刍议重庆矿区矸石山滑坡灾害成因与防治方法

【摘 要】对于某地的山体滑坡的背景进行调查，基于灾害产生的原因基础上，使用极限平衡的方法及数值模拟共同协调的方法对某地的稳定性进行初步分析，发现其山体滑坡的成因为：前期某地的安全程度就不是很稳定，山体已经形成了潜在的滑坡平面，一旦长时间下雨，就令某地的不稳定情况加剧，从而形成山体滑坡。同时该地区的自燃情况也是倒是滑坡情况发生的重要因素。本文针对这种情况进行分析，旨在找出预防山体滑坡的方法。

【关键词】矸石山；山体滑坡；灾害成因；分析与讨论

矸石山是我国煤矿挖掘地的“标志”。我国有70%的煤炭资源来自对矸石山的挖掘，因此，过量的山体挖掘就造成了矸石山地处的环境遭受破坏，岩土松动，极容易造成滑坡灾害的产生。就2004年至2005年两年期间，位于某地矿区就发生了2次山体滑坡事件，对人民的生民安全及财产安全都带来了危害。

1 山体滑坡灾害状况

地处于某地的矸石山高520米，山体坡度约为35°。发生第一次滑坡的时间是2004年的5月，该地区发生大量降雨，雨水深入矸石山，下午一点左右有居民听见剧烈的爆炸声，发现山体发生滑坡现象。具时候测量山体滑动距离约600米，落差达到218米。

崩滑过程的矸石山发生解体，解体的沙石在山体的滑动下冲过坡脚的栅栏，冲向山脚的民居，造成14座民房倒塌，数座民房受到不同程度的损坏。为人们的生命及财产带来了巨大的损失。

矸石山的第二次山体滑坡时间发生在2005年的10月25日，早7：00，由于长时间的阴雨天气，造成雨水进入矸石山，同第一次一样形成了山体滑坡，滑坡距离约为400米，形成了一条长1000米宽150米的堆积石地域。

2 矸石山背景

2.1 地理环境

矸石山位于盆地与北山区的过度地区，从东南至西北逐渐降低。海拔500米至1000米，高度差为300米至500米。

2.2 气象环境

矸石山矿地气候多为潮湿气候，属于热带湿热区。5月开始至10月都为矸石山的多雨季节，占全年降水的85%左右。根据气象台对该地区的气象进行统计发现，自1983年至今，年降水量平均为1.1026米，最大日降水量达到12.38cm。矸石山年平均气温为17.3°，最高气温达到41.3°。因此矸石山的年平均湿度为80%，蒸发量达到1.087米。矸石山多为西北风，风力约为3—4级。平均风速1.3m/s，最大风速为28m/s。

3 山体滑坡的原因

3.1 地形原因

该地区的矸石山处于低丘陵地区向中山过度地区，矸石山的海拔最高可达540米，且山坡的坡度很大，垂直落差可达218米，易于形成滑坡情况。

灾害产生时，煤矸石因自然情况产生巨大的暴动力，从而导致山体的滑坡情况。煤矸石的碎屑成为了泥石流的主要固体资源，降水为泥石流的形成提供了液体资源，再加上矸石山自身的坡度等因素，就为泥石流的滑坡营造了适宜的地形环境。

3.2 气候原因

根据两次滑坡的资料分析发现：山体滑坡均为气候长时间降水情况带来的。分析表明因处于雨季的矸石山受到降水的入侵，使本就不稳定的山体发生了更大不稳定情况。雨水进入矸石中时，令矸石的质量增加，沉降速度增快，在加上雨水的作用，使相互间的摩擦力减弱，就发生了山体滑坡的现象。

3.3 矸石本身原因

矸石的自然也是导致滑坡的重要原因之一。该矿产的煤矸石为无烟煤炭。其组分为硫铁矿及粘土。矿区内有很多位置都处于自然状况。在发生山体滑坡前有居民证明其山体内部曾出现浓烈的SO2气味，并发生极大的声响。

煤矸石山体的喷爆情况是一种物理及化学因素共同存在的复合型爆炸类型，危险巨大。爆炸原因是因煤矸石山的自燃产生的热能及气体的突然释放造成的。在矸石山发生爆炸时，强高热度的气流冲击着山体表面的煤矸石，使煤矸石冲破表面束缚，冲向空气中。煤矸石的喷爆也是引起山体崩塌及滑坡的重要因素。

3.4 山体堆放形式

矸石山的自然堆积而成的山体，其内部并不均匀，且各颗粒之间的受力也不匀，如果在外力的作用，就容易破坏稳定性，形成小型的沙土滑落现象。连日的降雨成为了破坏稳定性的主要元凶，使人们的生命及财产都造成了不小的损失。

根据以上原因我们可以发现，山体滑坡的现象并不是偶然的情况，其与日常的因素息息相关。所以，我们应该在日常的生活中就注意对危险的防护问题，避免灾害的形成。

4 山体稳定性分析及预防方法

4.1 山体稳定性分析

对于该地区的矸石山进行极平衡法统数值模拟法共同结合的运用分析，加入现场的试验参数，依据《地籍勘测报告》及施工手册监理物理参数取值表：如下

使用极限平衡方法计算出来的安全系数为1.24，安全内角及黏聚力见下图：

对数值模拟的方法采用的是FLAC数值模拟技术，进行分析数值模拟结果，发现其结果与山体的位移及剪应力变化相符。

4.2 山体滑坡的防治方法

针对该地区矸石山进行山体滑坡的防治措施可以采用一下5种方法来进行操作：

（1）煤矸石的堆放方式采用分层堆放，这样不仅可以增加每一层煤矸石的均匀程度，同时可以让整个山体的稳定性提高。

（2）在煤矸石山体周围修缮一些排水系统。保证雨季来临是雨水不至于积水导致山体疏松，从而间接防治山体滑坡现象产生。

（3）在山体前建筑防护措施。可以在煤矸石前方建筑一些墙体，保证山体滑坡的冲击力降低，为周围住户提供安全保障。

（4）依据山体的应力分布等因素对山体进行整体的勘测，合理选择挖掘地点，防止山体变形。

（5）对于可以产生自燃现象的煤矸石山体来说，可以在对方前期采用微生物技术对煤矸石进行脱硫工艺，加上运用分层堆放技术，使空隙减少，含氧量降低。也可以在对方时加入一些阻燃剂，从而保证煤矸石山体不会发生爆炸现象。

5 总结

总而言之，某地山滑坡现象并不是偶然产生的灾害，建筑部门应该根据当地的地理环境、气候条件及山体本身因素进行详细的分析，制定对应的防治方法，从而保证山体滑坡灾害不再产生，给周边居民的生命、财产安全提供有力的保障。多以说，对矸石山滑坡灾害的成因进行分析是值得广大相关人士高度重视的，从中发现解决方案，从根本杜绝灾害产生。

参考文献：

[1]董倩，刘东燕，朱正伟，孙海涛.重庆万盛南桐矿区胡家沟矸石山滑坡灾害成因分析[J].煤炭学报.2007（06）.

[2]Franz-Josef E mer. Self -organized criticality with complex scaling exponents in the train model [J]. Physical Review E ， 2007（06）.

[3]黄龙元，杨明朗.本钢外头山矿下盘排土场滑坡机理及高台阶排土合理参数[J].中国矿业.2006（02）.

[4]赵宇，崔鹏，王成华等.重庆万盛煤矸石山自燃爆炸型滑坡碎屑流成因探讨[J].山地学报.2005（02）.

[5]张振文.煤矿矸石山喷爆的形成机制与影响因素[J].辽宁工程技术大学学报（自燃科学版）.2002（01）.

[6]邓丁海，岑文龙.煤矸石堆放区的环境效应研究[J].中国矿业.20096（06）.

[7]姜振泉，李雷.煤矸石的环境问题及其资源化利用[J].环境科学研究.2008（03）.