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露天矿山开采过程中,最容易出现的事故类型为露天采场边坡坍塌、滑坡,造成人员伤亡和设备损坏。因此,露天矿山边坡的稳定对矿山安全起着至关重要的作用。边坡管理的好与否,与露天开采的安全有着直接的关系。边坡安全管理的好,作业人员的人身安全就有了保障;反之,必将给作业人员生命安全带来严重的威胁,给矿山的正常生产带来极大的影响。
1、影响露天矿边坡稳定性的因素
影响边坡稳定性的因素可分为自然因素和工程因素两类
(1)自然因素即岩体本身及其所处的自然环境,包括:1)岩层的地质断裂;2)地表水和地下水的冲刷,其为边坡破坏的诱导因素;3)构造应力;4)岩体物理力学性质等。
(2)工程因素是指边坡所处的矿山采掘工程技术及管理条件,包括1)露天矿山的开采深度、服务年限、采场几何形态等;2)爆破震动和其他载荷影响;3)随着开采深度的增加,边坡岩体的自重应力也递增,边坡稳定性也越差;4)风化作用,长时间风化作用使岩体自身强度降低,对边坡稳定产生不利影响。
2、露天矿山边坡管理的基本任务
1)开展工程地质及水文地质工作,查明影响边坡稳定的各种地质条件及其他因素。
2)为露天矿山采剥工程设计可靠的工程地质及水文地质资料,每年对已经出现的边坡滑落和变形预报提出整治方案,并做好施工中的管理工作。
3)不断总结露天矿山边坡管理经验,做好露天矿山边坡管理工作。
3、露天矿山边坡事故预防措施
1)要结合矿山的实际情况,强化作业人员的安全教育,提高员工的安全意识,规范员工的作业行为。经常提醒作业过程中应注意的安全事项,及时纠正员工的不安全行为。作业人员应按自己所从事的工作,遵守本岗位(工种)的安全技术操作规程,严禁任何人员在边帮底部休息及停留,以防止边帮的突然下滑而导致人员的伤亡事故。
2)排除边坡范围内积水和地下水,是防治滑坡重要而有效的措施之一。其方法一般有两种:一是用排水沟截排地表水。二是用钻孔疏干降低边坡中地下水的水位等。这些方法,可避免对边坡岩体的有害作用,提高边坡的稳定性。
3)精心组织爆破,尽可能的减小爆破对边坡的损坏,使边坡保持较好的稳定状态。严格控制药量和爆破方向,且爆破作业完毕后,当班作业人员必须及时从上到下的清理浮石,未清理完成之前下方严禁任何作业。
4)对岩层中的节理、裂隙等容易引发坍塌或滑坡的地质构造进行加固,有效的保证露天矿山边坡的稳定性。其方法有:设置抗滑挡墙、抗滑桩、边坡注浆、安装瞄杆、喷射混凝土等。
5)对边坡岩体变形和移动情况进行监测,预防滑坡。
6)经常对边坡进行清理和修整,清理边坡上的堆积物,修整已经变形或坍塌的边坡。
7)加强雨季边帮、采场的安全工作,每逢刮风下雨必须立即停止作业;下大雨或大爆破后会对边坡的稳定造成严重的危害。
4、加强露天矿山边坡安全科研工作
1)边坡科研室露天矿科研工作的一个重要组成部分,矿山每年应根据实际情况进行科研工作。
一、概况
神宝能源公司露天煤矿位于美丽的呼伦贝尔草原中部,距呼伦贝尔市政治、经济、文化中心的海拉尔区22km,行政区域隶属陈巴尔虎旗,距陈旗政府所在地巴彦库仁镇20km,距神宝能源公司12.5km。矿区风景优美、交通便利,濒临301国道,海拉黑公路由矿区西侧通过,并有专用铁路线与滨洲线在海拉尔东站接轨。
矿区煤田成煤于中生代晚期.地层由下至上发育有侏罗系上统兴安岭群和扎赉诺尔群南屯组,大磨拐河组;新生系的更新统和全新统。本区含有1、2、3三个煤层群,12煤层全区发育而稳定,厚度大,是露天矿主要开采层,煤层最大可采厚度28.00m,最小可采厚度7.21m,平均可采厚度22.16m,煤层倾角小于6°,地质储量15.8亿吨。该煤层与其它煤产区煤质相比,具有灰份低、发热量高、水份低、挥发份高、特低硫、低磷、有害成份低等特点。
从1999年开采至今,随着采场的不断推进,内排土场的不断增高,在首采区及二采区过渡的南端帮及排土场边坡的稳定性逐渐变差,且此处煤层为顺倾煤层。由于降雨降雪及地下水径流,采场地下水得到一定的补给,常年的反复冻融,使得第四系土层的力学强度急剧下降。
据2012年10月上旬滑动迹象区域,南端帮有两条较大裂缝,同时由于端帮应力的增加煤层弱层出现了滑动的迹象,见(图2-1-1,图2-1-2)。现按照露天矿生产计划,需要削帮进行煤炭开采,由于煤层顺倾,且南帮上部有重要的生产设施如破碎站、铁路、筛分栈桥等,因此需要做一定的边坡防治措施,在进行煤炭生产的同时保证南帮的稳定。
二、边坡稳定性影响因素
影响边坡稳定的因素有以下几个方面:
(一)地质构造因素
该区地质构造条件简单,仅有1条断层,不连续结构面存在较多,在断裂面上的抗剪强度是影响边坡稳定程度的主要因素。断裂构造的存在,破坏了岩体的完整性,断裂面的抗剪强度远低于岩体其它部位的抗剪强度,断裂构造降低了岩体的强度及稳定性。断裂面是极不稳定的滑移面。本区不连续面对边坡稳定影响大,该区稳定性差,需边坡加固。 不连续面抗剪强度是指沿不连续面和软弱夹层面方向的抗剪强度,对边坡的稳定有重要影响。
(二)水文地质因素
矿区属于冬寒长久、夏季短暂、降水集中地区,在降水集中的雨雪季节,易形成瞬时地表迳流及大量积雪。大量降水渗入地下,直接降低边坡的稳定性。
矿区水文地质条件为中等类型,第四系孔隙潜水发育,并存在弱承压水,承压水头约3m,不利于松散岩层的边坡稳定性。9煤、10煤组煤系地层裂隙承压水,属于富水性含水岩组,承压水头约120m,单位涌水量中等。隔水层顶板较厚发育比较稳定,矿坑疏干排水比较容易。断裂带含水而不导水,但煤层的疏干过程易使断裂构造带成为地下水运动的良好通道,使水文地质条件复杂化,不利于边坡的稳定。
(三)冻融作用
夏季降水渗入矿坑边坡,使岩层的含水量增加,由于冬季长久,气温低,易形成季节性冻土,而翌年3月份之后,季节性冻土融化,易出现岩石冻膨及崩解现象,使边坡的稳定性降低。
(四)边坡软弱层的影响
边坡软弱层的存在,对边坡的稳定性影响较大。根据对软弱层力学指标的划分原则,第四系砂类土的自然休止角平均值为33°,最小值为30°。粘性土Φ为18~23°,C为17~25Kpa。
(五)人类工程活动
随着采坑的不断降深,边坡的临空面增大,对边坡稳定性极为不利。另外,随着排土工作的进行,边坡上部荷载进一步增大,也增加了边坡变形破坏的风险。再者,重型设备在坡体上的运动,对坡体产生一定的扰动,也直接影响了坡体的稳定性。
三、滑坡治理方案分析及确定
(一)机理分析
根据矿区地质条件、开采现状以及现场边坡滑动迹象情况,可基本定性认为该滑坡主要是由煤层顶板或土岩接触面间弱层引起的圆弧——直线型滑坡。
该矿含水层主要为第四系孔隙含水层和煤层含水层,两含水层含水量较大,对边坡稳定影响较大。第四系和煤层水都得到有效地疏干,只有残余水头对岩体渗透浸入,但其降低了岩体强度,导致位于煤层顶板泥岩、炭质泥岩软化形成软弱层, 随着矿山的不断的开采,采场形成临空界面及应力释放等因素,使坡体沿着软弱层开始滑移,非工作帮地表产生较大张拉裂缝,初步断定煤层顶板台阶滑动裂缝和地表张拉裂缝贯通,形成一个完整的滑面。
目前,由于滑坡体体积较小,为了使其不影响到矿山未来的安全正常生产,彻底清除滑坡隐患,采用将滑坡体完全剥离回填压帮的治理方案。
(二)边坡整理工程
边坡整理工程主要是为下一步的边坡治理进行准备,边坡整理工作主要包括边坡监测、边坡清理、边坡防排水以及边坡稳定性分析。
1.边坡监测
目前露天矿边坡监测工作主要以地表位移监测及边帮应力的监测为主,为了防止滑体在施工过程中再次发生失稳,对滑体的应力变化及位移进行了实时监测。目前,露天矿共设计坡监应力测点15个,同时对监测点进行了定期监测应力变化的监测和统计计算。
2013年露天煤矿计划增加边坡监测预警系统,能够对我矿的边坡提供连续、全面的监测。可对矿山边坡等发生的微小位移进行远程监测,精确测量每部分的位移变化量,分析变形机理和变形特征,并且能做出灾害早期预报。
2.清理工作(保持现状的基础上)
在保持治理区现状的基础上——内排排土场不在增高推进,对治理区地表的风氧化煤、台阶坡面上的水沟及积水进行清理和排除,为后续的治理工作提供有利条件。
3.边坡防排水工作
边坡防排水工作是治理工作中的重中之重,它直接影响到滑坡治理工作能否正常进行。
(三)边坡治理工程
1.施工方式
边坡整理工作完成以后,就要对滑坡体进行治理,滑坡治理工作主要分为三步:
(1)南帮地表至650水平剥离工作
该阶段的剥离工作主要使滑体上部减重,为回采边帮煤炭工作服务。该水平剥离方式为东西剥离。
剥离初始阶段,为了减少滑体的上面荷载,工作面必须且只能进入一台车和一台铲进行剥离工作,等该水平整体剥离一半以后,在安全允许的情况下,适当增加剥离工作的车和铲的数量。
(2)617-595水平条带式开采跟踪内排
地表至617水平剥离完后,就要对606、595两个水平进行剥离。为了保证剥离工作的安全稳步进行,不会因为剥离而导致滑坡体的进一步变形破坏,该两个水平剥离工作必须采用条带式开采跟踪内排。
(3)回填压脚工作
及时的回填压脚工作主要是为了避免和减少剥离过程中滑体边坡条件进一步恶化和重复滑动。回填压脚工作开始于595水平第一条带剥离工作的结束,595水平第二条带剥离工作的开始,回填方向与推进方向一致,边推进边回填,为了避免回填后的物料再次产生弱层,在595水平底部建立透水层,边坡体建立导水盲沟。然后再将剥离的土岩进行排弃,排弃岩石时要选择适当比例进行混排,以提高排弃物的稳定性。
透水层应回填岩性较好、透水性好的岩石物料(砂岩、砾岩、砂砾石等),以提高其抗剪强度,防止滑坡体沿该层滑移,经分析计算,该回填层厚度0.5米,物料为粒度30—50mm的砂砾石等;导水盲沟应按条带建立,并做好防渗处理。
2.剥离量及回收煤量
由于南帮滑坡区域赋存可观的煤炭资源,因此依据“边治理边出煤”的原则,在剥离同时对赋存的煤炭资源进行回收,经计算,此次滑坡治理工作共产生剥离量约212万m3,回收煤炭约200万t,回填量约150万m3 。
四、防排水
在滑坡的变形破坏过程中,水起到十分重要的作用,无论采取何种治理措施,疏干排水工程首当其冲。地表水的下渗不仅增加边坡体的自重,还会进一步弱化破碎带的强度,有效地排除滑体上部的水体可以极大增加边坡体的稳定性,对于沉陷变形所产生的地面或排土场裂缝,一经发现,应及时进行填埋、密实处理,防止雨水等地表水大量入渗,在台阶上留有水沟、截流槽等排水工程措施时应进行防渗处理。考虑到地下水的径流方向和地层的倾向,以及可能的东部山体渗水,应该在排土场及南帮西南部设置地下水疏干拦挡措施,阻止地下水渗入治理区域,造成再次滑坡,可以采用盲沟、水平排水孔、集水井等措施。
五、内排基地的处理
内排土场的稳定主要是如下原因:
1.地下水对基地泥岩和内排土场最下层砂岩浸润,降低岩体强度;基底泥岩、薄煤层向南倾斜,倾角0~5°,泥岩厚度不均,构成内排土场发生顺层滑坡基础条件;
2.内排荷载和排弃强度作用。可能造成的灾害为威胁坑下排水系统安全、威胁内排作业安全和滑坡影响南帮压煤回采作业,并造成部分煤炭不能回采。所以疏干煤层水和提高基底泥岩强度成为解决问题关键,
3.内排土场与煤层底板所形成的滑坡面,由于煤层底板不可导流水,导致此滑坡面摩擦力变小容易滑坡。
防治措施主要针对这三个重要因素:
1.内排土场转向东发展,由于基底泥岩层起伏变化,形成逆倾和顺倾边坡,边坡顺倾时稳定性较差,存在较大滑坡隐患,建议采用到导流暗渠疏干排水保证边坡稳定;
2.采场向东发展,南北帮形成顺倾边坡,而且南帮受井工采空区影响,稳定性进一步恶化,建议对内排土场和采煤工程发展衔接关系进行进一步研究。
基于以上几点,根据我矿多年的经验实践,通过内排基底安全处理可以有效的防止内排土场滑坡,
六、建议
(一)矿山在以后的生产过程中高度重视露天矿边坡管理工作,建立健全边坡安全管理机构制度,剥采生产应严格按照设计给出的边坡角、平台进行留设,严禁越采超挖。
Abstract: the landslide is a complicated system engineering, pile position plays a be a life-and-death matter's role in this complex system engineering of anti-slide pile position which, choose the right, can make the slope is stable, reaches the preset goal of management, if the pile position selection is not correct, not only make the project ended in collapse, and even the existence of security risks. Therefore, in landslide anti-slide pile location accuracy analysis becomes important. Due to the construction site geological conditions of each are not identical, some specific construction issues also each are not identical, this paper take Yunnan railway, highway as an example, expounds the construction control technology of anti-slide pile and pile deformation and internal force analysis of slip.
Keywords: landslide; anti-slide pile; pile; analysis
中图分类号:P642文献标识码: A 文章编号:
一、前言
抗滑桩是滑坡治理的关键与核心,长期以来,抗滑桩作为一种支挡抗滑结构物而广泛应用于滑坡及边坡的稳定性治理中,它涉及多个学科范畴。以往对抗滑桩桩位的计算方法以及滑坡施工控制技术,已经不能很好的适应实践的要求,因此,亟需一种新的抗滑桩桩位的计算方法及施工控制技术来迎合这种滑坡治理工程的需要。这涉及到抗滑桩的类型,以及成孔质量保证、钢筋笼不变形及不下沉、如何将桩点定位,不发生位移与偏离等诸方面的要素,只有这些要素都符合科学的计算,精准的定位,才能使滑坡治理的综合系统工程更加圆满。
二、抗滑桩的类型
抗滑桩按施工方法可分为:打人桩、钻孔桩和挖孔桩;按材料可分为:木桩、钢桩和钢筋混凝土桩;按桩的截面形状可分为圆形桩,管形桩和矩形桩等;按桩与周围岩土的相对刚度分为刚性桩和弹性桩;按结构型式可分为排式单桩、承台式桩和排架桩。抗滑桩的抗滑作用主要是利用稳定地层的锚固作用和被动抗力来平衡滑坡推力。与其它抗滑工程如抗滑挡墙、锚杆等相比,其具有抗滑能力强、适用条件广泛、不易恶化滑坡状态、施工安全简便,并能进一步核实地质条件等突出优点。由于抗滑桩在治理滑坡及维护边坡稳定上的突出优点,使抗滑桩广泛应用于矿山边坡、铁路、公路滑坡、工业与民用建筑基坑支护、港口等边坡工程中。且抗滑桩的单桩截面已达3.5 * 7.0 m,单桩的长度已超过50 m。在滑坡治理及边坡工程中,针对不同工程地质条件.采用不同类型的抗滑桩进行边坡加固与滑坡治理取得了大量成功的经验,随着国民经济建设速度的加快.其应用前景将更加广阔。
三、抗滑桩施工控制技术
1.成孔质量保证措施
抗滑桩要严格按设计图施工。同时,将施工的开挖过程视为对滑坡进行再勘察过程对待,及时地质编录,及时信息反馈,以利于调整和优化施工设计。抗滑桩施工前,须平整清除井口及周围的分散堆积物,做好施工区的地表截、排水及防渗工作,严禁井口积水。孔桩开挖深度和断面不允许欠挖,不得有尖角,开挖断面不得小于桩身设计断面与砼护壁厚度之和,护壁后的桩井净断面不小于桩身设计断面尺寸。桩井垂直度误差应符合规范和设计要求。在地下水集中渗漏处,井壁支护前应采用引水管将水引出,浇筑时扎、堵管口,并埋入混凝土中。护壁砼强度应按设计强度等级配制,同时保证其具有良好的和易性,以便于进料灌注和振捣密实。
2.防止钢筋笼变形措施
焊接抗滑桩的钢筋笼时,应焊牢箍筋、加劲筋与主筋,而且要求主筋必须调直。对于钢筋笼对接应当确保同一铅垂线上。钢筋笼的安放应首先对准孔位,然后避免碰撞孔壁,通过确保定位准确后立即固定。
3.防止钢筋笼上浮、下沉的技术措施
抗滑桩所采用的混凝土应确保搅拌符合配合比施工要求,同时应保证混凝土的和易性,坍落度适宜控制在20±2cm范围之间。采用导管法兰则应焊接导向斜面,以避免拔导管时造成导管挂笼。另外应采取迅速浇灌以及缩短浇灌时间,防止混凝土初凝形成硬块,另外采用扶笼器把钢筋笼固定起来,并压在井门下,限制钢筋笼活动。
4.防止桩位偏移,保证桩点定位的措施
通过采取精心测量,反复校验。对桩位点逐个打灰桩,在桩点开挖前做十字定位控制。每施工一根桩,用极坐标法对桩点再进行一次复检。钢筋笼必须居中,以免偏移,钢筋笼应加设钢筋笼定位卡。
四、抗滑桩变形及内力分析
1.滑动面以上抗滑桩的位移及内力分析
对于滑动面以上抗滑桩的位移及内力分析主要作为悬臂梁求解。当其分别受均布荷载及线性荷载时,由变形微分方程式
,
并考虑在滑动面处其转角及位移边界条件分别为øA 及xA。可求得均布荷载下抗滑桩滑面以上部分的位移及转角方程为
线性分布荷载下抗滑桩滑面以上部分的转角及位移为
2.滑动面以下抗滑桩的内力及变形分析
抗滑桩位于滑动面以下部分主要为地基梁,采用地基梁理论确定其变形及内力。当受均布荷载及线性荷载时分别讨论如下:
(一)当受均布荷载作用时(k法),桩顶受水平荷载时抗滑桩挠曲微分方程为
其中:xKBp为地基作用于桩上的水平抗力,。引入变形系数,即,上式可写为
解上述微分方程,得到滑动面以下桩身任一截面的变位和内力的计算公式:
其中:
当桩底为自由端时,Mb=0,Qb=0,可得
(二)当受线性分布荷载作用时(m法),桩的挠曲微分方程为 。
结合边界条件解该方程可得
式中:、、、分别为锚固段桩身任一截面位移(m),转角(弧度).弯矩(MN·m).剪力(MN);、、、分别为滑动面处桩的位移,转角,弯矩(MN·m),剪力(MN);Aj、Bj、Cj、Dj分别为随桩的换算深度而异的“m”法影响函数值;E为混凝土的弹性模量,MPa;I为桩的截面惯性矩.m4;为桩的变形系数,m-1。
,当j=0时,取
,当j=0时,取
,当j=0时,取
,当j=0时,取
上述公式中规定:若K为正整数,则(-K)!=。为保证计算精度,各式中应取m为≥4的的正整数。
当桩底为自由端时,有
3.抗滑桩设计实例
利用所编制的抗滑桩内力、变形分析与制图程序,对延吉至图们高速公路中里滑坡抗滑桩进行了设计。确定了该抗滑桩的变形、弯矩、剪力及桩与周围岩土体间的压力,如图1所示。
同时对该抗滑桩底部边界条件变化时及不同地基弹性抗力系数时内力的变化进行了对比研究,其结果如表1所示。
表1不同地基弹性抗力系数及桩底约束条件时桩内力的变化情况
可以看出,当地基抗力系数及端部约束在所给范围内变化时,其内力变化较小。底部为固定端时剪力变化较大。底部为固定端约束的情况应予以避免。
4.抗滑桩结构设计及桩侧应力复核
由计算所得内力对抗滑桩结构按混凝土结构设计规范(GBJ一89)进行结构设计。对于桩对周围岩土体的作用进行桩侧应力复核。按地层情况分以下两种情况进行:
(一)土、松散地层桩侧应力复核桩身对土及松散地层的侧壁压应力应符合
(二)较完整岩质、半岩质地层
对于中里滑坡桩身对岩体的侧壁压应力应符合其中c为折减系数。根据岩体的风化程度、裂隙发育程度及软化程度,通常取0.3~0.5,对滑坡凝灰质砂岩取0.3。K为岩层构造在水f方向换算系数,通常取l~0.5,对中里滑坡凝灰质砂岩取为凝灰质砂岩的抗压强度。
对抗滑桩的以上评价及滑坡推力等桩没计前期分析编制了设计程序(APD),使抗滑桩的设汁简捷、准确,具有广泛的应用前景。
五、结束语:
抗滑桩桩位的选择及其治理不仅是一个技术挑战,更是一个治理工程对技术人员的科学严谨态度的检验,因此它需要科学、精准,不能出现微小偏差。本文通过结合云南公路、铁路潜在滑坡体治理工程项目,提出采取抗滑桩治理滑坡方案,对抗滑桩的施工进行详细的探讨,同时提出抗滑桩治理滑坡施工的关键控制技术,及其抗滑桩变形及内外力分析,可为滑坡治理工程提供技术上的借鉴。
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我国是一个矿产资源非常丰富的国家,多种矿产资源的储量居于世界前列,比如稀土、石膏、钒、钛、钽、钨、膨润土、石墨、芒硝、重晶石、菱镁矿、锑、煤、钼、萤石、硅藻土、锶、硅灰石等。丰富的矿产资源使得我国矿山数量极多,而随着矿产资源的开发,废弃矿山的数量也在不断增加,废弃矿山所带来的环境地质灾害也愈发严重。废弃矿山引起的环境地质灾害种类有很多,比如水资源污染严重、地面坍塌、泥石流等等。如果不对这些环境地质灾害引起足够的重视,就会带给人类社会严重的损失。本文就专门对废弃矿山引起的环境地质灾害做了较为系统的分析,阐述了环境地质灾害的类型以及如何防治废弃矿山引起的环境地质灾害。
1废弃矿山环境地质灾害主要类型
1.1水资源污染严重
如果采矿工作在地下水系统或是地表水系统周围进行,就必定会导致水系统、水文地质条件发生变化。采矿过程中出现的矿井水多数源于地下水,地下水储于各个含水层中,它与地表水、大气降水有着密切的联系,并处于相对平衡状态。采矿工作对地层的破坏会导致地下水与地表水、大气降水的联系更为密切。地表水与大气降水可以透过采矿形成的裂缝对地下水直接进行补给,这就会导致矿井涌水加大。与此同时,当煤系岩层产生大量裂缝以后,含有各种矿物质成分的地下水与煤系岩层中的各种矿物质成分充分接触、混合,会发生一系列化学作用、生物作用,从而改变了矿井水的水质,造成地下水污染。
在矿井关闭以后,矿井的正常排水条件会发生变化,比如某些需人工操作的排水,在失去人工操作以后,就会发生相应的变化。同时,人类所遗弃的、呈网络状分布的地下采矿空间,其特有的酸性环境,将成为地下水污染的潜在污染源。因采矿工作需要而串通的各个含水层,在被遗弃以后,被疏干的各个含水层以及采矿空间又会被地下水重新淹没,再加上地下采矿空间独特的水化学环境,就会对地下水造成严重污染。
1.2泥石流
泥石流是矿山地区常见的一种突发性地质灾害,泥石流的特点是携带大量泥沙、来势汹涌、发生突然、历时短、破坏力极强。之所以废弃矿山易发生泥石流,其原因主要可从以下几个方面进行探讨:
(1)如果不对露天开采和坑采剥离过程中出现的废石、废土以及选矿过程中产生的废渣等进行合理的规划处理,而将其随意堆放在矿山上,久而久之,这些松散的固体物质就会越积越多。在矿山废弃以后,也不对这些固体物质进行合理的处理。而这些松散的固体物正是泥石流的主要组成部分。
(2)在矿山开采过程中,难免会对矿山生态环境造成严重的破坏,尤其是对植被的破坏,导致地表,地面结构发生巨变,调节雨水、径流的能力变弱,汇流时间缩短,洪水量急剧增加,再加上失去植被的抓附能力,地面物质极易被地表径流带走、若遇特大暴雨长时间的冲刷,就会形成泥石流。另外,因为开矿工作串通了各个含水层,致使地表水、大气降水能够直接对地下水进行补充,导致地下水突涌,严重的破坏了土体结构,进而引发泥石流。很多废弃矿山,因为失去了其原有的价值,矿山企业就不再对其进行处理和维护,导致矿山的生态环境得不到有效恢复,泥石流等地质灾害难免会频繁发生。
1.3滑坡、崩塌
滑坡和崩塌也是废弃矿山极易发生的环境地质灾害类型,因为很多矿山的采矿工作都是违反开采顺序,滥采滥挖,比如采石场、露天煤矿、铁矿等,这些现象会破坏矿山边坡的应力场,致使边坡失稳,再加上土体、岩体本身自重的影响,进而发生滑坡。崩塌是指在采矿过程中破坏了岩体结构,导致地质构造完整的岩体被分割成割裂体,割裂体在诱发因素下失稳形成崩塌。滑坡、崩塌等地质灾害的出现往往十分突然,让人猝不及防,会对矿山周围居住的人类造成极大影响,轻则损失财产,重则致残殒命。
1.4地面塌陷
地面塌陷是废弃矿山最常见的一种环境地质灾害现象。长期的采矿工作,导致地下矿藏被采掘一空,岩层之间出现极大的空隙。若矿山尚在使用中,矿山企业会对采空区的支撑结构以及应力情况时刻进行检查和维护,以保证矿山的安全。而一旦矿山资源告罄,矿山被废弃,就不会再有人对采空区进行维护,采空区的顶板岩层在自重的影响下以及其覆盖层的重力作用下,会向下弯曲和移动,如果再有外力影响,就会发生地面塌陷。或者,因为地下水、地表水的影响,导致支撑结构渐渐腐坏,不能再承受顶板重量,导致采矿区塌陷,形成盆地,危及地表的农田、水利、建筑等各项设施以及生活在废弃矿山周围人们的生命安全。
2如何做好废弃矿山环境地质灾害的防治工作
采用何种方式对废弃矿山的环境地质灾害进行防治,这是一项较为复杂的工作,必须要根据当地的环境地质条件,灾害发育程度以及技术经济水平而定。
2.1水资源污染的防治工作
对于废弃矿山水资源污染的治理工作来说,其措施可分两大类:主动性措施和预防性措施,比如在矿井内填充净化材料,采用注水井构筑“水力坝”以防止污染扩散、利用水平孔预排老空污水等。在处理废弃矿山的水污染时,首先要对可能造成水污染的具体因素进行全面的分析,系统的收集相关资料,比如含水层的水力特征,废弃矿井的空间形态、植被、降水等情况;其次,要根据所获得的资料对危险因素进行识别,比如人工采矿活动留弃的各种危险因素以及一些客观的危险因素。另外,还可以采用截断污水与洁净水之间联系的方法,以防污水污染矿山周围的水资源。
2.2泥石流的防治工作
泥石流的防治主要有生物措施与工程措施两种:首先,生物措施是指在废弃矿山上重新种植植被,恢复矿山的生态环境,恢复矿山环境的自我调节能力,这种措施的生效时间较长;其次,工程措施是指利用工程手段控制泥石流的发生或是减少泥石流的发生频次,降低泥石流的影响程度。一般都是建立拦挡、排导以及支护结构,对河谷上游的松散固体物进行拦挡。亦或是修筑拦挡坝以及谷坊,疏通沟道,加速泥石流的排导等。
2.3滑坡、坍塌等灾害的防治工作
滑坡、坍塌等灾害的防治主要有以下一些手段,比如削石降坡、削坡降压、整坡与清坡等。削石降坡是指采用挖方、填方、设置安全平台等措施,控制废弃矿山的边坡高度以及坡度,使边坡达到自稳状态,控制边坡出现滑移或是崩塌现象。清坡是指对废弃矿山坡面上的危岩进行清理,削除局部陡崖,回填坡面凹陷处,修整坡顶棱角等,以此保证坡面的平整度。另外,还可以通过一些工程措施来防止坡体滑移,保证矿山周边居民的生命财产安全。
2.4地面塌陷的防治手段
对废弃矿山地面塌陷的治理来说,常采用充填复垦手段。这种方式是指利用矿区周围的粉煤灰、剥离物、煤矸石等物质作为充填料,对采空区塌陷区进行回填。这种方法不仅可以对开矿过程中产生的煤矸石、粉煤灰等污染物进行综合利用,保护矿山环境,同时还可以对采空塌陷区进行有效的治理,可谓一举两得,既解决了塌陷治理问题,又解决了矿山固体废弃物问题。
3结束语
总而言之,废弃矿山是我国环境治理和保护的重要工作之一,切不可弃之不顾。现今我国对废弃矿山环境地质灾害的治理还存在很多问题,比如技术投入、财力投入方面还欠缺,制度方面的力度还不强,这些问题都需要进一步进行解决,方能处理好废弃矿山的环境地质灾害。
参考文献
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[4] 王维理,陈昌彦.废弃矿山植被恢复工程中弃渣边坡地质灾害危险性评估[J].地质灾害与环境保护,2013,24(3):17-20.
边坡是某些工程项目建设重要的部分,也是最容易受到雨水侵袭的部分,所以这部分区域往往是水土流失的重灾区。在工程项目的建设中,进行边坡水土保持考虑已经成为了项目建设的重要内容,但是尽管如此,部分工程的边坡受侵袭程度依然较为严重。藤本植物在生活中比较常见,这种植物的根系发达,生长期较快,而且枝叶绵密,有着非常好的覆盖效果。另外,此类植物对于水分的吸收和保持也较为突出,所以在边坡水土保持中,积极地利用此类植物,必然会产生不一样的效果。
1 边坡特点
1.1 受损程度高
边坡的受损程度高是其显著的特点。从目前的边坡类型来看,主要有自然边坡和人工边坡两种,自然边坡受环境的影响比较大,一般较强的外力因素便会造成损坏。而人工边坡由于是后续的人为行为,所以缺少了自然的整体性,在压力或者是荷载力的情况下也会产生损坏。从目前表现出来的情况看,人造边坡主要会出现裂缝、坍塌等问题,而自然边坡则比较容易出现断裂等问题。总之,无论是自然边坡还是人为边坡,都具有较高的受损度。
1.2 整体性较差
边坡的整体性较差也是一个比较突出的特点。就自然边坡而言,因为其是公路建设过程中通过道路开挖而形成的坡面,所以其整体性遭到了破坏。由于整体性被破坏,所以一体化的结构被打破,稳定性也就出现了下降。对于人造边坡而言,整体性差主要是因为受技术因素的制约,整个公路的施工做不到完全的统一,由此形成了边坡外部造型和内结构的差异。
2 藤本植物的优势
2.1 生长期短,覆盖性高
藤本植物的显著优势是生长期较短,而且覆盖性较高。无论是草藤植物还是木藤植物,其都具有较强的生长性。而且由于藤本植物必须要有所倚靠才能直立生长,所以在没有直立倚靠的边坡环境中,藤本植物智能伏地生长。通过不断的生长和繁殖,枝叶的密度严重增加,从而会形成对边坡的天然保护屏障。简单言之,生长期较短,但是具有高覆盖性的藤本植物对于边坡而言意义重大。
2.2 保持水土优势明显
藤本植物的另一个优势便是保持水土的优势明显。植物保持水土主要靠两方面的作用:第一是利用枝叶进行雨水遮挡,从而减少雨水对地表的冲刷。第二是利用根系进行水分的吸收,从而达到涵养水源,减少地表水的目的。藤本植物枝繁叶茂,具有较强的覆盖性,所以对雨水冲刷的阻拦作用明显。另外,藤本植物在伏地生长的过程中会因触地而产生较多根须,这些根须能够实现吸收水分的作用,所以说藤本植物保持水土的优势明显。
2.3 造价成本低
藤本植物的另一个突出优势是其造价成本非常的低。藤本植物生长较快,而且在伏地生长的过程中,由于藤蔓触地会产生新的根系,所以繁殖的速度也相当的快。换言之,在边坡进行藤本植物的栽种时,仅需要做好计算,然后按照区域来进行种植便可,在较短的时间内,整个边坡便会被藤本植物覆盖。所以说其造价相当低。
3 藤本植物在边坡水土保持中的作用
3.1 在边坡抗损中的利用
藤本植物在边坡抗损中具有重要的作用。从实践情况来看,边坡的损坏程度越高,其发生水土流失的可能性越大,所以要想保持水土就必须强化边坡抗损能力。藤本植物的根系有个显著的特点,就是在接触地面的部分会自然的生长出须根来加强自身和地面的贴合度,利用藤本植物的这个特点,整个边坡都处在了藤本植物的根系保护中,由于植物根系具有一定的收缩力,所以通过这种力的作用,边坡的抗损能力得到了有效的提升。抗损能力提升,水土保持的能力也得到了强化。
3.2 在边坡完整性上的应用
藤本植物在边坡完整性方面也有着突出的应用。在人造边坡中,由于技术因素往往会产生边坡一致性较差的问题,而一致性较差,边坡的稳定性便会下降。利用藤本植物的根系作用,可以有效的将边坡进行固结,然后利用枝叶良好的覆盖性,边坡的绿化工作可以得到实现。这样,无论是从内在结构上看还是从外在形象上看,边坡的整体性都得到了有效的提升。整体性的强化,水土保持能力也有了提升。
3.3 在水土保持方面的应用
藤本植物在边坡中最重要的应用便是水土保持。就藤本植物对边坡水土保持的作用而言主要分为两部分:第一是藤本植物发达的根系可以进行对水分的吸收,这样就能够有效的减少地表水对边坡的作用。第二是藤本植物枝叶繁密,对边坡表面具有保护作用,一方面缓解了雨水对边坡的冲刷,另一方减少了雨水与边坡的接触。由于接触作用减弱,冲刷力度和强度减小,所以边坡的抗水土流失能力大大强化。
4 结语
藤本植物是生活中常见的植物,此种植物生长快,绿化效果突出,而且具有良好的水土保持作用,所以在公路边坡水土保持的措施利用中,积极的进行藤本植物的栽种。不仅能够使得边坡的水土保持得到强化,还可以提升边坡的抗损能力以及完整性。
参考文献:
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坚持以科学发展观为统领,认真贯彻实施《省地质灾害防治条例》,按照“预防为主、避让与治理相结合,全面规划、突出重点”的要求,切实加强组织领导,全面落实地质灾害防治责任;进一步建立健全群测群防体系,加大宣传培训、调查巡查、监测预警力度,严格执行危险性评估制度,努力提高应急处置能力;加快推进勘查治理、应急排险和避让搬迁工作,及时消除地质灾害隐患,有力保障人民群众生命财产安全。
二、地质灾害现状
我县地处浙南中低山区,地势西高东低,山势陡峻,峡谷深切,残积物多。境内火山岩、花岗岩广布,断裂发育,风化作用强烈,且全年降雨量充沛,季节性降雨明显,在《省地质灾害防治规划》中属“浙南中低山地滑坡、泥石流地质灾害重点防治区”。近年来,随着极端气候的影响和人类工程建设活动的加剧,全县地质灾害隐患呈逐年增加之势,对人民群众生命财产安全造成极大威胁。截止2011年底,全县共查明地质灾害点隐患点154处(包括滩坑库区新增点),涉及31个乡镇(包括油竹管委会)112个行政村,影响人口6000多人。需防治管理的重要地质灾害隐患点有59处,其中A类点有2处、B类点有9处、C类点有38处,滩坑库区隐患点10处。有崩塌、滑坡、泥石流和地面塌陷等4大类型。
三、地质灾害特征和诱发因素
根据地质灾害现状及地质灾害发生的基本规律,我县地质灾害多以中、小规模为主,有点多面广、规模小、突发性强、危害性大等特征。其诱发的主要因素为降雨特别是强降雨,其次与矿山开采、水库建设、修路建房等人类工程建设活动也有很大的关系。
四、地质灾害趋势预测
根据我县地质灾害现状、特征、诱发因素及今年气象趋势预测,结合历年来我县地质灾害发生的时段、类型进行综合分析,预测今年我县地质灾害易发时期集中在4月份至10月份,特别5月下旬至6月下旬的梅汛期和7月下旬至9月下旬的台汛期,为地质灾害易发和重点防范期。梅汛期降雨量50毫米以上,或连续大雨3天以上、过程降雨量大于100毫米的时段,台汛期台风影响发生强降雨时至台风过后降雨停止后48小时时段,是地质灾害易发和重点防范时段。该时段极易发生山区浅表层风化残坡积土层和碎屑岩体滑坡及滑坡泥石流等类型的地质灾害。由于矿山开采、水库建设、修路建房等人类工程建设活动引发的山体崩塌、滑坡以及由强降雨造成的泥石流也有较高的发生率。
五、地质灾害防治重点
根据地质灾害隐患现状、规模、稳定性、危害程度和趋势预测,年我县地质灾害防治重点如下(详见附件):
(一)A、B类地质灾害隐患点。具体是鹤城镇鹤东村山头自然村、山口镇大安村彭山自然村、乡陈须村底吴山自然村、乡雄溪村、镇内冯村坑口自然村、乡石平川村(横坑)、乡吴山村、岭根乡黄驮山村马坳自然村、鹤城镇陈山村沙降自然村、汤垟乡西天村、仁庄镇莲头村等11处。
(二)C类地质灾害隐患点。具体是小舟山乡丁坑村、万阜乡白岩前村、巨浦乡徐山村桐桥自然村、腊口镇张庄村马岭头自然村、船寮镇雷石村牛埠自然村、大路村山后自然村、黄垟乡底项村龙潭背自然村、石平川村中心小学门口等38处。
(三)滩坑库区地质灾害隐患点。目前已查明10处,主要分布于北山镇、岭根乡等2个乡镇。分别是北山镇马岭桥、格坑村、万阜圩、上贵府、西斜、郎回源口、垟村、白岩村、岭根乡驮田坪、吴山埠等10处。
(四)矿山边坡及采空区。主要分布于黄垟乡钼矿区和山口镇叶腊石矿区等开采矿山和废弃矿山。
六、地质灾害防治的主要任务和措施
(一)加强领导,明确防治职责
各乡镇政府和有关单位要在县政府统一领导下,坚持“以人为本、执政为民”的理念,进一步加强领导,明确职责,把地质灾害防治作为落实科学发展观的一项重要工作来抓,做到责任、人员、投入和措施到位。县国土资源局负责地质灾害防治的组织、协调、指导和监督工作;交通、水利、农业、林业、建设、教育、旅游等部门按照各自的职责分工,负责做好本管辖范围内的地质灾害防治各项工作;各矿业法人和北海水力发电有限公司要负责做好本管辖范围内的地质灾害防治各项工作;各乡镇政府按照与县政府签定的年度地质灾害防治责任书要求,进一步落实责任,完善措施,健全防灾网络,切实抓紧抓好地质灾害防范工作。
(二)制定方案,落实防治责任
县国土资源局应会同交通、水利、农业等部门依据县地质灾害防治“十二五”规划,在总结上年度工作的基础上,结合我县地质灾害现状、类型、规模、危害性等实际情况,制定2012年度地质灾害防治方案。年度地质灾害防治方案应包括地质灾害概况、趋势预测、重点防范期、防治重点、监测和防灾责任人等相关内容,要有明确防治任务、防治责任人和防治措施,并报县政府批准后并公布实施,作为指导年全县地质灾害防灾减灾工作的指导性文件。
(三)加强排查,完善防灾网络
各乡镇政府和有关单位要及时组织力量对已查明需监测和新发现的重要地质灾害隐患点(或区),在汛期前开展全面排查工作。分析其发展趋势、确定危险程度,并根据实际编制各点地质灾害应急预案,要明确组织机构、预警信号、转移路线、避灾地点和联系方式等相关内容,并报县地质灾害防治工作领导小组办公室备案。同时,要落实防治监测人,签订责任书,对重要地质灾害隐患点(或区)设立警示牌,对群众发放防灾明白卡,进一步完善地质灾害群测群防网络,做到排查到位,责任到位、人员到位,措施到位。
(四)落实制度,提高处置能力
各乡镇政府和有关单位要充分利用地质灾害群测群防网络,在梅汛、台汛期地质灾害高发、多发时段,认真落实好值班、巡查、监测、预警预报、应急避险等制度,将地质灾害防范各项工作延伸到基层,把任务措施落实到每个地质灾害隐患点(或区)。同时要保证群测群防网络和预警预报系统正常运转,有效确保影响区的群众安全度汛。对经常或可能发生崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害的重要地区,特别是滩坑库区和矿山采空区,要严密巡查监测并及时预警。坚持把日常监测与重点监测相结合,重点防范期实行24小时监测制度。若临灾或发生灾害时,要及时组织人员开展抢险救灾工作。临时避让回迁工作应警惕雨后发生滑坡滞后活动的可能性,避免突发性、灾害性天气对人民群众生命财产造成的损失,进一步提高应急处置能力。
(五)加强宣传,增强防治意识
各乡镇政府和有关单位要将地质灾害防治工作的有关法律规定和科学知识纳入宣传教育计划,充分利用广播、电视、报纸、网络等新闻媒体,广泛开展多层次、多形式舆论宣传和科普宣传。要利用地球日、减灾日、土地日等特殊节日,组织针对性强的宣传教育活动和公益活动。农村是地质灾害防治工作的难点和重点,要继续把宣传教育的重点放在基层,通过分散或集中培训的形式,或是在重要隐患点(区)开展实地演练工作,不断提高全社会和全民防灾减灾意识,特别是不断提高危险区群众防灾自救能力。
(六)调查评估,把好灾害源头