礦山排棄場滑坡事故的預(yù)防和治理

1、礦山排棄場滑坡事故的預(yù)防和治理一、礦業(yè)經(jīng)濟(jì)中的一個(gè)古老而又現(xiàn)實(shí)的問題：索取與愛護(hù)的沖突人類的采礦歷史實(shí)際上是一部人類對自然界的征戰(zhàn)史，通過不斷地制服自然，索取自然資源，以求得人類的生存和進(jìn)展。但是，從古至今，人類始終沒有解決好對自然的索取和有效愛護(hù)這一礦業(yè)經(jīng)濟(jì)中的一個(gè)古老 而又現(xiàn)實(shí)的問題，非煤礦山排棄場滑坡災(zāi)難引發(fā)安全事故，就是其中的一個(gè)重要問題。迄今為止，我國的采礦業(yè)多是以粗放為主導(dǎo)的方式獵取財(cái)寶， 經(jīng)常是以犧牲資源和環(huán)境為代價(jià)。我們已經(jīng)在承受著自然界對人類的無情的懲處：我省閩東某礦山排棄場在 1997 年由于滑坡造成死亡 17 人，礦山下游整個(gè)自然村毀于一旦，后果嚴(yán)峻?，F(xiàn)在，各種人為的和災(zāi)

2、難性的礦山事故呈上升趨勢，尚未形成礦山災(zāi)難事故的潛在隱患增加，特殊是我國眾多的小礦山安全生產(chǎn)條件和治理都比擬差，安全生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境的形勢都不容樂觀；其后果是既嚴(yán)峻危害廣闊生產(chǎn)者的生命安全，又嚴(yán)峻制約著我國礦業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)進(jìn)展。本文是筆者依據(jù)自己多年的設(shè)計(jì)和實(shí)踐體會(huì)， 對福建省非煤礦山排棄場滑坡災(zāi)難事故的主要問題進(jìn)展分析，并依據(jù)排棄場設(shè)施的特點(diǎn)，提出防治建議。二、非煤礦山排棄場滑坡災(zāi)難事故的成因及其表現(xiàn)1、根本緣由2004 年 9 月 20 日，國家安全生產(chǎn)監(jiān)視局就出臺(tái)了金屬非金屬礦山排棄場安全生產(chǎn)規(guī)章，國家安全生產(chǎn)科技進(jìn)展規(guī)劃也把預(yù)防和治理非 煤礦山排棄場災(zāi)難事故列為非煤礦山安全生產(chǎn)科技進(jìn)展的

3、重點(diǎn)任務(wù)之一。但從有法可依到有法必依通常要走一段較長的路。在礦山的實(shí)際開采中， 由于從業(yè)人員特殊是礦山業(yè)主對排棄場安全問題熟悉有限，特殊是受經(jīng)濟(jì) 利益的驅(qū)使，短視和掠奪式經(jīng)營的理念盛行，廢石的隨便排棄或排棄場的 不當(dāng)設(shè)置仍相當(dāng)普遍。排棄場危害的產(chǎn)生與形成在時(shí)間上具有滯后的表現(xiàn)。我省小型礦山的興起是在上個(gè)世紀(jì)七、八十年月，至目前由其引發(fā)自然災(zāi) 難的頻率尚未引起人們足夠的重視。故建立初期工程勘探和排棄規(guī)劃設(shè)計(jì) 等涉及到排棄場建立的很多重要方面常被無視，不經(jīng)設(shè)計(jì)隨便堆置的排棄 場不在少數(shù)。我省為山區(qū)省份，礦山多分布于高山、丘陵地帶，這類隨便堆置的排棄場常存在場址選擇不合理、堆排工藝不科學(xué)等問題。這就

4、給排 棄場留下了不少安全隱患。2、主要表現(xiàn)一是排棄場滑坡。排棄場是露天礦組織生產(chǎn)不行缺少的附屬工程，它作為露天礦山存放廢石的場地，是以人工排入形式把大小各異、外形不同的廢石塊積累在一起，這些雜亂無章、離散分布的廢石塊又承受著上方堆體荷重。排棄場基底與廢石塊之間接觸是不連續(xù)的、離散的蜂窩狀，剛性與塑性體之間呈嵌合式接觸。特別的構(gòu)造極易使巖土體依附于其內(nèi)在或潛在的脆弱構(gòu)造面(帶)，在重力、雨水等綜合因素作用下，失去原有的平衡條件，長期堆放累積形成的廢巖邊坡失穩(wěn)，致使松散廢巖棄土整體大規(guī)模錯(cuò)動(dòng)、滑移，造成滑坡。排棄場滑坡的類型通常有：推動(dòng)式滑坡和牽引式滑坡。前者是生產(chǎn)中排棄工藝不科學(xué)，如堆排邊坡太大

5、、加載過快、人為干擾、或自然不行抗力的作用引起，其活動(dòng)方式是上部先滑動(dòng)，而后推動(dòng)下部一起滑動(dòng)。后者是基底存在的脆弱層在基建期處理不當(dāng)，或排水設(shè)施不健全等緣由，致使排棄場荷載作用下的基底抗剪阻力急劇下降，受荷變形、造成整體剪切破壞，其活動(dòng)方式是底部滑動(dòng)而引發(fā)排棄場整體失去平衡。二是泥石流。泥石流實(shí)際上是滑坡的特例。我省地處季風(fēng)氣候區(qū)，降水量大而集中，排棄場選址不當(dāng)是降雨引發(fā)泥石流的根本緣由。它是一種高濃度固體和液體的混合顆粒流。它爆發(fā)突然、歷時(shí)短暫、來勢兇狠、具有極強(qiáng)的破壞力。排棄場泥石流從成因上一般分為水力侵蝕型和重力侵蝕型。水力侵蝕類型泥石流是排棄場設(shè)置在匯水面積大的山谷地帶,由于暴雨或水庫

6、崩壩等緣由突然形成急劇的徑流，在水流沖刷作用下洪水夾雜著大量的泥沙和石塊沿陡坡地形急速流淌。石塊數(shù)量不斷增加，而且在運(yùn)動(dòng)中又不斷攪拌成為具有特別性質(zhì)和流態(tài)的流體，這就是泥石流。這類泥石流形成的條件，必需是水體的流淌力要大于固體碎屑顆粒間的總阻力。重力侵蝕類型泥石流是排棄場積累的廢棄渣土受降水、徑流的浸潤滲透，含水量漸漸增加，自身重力隨之增大，致使積累物的內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角相應(yīng)減小，積累的廢棄渣土因內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角相應(yīng)減小而漸漸消失液化，其穩(wěn)定性下降而沿坡面滑動(dòng)。經(jīng)過肯定的時(shí)間和一段距離的混合攪拌，生成泥石流體。此外,亦可能由坍塌、滑坡體直接轉(zhuǎn)變?yōu)槟嗍?。三、治理和預(yù)防非煤礦山排棄場滑坡災(zāi)難事故的

7、思路針對排棄場災(zāi)難事故的上述成因和表現(xiàn)，除了加強(qiáng)相關(guān)的行政治理外， 還要樂觀討論有利于排棄場安全的治理措施和設(shè)計(jì)方案。依據(jù)多年現(xiàn)場調(diào) 查和踏勘閱歷，筆者提出以下在我省治理和預(yù)防非煤礦山排棄場滑坡災(zāi)難 事故的根本思路。1、治理措施對建立初期考慮不周或隨便堆置的排棄場，應(yīng)當(dāng)盡可能予以補(bǔ)救。針對推動(dòng)式滑坡的生成機(jī)制，要結(jié)合排棄場現(xiàn)狀對排棄場的穩(wěn)定性進(jìn)展重新驗(yàn)算,修正排棄場技術(shù)參數(shù)，重新制定合理可行的堆排工藝，對超載的堆場自上而下分層進(jìn)展人工卸載。針對牽引式滑坡的生成機(jī)制，要克制由于相關(guān)條件的先天缺乏而產(chǎn)生的治理困難，治理措施要三管齊下：排水、改善滑動(dòng)帶土的工程性質(zhì)并加強(qiáng)支擋。使排棄場獲得新的平衡。針

8、對泥石流的形成機(jī)制，對水力侵蝕類型泥石流采納蓄水、引水和截水工程，掌握地表徑流削減水動(dòng)力，使水土分別。對重力侵蝕類型泥石流可設(shè)置攔擋構(gòu)筑物，攔蓄固體物質(zhì)，用排水及支護(hù)等手段防止連續(xù)發(fā)生邊坡倒塌和滑坡?？傊褪且壮樾?，破壞其生成條件。對臨時(shí)無法解決安全隱患的困難地段應(yīng)搬遷下游民居，以防事故的發(fā)生。2、對新建排土場應(yīng)以防為主多管齊下，其預(yù)治措施應(yīng)著眼以下幾個(gè)方面選擇最適宜的場址建立排棄場。這是最根本的防治思路。要從優(yōu)選地形、水文和工程地質(zhì)條件、植被及周邊環(huán)境等因素入手，進(jìn)展合理設(shè)計(jì)。避開塌方老滑坡、老泥石流、地下河，斷層、破裂帶、脆弱基底等不良地質(zhì)區(qū)，避開跨越流水量大的溝谷等不利因素，適當(dāng)改造

9、有關(guān)條件，以使之適應(yīng)實(shí)際需要。設(shè)立截水溝，建立廢石壩、攔泥壩等配套設(shè)施，防止水土流失造成滑坡和泥土流失等災(zāi)難的發(fā)生，增加排棄場的穩(wěn)定性。合理掌握排巖挨次避開形成脆弱構(gòu)造層。露天礦山一般采納的是汽車運(yùn)輸，推土機(jī)排棄工藝。巖土在排棄過程中不加以掌握易造成巖、土成水平或傾斜分層。水平分層，是由于巖土按其采出挨次堆排形成不同的構(gòu)造分層；傾斜分層，是由于巖石比重不同，加之排土強(qiáng)度的不均衡性， 形成排棄物料沿自然邊坡角的傾斜分層。巖、土分層易形成脆弱構(gòu)造層， 造成滑坡。為盡量削減分層作用，在排土過程中，宜采納選擇性排土法， 馬上排土場分為若干分區(qū)，分別排棄不同構(gòu)造性質(zhì)的巖土，并采納排巖機(jī)械準(zhǔn)時(shí)整理排卸平臺(tái)

10、。在堆排過程中底部應(yīng)先以大塊廢石墊底，以利滲透， 并用大塊巖石堆置在最底一個(gè)臺(tái)階反壓坡腳，增加廢石場穩(wěn)定，防止滑坡形成。掌握排土推動(dòng)強(qiáng)度和堆置邊坡。設(shè)計(jì)要嚴(yán)格掌握排棄推動(dòng)強(qiáng)度、排棄強(qiáng)度。排棄強(qiáng)度的大小，對排棄物料及其基底內(nèi)壓力增長速度有很大的影響,當(dāng)應(yīng)力增長速度超過肯定數(shù)值，與排棄物料和基底土層性質(zhì)不相適應(yīng)時(shí)，就會(huì)破壞排棄場的應(yīng)力平衡狀態(tài),導(dǎo)致滑坡。因此，在排棄過程中，應(yīng)通過試驗(yàn)和觀看確定合理的堆排速度，嚴(yán)格掌握排土強(qiáng)度，防止由于排棄物料及基底土層超載而導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)，還應(yīng)留意排棄場最終堆置邊坡應(yīng)小于巖堆的最小安眠角。排水。設(shè)計(jì)應(yīng)沿排棄場上方設(shè)排洪溝，當(dāng)排洪溝設(shè)于破裂巖體或土基上時(shí)，應(yīng)選用漿砌溝

11、。將排棄場上游水有組織引至排土場攔截壩的下游，排棄場堆排平臺(tái)應(yīng)用推土機(jī)推成反向坡度，讓平臺(tái)上的雨水排入排水溝，平臺(tái)上如發(fā)覺有下沉，裂縫時(shí)應(yīng)準(zhǔn)時(shí)回填，以防雨水滲入。樂觀處理排土場基底。排棄場在投入使用前應(yīng)將基底植被去除潔凈，自然地形坡度大于 1：5 的坡地應(yīng)做成臺(tái)階狀，也可在基底進(jìn)展爆破， 形成凹凸不平的抗滑面增加穩(wěn)定性。對于基底表土或較薄的軟巖層，可在排土之前開挖掉；若軟巖基底較厚，則預(yù)先開挖處理是不經(jīng)濟(jì)的，此時(shí)則要掌握排巖階段的堆置高度，以使基底得到壓實(shí)和漸漸分散基底的承載壓力。對地下水、沼澤地可設(shè)置盲溝、滲溝排水。坡面防滲層。為防止大氣降水沿坡面滲入，惡化邊坡條件，對經(jīng)過清理、整平、壓實(shí)后的平盤和斜坡，進(jìn)展坡面防滲處理。防滲材料可選用采場剝離粘土，沿坡面堆放后，由推土機(jī)推平碾壓，并結(jié)合進(jìn)展地表綠化固土。選擇合理的林木種植方法綠化排棄場坡面。在排棄場坡面合理地栽植林木，發(fā)揮林木對土壤