采矿引起的倾倒滑移变形机理及其控制

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  【摘要】本文主要探讨了采矿生产过程中,矿区出现倾倒滑移变形现象的形成机理及其其控制预防措施。文章首先分析了采矿引起的倾倒滑移变形的主要原因,以及形成条件,阐述了倾倒滑移变形的基本特征,指出了其形成机理,并对防止倾倒滑移变形现象发生提出了一些控制措施建议。
  【关键词】采矿生产;倾倒滑移;变形机理;控制措施
  矿产行业是保障我国社会经济发展所需能源的重要产业,在国民经济产业结构中占有重要的地位。随着科技与工业技术的不断发展,矿业生产技术水平也得到了极大的提高。但尽管如此,在采矿生产的过程中,各种问题与事故还是时有发生,其中倾倒滑移变形就是在采矿生产过程中常常出现的较为严重的事故问题。这种现象极大的影响了采矿产业的进一步发展,也给生产人员带来了很大的安全隐患。为了能够更好的解决这一问题,本文笔者在自身工程经验的基础上对采矿中遇到的倾倒滑移变形的产生机理进行了研究,并提出了一些防治建议。
  1、采矿中引起倾倒滑移变形的原因
  在对多个矿区所发生的倾倒滑移变形事故进行分析后,可以发现引起其发生变形的主要原因大致可以分为三方面。即复杂的采矿环境、落后的采矿技术以及矿区建设和地质灾害的影响。尤其是边坡地形,更易发生倾倒滑移变形。这是因为边坡地形受外力作用的影响变化较大,其自身的地质结构处于一种缺陷状态,因而很难修复,破坏性较大。变形的破坏力具有长期性。变形的边坡,通常是在长期的外力作用下结合自身地质内部结构的内部运动力量,生成滑移边界,并且,它不会理解失去稳定而是会经过较长时间的平衡失调过程,渐渐壮大倾倒滑移的力量。变形的破坏力强使它的一大特点,它的长期性不仅体现在生成的周期长海体现在破坏力的延续性上,变形不仅影响工程的施工也威胁着周围居民和工作人员的生命财产安全。
  2、倾倒滑移体的形成条件
  在对倾倒滑移变形的形成原因进行研究后,我们可以看出若要出现倾倒滑移变形的现象,一般是需要在一定的条件环境之下才较易发生,而通过分析发生规律来看,采矿现场的地质条件与采矿活动的种类是两个必然的条件。
  2.1采矿工作场地的地质条件较为复杂。一般可以把采矿按照工作场地的不同划分为露天采矿与矿井采矿两种方式。而倾倒滑移变形通常是发生在露天采矿现场的。露天采矿通常是对陆相沉积地层进行开采,而这种地层常常会出现因山体的压扭而出现断裂切割现象,这就会使得断层两侧的岩石呈现出不对称的态势。例如一侧岩层是以倒转陡斜的状态呈现,而另外地一侧则是以平缓的走向呈现,这就给矿石开采带来了一定的难度。尤其是在硬质绿色泥岩和软质褐色岩相互组合的岩石,其每层之间的变化更大,含水量也很高,使得岩体出现了较大的流变,极易发生倾倒滑坡变形问题。
  2.2采矿形式种类繁多。随着社会发展对矿产的需求不断增多,矿业为了提高生产量,增大工作效率,大都会以多中采矿方式相结合的方法来开采矿产。其中露天采矿与矿井结合生产开采是最常见的采矿生产组合方式。但这样以来,就使得矿区的边坡以及地下岩层遭受很大破坏,规模越大的矿区,其地质稳定性越差,越容易出现倾倒滑移变形问题。甚至是在采矿活动已经结束后,也会在一定条件下发生倾倒滑移变形,给自然环境带来极大破坏。
  3、倾倒滑移变形的形成机理与特点
  3.1形成机理
  采矿中,当绿色泥岩牵引主向斜一侧的倒转以及陡倾,另外再加上褐色页岩和绿色页岩组合单位中硬、软相间结构,很容易形成倾倒滑移变形问题的,此种倾倒变形类似于块状倾倒或者是块状坐落。而另一侧岩体因为受到软弱褐色页岩泥化层的影响,再加上在倾倒段变形岩体的倾倒力影响下,其便极容易形成顺层倾倒滑移变形问题。
  3.2倾倒滑移变形特点
  倾倒滑移变形问题具有阶段性特点,在变形初期的时间段比较小,但是边坡发生变形速度比较快,变形量比较大,其位移的速度却呈现减速发展趋势;稳态变形截短的时间段比较长,在此时间段内,变形速度往往是维持在一个比较小的范畴之间波动;变形加速阶段常常是年均位移速度呈现出逐年递增的情况。
  边坡变形通常情况下并不是沿着单一弱层上滑移的,上部弱层的滑移量常常都是大于下部弱层的滑移量,倾倒滑移影响范围伴随着其发展程度而不断扩大。倾倒滑移体得地面和坡表位移发展具有相应的同步性和特点一致性,不过坡表的水平移动速度往往会大于地面位移速度。地面变形是由南到北逐步减小,距离坑边越近,则地面变形的断层效应就会越容易被露天开采影响所代替。
  大量实践证明,如果没有有效地控制继续加陡边坡角或者是采矿工程,那么倾倒滑移过程仍然会继续发展,而且极有可能会出现倾倒滑移破坏的现象,而停止关键部位的采掘工程,常常就促使边坡变形在低应力之下得以保持较长时间的唯一有效的手段。
  4、倾倒滑移变形的控制措施
  在矿区生产开采的过程中,若发生倾倒滑移变形问题,不但会对生产的顺利正常进行带来很大影响,而且对施工人员的生命安全也带来了很大威胁。为了能够避免这种危害,在采矿中必须要采取必要的防治措施来防止倾倒滑移变形问题的发生。在此,笔者以自身工作体会以及对倾倒滑移变形的研究为基础,提出了一些防治措施建议,具体分析如下所示:
  4.1工程施工地准确定位施工前应当对施工的地形、地质结构进行科学的勘察,制定科学的施工方案,在具体的地质环境下采取不同的开采措施保证受力地面在受到外部的作用力能够安全地承受。
  4.2实行边开采边维护措施。目前,很多的矿山开采后留下的都是荒废,导致地质结构遭到破坏,水土流失使得地表结构受破坏。因此,边开采边维护既有利于创造一个安全的施工环境又能够及时修复受破坏的地质结构,使地质结构免遭变形出现倾倒滑移体。
  4.3加大对岩石层面的研究,对岩石层面的科学研究能够计算出基底的拉应变和倾斜值,能够计算出所能够承受的建筑物的标准,以方便施工及时搬迁或者采取有效的措施避免不必要的损失。
  4.4對采矿后的恢复工程的建设与维护。花岗岩的强度较高,但是容易受到断层的破坏,更加容易被破坏,大多数都是在受到的断层的影响后发生变形。因此,在后期的恢复工程中一定要具体问题具体分析。
  5、结语
  综上所述,引起矿区发生倾倒滑移变形问题的影响因素是多方面的,但其最主要的因素仍然是地质条件的复杂性与采矿生产管理不到位,因此在采矿生产中,一定能够要科学严谨的分析矿区的地质特征,继而采取有效的措施将地质条件所带来的不利影响降低到最小。合理安排施工,做好施工现场管理,合理利用采矿工具并在采矿的同时进行地质结构保护的建设施工,做好采矿后的地质还原和保护工作。
  参考文献
  [1]申力.倾倒滑移变形体的基本特征及力学模型研究[J].水文地质工程地质,2010.
  [2]王思敬.边坡倾倒变形的形成机制与影响因素分析[J].工程地质学报,2009.
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