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        礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害的探測方法研究

        2019-02-09 04:50:43鄧世龍
        世界有色金屬 2019年5期
        關(guān)鍵詞:礦山方法

        鄧世龍

        (新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局七0六隊,新疆 阿勒泰 836500)

        礦山邊坡發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的主要原因是地層滑坡、降雨、地下水過滲等,每當(dāng)雨季時期,礦山邊坡結(jié)構(gòu)處于不穩(wěn)定的狀態(tài),降雨量會使礦山邊坡的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,降雨量較大時,邊坡土地的含水量較大,土體會變重,這就改變礦山邊坡的力學(xué)結(jié)構(gòu),使土地的強(qiáng)度降低。人為因素也會造成礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害,所以,造成礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害隱患的因素有很多,我國必須研究礦山邊坡地質(zhì)隱患的探測方法,才能提升礦山邊坡的穩(wěn)定性,實現(xiàn)礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害隱患探測方法的進(jìn)步。

        1 礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害隱患探測方法的研究現(xiàn)狀

        我國最初的探測方法是結(jié)合力學(xué)原理,建構(gòu)礦山邊坡的防變形的機(jī)制,但這種探測方法未考慮邊坡的礦體結(jié)構(gòu),后期,我國完善礦山邊坡的力學(xué)原理及探測方法,使該探測方法得到廣泛應(yīng)用。在遭遇多次重大地質(zhì)災(zāi)害后,我國對礦山邊坡進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測,并對礦山邊坡的破壞形式進(jìn)行研究。我國對礦山邊坡災(zāi)害的探測方法有很多物理法,包括電法、雷達(dá)法等,邊坡工程地質(zhì)災(zāi)害隱患探測方法需要根據(jù)具體的情況進(jìn)行選擇,對礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害隱患探測方法的研究將是一個長期的、發(fā)展的過程。

        2 礦山邊坡的穩(wěn)定性分析

        邊坡的結(jié)構(gòu)總體來說比較薄,大多數(shù)邊坡表面看不出有變形的跡象,邊坡的斜面比較高陡,邊坡的頂部有一些石塊。邊坡的淺層礦物經(jīng)常暴露在外,且易受暴雨等惡劣天氣條件的影響,可能會被水流沖擊而滾下邊坡,此時的滾落的石塊容易對邊坡的底部造成破壞。如果邊坡基巖的穩(wěn)定性比較好,能減少部分惡劣天氣帶來的沖擊,但地震災(zāi)害和人工爆破等仍會造成邊坡的地質(zhì)災(zāi)害。

        3 礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害隱患探測方法

        3.1 淺層地震探測方法

        淺層地震探測方法分為淺層地震反射波法、淺層初至折射波法和瞬態(tài)瑞雷波勘測法。

        (1)淺層地震反射波法。淺層地震反射波法主要采用多覆蓋技術(shù),對水平位置上的作用進(jìn)行疊加,其原理是對從不同接收點接收到的信號進(jìn)行記錄和疊加,這樣形成的反射波可以壓制一些干擾波,從而提高團(tuán)隊探測的效率與質(zhì)量。這種淺層地震反射波法是較最常用的礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害隱患探測方法。

        (2)淺層初至折射波法。淺層初至折射波法是國內(nèi)外都在使用的地質(zhì)災(zāi)害隱患探測方法,這種方法能檢測到很多數(shù)據(jù),為地基勘探工作提供數(shù)據(jù)支持。淺層初至折射波法采用雙重雙向的觀測系統(tǒng),檢波間距為五厘米,此系統(tǒng)主要作用確定地下水水位、邊坡地下水表面、基巖與松散堆積層的分界等位置,系統(tǒng)作用后可以使探測數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確,也使探測結(jié)果更具有實用性。

        (3)瞬態(tài)瑞雷波勘測法。邊坡結(jié)構(gòu)中,瑞雷波分布于彈性界面區(qū)域附近,對松散堆積層的分層和地下水與礦石的分層比較敏感,我國利用瑞雷波分辨不同結(jié)構(gòu)的分界位置。瞬態(tài)瑞雷波探測需要接收二十四道信息,檢波間距為兩厘米。瞬態(tài)瑞雷波勘測法主要與前兩種淺層地震勘測方法一起使用,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的補充與檢驗。

        3.2 電法探測方法

        礦山邊坡中使用的電法探測方法有電阻率探測法和激電探測法。

        (1)電阻率探測法。電阻率測深法主要作用于表層比較平緩的礦層,這種情況可以測出礦層中不同電性層的厚度以及電阻率,體現(xiàn)豎直方向的電阻率變化情況。

        電阻率剖面法能測出一個固定的電阻率,能在某個固定的深度范圍內(nèi),測出水平方向剖面的電性變化,體現(xiàn)水平方向的電阻率變化情況。因此,電阻率探測法能從水平和豎直兩個方面體現(xiàn)電阻率的變化,充分顯現(xiàn)邊坡的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其特點。

        (2)激電探測法。激電探測法主要研究邊坡局部不均勻的區(qū)域,用于確定某一區(qū)域的含水量和邊坡滑動層的位置,常采用三級測深、四級測深、環(huán)形測深等。因為激電探測法的探測效果比較局限,所以在實際探測中,我國大多使用電阻率探測法檢測地質(zhì)災(zāi)害隱患。

        4 礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害隱患探測方法的應(yīng)用

        4.1 淺層地震探測方法的應(yīng)用

        運用淺層地震折射波法,能收集五十米內(nèi)的地質(zhì)情況,結(jié)合數(shù)據(jù)可以將測區(qū)的礦層分為覆蓋層、風(fēng)化層,也可以確定滑坡帶的具體位置,這樣能判斷邊坡的土質(zhì)是否出現(xiàn)疏松的狀況,進(jìn)而判斷邊坡是否具有穩(wěn)定性。工作人員需要使用設(shè)備測算邊坡的斜度,如果斜度的范圍為八度到二十八度時,容易產(chǎn)生中等程度的滑坡。

        4.2 電法探測方法的應(yīng)用

        有些礦山地質(zhì)環(huán)境比較特殊,比如邊坡的山體走向為東北方向,此時測量得山體地面的高度范圍為215m~310m,高度差為95m,測量得坡角范圍為20°~30°。據(jù)了解,礦區(qū)的地下水系統(tǒng)比較發(fā)達(dá),地下水深為2m~4m,且當(dāng)?shù)亟涤昵闆r不太穩(wěn)定,如果在邊坡達(dá)到一個相對平衡的狀況,工作人員就可以使用電法勘測法,在測區(qū)布置八條測深剖面線,分為水平剖面線和豎直剖面線,同一方向的剖面線間距離為兩厘米。工作人員也可以應(yīng)用電阻率探測法,測算邊坡表面、礦石的電阻率,可以得出邊坡具有相對較高的電性的特點,邊坡的地下水含量也會影響電阻率的大小。根據(jù)相關(guān)探測數(shù)據(jù)顯示,邊坡具有一定的含水量與可塑性,邊坡的中部有填土,這時的邊坡產(chǎn)生高阻帶結(jié)構(gòu),而且結(jié)構(gòu)中含有一些碎屑,因此,工作人員要對邊坡進(jìn)行修復(fù)。通過使用黏土,對邊坡內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行填充,并設(shè)立排水溝,清空邊坡內(nèi)部的地下水,降低邊坡結(jié)構(gòu)的含水量,也可以在邊坡外部設(shè)立擋土墻,增強(qiáng)邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

        5 結(jié)語

        目前,我國礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害隱患的探測方法主要有淺層地震探測方法和電法探測方法,這兩種方法都有各自的優(yōu)勢,也有不同的應(yīng)用條件,工作人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)區(qū)域的具體情況,選擇合適的探測方法。

        對礦山邊坡地質(zhì)災(zāi)害隱患的探測方法的研究應(yīng)當(dāng)是個長期的過程,在這個過程中,應(yīng)當(dāng)結(jié)合創(chuàng)新的技術(shù)和使用新興的設(shè)備完成探測,使邊坡工程的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固,也能為礦山邊坡的穩(wěn)定奠定基礎(chǔ)。

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