关于矿山泥石流的起动机理及防治对策

白玉锋

矿山泥石流主要是由于矿产资源集中开采，而导致通常分布在矿产资源相对比较集中的区域，其物质来源基本上是以采矿或者矿山建设出来的弃土石渣。由于受到人为集中干扰影响，导致原本地形条件受到一系列影响，促使非泥石流沟逐渐转变成为泥石流沟，泥石流少发区演化成为泥石流多发区。所以在整个矿山泥石流形成以及演化过程中，通常都会受到人为因素带来的一系列干扰影响。近年来诸多地区的矿山基本上都会呈现出不同程度的泥石流灾害，带来的潜在危害性也相对比较严重，需要引起足够关注和重视，针对引起泥石流灾害的原因进行分析，这样才能够提出有针对性的防治对策。

1 矿山泥石流的特点

1.1 多数分布在矿山资源集中区域

矿山泥石流分布通常是受到矿产资源集中分布带来的一系列影响，同时还会涉及到人类开发资源工程技术的整体发展情况。结合目前矿产资源形成机理来展开深入分析时，矿产资源通常会分布在部分构造运动剧烈的地区，同时地层变动具有一定复杂性。结合目前矿山泥石流整体形成机理展开分析，矿山泥石流是人为影响下导致人类活动具有一定经济区特征，所以对于矿山泥石流的分布规律也会带来一系列影响。

1.2 矿山泥石流规模小

矿山泥石流经常发生部位体现在坡地或者沟道上坡，面上的泥石流通常是指渣山上或者松散土体的堆积坡面，其自身整体规模一般是以坡面长度来进行确定。但是最大面积也不会超过几十或者几百平方米，在沟道里泥石流基本上是以原本冲沟或者老冲沟等为主，原本形状受到一系列转变，同时还会对大量松散弃土等堆积，进而形成严重的形变。矿山泥石流虽然其自身规模相对比较小，但是密度很大，具有非常强的集中性特点，矿山泥石流具有易启动性特点，其自身松散体堆积的集中性，会对其自身爆发频率产生影响。

2 矿山泥石流的起动机理

2.1 地形地貌

地貌条件是目前形成矿产泥石流的主要因素和必要条件之一，对泥石流的形成以及运动会产生一系列影响，导致泥石流规模以及特性等受到不同程度影响。坡度对于坡面残留以及土壤侵蚀等都会产生不同程度影响，特别是对于径流水以及坡面径流水等也会产生一系列影响。降雨量以及径流水深都会受到坡度影响，泥石流形成的山坡坡度应当在松散物质饱水之后形成的形态，会直接对水流及水快慢产生一系列影响。坡面形态通常会涉及到凸形坡或者凹形坡以及直线形坡等，剧烈的泥石流活动在实施过程中，其主要是指流域坡面稳定性受到严重破坏，其自身坡面过程在累积到一定程度之后会呈现出集中爆发的状态。高差对于泥石流的形成会产生直接性的影响和作用，由于相对高度决定式的大小，其自身相对高度越大，那么势能也会越来越大，逐渐形成泥石流的动力条件也会相对比较充足。泥石流沟床比降对沟谷洪流的流速会产生相对比较明显的影响和作用。结合目前相关研究结果，可以看出泥石流活动会受到流域面积不断增加而逐渐衰弱，诸多流域面积很容易同时满足泥石流形成的水动力条件或者松散固体条件，但是并不容易同时满足泥石流形成时对山坡平均坡度的基本要求。流域面积存在一个上限值，如果达到该临界值时，那么泥石流沟通常会为一般山河洪谷沟所代替。

2.2 丰富松散的固体物质

矿山泥石流物质来源通常是以采矿废渣为主，在采矿之后不仅会留下非常大的采矿区，而且周边围岩会呈现出严重松动状态，进而出现陷落或者裂缝等情况，逐渐形成大规模的滚石以及崩塌等。对于泥石流的整体爆发会提供相对应的固体物质，矿山基建以及掘进等势必都会产生大量物体，物质天然积聚速度所无法比拟的，结合目前相关专家的观测需求以及研究结果可以看出，每年只要在每平方公里岩石山坡上生成1200m3以上的岩石破碎物，那么其自身积聚量可以形成泥石流。在空采开拓方面，随采准切割以及生产探矿和辅助基础设施等，工程在建设时势必会产生大量的排土，进而构成泥石流原地，导致大水沟每年都会爆发严重泥石流灾害。崩塌以及滑坡可以被看作是泥石流固体物质的重要物质类型，由于受到边坡失稳等影响，而引起滑坡体式泥石流流域范围内比较常见的产沙体。滑坡体由于受到雨水浸泡等一系列因素影响，其自身内部剪切力不断增加，而呈现出严重滑动状态，直接转化成为泥石流运动。修筑公路时也会产生大量弃体，自身开挖量普遍比较大，经常会对山坡稳定性造成严重影响。由于松散物质形成过程中并不具备形成泥石流的基本条件，所以在经过几十年或者更长时间之后才具备形成泥石流的条件。除了现在一般洪水正常沉积物之外，大多数松散物质本身具有一定固结性，所以要从松散物质角度出发，对受到各种力的平衡关系影响，可以对松散物质的活动性以及启动条件等展开综合分析，对松散物质的活动性进行判断和确定，同时还可以对其抗剪强度进行确定。

2.3 水动力条件

水不仅是泥石流中非常重要的一部分，同时也是泥石流中必不可少的重要搬运介质。水在泥石流暴发具有非常重要的影响和作用，从整个流域面上对其进行分析时，由于降雨径流引起的坡面侵蚀等问题，势必会导致固体物质直接汇集到泥石流的沟内，进而导致固体物质呈现出严重的富集状态。水流侵蚀切割泥石流沟促使泥石流沟两侧的土体呈现出失稳的状态，进而导致其出现严重的崩塌以及滑坡等问题。水还没有渗入到岩体或者是土体内部，尽可能减少其与下伏土体的摩擦系数，导致岩土体出现严重的滑坡问题。除此之外，水还可以促使固体物质呈现出饱和液化，水的冲击力或者是泥石流爆发动力。结合目前实际情况进行分析时，发现在废石土体雨季来临之前，要对水分进行充分的吸收，没有遇到暴雨时一般并没有形成泥石流。但是如果其自身呈现出充分饱和状态之后，势必会出现小雨小泥石流、暴雨大泥石流等问题，泥石流的活动与降雨强度之间具有非常密切的联系。除此之外，在整个矿山开采过程中，矿区的生产生活排水具有非常重要的作用，所以必须要促使水与土之间进行有效结合，这样才能够为逆势的形成提供可靠的水动力条件作为支持。比如某地区的铁坑铁矿，将采矿工业场地为内的生活用水以及雨水等进行有效处理，以4条渠道排入到该矿山的山坡型排土场内部，导致水土结合，进而多次形成泥石流。在坑道的掘进施工过程中，一旦遇到地下水主要通道，那么势必会导致地下水突涌的情况，水体的补给量一直在不断增加，同时还要排入到沟谷中，对坡面松散物质进行冲刷后，进而形成泥石流。

2.4 人为因素

矿山泥石流多数情况下都是以人为泥石流为主，人们在对矿山生产活动中的产物进行开发时，其主要是人们在矿山开采以及其他土方工程项目建设过程中，并没有任何计划或者是没有任何措施，排弃岩土所引起泥石流。矿山多数泥石流的出现，某种程度上都会受到人为因素的影响。尤其是在地下采空区以及地表矿渣、废土石诱发的地表破坏、斜坡岩等各方面，已经逐渐成为目前全新的新生泥石流区域。矿山建设过程中，现有诸多植被类型受到严重的破坏影响，地面结构也会受到不良影响，在调节雨水方面的能力普遍比较低，汇流的时间不断缩短，无论是在洪峰流量或者是在洪水总量方面都会明显的上升趋势，所以暴发泥石流的可能性越来越大。在整个规划和建设过程中，普遍存在不合理取土、采石等情况，很容易就会引起斜坡地带岩、土体失稳等问题，导致植被受到严重的损害影响，整体情况并不是很理想。

2.5 土体流动过程

一旦发生暴雨时，坡面在短时间范围内势必会出现明显的水流汇集的情况。沟谷的松散物质受到水流的影响不断汇入到沟当中，与水流混合之后逐渐形成压缩的固液两相流。在沟内两相混合物以冲击、磨蚀等方式，逐渐将沟谷进行不断扩大，同时逐渐汇集到更大的沟谷当中，在整个过程中，固相颗粒以及水与泥浆等相互之间可以逐渐形成初始的泥石流体。在整个操作过程中，采矿引起的地质环境改变等，促使矿山原本的应力状态会出现明显的失衡，导致地面变形等问题相对比较严重，在受到暴雨影响下出现滑坡、崩塌等灾害，最终引起严重的泥石流。

3 矿山泥石流的防治对策

3.1 加强政府管理力度

矿山泥石流可以被看作是矿山开采以及建设是非常重要的组成部分，需要引起足够关注和重视，加强各环节的监督管理力度。从政府管理层面着手，将生态环境保护以及灾害预防等作为出发点，泥石流防治需要引起相关部门的广泛关注和重视。在泥石流治理中，将其纳入到矿山开发建设规划设计当中，这样不仅能够实现对泥石流灾害的及时有效治理，而且能够避免造成更加严重的后果。对符合要求的法律法规以及相关管理体系进行编制和落实，针对环境保护相关法律法规中的条文内容进行完善和优化。针对矿山环境保护认识不足等相关问题进行客观分析，在整个矿山环保中涉及到的水利以及农业等部门相互之间要建立良好的协调发展关系。矿山环境保护势必会受到一系列影响，矿山地质灾害应当受到政府以及当地各管理部门的重视，将矿山地质灾害直接纳入到国家防灾减灾政策体系当中，促使矿山防灾减灾以及矿山企业和地区经济之间能够建立高效结合。对矿山开采审批官进行严格把控，加强日常监督管理力，这样才能够避免出现矿山开采时随意破坏等一系列行为。对现有政府管理机构以及技术机构等进行完善和优化，严格按照规范化要求，保证泥石流防治工作的全面有序开展。结合各地区不同地址以及降水等情况，对引水工程以及植物工程等进行科学合理的编制和落实，组织专业人员定期进行检查和维修，保证各项工程能够实现正常服役，同时对泥石流防治可以起到良好的效果。

3.2 生态生物防治

科学技术的不断进步和快速发展，要顺应时代发展要求，对先进技术手段进行结合利用，这样才能够实现对泥石流灾害的有效预防。泥石流生态生物工程在规划和建设时，通常是指将植物作为基础，结合泥石流发育不同类型以及具体分布特点，对各种不同类型的植物群落进行科学合理的构造和落实。将林木对土壤的固持力作用充分发挥出来，促使其自身抗滑性能得到提升，比如水土保持等可以相互组合成一种能够实现对泥石流有效规避的生物防护体系，以此来形成生物生态环境工程，也就是生物治理工程。泥石流生物工程在建设时，其与单一性的绿化造林工作具有明显差异性，该类型生物工程在建设时，可以和国土整治以及土地资源整体利用等结合，对整个山区经济进行开发，以此来实现稳定发展的根本目的。生物防治泥石流方式在应用中，主要是对植被学观点进行合理利用，通过对植被在地表中的效果，能够对土壤入渗以及保水等进行有效改善。遵循因地制宜基本原则，促使各种不同类型功能的植物村落得到合理利用，这样才能够针对土壤进行有效保护，同时对洪水可以起到良好的调节效果，以此来实现泥石流防治的根本目的。

3.3 工程防治

在针对矿山泥石流进行防治时，其自身主要物质来源一般是以废弃的土、石、渣等组合而成，所以在矿山泥石流方面一般是受到松散固体物质的不断累积而增加。由于矿山排土量不断减少，其自身也会减弱，在矿山排废方面要对地形以及水文等进行择优选择，同时根据周边环境以及植被等相关影响因素展开深入分析，以此来保证整个设计的科学性和合理性，尽可能规避受到泥石流或者不良地质影响，避免跨越流水量相对比较大的区域。对现有相关条件进行改造和升级，这样能够满足实际要求，对截水沟进行科学合理的设置，同时要对拦泥坝等配套设施进行完善和优化，这样能够尽可能避免水土流失而引起的滑坡等灾害。在整个堆排中，要将大块废石垫底，同时利用大块岩石堆放最低处，能够具有一定稳定性，避免出现严重的滑坡。要以实验或者观察等方式，对整个堆排速度进行确定，同时要对排除强度进行严格有效管理和控制，尽可能避免出现边坡失稳等情况。加强对场地排水的重视程度，实现对雨水径流量的管理和控制，在废石场周边可以对引水工程进行有效推进，排弃场上游水要有组织的引入到下游位置，对水的作用进行削弱，这样能够实现对泥石流的有效规避。将排弃场堆排平台应用在实践中，以推土机推成反向坡度，促使平台当中的雨水可以直接排入到排水沟当中，平台上一旦发现有下沉或者裂缝时，要立即对其进行回填处理，这样能够尽可能避免雨水渗入其中。如果固体物质被合理堆放或者废物利用，那么发源地固体物质量会有所减少，促使其坡面稳定性有所提升，那么自然植被也会逐渐得到恢复，对于矿山泥石流会产生一系列的显著影响。

泥石流拦挡工程可以被看作是泥石流防治中非常重要的措施之一，在泥石流沟修建过程中，可以被看作是一种具有横向性特点的拦挡建筑物，能够对泥石流固体物质起到良好的拦挡效果，同时还不会对泥石流浆体造成任何阻挡影响。泥石流岩土工程防治措施在提出和应用时，主要是以排导工程等为主，在矿山泥石流特点的基础上，普遍都会以拦渣工程或者淤积平台等方式为主。弃渣场位于山坡坡面的情况下，在渣场周边可以对挡渣墙或者截水沟进行科学合理的设置，而在渣场周边可以对拦渣坝进行设置。弃渣场如果是处于河道滩地旁，那么在渣场河道侧可以对拦渣堤进行合理设置。弃渣场使用过程中，通常都会先削坡后升级处理，在整个堆渣的顶部或者是坡面覆土处理，以此来实现有针对性的绿化处理。在整个淤积平台构建和实施过程中，可以对泥石流的整个运动坡降进行有效改善和优化，促使泥石流的流速可以得到有效减缓，部分瘀积用，可以尽可能减少泥石流对下游构筑物带来的一系列冲击影响。

4 结语

矿山泥石流的形成以及演化过程中，势必会受到人为因素带来的一系列干扰影响。因为，要结合诸多影响因素以及泥石流自身的形成特点，对其展开有针对性的预测和分析，地形地貌、丰富松散的固体物质来源等展开综合分析，这样才能够提出有针对性的防治对策，避免造成严重的泥石流灾害事故，以此来实现对周边生态环境的有效保护，为周边居民的生命财产安全提供保证。