CN104234062A - 一种离子型稀土原地浸矿采场滑坡防治的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及滑坡防治和施工技术，尤其是涉及一种离子型稀土原地浸矿采场滑坡防治的方法。本发明包括以下步骤：(1)滑坡体岩土工程勘察，确定滑坡体滑动面深度；(2)钻进成孔；(3)注浆；(4)植筋；(5)用粘土封填原地浸矿注液井。本发明治理过程不涉及土石方开挖工程，工程对环境没有影响；滑动面经注浆后整体抗剪强度提高，注浆体穿过滑动面经植筋后形成微形桩，提高了稀土矿山边坡的抗滑力；可以彻底消除离子型稀土原地浸矿采场边坡及滑坡整体及局部失稳的安全隐患。本发明治理过程操作简便，工程造价低，实用性强。

Description

一种离子型稀土原地浸矿采场滑坡防治的方法

技术领域

本发明涉及滑坡防治和施工技术，尤其是涉及一种离子型稀土原地浸矿采场滑坡防治的方法。

背景技术

中国是世界上稀土资源最丰富的国家，南以重稀土为主，北以轻稀土为主。南方稀土矿床类型为“风化壳型”，富含钇、镝、铽等现代高新技术和国防等尖端领域所必需的中重稀土元素，是我国的优势矿产资源和战略资源。稀土矿物中的稀土元素主要以阳离子状态存在，并吸附在如高岭土、蒙脱石等矿物上，所以目前采用硫酸铵浸取液来浸溶矿石以获得离子型稀土离子。

离子型稀土矿的开采工艺经历了80年代开始的池浸工艺、堆浸工艺和目前采用的原地浸矿工艺过程。原地浸矿工艺是在不剥离表土、不开挖矿石的情况下，将浸矿溶液(硫酸铵溶液)通过网格布置的注液井直接注入天然埋藏条件下的风化矿体，在静压渗浸条件下，浸矿剂溶液中的阳离子将吸附在粘土表面的稀土离子交换下来形成母液，母液从收液工程系统流出，用草酸沉淀母液中的稀土，实现资源回收的目的。“原地浸矿”工艺方法虽然克服了池侵、堆浸工艺的许多缺点，但因需开挖大量的注液井、水封井和集液沟，对矿山植被与地貌造成了一定程度的破坏，大量酸性侵矿剂和顶水通过注液井注入地下矿层，对山体原有的岩土应力平衡状态造成破坏，地层扰动明显，对斜坡稳定性、土的物理力学性质影响很大，采场滑坡事故也常在原地浸矿采矿过程中发生，对人民群众的生命财产造成严重危害，因此，对离子型稀土矿山原地浸矿滑坡的防治，避免地质灾害的发生，实现区域社会经济可持续发展，具有重要意义。

目前，滑坡防治的方法主要有抗滑桩、抗滑挡土墙、锚杆(索)锚固、格构梁锚杆、锚钉墙、削方减载；注液井和集液坑道的改进、排水系统设置等。安全性较差的稀土原地滑坡采场边坡多采用抗滑桩、抗滑挡土墙、锚杆(索)锚固、格构梁锚杆、锚钉墙、削方减载；对安全性较好的采用注液井和集液坑道工程的改进、排水系统设置。

对于离子型稀土矿山原地浸矿采场，边坡存在松散土体，现有治理技术存在三种缺陷：

(1)采用抗滑桩、抗滑挡土墙、锚钉墙工程造价较高，工程量大，离子型稀土矿山往往位于丘陵山区，大型施工机械进出场困难、施工不便，也易造成生态环境破坏。

(2)采用削方减载，土方工程量大，且治理后由于稀土矿山采场边坡整体性较差，易于变形，不能确保边坡的整体稳定。

(3)采用注液井和集液坑道工程的改进、排洪系统的设置等，该类防治措施忽视了浸矿液之间的渗流作用，同时由于矿体地质条件和水文条件的复杂性以及开采的实际过程中受众多因素的影响，该类方法也很难达到良好的效果。比如在注液井间距以及注液井深度的选择时，需要考虑到矿体的饱水率、浸矿周期以及矿体液的高峰期，倘若矿体的饱水率较低或者浸矿周期较长，从注液井下渗的浸矿液将使矿体加重，增加向下的下滑力而使得山坡上出现大小不等的裂缝，甚至引起注液井的坍塌而诱发滑坡。

以上工程方法均未对滑坡滑动面土体进行改良与加固，这些缺陷是造成离子型稀土矿山原地浸矿采场滑坡防治存在较严重缺陷的根本原因。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种可以提高滑动面土体抗剪强度并插筋形成微型桩，消除离子型稀土矿山边坡整体及局部失稳安全隐患的离子型稀土原地浸矿采场滑坡防治的方法。

本发明的技术方案：一种离子型稀土原地浸矿采场滑坡防治的方法，包括以下步骤：

(1)滑坡体岩土工程勘察，确定滑坡体滑动面深度：对离子型原地浸矿采场滑坡体进行岩土工程勘察，用钻探的方法查明滑坡体下存在的滑坡滑动面的深度、位置，确定滑坡滑动面形态及滑坡体在各部位的厚度；钻探选用回转钻机采取干钻钻进方式进行取芯，钻探孔深度穿过滑坡滑坡面进入稳定地层2—3m即可终孔；

(2)钻进成孔：钻孔位选择在原地浸矿注液井位置，原地浸矿注液井孔径一般为40—50cm、井深2—5m；用手持式钻机进行钻进，钻孔孔径10—20cm，孔深为地面至滑坡滑动面以下2—3m，钻进采用干钻(风冷钻头)，钻孔孔深穿过滑坡滑动面2—3m，停止钻进；

(3)注浆：钻孔完成后取出钻杆，将钻头换成注浆管并下入钻孔内；注浆管采用注浆花管，由普通钢管加工制成，钢管上布有注浆孔，钢管前端加工成锥形，便于注浆管插入土层预定位置，注浆采用普通硅酸盐水泥；开动注浆泵，通过注浆管将水泥浆液桶中调制好的浆液按照0.5—1.5Mpa的注浆压力向钻孔内注浆，注浆时在注浆孔之上用注浆胶塞止浆，水泥浆液在压力下向滑坡滑动面进行渗透、压密并形成滑动面注浆加固带和水泥锚固体，注浆达到1.0—1.5m³即可停止注浆，撤出钻机；

(4)植筋：注浆结束后立即将制作好的锚固筋(钢筋)插入注浆体内，锚固筋用单根III级螺纹钢制作；锚固筋长度为注浆体长度(含穿过滑坡滑动面2—3m的长度)，锚固筋直径25—32mm；

(5)用粘土封填原地浸矿注液井，防止雨水渗入地下造成滑坡。

还可以在用粘土封填原地浸矿注液井进口上种树苗：在用粘土封填后的原地浸矿注浆井口种上树苗，树根对土体具有加固作用，同时可保护生态环境。

本发明的优点：

(1)本发明治理过程不涉及土石方开挖工程，工程对环境没有影响。

(2)滑动面经注浆后整体抗剪强度提高，注浆体穿过滑动面经植筋后形成微形桩，提高了稀土矿山边坡的抗滑力。

(3)可以彻底消除离子型稀土原地浸矿采场边坡及滑坡整体及局部失稳的安全隐患。

(4)本发明治理过程操作简便，工程造价低，实用性强。

附图说明

图1是本发明钻孔注浆施工示意图。

图2是本发明实施效果示意图。

图中：1手持式钻机，2注浆管，3注浆泵，4水泥浆液桶，5原地浸矿注液井，6注浆胶塞，7钻杆，8钻孔，9注浆花管，10滑坡滑动面，11水泥浆液，12滑坡体，13粘土，14钢筋，15注浆体(水泥锚固体)，16稳定地层，17滑动面注浆加固带，18树苗。

具体实施方式

本发明的原理是利用注浆提高滑动面土体的抗剪强度，注浆体内植筋形成具有锚固体的微形桩并穿过滑动面，提高了稀土矿山边坡的抗滑力，对原地浸矿注液井用粘土封堵以防止雨水渗透而降低土体抗剪强度，粘土上植树起生态护坡作用，通过综合措施提高稀土矿山边坡的稳定性。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明：

第一步，滑坡体岩土工程勘察，确定滑坡体滑动面深度：对离子型原地浸矿采场滑坡体进行岩土工程勘察，原地浸矿注液孔5深3m，用钻探的方法查明滑坡体12下存在的滑坡滑动面10的深度(孔深从原地浸矿注液孔5的孔底以下深度为11m，)、位置(埋深从原地浸矿注液孔5的孔底以下深度为8.7m)。钻探钻机选用xy—1型回转钻机，采取干钻钻进方式进行取芯，钻孔孔径127mm，当钻进至滑坡滑动面10附近时采用慢速钻进，钻探孔深度穿过滑坡滑坡面10进入稳定地层16内3m即终孔。

第二步，钻进成孔，钻孔8孔位选在原地浸矿注液井5中心，用手持式钻机1进行钻进，钻进采用干钻(风冷钻头形式)，钻孔孔径10cm，孔深从原地浸矿注液孔5的孔底以下深度为11m，滑动面埋深从原地浸矿注液孔5的孔底以下深度为8.7m，孔深穿过滑动面10并进入稳定地层16的深度2.3m，达到设计孔深即从原地浸矿注液孔5的孔底以下深度11m，停止钻进。

第三步，注浆，成孔后，将手持式钻机1接上注浆管2、注浆泵3和水泥浆液桶4，注浆花管9用普通钢管加工制作，注浆花管9前端加工成锥形。注浆采用普通硅酸盐水泥，开动注浆泵3，通过注浆管2、手持式钻机1、钻杆7及注浆花管9形成注浆通道，将调制好的水泥浆液11按设计压力0.5—1.5Mpa向钻孔内注浆，上部用注浆胶塞6堵塞，以形成滑动面注浆加固带17及注浆体15，注浆以静压渗透注浆为主，注浆量达到设计要求的注浆量1.5m³后停止注浆，撤出手持式钻机1(参考图1)。

第四步，植筋：注浆结束后立即将制作好的锚固筋(钢筋)插入注浆体内，锚固筋用单根III级螺纹钢制作；锚固筋长度8.7m，锚固筋直径为25mm。

第五步，用粘土13封填原地浸矿注液井5，以防止雨水渗入地下造成滑坡(参考图2)。

第六步，种树苗，在用粘土封填后的原地浸矿注液井5井口种上树苗18，树苗选用适合在稀土矿山环境生长的竹柳，起到生态防护的作用(参考图2)。

本发明可以增强离子型原地浸矿采场滑坡防治的有效性、针对性，消除离子型原地浸矿采场滑坡对人民生命财产的安全隐患，因此，应用前景较好，可产生较好的社会、经济及环境效益。

其它未作详细描述之内容为本领域专业技术人员公知现有技术。

Claims (6)

1.一种离子型稀土原地浸矿采场滑坡防治的方法，其特征是：包括以下步骤：

(1)滑坡体岩土工程勘察，确定滑坡体滑动面深度：对离子型原地浸矿采场滑坡体进行岩土工程勘察，用钻探的方法查明滑坡体下存在的滑坡滑动面的深度、位置；

(2)钻进成孔：钻孔位选择在原地浸矿注液井位置，用钻机进行钻进，钻孔孔径10—20cm，钻孔至滑坡滑动面以下2—3m，钻进采用干钻；

(3)注浆：钻孔完成后取出钻杆，将钻头换成注浆花管，注浆采用普通硅酸盐水泥；开动注浆泵，通过注浆管将水泥浆液桶中调制好的浆液按照0.5—1.5Mpa的注浆压力向钻孔内注浆，注浆时在注浆孔之上用注浆胶塞止浆，水泥浆液在压力下向滑坡滑动面进行渗透、压密并形成滑动面注浆加固带和水泥锚固体，注浆达到1.0—1.5m³即可停止注浆，撤出钻机；

(4)植筋：注浆结束后立即将制作好的锚固筋插入注浆体内，锚固筋用单根III级螺纹钢制作；

(5)用粘土封填原地浸矿注液井，防止雨水渗入地下造成滑坡。

2.根据权利要求1所述的一种离子型稀土原地浸矿采场滑坡防治的方法，其特征是：在用粘土封填后的原地浸矿注浆井口种上树苗，树根对土体具有加固作用，同时可保护生态环境。

3.根据权利要求1所述的一种离子型稀土原地浸矿采场滑坡防治的方法，其特征是：查明滑坡体下存在的滑坡滑动面的深度、位置时的钻探选用回转钻机，并采取干钻钻进方式进行取芯，钻探深度穿过滑坡滑坡面进入稳定地层2—3m即可终孔。

4.根据权利要求1所述的一种离子型稀土原地浸矿采场滑坡防治的方法，其特征是：钻进成孔用手持式钻机进行钻进，采用风冷钻头。

5.根据权利要求1所述的一种离子型稀土原地浸矿采场滑坡防治的方法，其特征是：注浆花管由普通钢管加工制成，钢管上布有注浆孔，钢管前端加工成锥形，便于注浆管插入土层预定位置。

6.根据权利要求1所述的一种离子型稀土原地浸矿采场滑坡防治的方法，其特征是：锚固筋长度为注浆体长度，锚固筋直径25—32mm。