大型金属矿山边坡滑坡的成因及治理措施

大型金属矿山边坡滑坡的成因及治理措施

颉保亮，廖志威，石富军，邹平波

（江苏省有色金属华东地质勘查局，江苏　南京　２１０００７）

eologic hazard

伴随矿山大量开采而带来的滑坡事故直接关系到人员和财产的安全。针对这一问题，提出大型金属矿山边坡摘 要：

滑坡的成因及治理措施研究。通过对大型金属矿山边坡滑坡的成因进行分析，有针对性的提出对大型金属矿山边坡滑坡的治理具体措施。致力于从根本上降低矿产企业的生产成本，提高矿山的安全性和稳定性。

大型金属矿山；边坡滑坡；成因；治理措施关键词：

Ｇ６４２　　Ａ　　１００２－５０６５（２０１９）１９－０１４３－２中图分类号：文献标识码：文章编号：

Causes of slope landslides in large metal mines and its control measures

XIE󰀁Bao-liang,󰀁LIAO󰀁Zhi-wei,󰀁SHI󰀁Fu-jun,󰀁ZOU󰀁Ping-bo

（Ｊｉａｎｇｓｕ　ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ　ｍｅｔａｌｓ　Ｅａｓｔ　Ｃｈｉｎａ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　Ｂｕｒｅａｕ，　Ｎａｎｊｉｎｇ　２１０００７，　Ｃｈｉｎａ）

Abstract:　Ｔｈｅ　ｌａｎｄｓｌｉｄｅ　ａｃｃｉｄｅｎｔ　ｃａｕｓｅｄ　ｂｙ　ｍｉｎｉｎｇ　ｉｓ　ｄｉｒｅｃｔｌｙ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ｐｅｏｐｌｅ　ａｎｄ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ．　Ｉｎ　ｖｉｅｗ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　

ｐｒｏｂｌｅｍ，　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐｕｔｓ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｔｈｅ　ｃａｕｓｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｌｏｐｅ　ｌａｎｄｓｌｉｄｅ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅ　ｍｅｔａｌ　ｍｉｎｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅａｓｕｒｅｓ．　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃａｕｓｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅ　ｍｅｔａｌ　ｍｉｎｅ　ｓｌｏｐｅ　ｌａｎｄｓｌｉｄｅ，　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐｕｔｓ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅ　ｍｅｔａｌ　ｍｉｎｅ　ｓｌｏｐｅ　ｌａｎｄｓｌｉｄｅ．　Ｉｔ　ｉｓ　ｃｏｍｍｉｔｔｅｄ　ｔｏ　ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｌｙ　ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｃｏｓｔ　ｏｆ　ｍｉｎｅｒａｌ　ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ　ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ　ａｎｄ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｍｉｎｅｓ．Keywords: ｌａｒｇｅ　ｍｅｔａｌ　ｍｉｎｅ；　ｓｌｏｐｅ　ｌａｎｄｓｌｉｄｅ；　ｃａｕｓｅ　ｏｆ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ；　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅａｓｕｒｅｓ

大型金属矿山边坡安全是矿山开采工作中的一项重要环节，边坡的稳定性直接关系到人员和财产的安全。来自边坡的滑坡能直接造成矿山设备损坏、生产停顿，甚至矿山报废，因此大型金属矿山的边坡监测和维护及边坡安全至关重要。通过对大型金属矿山边坡滑坡的成因加以总结与分析，发现其中的规律，可以为今后的灾害预警与综合治理提供有益的经验信息。

滑坡体不稳定，从而引发滑坡，但是这属于次要因素。按照专家说法，煤矿在滑坡面的另外一侧，影响应该不大，而且距离有500m。

2 大型金属矿山边坡滑坡治理措施

由于滑坡是岩质或土质斜坡的局部稳定性无法维持，在重力或其他荷载作用下，岩土体沿其软弱破裂面整体下滑的地质灾害。大规模滑坡明显都是在重力作用下发生的。而由自重引起的滑坡，内在因素就无非是岩土松软、地势陡峭、干湿交替、构造面发育之类的要素。对于大型金属矿山边坡滑坡的治理措施，建立高效的山体滑坡监测预报机制是势在必行的。首先，各级地方政府、特别是县、乡政府、各个村委会必须对本地具有滑坡危险的大型金属矿山进行检查，对于居住在附近的村民及早尽可能的搬离[2]。

1 大型金属矿山边坡滑坡成因

研究大型金属矿山边坡造成滑坡的原因，首先要研究滑坡发生的几个条件因素。首先是地形，一马平川的地方不会发生，陡峻的山区容易发生，这不仅是山区有一个向下滑动的趋势，主要是在于坡体内的应力场状态。其次是滑坡岩土体的性质，土质滑坡较多，岩质滑坡少之又少，虽然砂岩、泥岩、千枚岩、花岗岩等各种岩性的滑坡原理各不相同，但总之是松散的性质较为有利，所以滑坡大多发生在全风化与强风化层中。还有就是在人工切坡和降水这两大罪魁祸首之下，许多滑坡就这么被触发。人工切坡主要是使得坡脚增大，这严重改变了滑坡体的应力场，使得向下滑动的趋势陡然增加。而降水则大大影响了岩土体之间的凝聚力，最为核心的两个指标是内聚力和内摩擦角度，其中后者的灵敏度更高，而且降水还可能会使不完整的结构面贯通，这一点也不容小觑[1]。

除此之外，地震对于大型金属矿山边坡滑坡的影响是肯定的。地震会一定程度上改变山体或者土质层变化，使得坡体更容易松动，或者造成滑坡岩壁结构改变，这对滑坡影响也大。考虑到大型金属矿山的开采目标多以煤矿为主，煤矿挖空一般是会引起地面塌陷，滑坡壁如果发生塌陷，会引起

图1󰀁󰀁抗滑桩示意图

２０１９－０９收稿日期：

颉保亮，男，生于１９８３年，河北衡水人，硕士研究生，工程师，作者简介：

研究方向：地质灾害治理。

必须建立滑坡山体动态的监测机制。运用现代化的设

备，在滑坡山体的周围，建立数个自动化监测点。与北斗导

2019年 10月上 世界有色金属143

G地质灾害

eologic hazard

（4）开挖桩孔的同时可直接校验地质情况。开挖桩孔时可以对取出的岩土体进行各项力学特性的试验，试验结果能够对地质勘察设计文件进行检验，从而能及时发现问题并根据需要实施补救措施，最大限度保证施工安全、滑坡体稳定

[5]

和结构受力条件的合理性。

航系统相连。监测数据实时到达各县的监测中心与中央政府的灾害预警中心。监测中心根据数据的变化，及时做出灾害预警。

建立抗滑桩，也就是说在陡坡或者可能出现滑坡的地方，用钢筋混凝土等材料浇筑成巨大的柱形，并使之立足于稳定岩层之中，从而抵抗岩土体的下滑，如图1所示。

抗滑桩作为边坡支挡结构界的劳模，相较于其他类型的支挡结构具有以下优点：

（1）以较小的圬工量取得较高的抗滑能力。“圬工量”一般用来指大体积结构物的体积，由于边坡支挡结构通常规模巨大，因此圬工量往往成为工程造价的决定性因素。相较于依靠自重来平衡岩土压力并因此圬工量巨大的挡土墙，合理利用钢筋抗拉性能的常见的钢筋混凝土柱抗滑桩则很好地削减了圬工量，同时又具有不俗的抗滑能力[3]。因此在设计惯例中，当桩后滑体推力低于20吨时可考虑采用挡土墙；高于20吨时可考虑采用抗滑桩。

（2）桩位可根据需要灵活布置。抗滑桩是由一根根柱子按照一定间距排列而成，不像挡土墙那样只能连续布置成一

[4]

道墙。因此我们可以将抗滑桩布设于滑坡体中最有利于抗滑的位置，对症下药地解决滑坡问题。

（3）施工设备较为简单，施工便捷、安全，工期短。当前桩基施工体系已非常成熟，成排的抗滑桩可以按照一定间隔同时进行施工，且施工工作面富余；并且由于圬工量不多，因此施工过程中土方开挖量较少，从而尽量减少施工过程中边坡突然失稳下滑的可能性。

（上接142页）

该坡体位于露天采坑以北200m左右，现场手持GPS获取坐标为东经113°25′53″，北纬25°23′18″。该坡体宽4m，高13m（非投影面积），距地面高度约5m。

该坡体地质灾害程度为较严重，其他地区现状地质灾害程度为较轻。

2.2 工业场地对地质灾害影响程度的现状评估

工业场地2.50hm2，含辅助提升斜井场地、箕斗提升斜井场地、选矿工业场地、填充站、回风斜井场地。工业场地建于沟谷，地势较平，建成后对周边地质环境不再扰动，本身不易引起地质灾害。

加之若干重要地段都有砌石护坡保护，调查显示工业场地无地质灾害发生，且发生的可能性小。

2.3 老尾矿库对地质灾害影响程度的现状评估

某现有1、2、3期尾矿库，共5.50hm2，位于新矿界南部边界处。现该3期尾矿库已堆满，整合后某将使用新的4期尾矿库。

老尾矿库已结束堆存，1、2期已恢复治理完毕，3期尾矿库坝体已恢复治理，滩面由于刚结束使用，尚未治理。茶山脚老尾矿库属山谷型尾矿库，3期尾矿库汇水面积

2

0.83km。初期坝高28m，后期坝高30m。上游式坝顶分散放矿筑坝。设计总坝高67m、总库容约69.6×104m3，有效库容69.6×104m3。

老尾矿库防渗防洪措施完善、得当，表面已覆盖植被，预计将来发生地质灾害的可能性也不大。

经现场地质调查，老尾矿库无崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害，且采取了防渗防洪措施，将来发生可能性小。

144世界有色金属 2019年 10月上

3 结语

对于大型金属矿山边坡大规模滑坡，目前主要经济有效

的治理手段，通常是加强监测。若检测到滑坡后缘拉裂隙不断增大，坡脚处隆起，即可判断该滑坡近期有滑移风险，应加强监测，必要时通知附近居民撤离。然而当前，我国存在大量未探明滑坡，应对全国进行地质灾害详查，识别出潜在滑坡，及时治理或搬迁才是上策，布设抗滑桩也是从根本上降低矿产企业的生产成本，提高矿山的安全性和稳定性的重要手段。[1]󰀡贾玉跃,高毓山.矿山开采诱发边坡形变规律分析及控制对策[J].金属

矿山,2017,46(6):156-159.

[2]󰀡朱忠明,关彦斌.山西高沁高速公路填方高边坡滑坡机理分析及治理

[J].公路,2017,62(8):366-370.

[3]󰀡许锐,程辉,李寻昌,等.施工诱发边坡失稳变形机制及应急治理对策

[J].煤田地质与勘探,2017,45(3):107-111.

[4]󰀡耿清友,康志强,张雪岩,等.地震作用下某矿山排土场边坡稳定性分

析[J].化工矿物与加工,2017,11(12):50-52.[5]󰀡马鹏辉,彭建兵,李同录,等.陕西泾阳“3·8”蒋刘黄土滑坡成因及运

动特征分析[J].工程地质学报,2018,26(3):663-672.

2.4 运输道路对地质灾害影响程度的现状评估

运输道路11.00hm2，为整合后的矿山开采服务，部分已维修新建，部分在修，已达到生产要求。道路修建完毕后不会引起地质灾害，且发生的可能性小。

2.5 地下采矿对地质灾害影响程度的现状评估

某原全部为地采，根据矿体赋存条件，工程地质和水文地质条件，地表地形、构造和自然边坡角等因素，并参考类矿山地表岩移实测资料，由开发利用方案确定的本矿区岩体移动角上盘、下盘、两端均为70°，据此圈定的矿区岩体稳

2

定范围，共8.60 hm。

某开采范围较小，开采时采用废石+全尾砂胶结充填方法管理顶板，对地面影响程度小。现场调查、咨询矿山技术人员和当地居民均显示开采后沉陷无可见影响，无裂缝。

现状地下采矿工作未造成地表发生崩塌、滑坡、泥石流和地面塌陷等地质灾害，且发生的可能性小。

3 结论

现状条件下，将评估区内一处约55°且地表植被覆盖差的坡体的地质灾害程度定为较严重，评估区其他区域地质灾害的影响程度为较轻。[1]󰀡张梁,张业成,罗元华.地质灾害灾情评估理论与实践.北京:地质出

版社,1998.

[2]󰀡国家科委计委经贸委自然灾害综合研究组,中国自然灾害区划研究进

展.北京:海洋出版社,1998.

[3]󰀡张业成,张梁.论地质灾害风险评价.地质灾害与环境保护,第󰀡7󰀡卷.[4]󰀡张梁.21󰀡世纪中国地质灾害防治形势与减灾战略思考.中国地质灾害

与防治学报,2004.6.