矿山滑坡的形成机理及边坡的治理问题

朴井龙

摘 要：矿山滑坡形成机理以及边坡治理问题一直都是专业难点，为提高矿山开采作业安全性，必须要基于边坡实际情况，确定科学合理的处理方案，避免其在施工过程中出现失稳现象。基于安全作业原则，总结矿山边坡失稳原因，结合现场实际情况，采取有效措施进行处理防护，在最大程度上来降低甚至消除安全隐患。本文主要分析矿山滑坡形成及机理和边坡治理问题，进而提出以下内容，希望能够为同行业工作人员提供相应的参考价值。

关键词：矿山滑坡；形成机理；治理问题

导言

矿山的露天开采，使矿山上覆地层岩土体卸载，造成岩土体向临空面的卸荷回弹，此时边坡内部的应力场发生改变。随着矿山开采的继续进行，边坡上松散的岩土体常常沿着已存在的软弱结构面发生滑移。矿山开采形成的高陡边坡会危及当地人民群众的生活安全，另一方面，也违背了国家关于环境建设的相关政策，破坏了当地的自然景观。例如：20世纪80年代，我国西北部某露天矿因列车通过时的扰动，产生小规模滑动，面积可达到64300m?，造成了4个开采工作面被掩埋。但是过去矿山开采遗留下的高陡坡治理依然是一个很严重的问题，所以探究矿山滑坡的形成机理及边坡的治理问题显得尤为重要。

矿山边坡的主要特点

矿山开采过程中形成的边坡一般比其它施工形成的切坡更高，一般为几十米甚至上百米，走向为几百米或几公里。其坡度一般也比较陡，有时甚至和矿坑底部相互垂直。此时，沿走向暴露的土体比较多，需要较大的投入治理。对于矿产开采，一般需要几年到几十年。开采过程由上至下，导致上部岩层保持稳定的年限更长，而下部岩层需保持其稳定性的年限较上部短。矿山开采过程中要爆破开采时的爆破荷载，机械运作震动以及车辆往复，都对矿山的岩土体造成影响，是其稳定性的影响因素之一。对矿山边坡常见问题原因进行分析，在对其进行处理时，根本上就是要对其力学平衡状态进行调整，提高其稳定性，避免施工阶段出现失稳问题，而降低施工安全性。边坡治理可分为预防性处理和补救性处理两种，根据其特点一般预防性处理应用于潜在不稳定性边坡，补救性处理则应用于处于变形破坏过程中的边坡或者是已经破坏的边坡。实际处理中可根据边坡状态来选择处理科学合理的方法。

3.滑坡形成的原因

滑坡属于一种常见的矿山地质灾害，又有‘走山、‘土溜等俗称，一般我们把在斜坡上的土体或者斜坡上的岩石沿着斜坡的软弱面整体向下滑动的现象称之为滑坡。造成滑坡的原因主要有河流的冲刷、地下水、矿震、人为因素等。笔者通过查阅大量资料，并根据自己的工作经验认为滑坡形成的原因主要可以从以下几层次上进行说明：

（1）矿体的物理性质。矿体的物理性质对边坡的强度有影响，很多矿体的物理性质比较容易被软化，一旦遭受外力的压迫就会造成滑坡现象。从力学的角度上看这些性质矿体很容易造成滑坡。（3）外部浸水对边坡的破坏。假设边坡结构长时间被水浸泡，其矿体结构又是易软化的物理性质，发生滑坡事故的几率会大大上升。由于水具有流动性，能降低矿物结构强度，并且雨季雨水造成的冲刷会造成边坡坡根的破坏，还有水库蓄水也会影响周边边坡的稳定性。（4）矿震对边坡结构的破坏。矿震是大型的自然灾害，能使矿震发生区的矿体结构在很短的时间内发生强烈的破坏，矿震会造成边坡地带原有结构的物理变化，产生新的结构面。如果矿震等级达到六级以上，滑坡的可能性是十分大的。（5）人为因素对边坡的影响。人为因素的种类比较复杂，常见的人为原因有人工削坡，乱砍滥伐，采煤挖矿，拦水造坝，采石搬山等。

矿山边坡稳定分析

一是矿山边坡结构的稳定性。边坡矿层的结构是造成山体滑坡现象的重要原因，其次是水流。矿层地质结构会影响其在滑坡发生时的滑动速度、滑动规模、滑动条件等，最主要的是矿层滑动面对稳定性影响。假设要进行野外作业或者野外矿山地质勘探需要根据边坡结构的稳定性注意以下几点：首先，顺坡结构更有可能形成滑动面，假设矿层面的倾斜度不高于边坡的坡根，矿层会演变成较为完整的滑动面。假设矿层的倾斜度不低于边坡结构的坡根，要注意矿层与倾斜度的滑动面，避免造成危害。当矿层的倾斜度比较低缓时，就比较稳定。同理，如果较高，发生滑坡可能性就比较大。其次，圆弧形滑动面，松散体矿层造成的滑坡一般是呈现圆弧状的，很多矿层受到切层的影响也会出现圆弧状。如果在灾害治理中对坡根进行压脚的方法能抑制一部分滑坡现象的发生。二是人工边坡稳定坡度的选择。在矿山施工中，自然形成的边坡一般不能满足施工作业的需要，必须进行人为加工。通过开挖、切削等方式对原有的自然边坡进行改造，形成具有稳定性的、人工操作的边坡结构。首先确定需要的坡度，要考虑原有矿物的物理性质和边坡结構面，还要考虑降水影响。

滑坡的预防及治理

不同边坡在治理和预防上也不相同，为了防止滑坡现象发生，减少灾害，必须对滑坡现象进行预防和治理。根据滑坡产生的种类，对不稳定边坡需要从以下方面进行处理。一是地表水和地下水相关问题。水流是引起滑坡现象的重要原因。通过降水造成地表水增多，进而下渗力也增强，滑动面被软化就会产生矿层的膨胀，弱化其强度和稳定性。要想解决这一问题，需要在边坡体外修筑相关的建筑作业，如环形截水沟、放射状排水沟。对地下水造成的矿体表面松动一般在边坡内设置排水平洞或开挖渗沟。二是抗滑桩。抗滑桩主要操作是将不同种类的桩体嵌入边坡滑动面下，对滑坡现象起到阻碍作用。抗滑桩在布置上相互交错排列，能有效应对小型滑坡，如均质滑坡。三是减荷与压脚。减荷是为了减少上部矿层的下滑力，压脚是增大边坡坡阻滑力。这种方式能改善矿山边坡的平衡性，对边坡出现反弧现象最为管用。但上缓下陡边坡不适用于此方法。

6 结论

综上所诉，边坡是维护矿山地质安全的重要保护结构。为了使矿山边坡工程得到持续稳定的发展，相关单位需要做好前期矿产勘探工作，并对矿山建筑施工工艺进行分析，设置出最适合该地边坡体系的建设方案。对滑坡治理方案是多样化的，要采用科学技术和先进的方法保证边坡稳定性，有效处理矿山地质灾害问题。边坡稳定性在地质灾害治理工程中比较重要。边坡的主要作用是确保周边地质结构安全与稳定，可依据具体的地质情况及区域空间背景，对其进行科学合理的规划，以达到良好的使用效果，提高整体工程质量。施工单位要在项目初期，将勘查工作落实到位，对滑坡病害进行明确认知，分析边坡稳定性，设计和制定具体的支护方案，保障整体工程质量。

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（作者单位：陕西省一三一煤田地质有限公司）