矿山地质灾害防治与地质环境保护

张建刚，李 琪

（四川省煤田地质局一四一队，四川 德阳 618000）

人类活动对山体的开发以及自然环境的变迁，都会对边坡产生影响，如果边坡的稳定性下降就容易诱发滑坡、崩塌等矿山地质灾害，对危险区范围内人民的生命财产造成严重威胁。因此，必须做好矿山地质灾害的治理，加强生态恢复，保证地区的生态稳定，对可能出现的矿山地质灾害问题，采取科学的防范措施，最大限度地减少对矿山地质环境的破坏。

1 矿山地质灾害概述

矿山开采所诱发的山体滑坡、崩塌，是矿区常见的突发性地质灾害之一。由于采矿开挖而形成的高陡边坡，长期受风化、雨水等侵蚀易形成破碎危岩带及山体开裂等，尤其是在运用崩落法采矿、暴雨不当时，极易诱发山体滑坡、崩塌等现象。泥石流是沟谷中，由暴雨、冰雪融水等含有大量泥沙石块的特殊洪流，在矿山的资源开采中，由于山上的植被和岩石遭到破坏，特别是在暴雨天气经过水的搬运作用，会形成降雨性的泥石流，这种泥石流的发生也有其自身的特点，一般由石块、沙砾和粘土组成，目前我国矿山泥石流的发生主要与矿山开采中的废石堆较多、拦护措施差、结构松散等有关。矿山开采所引发地面塌陷也被称之为采空塌陷。采空区塌陷的现象主要发生在以空场法、崩落法进行开采的地下矿山区域，在形成一定规模后自然发生垮落，一旦无法及时有效地进行预防处理，将会诱发严重的事故隐患，甚至在近地表的岩移中，威胁到地表建和道路的使用质量安全，严重的还可进一步引发大规模山体滑移。根据目前对矿山地质灾害的研究，滑坡灾害发生时，因其平面范围、滑体体积、前后缘高差、岩土体结构等不同，滑坡失稳之后的严重程度也会明显不同[1]。比如很多矿产地区，容易因为矿山开采导致大规模滑坡，这不仅会导致严重的经济损失，还会引发人员伤亡，而农村地区的小规模土体滑坡影响范围就相对较小。但是对任何地区，都需要加强对滑坡灾害的重视，要坚持“以防为主，防治结合”的原则，科学做好预防和治理工作，改善矿山地质环境和生态环境。

2 矿山地质灾害勘查技术应用要点

2.1 物化探技术

对矿产资源的勘查工作中，物化探是比较常用的技术手段，而且随着技术的发展，正在发挥越来越重要的作用。使用该方法相比普通找矿法具有明显的优势，尤其可以发现一些隐伏矿。在装产的预查和普查工作中，可以使用物化摇技术，能够完成直接找矿和间接找矿工作。该技术一般对大型、特大型矿床或者矿产比较有效，能够了解矿床内部的结构和构造，满足资源开发和利用的要求。

2.2 电法勘探技术

电法勘探在地球物理学中应用比较多的技术，该技术的实用性很强，能够了解岩石、矿体的构成成分，和分析地壳的地质构造。探测的原理在于利用不同类型的地质结构，在电磁特性、介电性、电化学性质上都有所不同，在探测的过程中，就能够根据这些差异性和获得结果中特征，来对岩石、矿石的各种物理参数进行分析，判断是否有矿体存在，研究矿体的形状和大小，以及确定矿体的位置和埋藏深度，能够满足勘探目标的需要，而且对解决工程地质深部问题也有一定的帮助。

2.3 三维可视化技术

传统的勘探工作中，会使用平面图或者剖面图显示勘探的结构和当地的地质构造，虽然可以比较精确地表示各种信息，但是存在表达不直观、对专业性要求高的问题。随着技术的发展，计算机可以利用勘探的数据、结果、性质信息等等绘制当地的三维图，能够比较明晰地表示矿体的特征，方便勘探人员直观地对矿体的情况展开分析，具有极高的实用性。

2.4 直接探测技术

进行固体找矿地质开采的工作中，也可以对是矿体的情况进行直接观察和分析，获得当地周边地质条件、地质构造的物理性质、化学特性就能够了解当地的地层中是否含有矿产资源。使用该方法，能够初步对矿产的位置进行评估，以及分析矿产的含量，之后结合电磁波和元素分析，就可以确定矿产的种类和储量，是一种比较基本的勘查技术。

3 矿山地质灾害影响因素

3.1 人类工程活动

矿山地质灾害大多是由于人类工程活动对山体的过度开发，导致边坡的稳定性下降，最终引发滑坡问题。例如矿区道路、生产生活等基础工程建设开挖山体，在缺少对现场充分勘查研究，以及科学开发计划的情况下，基础设施的建设将改变边坡结构和受力特点，从而对边坡的稳定性产生严重影响，最终引发矿山地质灾害问题。结合工程施工实践情况，很多项目会使用爆破技术，爆破过程中产生的震动将会影响边坡结构稳定性，为追求施工进度，有些工程中会频繁使用爆破技术，将导致边坡内部岩体出现错位，埋下发生泥石流的隐患；在对现场情况缺少充分了解的情况下，如果对坡脚盲目开挖，也会导致严重的地质灾害。

3.2 降雨

降雨的作用下，边坡位置的地下水位会开始上升，岩体强度会因为雨水侵蚀降低，边坡内部的空隙水压力也会明显增大，导致边坡受到的外部压力增加，自身强度降低[2]。一般情况下，雨水并不会改变边坡的硬质结构，但是会进入岩体的结构面中，如果岩体周围湿度较高，雨水长期浸润，就会导致其填充物的强度降低，岩体将会失去抗剪强度，最终造成边坡出现失稳的问题。如果有强降雨出现，将会导致地下水位大幅度增高，一些水位上升受到限制的局部地区就会出现失稳的情况。由于地下水压力的转变，会加速岩体裂隙的发育，导致岩体破碎之后渗透系数增大。边坡的孔隙率也受到雨水影响增大，最终对边坡的稳定性将产生破坏性影响。

4 滑坡治理和地质环境保护方法

4.1 滑坡治理方法

4.1.1 支挡与锚固

滑坡治理的主体工程多采用支挡与锚固及其复合型式等，利用支护结构自身的抗力来保证滑坡稳定，避免其失稳造成人员伤亡和财产损失。支挡工程又分为桩和墙两类，锚固工程又分为锚杆和预应力锚索两类，复合型式主要有锚杆挡墙、桩板墙、锚拉桩等，各类抗滑工程均有其优点和适用条件；一般地，挡土墙多用于支挡剩余下滑力较小的滑坡，抗滑桩与预应力锚索多用于加固剩余下滑力较大的滑坡。原理上，挡土墙、抗滑桩等支挡工程是从外部加强边坡结构的被动加固，来保证边坡的稳定性，而锚固则是通过改善岩土体结构面的强度来达到主动加固；从滑坡类型来看，对岩质滑坡采用预应力锚索加固比采用抗滑桩加固的效果更好，土质滑坡则正好相反。

此外，减载与反压也是滑坡治理的常用措施之一。削方减载主要在滑坡后部坡面较陡的下滑段，通过减载来降低下

滑土体的重量；回填反压主要在滑坡前缘剪出口和阻滑段，反压材料多采用滤水性较好的袋装砂砾石或砂性土。

4.1.2 截排水沟

截排水沟能控制和排放地下水，降低因为雨水渗入导致的岩体侵蚀作用，以及降低土壤的重量，提升岩体结构的稳定性，避免滑坡问题发生。截水沟多设于滑坡后缘2m以外，两侧应接入自然沟道利于排水，滑坡平面范围较大时可在滑坡体上设置纵横向排水盲沟，引排滑体中的地下水；在设置截排水沟时，应保证水渠结构和当地环境相协调，使其能充分发挥排水的作用，保证岩土结构稳定。因此，截排水沟施工前应做好对现场的调查，设置合理流路、纵坡、入流与出流、转折与消能，降低水对滑坡稳定性的影响。

4.2 滑坡地质环境保护技术

4.2.1 客土喷播技术

客土喷播是把客土和种子以一定比例混合后在坡面上喷洒，在喷洒种子的同时，也给植物创造了生长环境，充分利用植物提升地表土层的稳定性，恢复矿山地质灾害过后的生态损害，也能达到地质环境保护的目的。植被生长之后，能固结表面边坡，减少由于雨水冲刷所导致的影响，降低水土流失速度。植物的根系能深入地下，提升边坡表面对地表径流的抵抗能力，避免边坡被径流冲刷过于严重，使边坡可以保证长期稳定。

客土喷播在侵蚀面比较明显的高大边坡中应用效果较好，喷播时应该先进行边坡的整理工作，然后在边坡上设置植被网，设置时应注意顺序是从上到下，而且要保证网和破面之间保持平顺，保证结合效果，完成喷播工作之后，也要做好覆盖和养护工作。由于该技术的机械化程度很高，所以不仅施工效率高，而且可以获得较好的施工效果，但是施工人员应结合边坡的情况做好控制工作，以及将混合物充分拌和均匀，确保喷播工作的效果。

4.2.2 植生袋技术

该技术是将植物种子、肥料、土壤、保水剂按照一定比例混合，装在无纺布袋中制作植生袋，一般在石质边坡上设置。设置植生袋时，一般使用锚杆施工工艺将植生袋固定在石质或者土质边坡，随着植生袋内的植物生长，就会发挥对边坡的固定作用。该方法的优点在于施工后的植物存活率较高，而且植物的出苗速度快，植生袋的运输也十分方便。但如果进行高边坡施工，现场没有窗格式混凝土肋的保护，就很难保证施工效果。

5 结语

治理滑坡灾害时，必须做好地区地质环境条件的调查研究，确保治理方案的针对性，通过分析滑坡失稳的原因，通过计算确定滑坡当前的内部受力情况，把安全系数控制在最合理的范围内。使用工程措施及生物措施完成对滑坡的治理后，也要做好生态环境的恢复及后期维护工作，避免滑坡再次失稳。