有色金属矿山边坡地质灾害防治技术及防护措施

2019-05-23毛新福王生春

中国金属通报 2019年1期

毛新福，王生春，刘威，吴迪

（中冶沈勘工程技术有限公司，辽宁沈阳 110169）

有色金属矿山对我国经济发展有着重要影响。纵观我国有色金属矿山在开采活动中常出现的边坡地质灾害问题，大部分都是由于人为不合理开采造成的，不合理开采会造成岩体完整性被严重破坏、边坡底部出现了凌空，同时受到地下水持续作用，导致边坡岩体出现滑塌失稳[1]。针对边坡出现的滑塌地质灾害问题，通过建立边坡稳定性分析模型，进行地质灾害防治计算分析，依托边坡在线位移监测系统，完成地质灾害防治技术研究，从而获得科学、合理、切实可行的矿山边坡地质灾害防护措施，最终实现了对金属矿山地质灾害的有效防护。

1 有色金属矿山工程地质灾害防治技术

有色金属矿山在实际采矿过程中，要综合考虑采场边坡的工程地质条件、实际地形地貌，在深入了解采场边坡及周边工程地质、水文地质和构造地质等多方面的地质条件的基础上才能因地制宜的制定有针对性的地质灾害防治技术。我国有色金属矿山按规模可以分为三类，分别是大、中、小，矿山规模具体划分如表1所示。

表1 矿山规模分类

无论是规模大小的矿山，都可能存在本文研究的边坡地质灾害问题，由于边坡的岩体稳定性比较差，因此根据边坡岩体稳定性的差异研究，提出有色金属矿山工程地质灾害防治技术[2]。

以静态地质模型为基础，增加多种动态边坡地质参数，并进行边坡稳定性分析，完成地质灾害防治技术的研究。首先建立边坡岩体稳定性分析模型，然后在已建立的分析模型中输入调查的矿山边坡地质参数，使得模型获得动作信号，同时多次调整边坡地质数据的大小，使得边坡稳定性分析模型连续动作。设共输入n组数据，此时稳定性分析模型的运行公式如1所示：

公式1中i代表边坡稳定性等级，x、y代表边坡稳定性变化的周期和数值，V代表边坡稳定性影响系数，β代表初始化值。对边坡稳定性分析模型的运行公式进行运算，得出公式2：

利用阈值法是对边坡稳定性分析模型中（xi，yi）数据进行确定，结合矿山边坡稳定性计算结果，进行地质灾害防治计算分析。最后在有色金属矿山边坡设置在线位移监测系统，实时进行监测，对矿山边坡的安全性进行评估，同时对地质灾害发生趋势进行预报。通过对矿山边坡实时位移监测、对边坡工程地质、水文地质和构造地质参数的整理和分析，得出有色金属矿山边坡地质灾害防治可结合预应力锚索技术、小锚孔注浆技术、锚喷支护法以及混凝土喷射加固法，形成独特的矿山工程地质灾害防治技术[3]。

2 有色金属矿山工程地质灾害防护措施

想要对有色金属矿山边坡地质灾害进行有效防防护，首先必须根据矿山滑坡、崩塌、不稳定斜坡的易发性、运动模式以及成因机制，制定防护目标，从而确定主要防护途径，同时还需根据矿山规模的大小确定地质灾害防护的工程量以及工程强度。

有色金属矿山工程地质灾害防护措施主要分成两类，分别是生物防护措施以及工程防护措施[4]。针对小、中规模的有色金属矿山地质灾害可采用工程防护措施，矿山在开采活动后，形成的小、中型边坡出现滑坡（塌）地质灾害迹象时，首先应采取有效的输、排水措施，由于水是边坡滑动的润滑剂，因此首要任务就是排出边坡内的地下水，然后在坡脚采取支挡措施，对滑坡体采取削坡卸荷，从而有效防止滑坡的发生，形成以排为主，以挡为辅的防护措施。针对中、大规模的有色金属矿山地质灾害可采用生物防护措施，坚持“生态优先”原则，以植被恢复为主[5]。由于有色金属矿山的开采，会对生态系统、矿山周围的环境造成破坏，造成原有地貌发生变化。因此需要利用植被来保持水土，防灾减灾。在边坡处可采用穴栽，或喷射草籽，或种植爬山虎之类的藤本植物，在其周边种植适宜本地生长的树木，通过植被恢复，起到保持水分、固持土壤、防风固沙、改善环境等作用。

通过边坡稳定性分析模型的计算结果，结合研究出的地质灾害防治技术，能够获得地质灾害防护措施，有效的对矿山边坡地质灾害进行防治。

3 仿真实验

3.1 数据准备

为了保证本文提出的有色金属矿山边坡地质灾害防治技术及防护措施的有效性，进行边坡防护工程有效防护对比试验。仿真两个小规模矿山，一种矿山不采用防护措施作为实验对比对象，另一种应用本文建立的边坡稳定性分析模型制定的防治技术以及防护措施进行地质灾害防护。根据模拟矿山的边坡不同形变，进行防护有效性分析，并将两次对比试验结果呈现在同一数据图表中进行对比分析。