金屬礦山邊坡地質災害治理技術研究和分析

劉 彤

在經濟快速發展的今天，我國的工業化建設水平不斷的得到提升，對于金屬礦產的需求和消耗量也在持續增加。這一需求的增長給金屬礦業的發展提供了更大的機會，但也帶來了一定的挑戰。這是由于在金屬礦開采需求的推動下，大量的礦山開采企業進入到采礦市場，但很多企業對于礦山開采的管理和經驗及相關的開采方式和工藝，并不能與時代發展需求相契合，導致開采工作更多是在無序發展的狀況下而進行的，其必然會對生態環境造成嚴重的破壞。在這種發展背景下金屬礦山的開采環境不斷惡化，也導致其相應的潛在危害不斷地增加，使得開采過程中的風險不斷提高。這種危害不僅僅會損壞開采設備，還會造成人員傷亡，同時也會產生大量的資源浪費的問題。更為嚴重的是一旦破壞嚴重甚至會直接導致礦井關閉。在眾多危害中礦山邊坡地質災害是金屬礦山開采作業中最常見的問題之一，它不僅會影響到整個礦山的開采，阻礙企業的發展，還會影響到整個社會對于金屬材料的需求滿足的可持續性。導致大型金屬礦山出現邊坡地質災害的主要原因不僅是開采方式不當，同時也是由于無序開采和過度開采等一些人為因素造成的。在開采過程中作業區域出現包括冒頂、深井巖爆、礦震以及地表塌陷等問題都是非常嚴重的安全隱患，所以需要對金屬礦山的邊坡地質災害及時進行治理，并對相關的治理方式和技術進行研究分析，從而有效地處理和預防邊坡地質相關災害的發生。

1 金屬礦山的地質災害類型

我們對已經發生和出現過地質災害的金屬礦山的邊坡進行了觀察和調研，發現出現災害的金屬礦山的巖層其中部分會呈現關節裂痕。這種裂痕是沿著巖石的整體斜切而成的，導致巖石整體的穩定性遭到了破壞，降低了其完整性。在金屬礦山邊坡不斷開采的影響下，巖石結構底部會出現臨空的狀態。而此時如果巖體下方有地下水，巖體就會在地下水的不斷作用下，淺層的巖體就會出現滑動的情況。一般來說，巖體滑坡通常為平面滑動，滑動面是間層軟弱結構面。此時坡體會在作用力下逐漸形成與滑動面、地質結構之間的聯系，使得礦山很容易受到外部干擾，對出現邊坡地質災害的礦體進行地質勘查，我們可以看出很多金屬礦山邊坡都存在潛在的活動面，是一種非常典型的風化巖。這種巖石在風化作用下會逐漸出現較為嚴重的破碎狀態。而在地質構造的作用下，巖體的層間結構會出現滑動的問題，如果不對這些問題通過一些措施進行防范，則在后期開采施工作用中很容易出現非常嚴重的安全事故。

1.1 崩塌和滑坡

礦山邊坡出現崩塌和滑坡的情況在金屬礦山的開采作業中非常常見，尤其是在一些露天的礦區。這些區域出現的地質災害主要是在采空區域以山體滑坡或泥石流等形式出現。究其原因，如果是在采空區出現的地質災害，則根本原因在于在過程中存在超采的情況，導致巖石結構層的穩定性降低，在外部因素的影響作用下出現滑坡。一些采礦場為了達到邊坡平衡的目標，所以更加注重在邊坡側的開采工作，最終導致邊坡結構失穩引發山體滑坡的問題。而出現泥石流等災害，則主要是由于一些開采企業在開采過程中隨意堆放廢料或尾礦，長期積壓且不及時進行清理，在雨水不斷地沖刷作用下或者是出現地震等情況，很容易發生泥石流滑坡的情況。不僅影響礦山資源的開采，同時還會危害到采礦工作者的生命安全。

1.2 地下水災害

金屬礦山出現地質災害的類型還有可能是因為地下水的作用力而導致的，而地下水的作用又因為其形式不同而出現的災害形式不同。沿海區域的礦山開采會涉及大海水入侵的問題，臨近城市的礦山則會因為水位下降而發生危害，還有井下泥石流狀況而造成的地面塌陷或是開采礦井被淹的情況。地下水災害的發生與礦山所處的位置和地質條件有著直接的關聯，甚至在發生時還會出現重疊和交錯的情況，為了避免出現此類風險，在進行金屬礦山的開采作業時必須提前做好地下水的排出和處理措施，減少因地下水引起的次生災害的發生。

1.3 深井巖破技術應用的災害

隨著我國對于金屬礦山資源的開采的需求量不斷提升，為了能夠提升開采效率，一些企業逐步加大了對資源的開采力度，并選擇使用深井巖破的技術方式。然而這種應用會對巖體結構產生非常嚴重的破壞，降低巖體本身的穩定性和安全性。而且該項技術在應用過程中會伴隨著一定程度的振動，這會聯動巖體周圍穩定性相對脆弱的區域，繼而引發周邊區域出現地質災害。所以在開展開采作業時如果技術應用不合理也會提高地質災害的發生概率。

1.4 金屬礦山的冒頂

冒頂事故是很多金屬礦山中都會出現的一類地質災害，在發生冒頂災害時，會伴有巖體脫落的情況以及不良底層塌陷的狀況，開采區域的塊體冒落以及因為巖體自身結構不穩定而造成巖體出現大面積垮塌的情況。所以冒頂的出現與金屬礦體自身結構的不穩定性有著極大的關聯，如礦體中存在軟弱夾層也會發生冒頂的情況。如果開采區域恰好設置在不穩定的礦體結構層或者因為開采施工對巖體地表的穩定性造成了影響，則很容易誘發冒頂災害的發生。冒頂災害不同于其他的災害類型，它的發生都是沒有預兆的，發生得很突然。一旦發生則破壞力驚人，給施工作業的相關人員的生命和財產安全帶來巨大的威脅。所以通過一定的手段和方式來加大對金屬礦山災害問題的治理是非常必要的。

2 關于邊坡地質災害的治理情況

針對危害性較大的地質邊坡的治理工作我們要始終秉持從根本上治理，避免其發生的原則。所以在進行治理工作時我們要充分地了解地質災害形成的原因以及其可能的發展態勢。如果地質災害的出現是由多種因素而造成的，那么在治理過程中則需要利用多種方式進行治理。目前隨著相關技術的發揮，我們在進行金屬礦山的邊坡治理作業時常用到的方式包括預應力錨索支護、支擋防護、錨噴支護以及混凝土噴射加固等方式。隨著這些技術的應用不斷地深入，其不僅有了非常良好的成效而且幫助礦山開采工作降低了安全風險。

對于金屬礦山的治理工作隨著技術應用的不斷深入已經取得了顯著的成效，在施工作業之前對容易產生地質災害的或者原生地質狀況較差的礦山進行工程化的加固，能夠有效地避免和防止災害的發生。目前的做法就是加固、開挖或者是二者相結合的方式，由此可以有效地達到防治邊坡災害的目的。在進行治理工作時要對礦山巖體特點進行分析，了解其屬于哪種類型，金屬礦山的巖石多為松散巖石或者變質巖，在針對這類巖體的處理作業時可以結合礦山巖石的特點以及周邊地貌結構的特點，選擇使用錨索注漿的方式來達到加固的目的。這種作業方式不僅易于操作和施工，而且能夠使用機械設備減少工作強度。從技術應用方面還具有一定的先進性。當然具體的加固方式還需要結合實際的礦山巖體特征，采取適當的方式，確保加固作業的穩定性。

3 邊坡地質災害的治理技術應用

在對金屬礦山進行地質災害預防的作業應用過程中，預應力錨索技術的發展非常顯著而且隨著其成效地突出在一些區域的應用頻率得到了提升，而且能夠達到預期的治理目標。在進行金屬礦山邊坡的災害處理方面，相關的技術應用已經進一步的得到提升，并在金屬礦山的開采作業中取得了不錯的成效。將其應用在地質條件較差，容易產生地質災害的區域進行巖體加固，能夠有效地預防邊坡地質災害的發生。為了避免金屬礦山潛在地風險隱患對礦體開挖作業造成的安全事故的發生。一般作業流程為先對金屬礦山結構進行加固，然后再進行開挖作業。當然也會隨著施工情況的不同選擇邊加固邊開挖的方式，從而有效地避免了后續整治的工作需求。采用錨孔進行注漿的方式在目前的金屬地質礦山邊坡地治理作業中應用非常的廣泛，能夠有效地預防礦山邊坡存在的滑動帶的地質隱患。而且其在施工作業中的操作非常簡潔、便利，對于整個邊坡地質災害預防技術的應用來說具有一定的先進性。

3.1 錨噴支護法

錨噴支護法的實際應用主要是借助錨桿和噴射混凝土與礦山圍巖形成一個統一的承載性結構，這樣能夠給滑動帶提供一定的支護力，抑制圍巖繼續變形。這種方式能夠將圍巖自身的應力進行分布擴散，減輕某一位置的支撐需求，避免因支撐力不足而導致巖體松散。結合圍巖地質情況的差異性，在進行施工作業時可以按照技術應用方式分為單錨桿作業、單混凝土噴射作業或者是二者共同作業的方式，當然具體的方式還需要結合加固區域的具體情況。在操作時需要嚴格依照下列步驟進行。

（1）由于需要用到混凝土材料，所以為了達到加固的目標需要對混凝土的材料進行合理的配制。在具體操作之前需要做好混凝土材料的選配和配制工作，同時注意加固時所需要錨桿的類型。

（2）對錨孔進行加工，錨孔設置的位置要嚴格依照前期的設計要求進行定位，同時開孔孔徑應當>15cm。

（3）在進行錨桿安裝作業時，需要提前在錨孔中注入一定量的水泥砂漿，灌漿作業時要注意漿液的灌注時間和速度，留意灌注口位置的壓力。當砂漿液體達到要求高度時快速將錨桿頭插入到錨孔中，插入時要盡最大可能降低因為作業時間過長而出現錨桿位置出現偏頗的情況。錨桿在完成安裝之后，為了確保其安裝的穩固性，在水泥砂漿未完全干透之前不得在錨桿上懸掛任何物件，通常情況下預留出大于三天的時間，確保錨桿的牢固性。

3.2 預應力錨索支護法

這項技術的應用在礦山邊坡的實際應用中不僅可以增加金屬礦山邊坡整體的穩定性，同時也能夠更好地降低實際開采的工程量，進而達到在開采施工過程中實現改善壩體應力的目的。該項技術在水利工程項目中關于金屬礦山的邊坡支護作業應用中非常常見。通過錨索錨固來增加部分受力點的受力狀態，結合不同的部位結構可以被分成是張拉型以及壓力型兩種不同的情況。但無論是哪種操作都需要嚴格依照相關規范流程進行：對錨孔進行側方檢測，確保錨孔的孔徑符合要求。在進行鉆孔施工作業時必須嚴格依照相關標準規范進行操作，完成鉆孔作業之后還需要仔細清理孔內雜質，對鉆孔孔洞進行檢查確保孔徑及深度，完成相關檢查作業之后才能進行下一步作業。接著制作地梁，在進行錨索固定的過程中通常需要對其進行施壓或者張拉以確保受力均勻，完成上述操作之后最后進行封錨。在進行預應力錨索支護施工過程中的安全防范工作非常重要。做好安全管理工作，在支護施工的過程中施壓和張拉這個過程中很容易出現安全問題，所以強化安全管理工作能夠有效地避免作業過程中出現人員受傷的情況。而在錨索施工過程中必須注重施工環節的作業方式，確保工作人員能夠嚴格依照標準實施，這樣也能夠有效避免由于操作不當而造成的支護質量不達標的情況。在對金屬礦山進行鉆孔作業，有的鉆孔區域恰好處于巖石的斷裂層或是破碎帶的位置，這時鉆機作業時就很容易出現卡鉆和掉鉆的情況，所以為了避免此類問題，在施工時需要嚴格依照先固結、慢鉆進、快錨固的原則。

3.3 注漿加固法

在進行金屬礦山相關地質災害的處理過程中為了能夠進一步提升金屬礦山邊坡的穩定性，減少其可能發生災害的可能性，采用注漿加固的方式也是一種非常適合礦山巖體加固施工的作業方式。但是要使用這項技術首先需要技術人員來到金屬礦山的施工現場對礦區巖體結構進行實地勘察，以了解金屬礦山邊坡巖體存在的裂縫狀態以及其基本的結構類型，對其巖體上的裂縫進行細致地分析，了解其出現裂縫的主要原因。只有充分了解這些因素，才能夠在后續搭設管道時使其處于最合適的位置，能夠對巖體裂縫等問題進行充分的治理，增加巖體自身的強度。利用這種方式還能夠更好地降低礦山開采施工作業時對地下水的影響。

3.4 支擋防治法

在應對日常礦山作業中的滑坡問題，利用支擋防治法來減少滑坡帶來的影響也是在礦山等巖體開采作業中非常常見的一種方式。它的應用原理主要是依托力學為支撐，配合使用支擋物體來提高支撐力，進而提升斜坡的平衡性能，減少和規避巖體邊坡出現的滑坡情況。在目前礦山開采作業施工過程中應用較為廣泛的包括有擋墻抗滑樁以及錨桿等設備，這些設備能夠發揮的功效作用有：第一，在采用支擋法進行作業時通常在選擇位置時會在距離水平線最近的位置設置一面擋墻，擋墻墻體上會預留出小孔能夠幫助巖體地表水的排出，并不會因為積水過多而造成泥土堆積形成一個松散狀態。第二，抗滑樁樁體的1/3 都被埋入土層中，能夠有效地避免土層在外部作用力的情況下出現下滑。而如果確實發生了滑坡的問題，抗滑樁也能夠提供一定的阻擋力進而降低土層在滑落過程中的運行速度。第三，結合錨桿一起應用則可以將巖體的預應力充分結合在一起，提升滑坡坡體的結構穩定性。

3.5 混凝土噴射加固法

在對金屬礦山的邊坡進行災害預防和治理的作業中，還存在這樣一種情況。這些巖體自身的強度較弱，很容易發生小型的坍塌狀況，針對這種巖體進行處理時我們可以利用混凝土噴射的方式進行治理。混凝土噴射加固法主要是針對巖體表層的問題進行處理的一類技術。利用這項技術能夠使巖體快速實現整體封閉的效果。配合混凝土的封閉作用不僅能夠有效地避免和預防巖土體雨水潮濕的情況，而且也能夠減緩巖體自身出現風化的問題，提升了巖土體的整體穩固性。將這項技術與地質災害的預防結合在一起，還能夠配合錨桿加固的作業方式，提升巖土錨桿之間的牢固性。當然在一些區域，對于金屬礦山的邊坡地質災害治理工作還需要考慮到其與自然景觀的融合度，一般情況下這就需要在使用常規治理作業的基礎上配合其他的技術方式進行調整。

4 金屬礦山邊坡地質災害預防措施

4.1 改善土質

在對金屬礦山邊坡地質進行防范工作落實的過程中除了采用外部干擾的方式之外還可以通過對金屬礦山地質的改善來提升邊坡的穩定性。在具體應用過程中還需要結合礦山自身的地質情況，配合多種方式共同作用。目前采用的主要方式為利用膠結、擠密、排水等多樣化的舉措降低礦山土體的水分含量，提高土體的排水能力，借助擠密的方式減少土壤顆粒之間的間隙，增加土體的穩定性。用水對土壤層所含的礦物質進行溶解使其形成膠結狀態，提升土體的穩固性。

4.2 液壓噴播種草技術

金屬礦山出現邊坡地質災害的根本性原因與其地質情況具有非常密切的聯系。為了進一步實現穩定巖體和土體結構的目的，可以采取液壓噴播種草技術。該技術所使用的材料包括植物肥料、木纖維、染色劑、黏合劑以及液體保水劑等物質，充分將這些原料進行混合，利用設備將混合料噴射在特定的區域內。混合物料中的植物會逐步生根并生長，這種生物固本的方式不僅能夠實現區域面積的綠化，而且增加了結構體的穩定性。

4.3 填補采空區

為了避免金屬礦山邊坡出現地質災害風險，在進行金屬礦山的開采施工作業時，應當及時對開采后的區域進行填補，以補充采空區域的穩定性。通過科學的勘測和設計對采空區域進行施工填補，那么就能夠避免采空區域出現塌陷或是結構沉降的問題。在進行采空區的填補作業時，主要是使用回填的方式。在采空區周圍選取材料包括泥土或者大塊石料等物料進行填補。當然在進行回填作業時也要注意與周圍環境的協調，避免選擇可能會對周圍環境造成污染的物質。

5 結語

結合上文所述，我國的金屬礦山的地質開采環境相對較差，外部的影響因素對礦山開采作業的安全性帶來了極大的影響。如果不做好相應的防護工作，很容易造成財產和生命安全的損失。而且一些金屬礦山的開采還會受到開采規模、地質環境以及開采技術等因素的影響。無序、不規范的開采極易造成各種安全風險。所以必須做好對這些地質災害隱患的預防，做好防護工作和處理措施，確保礦山開采的安全性和有效性。