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矿山地质灾害中滑坡的勘查策略及防治措施阐述论文

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2024-02-26 10:01:50    来源:    作者:liyuan

摘要:矿山开采作业力度的不断加大,提高了矿山区域地质灾害的发生频率。其中,尤以滑坡地质灾害的发生频率最高,对矿山区域及其周围居民生命财产安全的威胁最大。要想降低矿山滑坡地质灾害的发生几率,保证矿山开采作业的顺利开展,加强矿区居民生命财产安全的保护,必须要加强滑坡地质灾害的勘查与防治。基于此,本文重点针对矿山滑坡地质灾害的勘查策略与防治措施进行了详细的分析。

  摘要:矿山开采作业力度的不断加大,提高了矿山区域地质灾害的发生频率。其中,尤以滑坡地质灾害的发生频率最高,对矿山区域及其周围居民生命财产安全的威胁最大。要想降低矿山滑坡地质灾害的发生几率,保证矿山开采作业的顺利开展,加强矿区居民生命财产安全的保护,必须要加强滑坡地质灾害的勘查与防治。基于此,本文重点针对矿山滑坡地质灾害的勘查策略与防治措施进行了详细的分析。

  关键词:矿山地质灾害;滑坡;勘查;防治

  在地势、采空区等因素的影响下,矿山开采作业区域形成的边坡数量比较多。而各种矿山开采作业行为的实施,又会对这些边坡产生扰动。再加上地下水因素、爆破施工因素以及边坡加固不合理因素的影响,矿山开采作业区域发生滑坡地质灾害的几率非常高。只有加强滑坡地质灾害的勘查,并采取针对性的防治措施,才能够提升矿山开采作业区域边坡的稳定性,降低滑坡地质灾害的发生几率。

  1矿山地质灾害中滑坡的勘查与防治工作的相关概述

  绝大多数的地质灾害都属于不可抗力。因此,在矿山开采作业过程中,一旦发生滑坡等地质灾害,轻则使企业遭受巨大的经济损失,重则出现重大伤亡事故。但是,在前期阶段进行全面而细致的地质勘查,并引入相对完善的地质灾害预防机制,则可以将滑坡地质灾害的发生几率降到最低,将滑坡地质灾害发生所带来的负面影响控制到最小。针对滑坡灾害进行勘查并提出防治方法,有利于与预防更多的地质灾害的发生,对我国的经济及人民群众的安全有着正向作用。在矿山地质灾害勘查工作当中,利用现代化的信息技术和测绘技术,对矿山开采区域的地形地质进行深入的研究和调查,明确滑坡地质灾害各要素之间存在的关系,并将不同区域的情况体现到地形图上,对工程试验阶段的资料与勘查结果进行归纳总结分析,剔除资料当中没有实际意义的内容,就可以整理出一幅全新的地形图。要想加强矿山地质勘探工作质量,就要对日常性的地质测绘工作予以高度的重视,通过高质量的地质测绘,全方位的了解作业区域的地质与地貌特征,并采取针对性的防治措施,加强滑坡等地质灾害的发生几率,保障矿山开采作业工作的顺利开展。

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  2矿山地质灾害中滑坡的勘查策略

  2.1矿山周边地质条件的测绘

  针对矿山滑坡地质灾害的勘查,需要对矿山周边的地质条件进行测绘。首先,勘查人员要通过专业化的地质测绘勘查手段,了解矿山及其周围区域各种岩土层结构和软土层的分布情况,并判断这些因素是否是诱发滑坡地质灾害的条件。其次,勘查人员还要对矿山周边区域的土质类型、土质密实度等进行研究,判断这些因素是否时诱发滑坡地质灾害的条件。最后,勘查人员还需要对滑体区域内的节理、褶皱、断层等性质进行地质测绘。

  2.2地形地貌及滑坡活动迹象的调查

  针对矿山区域地形地貌与滑坡活动迹象的调查,主要包含以下几方面内容。第一,对矿山的相对高度、地面坡度、阶坎高度、台阶位置等进行调查,了解矿山区域内马刀树、醉汉林、洼地、植被等的分布特征。第二,对矿山区域内岸坡受河道冲刷的情况、滑坡前缘处的受损情况等情况进行调查。第三,对滑坡便捷的形状进行调查,对滑坡后缘主断壁的具体走向、高度、坡脚以及是否存在擦痕、具体擦痕形状等进行调查,对滑坡前缘形态、滑动带出露位置以及地面裂缝大小等进行调查,了解裂缝的出现时间以及变化规律。第四,对以往滑坡地质灾害的发生时间、发生原因以及发生特征等进行研究,掌握滑坡地质灾害发生过程中的地貌演变、地表水渗漏和弃渣堆放情况。第五,对滑坡地质灾害发生后,房屋、坡面等建筑的位移情况、变形情况等进行调查,对井、泉、水塘的干枯与浑浊现象进行观察和研究。

  2.3矿山滑坡水文地质条件的测绘

  地下水和地表水等水文地质因素,也是诱发滑坡地质灾害的主要条件。所以,勘查人员还需要对矿山区域的水文地质条件进行勘查,对矿山区域的地下水与地表水变化规律有一个准确的把握,并以此为基础,进行滑坡地质灾害发生几率的评估与防治。针对矿山水文地质条件的测绘,主要包含以下几方面内容。第一,对滑体周围区域的边沟发育特征、大气降水条件、地表水径流情况、地下水补排问题等进行调查。对各地与水有关的泉水、井、池塘等结构的具体位置分布进行调研,明确这些结构的变化规律。第二,风和水都是诱发滑坡地质灾害的条件,但是风的影响相对较小,且难以控制。而水的影响较大,且能够得到控制。因此,勘查人员必须要对矿区的地下水位和地表水进行监督与控制,通过拦截、引导等方式将地表水引导到其他地方,通过绿化建设等措施增强坡体的蓄水能力。第三,对滑坡滑动变形的频率、时间、伤亡情况以及财产损失进行统计;对滑坡地质灾害发生所产生的环境破坏情况和水影响进行评估。

  2.4滑坡地质灾害的勘探与测试

  对滑坡地质灾害进行勘探与测试,是为了更好的了解滑体的厚度、结构、组成和空间分布,并对滑动面的埋深、滑动面厚度与性质等予以把握,对地下水的埋深、类型、动态变化等予以明确。在完成上述工作内容滞后,还需要对以往的勘查工作情况进行总结与分析,并通过滑坡地质灾害勘查技术,对矿山区域的水文地质条件进行测试,以更好的了解矿山区域的水文地质特征。之后,再利用钻孔施工等方式获取土样和岩石样,并对样品进行物理测试,对监测点进行长期监测。如果条件比较理想,可以使用钻孔方式进行更为深入的物探测量。钻探模式是最常见的滑坡灾害勘探方式。在钻探过程中,需要对钻探采取率予以严格的控制。只有不断的提高钻孔采取率,才能够对滑坡结构的特性、物理组成以及空间分布等进行有效的分析。

  2.5滑坡监测

  分析滑坡监测工作中获取到的数据和信息,可以帮助工作人员更加全面而准确的把握滑坡地质灾害的变化规律。滑坡监测工作的开展,需要完成以下几方面的工作内容。第一,需要对矿区地面的变形情况进行监测,了解地面的垂直位移、水平位移、裂隙延伸变化规律等。第二,需要对矿区的水文地质条件进行检测,了解地下水的水位、水质和水温,了解地表水的水位。同时,还要对泉流量、滑动带、井等进行检测。第三,需要对标志物进行监测,明确标志物是否存在开裂、破坏、位移等问题。第四,对深部位移进行监测,了解不同深度位置的滑坡位移情况。

  在滑坡监测工作的开展过程中,针对地面变形与深部位移的监测,常用的检测方法主要包含:第一,大地测量三角网;第二,现场量测;第三,利用视准线进行测;第四,利用GPS、钻孔测斜仪、伸缩仪等仪器设备进行监测。

  针对水文地质的动态监测,可以使用到的仪器设备主要包含:第一,可接触式水位计;第二,等浮标式地下水位计;第三,水压式水位计等。

  针对单个滑坡的监测,滑坡的性质不同,形成原因不同,表现特征不同,需要设置的地面地貌变形与深部位移监测点和地下水动态监测点的数量也不同,一般情况下,监测点数量应当在3个以上。

  3矿山地质灾害中滑坡的防治措施

  3.1优化矿山边坡设计

  矿山边坡设计的科学合理性,直接决定着矿山滑坡地质灾害的防治效果。为了将矿山滑坡地质灾害的发生几率降到最低,针对矿山边坡设计的优化,需要注意以下几方面。首先,对边坡坡度进行严格的控制。坡体越陡峭,发生滑塌事故的几率就越高。在传统的边坡加固施工中,自然放坡是最常用的,控制坡度的方法,能够最大限度的削弱坡体自重与地面降雨径流产生的冲击力。其次,对排水设施进行合理的设置。尤其某些降雨量较大的地区,与边坡距离较近的地表位置很容易产生积水问题和地表径流现象。边坡地势偏低,在地表水的冲刷下,就容易形成滑坡灾害。在边坡设计环节,就要同步进行地面排水系统的设计。再次,加强边坡加固措施的应用。某些边坡处的地质构造稳定性较差,岩层破碎问题比较严重,出现滑坡灾害的几率相对较高。对此,可以将岩层破碎部位进行彻底的清除,然后再利用锚杆等工具进行加固处理,将边坡滑坡地质灾害的发生几率控制到最低。最后,对浮石进行妥善的处理。如果边坡上的浮石滚落下来,很容易对开采施工人员和过往车辆的生命安全产生威胁所以,在对矿山边坡进行优化设计的时候,必须要第一时间对这些浮石进行有效的清理,并增加金属网设计,发挥出阻挡碎石的作用。

  3.2加强矿山边坡的监测

  矿山滑坡地质灾害的发生,是一个渐变的过程。在此过程中,边坡会以一个相对缓慢的速度变形,直至形成局部滑塌或者整体滑塌。为了及时发现矿山边坡的滑坡隐患,需要在矿山开采作业中,将监测装置安装到特定的位置上,加强边坡裂缝、边坡内部外移量、边坡表面外移量和水文气象条件的监测。在具体的监测过程中,不仅要选择科学合理的监测方式,确定监测点的布设位置,还要以变形指数、地质条件指数、坡度等级和高度等为标准进行边坡安全监测等级的划分。

  3.3加强矿山边坡的维护

  对矿山边坡进行监测,是为了能够更加及时、有效的发现滑坡地质灾害的隐患征兆,进而采取针对性的隐患消除措施,将滑坡地质灾害的发生几率降到最低。而加强矿山边坡的维护,则是最有效的一种滑坡灾害隐患消除措施。一般情况下,矿山开采作业的开展是一个长期的过程,矿山边坡的维护应当贯穿整个矿山开采作业施工。为了达到预期的固土、固坡效果,可以采取如下措施。首先,将灌木和草皮种植到边坡表面。其次,对边坡的地表排水系统、地下排水系统、立体性排水系统等进行经常性的检查。最后,当发现边坡变形问题的时候,要对边坡变形问题的引起原因进行分析,并在此基础上采取针对性的边坡加固措施。

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  4常见的矿山地质灾害中滑坡的加固施工技术方法

  4.1排水施工

  (1)设置排水沟。在矿山区域设置排水沟,可以在强降雨环境下,将地表积水进行快速的排出,防止形成地表径流。结合矿山开采作业的长期性特点,在设置排水沟的时候,需要重点提高排水沟的硬化水平,延长排水沟的使用寿命。首先,对矿区的地质条件特征进行分析,并以此为基础进行排水沟的设置,对排水沟的建造深度、建造宽度、建造位置以及建造方式等进行确定。其次,对排水沟设计图纸中的相关要求进行分析,并以此为基础在基础作业面上进行测量放线,加强排水沟标高的控制。最后,利用人工与机械施工相结合的方式,在放线位置,进行排水沟基坑的挖掘,对基坑底部的垫层进行严格的处理,确保基坑底部夯实沉淀合理,不会在后期出现明显的不均匀沉降问题。在排水沟施工过程中,要想提高排水沟过水的通畅性,可以优先选择使用过现浇混凝土施工技术。

  (2)设置截水沟。在矿山边坡外侧一定范围内,设置截水沟,可以借助其应有的蓄水能力和滞水能力,防止矿山边坡外侧的水流到矿坑底部。针对截水沟的设置,需要注意以下几方面。首先,在设置截水沟的时候,每隔一段距离,要设置一个深度更大的集水池,以强化截水沟的蓄水能力。其次,针对截水沟的位置选择,需要对矿山区域的地质条件进行充分的考虑,防止截水沟与边坡距离过近,出现不必要的安全隐患。最后,截水沟的设置,对于放样、基础开挖等环节的影响也非常大,为了提高截水沟的设置质量,可以将砌体材料、预制混凝土板或者现浇混凝土作为主要的施工材料。

  4.2抗滑桩施工

  在矿山区域设置抗滑桩,可以明显提高矿山边坡的侧向承压能力,减少边坡滑塌事故的出现几率。目前,钻孔灌注桩在矿山边坡加固施工中的应用最为广泛,强调利用钻孔机械设备,直接在矿山边坡外侧平整场地上钻出桩体的成孔,并结合边坡的实际情况进行桩长、桩径的确定。一般情况下,桩体施工以橡胶钢筋混凝土材料的应用为主,直径和长度设计灵活性较强。在钻孔灌注桩的施工过程中,需要注意以下几方面。首先,在正式开始施工之前,在基础面上,将桩体的中心点和半径画出来,然后再在桩体钻孔位置,埋设钢护筒或预制混凝土护筒,并确保护筒中心与桩体中心相重合。其次,严格按照相关施工要求,进行钻孔机械设备的假设,加强支架水平度与稳定性的控制,然后对钻孔设备的垂直度进行检查,对泥浆进行配置,做好清渣和钻机润滑工作。再次,正式的钻孔施工过程中,需要对钻孔设备的垂直度和钻孔深度进行严格的控制。在成孔后,不仅要将底部残渣清理干净,还要对预制好的钢筋笼进行下放和固定,并进行混凝土的浇筑。如果采用人工挖孔方式,将无法排除孔壁坍塌的风险。而且,矿山区域内挖孔,还有可能从孔内释放出毒害气体,必须要加强孔壁支护,提高孔内通风效果。最后,在成桩后,需要对整个抗滑桩的施工质量进行全面的检查和验收,确保抗滑桩的中心位置、孔底高程和端面尺寸等方面的误差处于合理范围内。

  4.3回填护坡施工

  矿山边坡上的破碎岩体,也存在着较高的滑塌风险。要想降低矿山滑坡地质灾害的发生几率,需要先将这部分破碎岩体挖除,然后再回填入适宜的材料,以提高边坡的稳固性。这就是回填护坡施工技术的应用原理。一般情况下,这种施工方式适用于坡度和高度相对较小的矿山边坡。在具体施工过程中,需要注意以下三方面。首先,集配碎石是最主要的回填材料。在回填碎石之前,需要彻底清除基层表面的杂物。在填筑施工结束后,还需要对其进行碾压夯实操作,以提高填筑碎石的稳固性。其次,在施工过程中,需要对回填材料的透水性予以严格的控制,以免回填材料透水性过差,使边坡受到雨水、地下水的侵蚀,增大滑坡灾害的发生几率。一般情况下,回填材料都是多种类型混合在一起,下层的回填材料透水性更好。另外,在回填护坡施工过程中,需要辅助以排水孔和边坡排水沟等设施,因为回填材料不是自然发展形成的,整体性较差,不具有较强的水力侵蚀抵御能力。最后,回填后的材料虽然经过了碾压夯实处理,但是如果回填厚度较大,那么依然有可能出现明显的沉降现象,所以在回填护坡施工过程中,还需要对回填材料的沉降量进行严格的控制,使其不超过总体厚度的3%。

  5结语

  综上所述,在矿山开采作业过程中,滑坡等地质灾害的发生产生的后果,往往都非常严重。必须要做好相应的地质灾害勘查工作,并根据实际情况采取针对性的防治措施。在地质灾害勘查阶段,不仅要做好周边地质条件和水文地质条件的测绘,还要做好地形地貌及滑坡活动迹象的调查,滑坡地质灾害的勘探与测试和滑坡监测。而要想降低滑坡地质灾害的发生几率,不仅要对矿山边坡的设计、监测与维护工作予以高度的重视,还要对排水施工、抗滑桩或者回填护坡施工技术予以合理的应用。