矿山 泥石流

2 矿山泥石流特点 矿山泥石流与自然泥石流一样,具有形成类型的多样性,发生后同样会造成群死群伤灾难性后果。关键词: 矿山泥石流;废石型泥石流;尾矿型泥石流;研究现状;减灾对策 矿山泥石流是山区开发矿产资源过程中废石渣堆放引发形成的人工泥石流。此次泥 采用分段崩落法采矿的矿山，随围岩崩落的上石流不仅严重影响到生产，毁坏井下大量机器设 层覆盖物和土壤充填在缝隙当中，为液化提供了充 ·收稿日期：２００８舶－１７（修改稿） 作者简介：欧阳治华（１９５２．），男，江西萍乡人，副教授，博士，从事采矿、岩土工程方面工作。本文利用ＯＰＥＮＳＥＥＳ有限 分参数设定采用参考文献［２］所提供数据，见表１，元计算平台，采用非线性孔隙介质固液耦合本构方 矿山震动的主要载荷为爆破震动，根据爆破药量来程来模拟整个液化过程。矿山 泥石流矿山泥石流形成机理及治理方法研究--《中南大学》2003年硕士论文#薛东剑;何政伟;陶舒;张东辉;张雪峰;;[A];“中国视角的风险分析和危机反应”——中国灾害防御协会风险分析专业委员会第四届年会论文集[C];2010年。本文运用动态非线性 现阶段国内大多数矿山采用无底柱分段崩落 固液耦合本构方程，考虑饱和岩土在复杂环境中的法采矿，例如程潮铁矿，作为国内采用无底柱分段 耦合作用以及动载荷对饱和岩土体力学性质的影崩落法开采的特大型地下金属矿山之一，自１９６９ 响，分析爆破动载荷与井下泥石流的关系。

根据查阅相关文献，得出理想状态下的土壤颗粒与水的运动并不一致，颗粒在振动中变密，而 液化过程中，在土壤进入屈服状态后的应力应变可受到水的阻碍将能量传递给水，水受到岩土颗粒的 以用图ｌ表示。荷，爆破震动引起的应力应变的大小以及爆破震动的持续时间决定饱和岩土是否能够液化，而这些因素与爆破的装药量有关。矿山 泥石流而\"人工泥石流\"可包含人类的多种活动形成的泥石流,如水利水电工程、山区城镇建设、交通建设等引发的泥石流。 计算震动速度通常采用萨道夫斯基经验公式 基一１：Ｖ＝Ｋ（Ｑ”３／Ｒ）‘，程潮铁矿的岩石力学性４有限元计算模型及结果分析 质，大部分都为硬岩，根据经验，对于硬岩。 有效应力则相应减少，终有效应力减零，土壤 在动荷载作用下，饱和可液化土壤可能会发生 颗粒间无力的传递，失重并悬浮水中，而孔隙压力液化。 （３）气候因素：程潮铁矿发生的四次井下泥石流事故大都集中在４—７月的雨季，这为岩土体达 图２单元网格划分示意图到饱和提供了充足的水源。

研究总结矿山泥石流的形成条件、致灾特点,对于矿山泥石流的防灾减灾具有重要的科学研究意义和实际应用价值。瓯则表示Ｉ汛ｎｅｃｋｅｒ记法。依据矿山泥石流形成后的流体性质,矿山泥石流可分为粘性泥石流、过渡性泥石流和稀性泥石流;采矿排放的废石渣性质及颗粒级配决定着矿山泥石流的类型。由于矿山所在的山区多为狭长沟谷,矿山工业场地及人员多分布于矿山泥石流流经的区域,因此,矿山泥石流发生后,往往造成重大人员伤亡和矿山经济损失(表1、表2)。 依据泥石流形成场所的地貌形态,矿山泥石流可分为山坡型(坡面)泥石流、沟谷型泥石流和河谷型泥石流。矿山 泥石流由于爆破作用时间很短，体、细沙、岩石风化颗粒以及爆破产生的岩石碎屑 在这种高频震动下，可认为孔隙水在瞬间是不流动的混合体，这种岩土混合物的液化与一般的土壤液 的，这导致孔隙水压力越来越高，而颗粒所受的化的机理是相同的。

矿山 泥石流大多数情况下,形成矿山泥石流的固体物质来源于采矿过程中排放的废石渣,由于废石渣的特点,矿山泥石流的形成与防治有别于自然泥石流或其他人工泥石流。装药量越多，应力愈大，砂土愈易液化，反之愈不易液化。装药量越多，应力愈大，砂土愈易液化，反之愈不易液化。矿山泥石流是矿山常见、危害严重的地质灾害类型之一。土质多为第四系物质，塌陷区是地表第四系松散堆积粘性土连同矿体上方破碎松散岩石碎屑隐伏在采场上方松散覆盖层之内，使黄泥的形成有了充足的固体物质来源。此时土壤骨架崩溃，砂、细砂、中粗砂以及粉土等，这些岩土体在受到动 颗粒可随水流动，这是液化过程。

以固相物质组成,矿山泥石流可分为水石流、泥石流和泥流。矿山泥石流预测方法——A矿分析实例--《勘察科学技术》1985年05期#徐友宁;杨敏;张江华;陈华清;裴来政;;[A];第八届海峡两岸山地灾害与环境保育学术研讨会论文集[C];2011年。但因矿山泥石流的形成、演化过程中主要受控于矿产资源开发人为活动的影响,因此矿山泥石流还具有一般泥石流不同的特点。年正式投产今，共出现过４次井下泥石流事故， ２岩土液化形成机理及判定准则均发生在４月一７月之间，正处在降水量大的季节。一ｃ （ｂ）剪应力一有效应力曲线 （ｂ）Ｓｈｅａｒ ｓｔｒｅｓｓ—ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｓｔｒｅｓｓ 面 ｃｕｒｖｅ Ｆｉｇ．１ ｎｅ ｒｅｌ“ｏ啮ｌＩｉｐ ｋｗ∞ｎ ｓｔＤｅｓ鸵ｓ ｉｎ∞ｉｌ ｌｉｑｕｅ如州ｏｎ； 图ｌ（ａ）为剪应力一剪应变曲线，图ｌ（ｂ）为剪 ，作用下的应力应变，这实际上是一个多物理场耦合应力一有效应力曲线，从上述两个图可以看出，在 作用的问题。矿山 泥石流以程潮铁矿多次发生的井下泥石流事件为例，运用ＯＰＥＮＳＥＥｓ有限元数值模拟，计 算结果表明，爆破动载荷对泥石流存在直接影响，终计算结果与数值模拟吻合，为雨季矿山 的安全生产提供了依据。

固液耦合本构方程中固相力学平衡方程可表 （１）在相变面（胛ｓｕ而ｃｅ）以下，外载荷作用 述为：【Ｉｔ２１下，固体颗粒体积变小，孔隙水压力增大，有效应力 盯’＃－，一（ａ一凡）ｐ．ｉ＋（１一ｎ）ｐ。矿山 泥石流终，在循环载荷 位移．即等于孔隙介质中固相位移Ⅱｉ和液体相对的作用下，当有效应力变为零时，可判断其液化。荷，爆破震动引起的应力应变的大小以及爆破震动的持续时间决定饱和岩土是否能够液化，而这些因素与爆破的装药量有关。本文运用动态非线性 现阶段国内大多数矿山采用无底柱分段崩落 固液耦合本构方程，考虑饱和岩土在复杂环境中的法采矿，例如程潮铁矿，作为国内采用无底柱分段 耦合作用以及动载荷对饱和岩土体力学性质的影崩落法开采的特大型地下金属矿山之一，自１９６９ 响，分析爆破动载荷与井下泥石流的关系。由于程潮铁矿泥石流 Ｆｉｇ．２ Ｓｋｅｔｃｈ ０ｆ ｅｌｅｍ朗ｔ硼ｈ的固体物质包括各种岩石碎屑以及第四系物质，其 表ｌ有效应力模型参数弹性模量的设定是一个问题，为方便起见，将整个 Ｔａｂｌｅｌ ｎ咖ｅｔｅ巧ｆｏｒ ｅｆ钕ｔｉⅦｓｔ嘴ｓ ｍｏｄｄ模型作为一个整体考虑，引用弹性模量折减系数，具体计算确定方法参见文献［３］。结合笔者的实践经验以及相关理论的研究提出了以生物法、岩土工程法为主要措施的矿山泥石流的防范与治理对策。

土质多为第四系物质，塌陷区是地表第四系松散堆积粘性土连同矿体上方破碎松散岩石碎屑隐伏在采场上方松散覆盖层之内，使黄泥的形成有了充足的固体物质来源。图３所示的爆破速度图形 （１）动载荷作用，针对矿山主要考虑爆破动载 距离爆点约２００ｍ位置。矿山 泥石流 ０ （ａ）剪应力—剪应变曲线 （ａ）Ｓ湘ｅａｒ ｓ廿ｅｓｓ—ｓｈｅａｒ·Ｓ１瞳ａｉｌｌ ｃｕＩ、惜 图１ 土壤液化应力之间对应关系 一 飞≮浏。矿山泥石流形成机理及治理方法研究--《中南大学》2003年硕士论文#薛东剑;何政伟;陶舒;张东辉;张雪峰;;[A];“中国视角的风险分析和危机反应”——中国灾害防御协会风险分析专业委员会第四届年会论文集[C];2010年。 ０ （ａ）剪应力—剪应变曲线 （ａ）Ｓ湘ｅａｒ ｓ廿ｅｓｓ—ｓｈｅａｒ·Ｓ１瞳ａｉｌｌ ｃｕＩ、惜 图１ 土壤液化应力之间对应关系 一 飞≮浏。降水型泥石流是矿山防灾减灾的。