有色金屬礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)及防護措施

毛新福，王生春，劉 威，吳 迪

（中冶沈勘工程技術(shù)有限公司，遼寧 沈陽 110169）

有色金屬礦山對我國經(jīng)濟發(fā)展有著重要影響。縱觀我國有色金屬礦山在開采活動中常出現(xiàn)的邊坡地質(zhì)災(zāi)害問題，大部分都是由于人為不合理開采造成的，不合理開采會造成巖體完整性被嚴重破壞、邊坡底部出現(xiàn)了凌空，同時受到地下水持續(xù)作用，導(dǎo)致邊坡巖體出現(xiàn)滑塌失穩(wěn)[1]。針對邊坡出現(xiàn)的滑塌地質(zhì)災(zāi)害問題，通過建立邊坡穩(wěn)定性分析模型，進行地質(zhì)災(zāi)害防治計算分析，依托邊坡在線位移監(jiān)測系統(tǒng)，完成地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)研究，從而獲得科學(xué)、合理、切實可行的礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害防護措施，最終實現(xiàn)了對金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害的有效防護。

1 有色金屬礦山工程地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)

有色金屬礦山在實際采礦過程中，要綜合考慮采場邊坡的工程地質(zhì)條件、實際地形地貌，在深入了解采場邊坡及周邊工程地質(zhì)、水文地質(zhì)和構(gòu)造地質(zhì)等多方面的地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上才能因地制宜的制定有針對性的地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)。我國有色金屬礦山按規(guī)模可以分為三類，分別是大、中、小，礦山規(guī)模具體劃分如表1所示。

表1 礦山規(guī)模分類

無論是規(guī)模大小的礦山，都可能存在本文研究的邊坡地質(zhì)災(zāi)害問題，由于邊坡的巖體穩(wěn)定性比較差，因此根據(jù)邊坡巖體穩(wěn)定性的差異研究，提出有色金屬礦山工程地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)[2]。

以靜態(tài)地質(zhì)模型為基礎(chǔ)，增加多種動態(tài)邊坡地質(zhì)參數(shù)，并進行邊坡穩(wěn)定性分析，完成地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)的研究。首先建立邊坡巖體穩(wěn)定性分析模型，然后在已建立的分析模型中輸入調(diào)查的礦山邊坡地質(zhì)參數(shù)，使得模型獲得動作信號，同時多次調(diào)整邊坡地質(zhì)數(shù)據(jù)的大小，使得邊坡穩(wěn)定性分析模型連續(xù)動作。設(shè)共輸入n組數(shù)據(jù)，此時穩(wěn)定性分析模型的運行公式如1所示：

公式1中i代表邊坡穩(wěn)定性等級，x、y代表邊坡穩(wěn)定性變化的周期和數(shù)值，V代表邊坡穩(wěn)定性影響系數(shù)，β代表初始化值。對邊坡穩(wěn)定性分析模型的運行公式進行運算，得出公式2：

利用閾值法是對邊坡穩(wěn)定性分析模型中（xi，yi）數(shù)據(jù)進行確定，結(jié)合礦山邊坡穩(wěn)定性計算結(jié)果，進行地質(zhì)災(zāi)害防治計算分析。最后在有色金屬礦山邊坡設(shè)置在線位移監(jiān)測系統(tǒng)，實時進行監(jiān)測，對礦山邊坡的安全性進行評估，同時對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生趨勢進行預(yù)報。通過對礦山邊坡實時位移監(jiān)測、對邊坡工程地質(zhì)、水文地質(zhì)和構(gòu)造地質(zhì)參數(shù)的整理和分析，得出有色金屬礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害防治可結(jié)合預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)、小錨孔注漿技術(shù)、錨噴支護法以及混凝土噴射加固法，形成獨特的礦山工程地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)[3]。

2 有色金屬礦山工程地質(zhì)災(zāi)害防護措施

想要對有色金屬礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害進行有效防防護，首先必須根據(jù)礦山滑坡、崩塌、不穩(wěn)定斜坡的易發(fā)性、運動模式以及成因機制，制定防護目標(biāo)，從而確定主要防護途徑，同時還需根據(jù)礦山規(guī)模的大小確定地質(zhì)災(zāi)害防護的工程量以及工程強度。

有色金屬礦山工程地質(zhì)災(zāi)害防護措施主要分成兩類，分別是生物防護措施以及工程防護措施[4]。針對小、中規(guī)模的有色金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害可采用工程防護措施，礦山在開采活動后，形成的小、中型邊坡出現(xiàn)滑坡（塌）地質(zhì)災(zāi)害跡象時，首先應(yīng)采取有效的輸、排水措施，由于水是邊坡滑動的潤滑劑，因此首要任務(wù)就是排出邊坡內(nèi)的地下水，然后在坡腳采取支擋措施，對滑坡體采取削坡卸荷，從而有效防止滑坡的發(fā)生，形成以排為主，以擋為輔的防護措施。針對中、大規(guī)模的有色金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害可采用生物防護措施，堅持“生態(tài)優(yōu)先”原則，以植被恢復(fù)為主[5]。由于有色金屬礦山的開采，會對生態(tài)系統(tǒng)、礦山周圍的環(huán)境造成破壞，造成原有地貌發(fā)生變化。因此需要利用植被來保持水土，防災(zāi)減災(zāi)。在邊坡處可采用穴栽，或噴射草籽，或種植爬山虎之類的藤本植物，在其周邊種植適宜本地生長的樹木，通過植被恢復(fù)，起到保持水分、固持土壤、防風(fēng)固沙、改善環(huán)境等作用。

通過邊坡穩(wěn)定性分析模型的計算結(jié)果，結(jié)合研究出的地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)，能夠獲得地質(zhì)災(zāi)害防護措施，有效的對礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害進行防治。

3 仿真實驗

3.1 數(shù)據(jù)準備

為了保證本文提出的有色金屬礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)及防護措施的有效性，進行邊坡防護工程有效防護對比試驗。仿真兩個小規(guī)模礦山，一種礦山不采用防護措施作為實驗對比對象，另一種應(yīng)用本文建立的邊坡穩(wěn)定性分析模型制定的防治技術(shù)以及防護措施進行地質(zhì)災(zāi)害防護。根據(jù)模擬礦山的邊坡不同形變，進行防護有效性分析，并將兩次對比試驗結(jié)果呈現(xiàn)在同一數(shù)據(jù)圖表中進行對比分析。

圖1 礦山的邊坡形變曲線圖

3.2 數(shù)據(jù)分析

利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計工具，得出礦山的邊坡形變曲線如圖1所示。

根據(jù)圖1可知，本文研究的有色金屬礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)及防護措施具有有效性，能夠?qū)ΦV山邊坡的地質(zhì)災(zāi)害進行有效的防護，確保礦山企業(yè)順利生產(chǎn)和人民生命財產(chǎn)安全。

4 總結(jié)

本文通過對有色金屬礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)進行研究，提出基于地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)制定礦山防護措施，從而完成了本文的研究。

仿真實驗證明本文研究的地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)以及防護措施，能夠有效的對礦山自然環(huán)境進行保護，減少采礦生產(chǎn)帶來的礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。