礦業(yè)工程師評職稱論文發(fā)表期刊推薦
礦業(yè)工程師評職稱論文發(fā)表期刊推薦《安徽地質》1991年創(chuàng)刊，已有12年歷史，原為安徽省地礦局主管和主辦，自2003年始改版，現(xiàn)由安徽省地質礦產勘查局主管，安徽省地質學會主辦。
摘要:通過對云中寺排土場的特點及受納巖土后的特征分析,論述了該排土場泥石流的形成機理,明確提出了根治該泥石流地質災害的建議,以期實現(xiàn)該排土場治理后的生態(tài)效益、經(jīng)濟效益和社會效益三位一體的最佳目的。
關鍵詞:石灰石礦,云中寺排土場,特點,現(xiàn)狀,泥石流,形成機理,災害治理
露天礦山排土場的技術管理工作是礦山管理工作的一項重要內容,一旦發(fā)生失誤,將會造成人為的地質災害。龍門山石灰石礦建礦初期的主要排土場之一——云中寺排土場,由于建礦初期巖土分開排棄困難,且運距遠,加之管理不善,導致未能按設計受納巖石,形成了巖土混排。此后,曾受暴雨襲擊而發(fā)生大面積滑坡,并在排土場下部溝內產生泥石流,沖垮了石灰石礦細碎車間5#皮帶廊,毀損下方村莊道路及部分民房,造成了很大損失。雖然多次斥巨資進行泥石流地質災害治理,但時至今日,該排土場泥石地質災害的威脅依然存在,因此分析該排土場泥石流形成機理,有效地對泥石流地質災害的治理,具有重要意義。
1云中寺排土場特點及現(xiàn)狀
1.1云中寺排土場特點
云中寺排土場位于采場南部偏東處,原始地形最高處標高870m,最低處710m,面積168280m2,自然坡度28°左右,地形陡峻。區(qū)內出露巖性為奧陶系第六段灰?guī)r,局部地段為陡崖,無草叢灌木。排土場下方300m內無村莊和工業(yè)設施。排土場溝谷坡度陡,地形高差大,面積較大。區(qū)內多條溝谷,容易形成匯水。一旦形成巖土混排,尤其是卵圓形巖石與粘土混排,則會形成泥石流的隱患,而300m外的村莊、鐵路和工業(yè)設施就會變?yōu)槟嗍鞯囊u擊目標。
1.2云中寺排土場現(xiàn)狀
云中寺排土場由于自然因素和人為因素的雙重作用,造成了泥石流形成的充足物質來源,埋下了泥石流地質災害的隱患。在1989年該排土場停止使用至今,形成的高臺階排土場呈現(xiàn)五大特點。
(1)臺階高度大,坡頂?shù)狡碌状怪遍g距達190m左右。
(2)坡堆的坡面與地形坡面同向,且均呈高角度,坡面已達60°,局部達80°。
(3)坡堆里外物質組份基本相同,卵圓形巖石、粘土均勻相混。
(4)坡堆的物質孔隙度大,雨水易滲漏,容易到達基巖(排土前的原巖)上,滯流累積。
(5)無雨時節(jié),土巖相粘固結,形成凸坡面,相對穩(wěn)定,坡堆面上無雜草、灌木生長。
2泥石流的形成機理及其地質災害的治理
2.1云中寺排土場泥石流的形成機理
云中寺排土場屬高臺階排土場,一般條件下很難實現(xiàn)自然安息狀態(tài)。一般自下而上1/3H處(H為排土場臺階高度)之下部,由于后續(xù)排棄巖土中大塊巖石的滾動產生的夯實作用,使得呈現(xiàn)安息狀態(tài)。安息角約在35°~40°,上部因粘性作用,呈現(xiàn)凸形坡面,一段時期后固結并暫時穩(wěn)定。在雨季,云中寺排土場多次接納雨水,由于巖土間孔隙度大,由小到中雨的雨水很快從坡堆面上滲透,充沛的雨量,使得滲透到原始基巖,巖土混合物安全被雨水所浸透。
在雨水滲透巖土混合物時,巖土混合物中的粘土由于吸水性強,逐漸地吸水膨脹、軟化,而粘土與卵圓形巖石之間的固結性能也因水而失去,相應的凸形坡堆的重量也因納水而自重加大,坡堆間巖土相對擠壓變形(泥石流的重力成因作用),凸形坡堆的穩(wěn)定性減小。當雨水完全浸透到基巖上且滯流累積時,鄰近基巖的圓卵形巖石因與粘土失去固結性能而發(fā)生失穩(wěn),在基巖斜坡面上向下滾行。粘土失去粘性,顯現(xiàn)滑膩特征,反而起了卵圓形巖石的潤滑作用。細流靜態(tài)水作用后的凸形坡面在人們不易覺察下,已開始向坡底蠕動,恰在這時,更大的暴雨襲來,不僅該區(qū)多條溝谷的匯水沖擊,而且坡堆頂部采場運礦公路的多方匯水也朝云中寺排土場奔來,霎時間,大量的雨水相聚,碩大的洪水(泥石流的動力成因作用)及重力作用對泥石流的產生形成了巨大的推動力,因而傾刻間,云中寺排土場泥石流形成,造成災害性的后果。
2.2云中寺排土場泥石流地質災害的治理
根據(jù)以上分析不難發(fā)現(xiàn),形成泥石流的三大物質——洪水、(卵圓形)巖石、黃土(粘土),三者可謂缺一不可。因此,要進行泥石流的災害治理,也要圍繞這些方面進行設計、規(guī)劃。
(1)杜絕水系來源。在排土場的頂部,修渠筑壩,將運礦公路的多方匯水引至無巖土混合物的非排土場溝內流走;在排土場的兩側多條溝谷匯水的支系修渠引水,使得雨水不論細流靜水,還是大水洪流,都能順渠歸流到無巖土混合物的非排土場溝內流走,而不致浸透滲漏于排土場內的巖土混合物里。
(2)挖渠引流。在排土場兩翼近巖土混合物處,不能引水歸流至其它非巖土混合物的溝內,要挖渠引流,順巖土混合物與水系溝谷的原巖相接處,引流至下方適當?shù)胤?再引出該排土場。
(3)筑壩攔截,阻石分水,使巖土與水分開。修筑透水壩,將巖石固體與泥水液體分離,使(卵圓形)巖石阻擋不動,泥水透壩而流走,這些巖石就會逐漸形成穩(wěn)定的壩底,護壩阻石,使后來的(卵圓形)巖土停止前行,從而阻斷泥石流的產生。
(4)修建安全平臺。將高臺階坡堆進行人工修理,建成梯狀臺階,每個臺階高度留置10m左右,臺階平面寬度50m左右,這樣形成安全平臺,消除了凸形坡面和大于自然安息角的不穩(wěn)定坡堆,阻止了泥石流的產生。
(5)土地復墾,綠化保水。在安全平臺上排土植樹種草,使得表面土不向下流失,地表面水緩慢滲透,通過植物的吸收、蒸發(fā)和根須的固結作用,保持水土,減少匯水洪流,減少粘土的吸水膨脹、滑膩的潤滑作用。
(6)治理成果與環(huán)境保護協(xié)調統(tǒng)一,產生優(yōu)良的生態(tài)效益、經(jīng)濟效益和社會效益。
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