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矿山地质环境灾害成因及防治 摘要本文笔者主要分析了不同矿山地质灾害的成因，并提出了具体的防治措施，可供参考。 关键词矿山地质环境;灾害;防治措施 1 滑坡的成因及其防治 1.1滑坡的定义及成因 斜坡上岩、土体以各种方式顺坡向下的运动,统称为滑坡。它是地表起伏不平的地形形成过程中经常发生的一种地质作用。 滑坡是发生在斜坡上的以重力为主导的外动力地质作用。由于人类工程活动对地表地形的改造已经超过了自然能力,人为活动引起的滑坡数量已大大超过了自然产生的滑坡,所以以上的滑坡是人为因素如开挖坡脚、灌溉等引起的。矿区山体滑坡可划分为为采矿诱发型滑坡和降雨采动复合型滑坡。 1.2 影响滑坡的因素及防治技术要点 影响滑坡的因素 （1）不连续面在边坡破坏中的作用； （2）岩土体力学性质的改变,使坡体强度发生变化； （3）边坡直接受各种力的作用。 防治技术及要点 （1）矿区滑坡治理要根据成因确定。应采取合理的工程措施,确保治理后能使滑坡体稳定。具体防治工程措施亦应因地制宜。 ①优化采矿方案 ②降低坡高、坡角 ③采用抗滑桩、锚索杆等加固 ④在滑坡后缘削方减载 ⑤在有效部位建设支挡工程 ⑥设计相应的排水、防水工程。 （2）根据滑坡的危险程度和防治目标安全标准、滑坡规模,进一步确定工程规模和工程量,根据需要设计锚固工程、抗滑桩、排水系统、抗滑挡墙、截水沟等。 （3）在滑坡防治工程方案中,应注意避免施工中的扰动作用,例如抗滑挡墙施工中的通槽开挖。 （4）抗滑挡墙一般采用混凝土结构治理中、小型滑坡。 （5）抗滑桩一定要保证桩身有足够的强度和锚固深度,桩高和桩间距要根据滑坡体的规模、滑动层的厚度设计。抗滑桩施工方法主要有打人法、钻孔法、挖孔法3种。 （6）基岩完整、具有软弱结构面的滑坡,宜采用锚固方式进行治理。 （7）设计锚固方法应根据滑坡体的规模、岩性、危险程度、发展阶段据实测算选择。 2 开采沉陷的成因及其防治 2.1 开采沉陷的定义及成因 地下采掘活动形成的采空区,其上方岩、土体失去支撑,导致地面塌陷。 这种由于矿山采动引起地面塌陷的主要原因是人为活动。此类地面塌陷在许多矿区都有发生,并造成相当程度的危害,即损坏交通设施、水利设施、建筑物、道路、农田等,甚至引起山体滑坡和崩塌。 2.2 开采沉陷的影响因素及防治技术要点 开采沉陷的影响因素采空区塌陷范围、幅度和塌陷的时间进程等是多种因素综合作用的结果,其制约条件很多,主要包括两个方面一是自然因素,即矿区地质地形条件,是自然形成的、客观所具备的条件二是人为因素,即开采技术条件,是人为的,并随人的主观意志为转移。如果开采技术条件选择适当,则可以大大减轻采矿塌陷的危害程度。 防治技术及要点 （1）开采沉陷灾害的治理,要统筹考虑开采沉陷与地裂缝的内在关系。要防治结合,综合整治。 （2）地下坑铜已废弃的采空区出现地面沉陷、地裂缝时,应采取地下回填废渣,减缓地面沉陷速度为制止地面塌陷形成,可通过地面裂缝灌注尾矿砂浆或水泥砂浆,加快充填废渣的固化。 （3）地下坑道尚在使用阶段,地面出现地裂缝或沉陷迹象时,应果断对地裂缝发育地段采取灌浆、密闭、回填、夯实、监测等措施应在地下坑道采取防塌措施。 （4）地下坑铜已废弃,地表形成塌陷但规模不大时,则应采取由地面自外向内将废渣填人下部,中上部用细粒尾矿充填,为覆绿打好基础。 （5）地下坑铜已废弃,地面塌陷规模巨大,难以治理的特殊地段,可圈定为矿山地质灾害监测研究特区。方案中要在确保安全的前提下,划定出禁人区、监测区,修建防灾栅栏、设立警示说明牌和修建观测道路。 （6）充填开采是保护生态环境的根本方法,是防止地物地貌变化、消除或减缓地面沉陷的有效措施,凡井下开采的矿山,无论是在建还是生产的矿井均应进行充填开采设计并具备规划实施意见。 （7）井下开采煤炭、油页岩等矿山,在生产过程中要进行离层注浆的可行性研究,提出相应的技术设计。 3 固体废弃物堆放场的防治 固体废弃物堆放场的防治技术及要点 （1）采矿剥离废石、废矿渣无序堆放形成的各类松散物质构成的不稳定边坡治理措施。 ①降低坡高、坡角；（坡角要小于30） ②边坡加固、衬砌护坡 ③在有效部位建设拦挡工程 ④设计相应的排水、防水工程。 （2）废石、废矿渣堆积台面整治,可根据废渣的类型及块粒度,将粗粒或大块的铺垫在下部,碾压密实,逐层向上回填。 （3）将含不良成分的岩土堆放在深部,品质适宜的土层包括易风化性岩层安排在上部,富含养分的土层宜安排在排土场顶部或表层。 （4）整治好的平台和边坡,应覆盖土层,充分利用工程前收集的表土覆盖于表层。在无适宜表土覆盖时,用不致造成污染的其他物料覆盖。覆盖土层厚度应根据场地用途确定。 （5）煤研石堆治理应分层压实,粘土覆盖,快速建立植被等措施,防止研石山氧化自燃。 （6）在采矿剥离物含有毒有害或放射性成分时,必须用碎石深度覆盖,不得出露于边坡处,并应有防渗措施,然后再覆盖土壤。 （7）含硫化物的煤研石,有条件的矿区可借助于山坡、山沟平推,分层加粘土压实。必须堆放时,要就近安装注石灰浆系统,保证随时注浆。 （8）固体废弃物堆放场的植被重建参照第六部分的内容。 4 露天矿不稳定边坡的防治技术 不稳定边坡治理包括矿山范围内天然不稳定原生边坡治理,残山不稳定基岩边坡治理。 露天矿不稳定边坡的防治技术要点 （1）原生的岩土性状松散,边坡陡直,大于安全稳定坡角时,采取削坡措施,使边坡达到稳定状态。具体坡角选取,一般应采用当地同一岩性边坡稳定坡角的经验值或现场实测值。 （2）构造破碎造成的岩层边坡失稳,首先采取避让措施,撤离危险区的一切设施、人员,划定标示出危险范围,严禁进人其次,采取人为爆破措施,清除危岩,消除隐患。 （3）边坡加固 ①用非爆破法清除表面松动浮石,对软弱岩体或高度破碎的裂隙岩体进行表面支护。 ②对造成边坡变形增大的张开型岩石裂隙和软弱层面,可采用注浆加固和锚固法。 ③对于地质条件易造成滑坡或小范围岩层滑动的岩体,须采用抗滑桩、挡石坝方法治理。 ④对深部（10～100m）开裂、体积较大的危岩,宜采用深孔预应力锚索、长锚杆进行加固。 ⑤对于岩质较软,岩石风化严重,易造成小范围塌方的边坡,削坡后低处宜用挡土墙支挡,高处可采用框格式拱墙护坡。 （4）边坡高度超过20m时应设置3m左右的宽平台,形成台阶形,沿台阶应设横向排水沟。 （5）梯级边坡中的台面应微向内倾,以起蓄水防边坡冲刷作用。 （6）边坡工程应结合工程地质、水文地质条件及降雨条件,制定地表排水、地下排水或两者相结合的方案。 （7）为减少地表水渗人边坡坡体内,应在边坡潜在崩滑区边界以外的稳定斜坡面上设置截水排水沟,边坡表面应设地表排水系统。 （8）边坡工程应设泄水孔。 （9）矿区天然边坡应因地制宜进行适当改造,在改造中应珍惜已有植被,采用鱼鳞坑的栽种方式,如石质山坡,应采取补土、换土措施确保植树成活率。 （10）露天采矿坑的植被重建参照第六部分的内容。 5 矿区植被重建技术要点 5.1 植被选择 （1）植被重建应遵循“因地制宜、因矿而异”的原则,在树种、草皮的种属选择、工艺的采选上要与矿区所处的地理位置、气候条件、土石环境相匹配,以确保植被重建的成效。 （2）广泛进行适宜的植被品种资源调查,选择可行性好的品种,在实验室进行抗逆性能筛选选出的植物品种应有较强的固氮能力、根系发达、生长快、产量高、适应性强、抗逆性好、耐贫痔等。 （3）在三北干旱寒冷地区选择乔、灌、草的种属时,应尽量选取耐旱、耐寒、抗病虫害性能强,易于成活的品种南方则应选择喜湿、耐热、生命力强的种属。并兼顾经济效益,具体树种,参照当地林业部门的有关规范优选。 （4）选择草类、灌木、乔木种属时,尽量兼顾经济、环境、社会综合效益。优选已被实践证明的、易养、易管、易活的种属。 （5）如选种经济类树种应严格按林业果树栽种管理的有关规范执行。 5.2 边坡复绿 （1）岩石边坡可采用挂网客土喷播和草包技术。 （2）土质边坡可采用直接播种或植生带、植生垫、植生席等技术。 （3）土石混合边坡可采用草棒技术、普通喷播或穴栽灌木等技术。 5.3平地复绿 （1）直接种植灌草。在保持覆盖土层不小于30cm的地面上,直接种植灌木和草本植物种子,形成与周边生态相适应的草地。 （2）直接植树造林。在保持覆盖土层不小于50cm。的地面上,根据实际状况和规划要求直接种植经济林、生态林或风景林。 5.4 复绿技术 （1）直接种植灌草。在有一定厚度土层的坡面上,直接种植灌木和草本植物种子。 （2）穴植灌木、藤本植物。结合工程措施沿边坡等高线挖种植穴槽,利用常绿灌木的生物学特点和藤本植物的上爬下挂的特点,按照设计的栽培方式在穴槽内栽植。 （3）普通喷播。利用流体力学原理把植物繁殖体如种子等、土壤稳定剂、肥料、碧糠、保水剂、草炭土、草纤维、木纤维、地表土等与水按一定的比例混合成较稠的喷浆,通过喷播机直接喷射附着到需要绿化的矿山边坡作业面上形成一定厚度的客上层即外来基质层,并使植物在客土层上快速生长的一种强制绿化法。 （4）挂网客土喷播。挂网客土喷播是利用客土掺混粘结剂和固网技术,使客土物料紧贴岩质坡面,并通过有机物料的调配,使土壤固相、液相、气相趋于平衡,创造草类与灌木能够生存的生态环境,以恢复石质坡面的生态功能。 5.5 养护管理 （1）后期养护管理包括喷水养护、追施肥料、病虫害防治、铲除有害草种与培土补植。 （2）植被的喷灌,可根据植物需水情况,直接喷灌或在坡顶修筑蓄水池,汇集雨水,并用动力设备从坡脚输送补充水,利用坡顶水池自流,采用喷头方式进行喷灌。 （3）对坡度大、土壤易受冲刷的坡面,暴雨后要认真检查,尽快恢复原来平整的坡面。部分植物死亡,应及时补植。补植的苗木或草皮,要在高度为栽植后高度、粗度或株丛数等方面与周围正常生长的植株一致,以保证绿化的整齐性。 5.6 注意问题 （1）植被重建的最佳时间由雨量的季节分配和适宜温度来决定。 （2）石质山绿化的树坑中应充填好土,特别是干旱缺水地区,应在坑中铺衬可降解的塑料薄膜,在新土中拌人保水剂,以涵养水分提高树木成活率。 （3）山坡或台面植树,具体株距根据树种及树冠形态选择。 （4）自然生态系统的形成和演替是一个漫长的过程。一般地说,在陆地生态系统中,从裸露岩石开始的演替顺序是由地衣植物阶段一苔鲜植物阶段一草本植物阶段矮草、中草、高草一高草灌木阶段一多层次森林群落阶段。矿山复绿是人工生态复绿,特别是坡面复绿,在施工状态下,主要靠人工管护,特别是定期灌溉,维持其生长环境,生态是十分脆弱的。