王尚文

地質(zhì)災害是露天礦開采中常見的問題，因為地質(zhì)災害的存在，不僅會給開采帶來影響，還會給開采人員的生命安全帶來影響，所以為了降低露天礦開采的安全系數(shù)，相關研究人員，對露天礦的地質(zhì)災害做出了相應的研究，主要是對地質(zhì)災害的類型和種類進行了研究，并針對地質(zhì)災害，采取了適宜的控制措施。通過這類研究和控制，有效實現(xiàn)了對地質(zhì)災害的控制，降低了地質(zhì)災害的影響，但是，實際的露天礦開采過程中，因為地質(zhì)環(huán)境相對復雜，露天礦地質(zhì)災害的成因不同，就會給露天礦帶來影響，造成露天礦地質(zhì)災害頻發(fā)，所選擇的控制措施無法發(fā)揮相應的作用?；诖?，本文對露天礦地質(zhì)災害進行研究，分析露天礦地質(zhì)災害發(fā)生的主控因素，再對它的發(fā)育規(guī)律進行研究，旨在做好地質(zhì)災害的合理研究的，并為后續(xù)的地質(zhì)災害控制奠定基礎，降低地質(zhì)災害給露天礦開采帶來的影響，全面提升露天礦的開采安全系數(shù)，推動露天礦的發(fā)展，確保露天礦的服務能力，使得露天礦的開采安全系數(shù)得到全面的提升。

1 工程概況

1.1 工程概況

本次研究場地位于武山縣城關鎮(zhèn)干石溝下游溝口一帶，行政歸屬武山縣城關鎮(zhèn)，距離武山縣城約6km。地理坐標：東經(jīng)：104°50′00″～104°54′00″；北緯：34° 43′ 30″～ 34° 53′ 00″。

結合露天地質(zhì)的實際情況，再對礦山的基本情況進行研究，先分析礦山的開采現(xiàn)狀，具體情況如下：

礦山早期屬民采、盜采，在干石溝南北兩側形成兩處小的不規(guī)則形狀采空區(qū)，相距約50m，采坑掌子面高陡，無安全平臺和清掃平臺，亦無固定排土場，剝離棄土和采礦棄渣直接堆放于溝岸坡腳，局部地段存在擠占溝道現(xiàn)象。該礦山粗放式開采極易引發(fā)或加劇崩塌、泥石流等地質(zhì)災害，對礦山企業(yè)的財產(chǎn)和作業(yè)人員的安全造成威脅。

現(xiàn)結合本工程的基本情況，對本工程中的地質(zhì)災害問題進行研究，詳細分析地質(zhì)災害的主控因素，確保地質(zhì)災害得到合理的控制。

1.2 地質(zhì)災害研究

結合上述工程的地質(zhì)工程狀況，對具體的地質(zhì)災害進行研究，從而得到該區(qū)域地質(zhì)環(huán)境的基本情況。其中，本工程的地形條件中，自然坡陡高度的地質(zhì)環(huán)境復雜程度中，巖坡復雜＞30，較復雜為30～15，簡單為＜15，另外，地形坡角中，復雜＞30，較復雜為30～15，簡單為＜15。土坡復雜＞15，較復雜15～8。簡單＜8，另外，巖土性質(zhì)中，土層厚度屬于復雜為＞10，較復雜10～5，簡單的為＜5，另外，巖層厚度中，復雜為薄層狀，較復雜為中厚～厚層狀，簡單為巨厚層狀。另外巖層或土層中，復雜的為多元組合，較復雜的為二元組合，簡單的為巖性單一。對于地質(zhì)構造中，貫通性結構面與斜坡的關系中，復雜的為外傾臨空且傾角＞20°，較復雜的為外傾臨空且傾角20°～10°，切向臨空且傾角≥20°，順向不臨空且傾角≥20°。

結合上述內(nèi)容的基本情況，可以對武山縣地質(zhì)災害進行研究，在明確復雜地質(zhì)環(huán)境的基礎上，能夠保證地質(zhì)災害的分析效果。為進一步對地質(zhì)災害進行研究，需要對現(xiàn)有的地質(zhì)災害進行研究，并對其危險評估分級進行研究，確保災害得到明確分析。結合評估結果，可以獲取本工程的實際情況，為了實現(xiàn)對地質(zhì)災害的研究，還要對地質(zhì)災害的種類進行簡單分析，詳細的內(nèi)容如下。

（1）泥石流災害。泥石流災是露天礦常見的地質(zhì)災害類型，受到降雨、融雪和潰壩等因素的影響，造成大量固體碎屑物、石塊甚至是具有極強沖擊力的巨石，并且進入到露天礦中，不僅會給露天礦帶來影響，還能給后續(xù)的開采作業(yè)帶來影響，嚴重干擾露天礦開采的順利進行。

（2）地面沉降變形災害。地面沉降變形多因地質(zhì)作用和人類活動等的影響，構造運動及的地面加載都會引起地面垂直或地面標高的改變，都會導致地面形態(tài)發(fā)生變化，進而就會給露天礦帶來影響，甚至造成嚴重的人員傷亡。

（3）地震災害。這類災害是一種發(fā)生較為常見，和不可控的原因，主要是因為地殼運動引起的問題，因為地殼運動，會造成地面振動，裂縫或變形等問題，這些問題的綜合影響，就會給交通、通信等工程帶來影響，直接給露天礦的正常開采帶來影響，甚至還會給開采作業(yè)中的工人帶來生命威脅，嚴重影響礦山開采的安全系數(shù)。

（4）滑坡。露天礦開采過程中，會產(chǎn)生大量的采空區(qū)，而采空區(qū)因為沒有頂端，所以采空區(qū)也是露天的，但是采空區(qū)周邊的圍巖就無法保證圍巖的承載能力，部分圍巖可能會因為露天礦的開采深度，造成滑坡的問題，這樣的滑坡問題，可能給開采人員的生命帶來影響，降低礦山安全生產(chǎn)的系數(shù)。同時，還可以因為斜坡外形的改變，造成坡體的應力分布發(fā)生變化，這種情況下，就會造成坡體處于臨空狀態(tài)，使得坡體失去平衡，從而導致滑坡的問題，此外，如果巖體力學發(fā)生變化，導致坡體強度發(fā)生變化，在風化作用的影響下，坡體的穩(wěn)定性會發(fā)生明顯的變化，如果不能對坡體的穩(wěn)定性進行保證，就容易造成坡體出現(xiàn)滑坡的問題。最后，坡體直接受到各種力的作用，在這些力的影響下，坡體原有的平衡體系就會被打破，最終造成坡體出現(xiàn)問題，并給露天礦的開采人員帶來安全威脅。

（5）礦山與地下工程災害。結合礦山的基本情況，可以發(fā)現(xiàn)礦山在實際工作中，可能受到每層自然，洞井塌方冒頂和偏幫、鼓底、巖爆、突水、瓦斯爆炸等，都會影響礦山與地下工程的安全，甚至還容易引起嚴重的安全隱患，這些因素，都是常見的礦山與地下工程災害，都會給礦山和地下工程帶來影響，不利于礦山和地下工程的安全系數(shù)。所以，為了滿足礦山與地下工程的基本需求，需要結合實際情況，做好上述問題的控制，從而提高礦山的安全系數(shù)。

（6）特殊巖土災害。結合礦山的基本情況，對礦山的相應巖土進行分析，結果得到礦山中的特殊巖土包括，黃土濕陷、膨脹土脹縮，凍土凍融、凍土液化，淤泥觸變等內(nèi)容，這些內(nèi)容的合理控制，可以有效降低這類因素給露天礦帶來安全隱患，利于露天礦的安全開采，所以，為了滿足露天礦的基本需求，需要做好露天礦特殊巖土災害的控制，采取合理控制措施，降低露天礦特殊巖土災害的影響。由于露天礦開采屬于露天進行，所以，較比地下開采，露天礦的安全系數(shù)，相對較高，但是特殊巖土災害給露天礦帶來的影響是相對較大的。為了開采的安全，需要注意對特殊巖土災害的控制降低巖土災害的不良影響，全面提升露天礦開采的安全系數(shù)，提升露天礦的礦產(chǎn)能力。

上述所有災害都是露天礦常見的地質(zhì)災害，為了實現(xiàn)對地質(zhì)災害的研究，需要結合地質(zhì)災害的實際情況了解造成地質(zhì)災害發(fā)生的主控因素，針對主控因素進行研究，再確定面對礦山地質(zhì)災害的控制措施，進而保證露天礦開采作業(yè)符合實際的要求，保證露天礦的安全作業(yè)，降低隱患影響。

2 露天礦地質(zhì)災害發(fā)生的主控因素研究

結合武山縣的基本情況，對該縣的露天礦的地質(zhì)災害發(fā)生的主控因素進行研究，詳細的內(nèi)容分析如下。

2.1 人類活動的影響

人類活動是造成露天礦地質(zhì)災害的主控因素，人類活動包括房屋開發(fā)、道路開發(fā)，礦產(chǎn)開采等，這些因素的存在，就給露天礦周邊的水土帶來影響，一旦發(fā)生降雨，就容易造成坡體水土流失，甚至是坡體滑坡問題，嚴重影響坡體的安全系數(shù)。所以，人類活動就是露天礦坡體滑坡的主要因素。

2.2 地下水與植被

地下水與植被是影響露天礦開采的主要因素的，地下水在實際的礦山中，它的補給、徑流和排泄條件，會受到氣候因素、地形地貌、地質(zhì)構造、巖性特征等因素的影響?？傮w來說，基巖山區(qū)和丘陵地區(qū)是地下水補給、徑流區(qū)域，而河谷區(qū)，則是地下水的排泄區(qū)，為了滿足露天礦開采的基本需求，需要保證地下水和植被的合理性。

綜上所述，可以發(fā)現(xiàn)，武山縣的植被覆蓋情況，部分區(qū)域的植被覆蓋情況，并不是很好，容易誘發(fā)法水土流失、泥石流等地質(zhì)災害，嚴重威脅露天礦的安全。

2.3 地層巖性與構造

結合武山縣的實際情況，可以發(fā)現(xiàn)武山縣的露天礦礦區(qū)具有較為復雜的地質(zhì)構造，因為地質(zhì)構造相對復雜，就容易給地質(zhì)災害的發(fā)生建立基礎，造成的地質(zhì)災害問題，地質(zhì)災害的發(fā)生，也與復雜地質(zhì)類型有直接關系。

2.4 地形與地貌

地質(zhì)災害的發(fā)生，與地形與地貌有直接的聯(lián)系，適宜的坡度和高差是斜坡變形的基本地形條件，大量的調(diào)查資料顯示，坡度為20°～50°、坡高35m～150m的斜坡是發(fā)生破壞的優(yōu)勢地段。從地形地貌特征來看，本段山體多陡坎，高差明顯，邊坡坡度約30°～50°，坡腳因采礦活動改造，形成高陡邊坡，具有較好的臨空條件，傾陡的斜坡為不穩(wěn)定斜坡的形成造就了有利的地形條件。

2.5 氣象及河流

氣象與河流也是地質(zhì)災害發(fā)生的主控因素，為了降低地質(zhì)災害的發(fā)生概率，需要對地質(zhì)災害進行控制，降低主控因素給地質(zhì)災害。武山縣位于甘肅天水市，氣候?qū)儆跍貛Т箨懶园霛駶櫦撅L氣候，同時，區(qū)內(nèi)多年平均降水量為550mm～600mm，降水年內(nèi)分配極不均勻，降水主要集中于7～9三個月，約占全年降水量的65%，且多以大雨、暴雨的形式出現(xiàn)。在區(qū)內(nèi)曾出現(xiàn)過日最大降水量113mm，1小時最大降水量57.3mm的降水記錄。這種短歷時、大強度的降雨極易造成斜坡失穩(wěn)變形。

綜合上述內(nèi)容，就是露天礦地質(zhì)災害發(fā)生的主控因素，為了進一步對地質(zhì)災害節(jié)能性研究，還要對地質(zhì)災害的發(fā)育規(guī)律進行研究。

3 露天礦地質(zhì)災害的發(fā)育規(guī)律研究

結合露天礦的基本情況，對露天礦的地質(zhì)災害發(fā)育規(guī)律進行研究，詳細的內(nèi)容分析如下。

3.1 地質(zhì)災害的空間發(fā)育規(guī)律

結合本工程所在區(qū)域的實際情況對露天礦地質(zhì)災害的空間發(fā)育規(guī)律進行研究，從而得到如下的相應內(nèi)容。

（1）沿露天礦開采區(qū)周邊分布。結合地質(zhì)災害的基本情況，發(fā)現(xiàn)本工程中，主要以滑坡和泥石流為主，其中滑坡和泥石流主要集中在露天礦的周邊因為開采帶來的巖體變化，導致邊坡承載能力不足，容易引起地質(zhì)災害。

（2）沿礦區(qū)成條帶狀分布。受地質(zhì)構造和巖性的影響，武山縣境內(nèi)的露天礦主要分布在富集礦區(qū)的區(qū)域，這樣也就是的礦區(qū)呈現(xiàn)條帶狀的情況分布，再加上露天礦采空導致地面塌陷及半生地裂縫，所以地面塌陷在空間上呈現(xiàn)條帶狀的分布狀態(tài)，符合礦區(qū)開采的基本情況。

（3）地形地貌控制地質(zhì)災害的發(fā)育情況。結合本工程的實際地形地貌，可以發(fā)現(xiàn)地形地貌和地質(zhì)災害的發(fā)育有直接關系，其中，地形切割強烈的區(qū)域，各類小型溝谷發(fā)育相對較好，這類區(qū)域的地質(zhì)災害發(fā)生概率也就相對較高?；聞t是因為后續(xù)坡體的擾動帶來的問題。

（4）地層巖性也是地質(zhì)災害發(fā)育的主控因素。結合礦區(qū)的基本情況，可以發(fā)現(xiàn)地層巖性與地質(zhì)災害的發(fā)育是有直接關系的，隨著開采活動的深入，上覆巖體自重和附加重力的作用下，容易造成坡體發(fā)生變形，進而造成地質(zhì)災害的發(fā)生。

3.2 地質(zhì)災害時間向發(fā)育規(guī)律

結合本文露天地質(zhì)災害發(fā)生時間，對既往地質(zhì)災害的發(fā)生時間進行歸納總結，結合總結的數(shù)據(jù)，做出一個地質(zhì)分析，從而得到地質(zhì)災害容易在 工程活動強烈地時期，另外，一年當中崩塌容易發(fā)生在降水集中時段，也容易誘發(fā)隱患和問題，再之后，坡體滑坡多發(fā)生在開采活動較為強烈的時期。

綜合上述分析，可以發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災害在空間和時間上的發(fā)育情況，所以為了實現(xiàn)對災害的控制，也需要從空間和時間入手，實現(xiàn)對地質(zhì)災害的控制，降低地質(zhì)災害的影響，確保露天礦的安全開采。

4 露天礦地質(zhì)災害的防治措施研究

結合本工程的實際情況，對地質(zhì)災害進行有效地防治，降低地質(zhì)災害給本工程帶來的影響，全面提升本工程的服務能力，降低外界因素給露天礦帶來的影響，確保露天礦的開采效率和開采安全系數(shù)。

4.1 泥石流防治

干石溝泥石流規(guī)模屬小型、中易發(fā)的泥石流溝，水土流失嚴重。近年來，武山縣水利部門對干石溝小流域治理工作已見成效，但由于本次擬建的露天礦山修建于干石溝溝道內(nèi)，不可避免的對攔擋壩進行回填掩埋，加之礦山的無序開采，棄土棄渣在溝道坡腳隨意堆放，人為擠占溝道，使該溝在汛期洪水徑流不暢，泥石流災害的威脅依然存在，必須采取如下措施進行防治：

（1）委派專職監(jiān)測人員，在汛期對泥石流溝谷進行監(jiān)測，一旦出現(xiàn)強降雨或暴雨天氣，應迅速組織人員撤離，確保礦山生產(chǎn)的安全。

（2）清理坡腳棄渣，疏浚溝道，在礦區(qū)至溝口段修筑排導堤。

（3）擬建礦山在開采時，必須建設合理的排土場，集中堆放棄土棄渣，強化對渣土的管理工作，嚴禁在工程的溝道內(nèi)隨意堆放渣土，保持溝道的暢通。具體措施為：①建立防水、排水系統(tǒng)，在廢石場邊沿挖排洪溝。②廢石場坡腳設鋼筋籠（籠內(nèi)用大塊廢石充填）或攔渣墻。

（4）綠化工程。根據(jù)當?shù)氐淖匀画h(huán)境條件，選擇當?shù)厣L的植被進行防護，防止水土流失，減少環(huán)境污染。

4.2 不穩(wěn)定斜坡防治

評估區(qū)礦體結構發(fā)育的X1、X2、X3、X4、X5不穩(wěn)定斜坡均為巖質(zhì)邊坡，在平整場地過程中，對其加劇發(fā)生的可能性均較大，對露天礦產(chǎn)開采工程正常運營和施工人員、機械危害大，針對這五處不穩(wěn)定斜坡的發(fā)育特點和危害方式，必須采取如下措施：

（1）露天采坑在設計和施工初期，要保留合理的坡比，邊坡預留工作平臺和安全平臺，最終邊坡角不大于60°。

（2）建議首先清除不穩(wěn)定斜坡坡體上的危巖體，采用機械或爆破手段，順序從上到下，防止二次發(fā)生垮塌造成人員傷害。

（3）建議在高陡邊坡段設被動防護網(wǎng)加固危巖體，防止落石或崩塌物危害坡腳設備及人員安全。

（4）在修建露天礦山工程之前地質(zhì)災害防治工程措施一定要先行，擬建工程優(yōu)先選擇布設在原始穩(wěn)定地層上（未經(jīng)擾動），距人工邊坡布設的防治工程不小于3m。

（5）工程建設和運行期間建立評估區(qū)地質(zhì)災害監(jiān)測預警體系，并由專人負責監(jiān)測和預報，特別是雨季應加強擬建場地周邊的地質(zhì)災害巡查和監(jiān)測預警工作，發(fā)現(xiàn)險情及時采取有效處置措施。

4.3 地面沉降及地震的控制

地面沉降多因采空區(qū)帶來的影響，所以為了降低沉降風險，需要注意采空區(qū)的回填作業(yè)，確保采空區(qū)的回填效果。至于地震帶來的影響，需要做好礦區(qū)的防護工作，做好礦區(qū)相應位置的加固降低安全風險的影響，確保礦區(qū)開采的安全系數(shù)。

5 結語

本文結合實際情況，對露天礦地質(zhì)災害的發(fā)生主控因素及發(fā)育規(guī)律進行研究，先結合武山縣露天礦的基本情況，對礦區(qū)的基本情況，進行闡述，之后，在對現(xiàn)有的地質(zhì)災害主控因素進行研究，最后對發(fā)育規(guī)律和地質(zhì)災害的防控措施進行研究，降低地質(zhì)災害的發(fā)生概率，確保礦區(qū)開采的安全系數(shù)，推動礦區(qū)的積極健康發(fā)展。