废弃露天矿山常见地质灾害类型与监测方法探析

2021-12-23温嘉铭

中国金属通报 2021年17期

温嘉铭

（广东省有色地质勘查院，广东广州 510062）

我国各种矿产资源储量非常丰富，采矿行业发展也非常迅速，是国民经济发展的物质基础，还具有传递功能和辐射效应。在我国不断实施改革开放之后，我国在矿产勘查、开发、冶炼中取得了非常大的成绩。在很多矿产资源的开采过程中，往往容易产生比较严重的地质灾害问题，每年因为矿区地质灾害造成的经济损失就高达数百亿元。这些地质灾害的发生，给人们的生命财产安全，构成了非常直接的威胁，需要认真做好区域内部的地质调查工作[1]。

1 矿区地质灾害调查

1.1 崩塌

矿山崩塌很多都是因为不合理开采所造成的，其经常发生在陡峭上坡或者悬崖位置，在重力的作用下，山体部分岩石滚落下山。在山体被开采之后，容易形成陡峭的岩坡，在重力的作用下，容易在前缘形成张拉裂缝，并与原生结构面相结合，从而形成贯通分离面。崩塌灾害的发生与地形有着非常密切的关系，地面坡度如果超过60度，一旦地形切割作用过强，就容易导致崩塌地质灾害事故的发生。矿区在受到风化作用后，坡前裂隙和结构面宽就会加剧，加大了崩塌事故发生的可能性。另外，各种无序开采也是造成崩塌灾害发生的主要原因，在部分地段开采后，容易形成陡峭的崖壁，甚至形成近乎垂直的岩壁，在风化和渗透的作用下，容易导致裂缝扩大并崩塌事故的发生。

1.2 滑坡

滑坡灾害的形成原因相对比较复杂，受到动力和人为作用的影响相对较大。其地质和地貌条件主要包括：①岩性。滑坡自然灾害与岩石、黏土、页岩、泥岩的斜坡有着非常直接的影响。②地质构造。构成斜坡的岩体在地质构造的作用下，容易在岩体中形成各种节理、断层、破碎带等，为滑坡的形成，创造了一定的条件。这些结构的出现，容易导致雨水深入岩体情况的发生，为滑坡事故的发生带来了非常严重的隐患。③地形地貌。地貌也是造成滑坡事故发生的主要因素，如果坡体的坡度在10度到45度的范围内，就容易导致滑坡事故的发生。④水的冲刷作用在滑坡事故发生过程中，也发挥着主导性的作用。岩体在遇水之后，其就会变软，强度下降很快，在动水压力、浮力的作用下，就容易导致滑坡事故的发生。根据相关研究显示，滑坡可以分为无层滑坡和顺层滑坡。在矿山开采的过程中，往往会出现废矿渣堆积的现象，在堆积高度超过一定的范围之后，在自身载荷的作用下，就容易导致坡体滑动的现象。如果坡角大于岩层的倾角，远程软弱带就容易形成滑面，很容易发展成为滑坡灾害。根据对相关地质调查发现，很多矿区堆积了非常多的矿区矿渣，部分堆积物比较陡峭。

1.3 泥石流

泥石流多发生在各种深沟谷当中，这些区域的地势相对比较险峻，成为发生泥石流灾害的天然场所。在暴雨的作用下，水体容易对堆积物进行浸润，不能保证堆积物的稳定性，堆积物之间的摩擦力也相对较少，在重力的作用下，很容易导致泥石流情况的发生。泥石流的破坏性非常强，容易对周围的公路和村庄造成比较严重的破坏，严重威胁到周边居民的生命、财产安全。

2 废矿区地质灾害的监测方法

为了最大程度避免废矿区地质灾害的发生，就需要认真做好不良地质的监测工作，通过开展地质监测工作，来掌握岩体变形的实际情况，然后及时采取措施，来保证矿区群众的生命财产安全。

2.1 地质调查法

通过开展地质调查工作，来有效掌握岩体结构面的发育情况、岩体破碎情况等，在结合地质作图和构造分析法下，可以实现对矿山开挖后岩石岩性、结构面、水文情况的地质调查工作，从而对岩体的稳定性进行判断。

2.2 地形变形监测

为了更加及时掌握矿山地质情况，还可以在容易发生崩塌和滑坡的地段布置监测点，从而对矿山地表岩体变形进行监控，掌握崩塌、滑坡等不良地质变形。在开展地质监测工作前，应该认真做好基准点的埋设工作。可以将地表监测点设计在容易发生滑坡和崩塌的坡体上，然后直接利用高精度全站仪开展工程测量工作[2]。

2.3 遥感技术

在遥感技术的应用过程中，就直接使用到了电磁波理论，其可以有效完成不良地质辐射出的各种电磁波信息，然后对这些数据的分析，来获得需要的各种探测信息，在使用过程中具有速度快、范围广的优点，在飞行区飞跃探测器上空时，就可以完成反射信号的收集，可以直接在卫星上安装遥感设备，使用非常方便。在通常的情况下，可以直接在大雨或者暴雨天气中使用遥感技术，电磁波对云雨层穿透能力较强，能够详细掌握岩体的变化情况，从而制定出更加科学的地质灾害预防方案。

2.4 深层水平位移观测

在矿山监测过程中，深部的岩体位移观测工作非常重要，需要在监测中对不稳定岩体进行定位、钻孔、埋设测斜管。然后将探头插入到测斜管当中，利用探头倾斜情况对岩体的水平位移进行测算，并在这个过程中完成滑面为主和变形趋势的监测。在实际开展监测前，需要认真做好钻孔埋管工作，对于钻孔可以采用泥浆护壁，从而保证孔壁的稳定性，在下管的过程中，应该保证其倾斜度不大于1度，在回填的过程中，可以采用细砂回填的方式，然后使用长钢筋进行捣动。在岩体发生位移后，可以及时监测出来

图1 水平监测仪探头

图2 深层水平位移监测原理

3 防止地质灾害的有效措施

3.1 地质灾害防治宣传教育工作

政府在开展相关工作的过程中，应该起到应有的带头作用，定期将地质灾害专家组织在一起，对各种煤矿地质灾害问题认真、细致进行研究，加强做好灾害预防处置措施的创新工作，加强做好生产环节的监控工作，建立一套完善的地质灾害防治体系。企业可以通过开展培训的方式，将各种地质灾害防治技术知识传授给每个员工，从而有效提升全员的防灾减灾能力。对于那些地质环境不稳定地区，应该认真做好勘探和设计工作，针对不同的地质灾害，采用不同的应对措施，将各种地质灾害发生的可能性努力降到最低。

3.2 采取有效的措施来避免灾害问题的发生

由于地质灾害产生原因差异较大，这就需要在开展治理工作的过程中，采用不同的应对措施。在矿山开采的过程中，应该认真做好山体滑坡和泥石流的监测工作，通过采用加固坡体、建立拦渣防治方法，来避免地面沉降和塌陷问题，还可以对采空区采用填充处理的方式，这也可以有效避免地面沉降问题的发生，也可以通过采用地表排水措施，来预防地面塌陷对周围建筑造成严重的破坏[3]。

在地质灾害预防工作开展的过程中，还应该做好居民生活房屋和建筑的加固处理工作，提升建筑的建造等级。对于发生严重地质灾害可能性比较大的区域，应该充分做好预防和治理工作，并建立专业的救援团队，从而有效应对各种灾害的发生。

对于泥石流的防治一定要采取主动防治加灾后治理的方式。首先应该做好泥石流的警报工作，加强对重点区域的监控，及时疏散危险区域的居民，最大程度减少人员的伤亡。目前对于泥石流的防治越来越强调采用综合治理的方法，尤其重视对生态保护措施的应用，并加强对堆积区和沟谷区域的整治。