芻議高陡邊坡下如何保證采礦的安全性

張偉

【摘 要】在高陡邊坡下采礦存在很多安全問題和安全隱患，也是事故多發(fā)的一種采礦形式，因此討論高陡邊坡下如何保證采礦的安全性，是一項具有重要現(xiàn)實意義的話題。在高陡邊坡下采礦，尤其是采空區(qū)容易出現(xiàn)滑坡或崩塌的現(xiàn)象。但有時雖然地表開裂、但是邊坡和山體仍然保持著相對穩(wěn)定，還有一種情況是，雖然處在采空塌陷區(qū)的外側(cè)，，但因位于塌陷盆地外緣，鼓張區(qū)的地面會隆起。本文針對高陡邊坡采礦的危險性和不安全因素，以及對采空區(qū)上邊坡穩(wěn)定問題作出分析和闡述，提出一些高陡邊坡下保證采礦安全性的措施。

【關(guān)鍵詞】露天采礦；邊坡穩(wěn)定；采空區(qū)；安全措施

高陡邊坡下的采礦安全性問題，一直以來都是備受關(guān)注的熱點話題。由于近年來發(fā)生了很多起煤礦崩塌事故，其中采空區(qū)上邊坡穩(wěn)定問題也是導(dǎo)致事故發(fā)生的一個關(guān)鍵因素。筆者對一些采空區(qū)上邊坡場地進行了研究和分析，發(fā)現(xiàn)并不是所有的采空區(qū)上邊坡都會出現(xiàn)事故，由于地質(zhì)構(gòu)造或巖體結(jié)構(gòu)的差異，采空區(qū)位置及開采方法的不同，會產(chǎn)生不同的現(xiàn)象和后果。有的會發(fā)生滑坡或崩塌；有的雖然地表開裂，但邊坡和山體仍然保持相對穩(wěn)定。采空區(qū)上邊坡穩(wěn)定問題是一個很復(fù)雜的問題。對于不同情況造成的安全隱患要就、實施不同的應(yīng)對措施。

1.采空區(qū)上邊坡穩(wěn)定的基礎(chǔ)分析

采空區(qū)上邊坡穩(wěn)定問題主要是露天采煤所引申的問題。

邊坡巖石力學(xué)性質(zhì)，其地質(zhì)結(jié)構(gòu)具有很大的復(fù)雜性，它與邊坡巖體和土壤特質(zhì)的問題密切相關(guān)。其次地下水位的移動以及地面降雨情況，再加上殘余構(gòu)造應(yīng)力的存在，均會對導(dǎo)致產(chǎn)生采空區(qū)上邊坡穩(wěn)定問題。另外在采場區(qū)內(nèi)實施爆破，其爆破振動也會對邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響。采場面的拓進方式以及幾何圖形等也均會影響到邊坡穩(wěn)定性。

當(dāng)進行鑿巖、裝運、爆破以及地質(zhì)測量工作的時候，其都將會隨著回采的不斷推進，而進行移動變化，階段上尤其是坡面附近的礦巖都會受到爆破振動的影響。另外邊坡的公用影響，例如大壩、溝渠、鐵道以及水庫等，還有開采面所承受的運輸壓力、預(yù)應(yīng)力等也均會產(chǎn)生一定的影響。

2.加強高陡邊坡下露天采礦安全性措施

2.1對采空區(qū)上邊坡狀況進行分析

要保證高陡邊坡下采礦的安全性，首先就要做好對采礦區(qū)地質(zhì)、巖體狀況等情況進行深入的分析，針對巖層被破壞的程度及特征采取針對性策略。有一些開采方法，伴隨著采空區(qū)面積的不斷擴大，力的作用會不斷傳遞，最終導(dǎo)致邊坡喪失穩(wěn)定性。因為這是一個從圍觀到宏觀的慢性變化，因此，在邊坡發(fā)生變形的時候，可以運用一定技術(shù)監(jiān)測其變形，只要保證在安全范圍之內(nèi)，這樣就可以有效確保邊坡的穩(wěn)定。通過監(jiān)測，掌握邊坡變形的發(fā)展規(guī)律，可以制定出預(yù)報，和防止邊坡不穩(wěn)定性因素增加的方法，可以達到減小邊坡失穩(wěn)時，導(dǎo)致的嚴重后果以及人力和財力的損失。

2.2做好邊坡安全監(jiān)測工作

首先要根據(jù)儀器設(shè)備和工程需要，設(shè)置一套合理的監(jiān)測方案，對表層巖體的水平位移和垂直位移進行監(jiān)測。邊坡破壞的形式主要是因為散體坍塌、側(cè)向楔形被破壞，一般都會選擇地質(zhì)條件較差的區(qū)域作為監(jiān)測的斷面，然后又開始布局監(jiān)測網(wǎng)的位置，控制點要設(shè)在比較穩(wěn)定的地方，避免受到外界的干擾。選擇準(zhǔn)確的觀測點架設(shè)儀器，要方便置鏡和工作人員測量。監(jiān)測點用來對整個位移進行測量，用全站儀測量它的坐標(biāo)。監(jiān)測周期一般為每月一次，如果在雨季或是有異常位移現(xiàn)象發(fā)生就要增加監(jiān)測頻數(shù)。測量后要記錄控制點、觀測點以及工作點的樁號、坐標(biāo)，對日期、氣溫、降水等也要進行詳細記錄。然后要建立表格來進行成果計算，對數(shù)據(jù)進行分析，探討出煤礦開采過程中采空區(qū)邊坡發(fā)生形變的特點，這樣才更有利于避免災(zāi)難性事故的發(fā)生，提高采煤的安全度。

2.3水體下采煤安全措施

煤層的水分為地表水，在開采煤層時，一旦遇到洪水，就會導(dǎo)致地表水發(fā)生變化，這種力的作用會改變水體和開采煤層之間的力和水的關(guān)系，非常有可能會造成事故的發(fā)生。因此在水體下采煤的時候，首先要進行試探開采，了解防水安全煤柱的破壞情況，或者采用分區(qū)隔離的方法，將采取與外界隔離，即使發(fā)生突發(fā)事件也會降低危險程度。還有一種比較有效的、安全性較高的方法就是采用全部填充法或是分層間歇開采法。

2.4對巖體工程進行力學(xué)分析

巖體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性直接影響巖體工程，因此要從宏觀和微觀的角度對巖體工程的地質(zhì)力學(xué)及進行研究和分析。宏觀上要研究地質(zhì)構(gòu)造和區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場，來探究區(qū)域構(gòu)造格局對巖體的控制作用。對巖體的結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體的力學(xué)特性指標(biāo)進行測驗，獲得定量數(shù)據(jù)，對各種結(jié)構(gòu)面分布特點以及優(yōu)勢都要進行測算和統(tǒng)計，用投影的方法來表達。針對不同的類型要做穩(wěn)定性分析和測算，也要對傾復(fù)穩(wěn)定和坡腳應(yīng)力做出統(tǒng)計和計算，計算它的平衡極限值，便于在實際操作中應(yīng)用，就可以減少因巖體結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性造成采煤過程中意外狀況的發(fā)生。

對采空區(qū)邊坡的穩(wěn)定性進行測評，做好基礎(chǔ)工作，充分運用鐵路下、建筑物下、水體下這三處具體的采煤理論指導(dǎo)及方案，對工程巖體和巖體工程地質(zhì)力學(xué)進行科學(xué)性的、準(zhǔn)確的分析，對采空塌陷區(qū)或臨近邊坡的位置影響其穩(wěn)定性的因素進行監(jiān)測和排查，都是有著很大的必要意義，這樣才能使監(jiān)測結(jié)果更加趨于合理化，才能為高陡邊坡下采煤提高強有力的安全保障。

3.結(jié)語

縱觀國內(nèi)外高陡邊坡狀況以及邊坡破壞造成的嚴重后果，許多高陡邊坡問題嚴重危害了工程安全，甚至造成國家和人民生命財產(chǎn)的巨大損失.為了減少和防止邊坡事故發(fā)生，加強高陡邊坡下如何保證采礦的安全性是一項迫在眉睫的任務(wù)。在提高邊坡安全性的時候，需要通過監(jiān)測邊坡實際的穩(wěn)定性，制定出有針對性的監(jiān)測設(shè)計，建立實時監(jiān)測系統(tǒng)，對邊坡的穩(wěn)定狀況進行監(jiān)測。其次要對爆破進行減震控制，并依據(jù)實際情況，對爆破震動進行實時監(jiān)測，確保能夠做到安全開采。在對邊坡變形情況進行監(jiān)測和爆破震動監(jiān)測時，需要根據(jù)工程的地質(zhì)，布置監(jiān)測點，抓住重點，同時也要做到全面維護，將安全系數(shù)提到最高。

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