的稳定性。通常来讲,自然形成的矿山在同时受到重力以及地质内部的影响作用下,稳定性会逐渐下降,这种下降在人为挖掘的刺激下,速度会逐渐加快。当受外力作用或者自然环境的影响时,岩石内部的稳定性就会有所破坏,进而发生滑坡的情况。此外,边坡如果发生滑坡,便会对下方的河流产生污染,甚至会出现堵塞,影响生物多样性。因此必须要从根本上提升边坡的稳定性,这样不仅能够给予研究人员更多时间进行相关技术的研发,还可以保护周边居民的生命财产安全。

2 矿山边坡滑坡问题的影响因素

2.1 人为因素方面的影响

人为的活动是造成滑坡边坡情况最为重要的原因之一,目前在我国社会发展以及经济进步的情况下,政府对于基础设施的建设也加大了力度,很多铁路的兴建会延伸到山区中,这些大规模的施工对于山体的稳定性来讲也会存在一定的影响。此外,建设工程以及矿山产业中有很多工程都需要对岩石进行开采,一旦挖掘过程中忽略了对坡脚的重视,便会影响边坡的稳定性。与此同时,很多挖掘过程中的爆破情况也会对稳定性有所不利,以上这些情况的频繁发生更是会造成一定的岩体波动和裂缝。

在进行矿山的挖掘时,一旦工作人员对于周边环境以及边坡开采的相关知识不够了解或应用技术难以符合标准,便会造成安全隐患。对于开采来讲,过程、推进的方向都十分重要,每一个环节都有可能会产生边坡事故,因此技术人员一定要提升自身的能力,加大对相关技术应用的了解,这样才能尽可能的规避出现问题的可能性。

2.2 降雨的影响

通常在新闻中,我们会发现在强降雨过后会更容易出现泥石流或者滑坡灾害。这是由于在强降雨的过程中,会有大量的雨水下渗至岩石中,这便会提升岩石的内部含水量,在到达一定的重量之后,便会加大土体的重量。此外,容易产生滑坡情况的山体如果长时间的被雨水进行冲刷,则会使土壤的结构产生松动,地下水的改变也会同时影响水压的变化,这会加大滑坡等情况的发生几率。与此同时,地下水也是出现滑坡情况的原因之一,岩层的泥化会导致岩石出现软化的情况,一旦水压提升,变化产生浮力,从而降低岩石与山体之间的摩擦力和重力,导致非常严重的影响。

2.3 地震等自然灾害对于边坡稳定性的影响

地震是一种板块之间的分离或者挤压、碰撞所产生的现象,这种自然灾害对于矿山的稳定性影响较大,很容易产生松动状况。较大区域的震动会使矿山岩体结构稳定性下降,一旦出现结构的断裂,便会发生比滑坡还要严重的状况。

2.4 岩土以及矿山结构特点的影响

第一,岩石以及土壤自身的性质影响,通常状况下,边坡中间会有很多的矿物质,除了我们已知的黏土、泥灰岩等等,还存在着大量的局部有泥质填充物类型的细碎岩石,一旦这些岩石受到长时间的腐蚀,便会难以支撑边坡的稳定性,最终产生滑坡等情况。第二,岩石结构的状态也会直接对矿山的完整性以及稳定性造成影响,如果岩石的完整性不够则会更加容易受到降雨等外力的影响,岩体中的缝隙也是产生滑坡等情况的重要因素。

3 对于矿山治理中边坡滑坡的治理优化方案

通过上文的描述,我们了解到矿山中的挖掘与开采会导致很多的边坡问题,因此为了能够针对性的解决问题,有效的提升边坡稳定性,以下几种方式需要有效的被应用。

3.1 引入全液压动态矿区工程技术

为了降低岩石与矿山出现分离的可能,相关部门应该加大对现代化开采挖掘技术的宣传与引导,利用科学有效的宣传方式,加大现代化技术在矿山工程中的应用范围。全液压动态化矿区工程技术是一种有效检测边坡稳定性的现代化技术,在工程项目中,可以利用布置检查设备的形式,辅助传统技术进行工作。此外这种技术的现代化、智能化能力较高,可以更好的符合我国大多数矿山的实际需要,在云端智能化数据分析的帮助下,可以直接利用系统对勘测到的相关数据进行整理与分析,并通过物理性质的反映,得到准确的矿区内部资源情况分析。此外,勘测设备的布置,可以提升数据的精准程度,液压技术在实际应用中,能够有效的规避人为技术应用对岩石山体的影响,最大程度的提升滑坡治理能力。

3.2 加大管理人员对边坡安全隐患治理的重视

矿山挖掘的工作人员需要提升自己对于安全隐患的关注力度,这样便可以更加完善的处理常见的边坡安全问题。在日常工作中,相关人员需要科学的安排爆破的力度和强度,在尽可能减小对边坡稳定性影响的情况下进行,降低对工作人员人身安全的影响。所以,一定要对技术的应用加大关注,科学的进行控制,在爆破之前要合理的安排人员,采用标准的技术形式,尽可能的降低安全隐患,在完成爆破之后需要第一时间清理碎石。进行边坡加固的过程中,施工人员必须要严格按照施工流程进行加固施工。首先施工人员进入施工现场之后要开展现场勘察工作,尽快熟悉现场资料及工程设计图纸,针对工程施工要求设定合理的施工组织方案,并审核工程报表。其次,对工程施工中需要的各种材料在进入施工现场之后,进行生产合格证、原材料质保书检验,证件不齐全的材料坚决清除出场,不予使用;对于证件齐全的材料及时的取样送检,取样时需要监理人员在场见证并签字。最后,对钢材的材质、焊接方法、水泥配合比和强度进行严格管理,按照设计规定开展复查。在加固过程中选用的设备包含了搅拌系统、320 型压浆泵、0.9m2空压机、搅拌桶以及其他辅助设备。所有设备在施工之前必须按照规定配置齐全有效的安全防护装置,并出具与工程施工相关的产品质量证明文件。所有的电气设备均提前做好接地保护装置,并对电气设备定期开展检查,发现质量问题及时解决。除此之外,在施工之前,还需准备好应急预案,确保在发生突发状况时能够第一时间控制风险。施工检查也必不可少,施工人员在完成一段施工后就需要施工检查,避免加固施工过程中出现质量问题。

3.3 贯彻落实监管措施提升治理水平

为了能够进一步促进矿山治理工作的进行,相关部门以及工作人员应该提升治理力度,对每一位工作人员的职责进行细化,以便管理者可以第一时间根据相应的标准对违法行为进行检查。此外,对于那些需要进行挖掘开采的企业项目,应该加大审核力度,在明确相关规定的情况下科学的进行,与此同时在挖掘的过程中要时刻注意边坡的稳定性,采取边开采、边治理的形式。在技术人员进行相应技术的应用时,管理人员也应加大监管力度,并全程对细节进行监督与检查,对于违规操作的行为采取惩罚。

增强施工人员安全意识也非常重要,很多安全事故的发生都是由于工作人员安全意识不强,对细节不够重视而引发,所以日常工作中,相关人员应该利用培训会等形式,提升自身的能力水平,加强边坡工程的安全治理力度。矿山的滑坡以及边坡管控需要施工人员加强安全意识的培养,使其能够自主的在工作中关注安全细节,因此在进行开采之前,管理单位需要规范工作人员的行为,并对整个矿山区域进行详细的数据调查,了解之前是否在该区域出现过一些边坡事故,如果有则可以借鉴产生原因,制订出一套完整、科学、有效的应对途径。为了降低治理成本,对于那些小型的矿山,则可以选择检测的形式对事故的风险进行评估,以此降低滑坡情况出现的可能。

3.4 其他治理方式

治理部门在日常工作中应该在矿山区域设置专门的管理人员,在正常工作之前可以利用培训的形式,对工作人员的安全责任意识进行培养,并定期对矿山的实际状况进行检查。在企业进行矿山挖掘之前,也应该做好相关方案的制定,根据标准政策进行工作。在开采过程中如果发现有危险状况,则要第一时间对其进行管理和整治,尽快的疏散周边的人民以及工作人员,根据事先制定的安全规范要求降低安全隐患出现的可能,对裂缝等情况及时解决,防止出现更危险的边坡事故。此外,矿山在进行长时间频繁的开采过后,本身的地层状况也会出现不稳定的情况,因此针对以上问题,相关治理人员应该结合实际情况制定科学有效的处理措施,边坡支护可以最大程度的提升边坡的稳定性,是降低安全隐患的重要手段。此类技术需要在基坑边坡的内部实施,其主要原理是依靠混凝土的稳定性加强内部岩土的粘着,避免岩土或碎石在基坑内部的移动,进而加固基坑边坡,抗滑桩指的是混凝土浇筑的柱体。在进行混凝土的浇筑时需要注意打孔工作以及浇筑工作。打孔分为人工打孔以及机器打孔,为了减少工程成本,在工程的整体需求量不大且打孔环节简单的情况下一般采用人工打孔的方式,人工打孔不仅可以避免大量繁琐的步骤,还可以节约工程时间。在打孔施工之前,需提前清理干净施工场地存在的各种杂物,对施工现场存在的软土、不良土质及时清理干净,必要时进行渣土回填。在进行支护工作之前,要制定有效的措施规划。

矿山的边坡处理有很多种形式,因此要根据地质状况进行分析与选择。由于长时间的挖掘会产生次生应力场,导致岩石的稳定性被打破,最终出现滑落,因此在治理之前,应该做好安全评估的工作,对方案进行选择。在具体工作中主要有以下几种方式:第一,对于含水量较多或者降雨频繁的地区,需要先对地表水进行排水;第二,如果边坡角度较大,在矿山的上方有很多的碎石,则应该进行削坡;第三,对于风化侵蚀严重的矿山,则可以利用建 设挡土墙的方式,减少滑坡等自然灾害出现的可能;第四,如果有大量的岩石,为了规避岩石掉落的情况,需及时进行碎石的清理,并针对危险系数进行处理。

边坡排水工作的进行对于治理工作的顺利开展十分重要,为了保证边坡的安全性与稳定性,治理工作人员需要定期进行排水工作,防止由于积水过多而导致边坡、滑坡的发生。排水的方式主要有以下两种:一方面可以利用钻机进行挖孔,以此排除多余的地下水和地表水。另一方面,则是进行排水沟的修建,对地表水进行引流。两种方式的选择需根据实际情况进行,在排水的同时,要对矿山边坡的周围进行彻底的清理,保证边坡的平整度。

在进行任何工作之前,要想确保工作的有效,便需要制定完善的政策以及管理体制,为了能够提升治理效果,相关部门应该贯彻落实安全开采的原则,禁止同时开采,在挖掘开采的过程中需要对数据进行实时的监控,对那些“淘采”的行为进行惩处,尽可能的保护生态环境,避免矿山开采对坡体产生恶劣的影响。

边坡的治理不仅仅需要加强人工管理,还要有效的应用信息化技术提升检测的能力与水平,进而提前为管理人员提供警示,为后续的人员疏散以及其他工作创造条件。现阶段,合成孔径雷达扫描系统便是使用非常广泛的一种现代化技术,能够有效的被应用在矿山治理中。这种技术可以全天24h 对目标区域进行地质检测,并结合设备的使用对目标区域进行摄像,以此实时的向系统传递摄像结果,而管理人员则可以结合摄像图片对地质状况加以了解并进行后续的分析。与其他技术相比,合成孔径雷达扫描系统可以实现动态与静态相结合的检测效果,进而更加全面的为管理人员提供地质数据,最大限度的保证工作人员以及周边居民的生命财产安全。

IBISM 监测系统是现代化发展的产物,综合了多种技术,能够系统化的实现地质情况的智能监测。在系统结构设计方面,主要融合了持续监测、GPS 雷达定位、数据收集以及信息传输,可以对边坡进行动态的数据收集与分析,进而形成系统化检测报告,并自动上传至主管理系统中。工作人员可随时随地的进行信息的调取,并进行下阶段工作的规划与设计,降低存在安全隐患的可能。目前,随着社会不断的发展与进步,该技术也设计了多个子系统,其中GPS 雷达控制是一种进行动态扫描与信息收集的系统,能够持续的进行数据收集与分析,实现目标区域的全覆盖。而数据分析处理系统则使用了信息化软件,有利于实时的分析地质参数,并将其与标准数据进行比对,最终将信息传递至主系统中,而主系统则会根据数据分析的实际情况形成地质参数变化曲线。动力系统是系统运行的关键,运用到了光能以及太阳能,可以保证设备的长时间运作,为系统运行提供动力支持。在具体工作中,技术人员需要结合实际情况选择动力电池的使用数量,并随时进行增加或减少。与此同时,该系统既可以在分析系统数据之后进行自动化示警。当系统发现某一参数数值变化超过合理范围,或出现其他异常情况时则会进行系统警告。此系统的警报主要包括五个等级,若在检测过程中,系统发现边坡的变化速度超过合理速度,则会触发最高等级的红色警报,使管理人员以最快的速度掌握警报原因以及异常状况的类型,并进行后续工作的管理和调整。此外,边坡的位移情况会用不同的颜色进行数据标识,而系统则会在应用的过程中对数据进行动态化的比对,并自动化形成变化曲线。因此在进行矿山治理工作时,工作人员也需要不断进行标准值的计算与优化,以此保证系统应用的精确度,降低数据分析的误差,为我国相关行业的发展创造良好的条件。

4 结论

综上所述,在进行矿山的挖掘利用时,相关工作人员应该加大对边坡稳定性以及滑坡治理的重视,企业管理者需要认识到二者完善和治理的意义和作用,利用制度优化以及监督管理的形式,对边坡进行结构的加固,以此提升边坡的稳定性与安全性,进而从根本上降低滑坡事件发生的可能,加大治理效果,为我国的矿山产业发展创造良好的条件。

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