綜合治理措施在露天采場高邊坡災(zāi)害預(yù)防中的應(yīng)用分析

■李蕃仁

（廣西地礦建設(shè)集團(tuán)有限公司廣西南寧530023）

綜合治理措施在露天采場高邊坡災(zāi)害預(yù)防中的應(yīng)用分析

■李蕃仁

（廣西地礦建設(shè)集團(tuán)有限公司廣西南寧530023）

礦產(chǎn)資源的開發(fā)是保證我國國民經(jīng)濟快速發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，其中露天采場憑借開采成本低、產(chǎn)量高、安全性強等諸多優(yōu)點在有條件的區(qū)域得到了廣泛發(fā)展。邊坡失穩(wěn)等災(zāi)害是露天采場的主要安全威脅，因此也是重點治理工程。本文首先介紹了影響邊坡穩(wěn)定性的主要因素，又針對這些因素介紹了幾種常用的綜合治理措施，具有一定的實用價值。

露天采場 邊坡災(zāi)害 綜合治理 應(yīng)用

0　引言

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展需要，各行業(yè)對礦產(chǎn)資源需求量迅猛上漲，其中在2002-2012年我國“黃金十年發(fā)展期”中，我國年均消費的煤炭量突破30億噸大關(guān)，鋼鐵年消費量突破10億噸大關(guān)，雖然在經(jīng)濟新常態(tài)下消費量會略微下降，但總量依然是巨大的。目前我國有數(shù)量眾多的露天礦山，包括煤礦、鐵礦、化學(xué)礦山等，露天礦山面臨的主要安全威脅是邊坡失穩(wěn)，所以為保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行，很多國內(nèi)外學(xué)者研究了邊坡災(zāi)害應(yīng)對措施，并取得了豐碩的成果。

1　露天礦邊坡穩(wěn)定性的影響因素介紹

隨著露天礦開采深度和范圍的擴大，邊坡高度和范圍也在逐步擴大，若不注重邊坡穩(wěn)定性治理，則會出現(xiàn)坍塌、滑落等災(zāi)害，輕者影響正常生產(chǎn)，重者會填埋施工人員和機械，造成重大安全事故。通過總結(jié)研究，影響露天礦邊坡穩(wěn)定性的因素主要有以下幾種：

（1）巖體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。通過調(diào)查統(tǒng)計顯示：如果邊坡存在斷層、褶皺等地質(zhì)構(gòu)造，會使邊坡節(jié)理發(fā)育廣泛，透水性增強，進(jìn)而會導(dǎo)致其穩(wěn)定性大大下降。此外，若構(gòu)成邊坡的巖土結(jié)構(gòu)松散、力學(xué)性質(zhì)較差，則容易發(fā)生滑坡失穩(wěn)；

（2）開采活動的影響。隨著開采深度的增加，其開采難度也會增加，所以必須要采取必要的爆破等手段，此外加上各種挖掘運輸機械的震動影響，必然會加大圍巖中的裂隙發(fā)育。開采剝落巖層會加速其風(fēng)化速度，且卸載上覆壓力后整個巖體的物理力學(xué)性質(zhì)會發(fā)生較大變化；

（3）水的影響。地表水尤其是夏季暴雨的侵蝕和沖刷作用會對坡面造成嚴(yán)重破壞。此外，水體通過裂縫進(jìn)入巖體后具有軟化作用，從而降低巖體強度。而且如果巖體內(nèi)長期存在水分，則會發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，諸如溶解、氧化等，從根本上改變了巖體原本穩(wěn)定的力學(xué)性質(zhì)[1]。

2　綜合治理措施在露天采場高邊坡災(zāi)害預(yù)防中的應(yīng)用

邊坡的安全隱患應(yīng)該及時排除，否則會帶來嚴(yán)重后果。在治理時應(yīng)采取最為經(jīng)濟有效的防治措施，因地制宜，力求在保證安全的基礎(chǔ)上盡量減少工程量。在實際工程中，往往是將幾種治理措施綜合在一起，已達(dá)到最佳的防治效果，以下介紹幾種較為常見的邊坡治理措施。

2.1爆破卸載法的應(yīng)用分析

在一些危險邊坡地段，為盡快解除其安全隱患，最為直接有效的措施是采用爆破卸載法，其本質(zhì)是在不穩(wěn)定邊坡地段埋設(shè)一定量的炸藥，對其進(jìn)行爆破卸載。爆破卸載法對鉆孔深度和炸藥量的要求較小，一般布置兩排藥包即可，其中前排為輔助藥包，后排為主藥包。最小抵抗線w的數(shù)值根據(jù)具體的爆破范圍和體積來決定；爆破作用指數(shù)n也是計算炸藥用量的主要參數(shù)之一，一般在邊坡卸載作業(yè)中，要求嚴(yán)格控制震動和爆炸產(chǎn)生的沖擊波，所以其數(shù)值不能過大。單位用藥系數(shù)k和爆破巖體的力學(xué)性質(zhì)密切相關(guān)，例如：黃土可取值1.2-1.5；巖石往往在2.0以上[2]。

2.2噴漿阻隔法的應(yīng)用分析

如果邊坡有較多的裂隙節(jié)理存在，為保證其穩(wěn)定性，可在邊坡坡度較緩地段應(yīng)用噴漿阻隔法，其本質(zhì)作用是阻止地表水進(jìn)入邊坡巖體內(nèi)部。一般采用的是普通硅酸鹽水泥漿液，一般配比（重量比）為：水泥：砂子：水=1：1：3，此外可添加水泥重量4%的速凝劑。在應(yīng)用噴漿阻隔法的同時還要做好相應(yīng)的排水工作，建立完善的地表水疏導(dǎo)管路，使下雨天場地和坡腳處無積水。

2.3高邊坡主動加固技術(shù)的應(yīng)用分析

目前高邊坡主動加固技術(shù)主要為削減坡度并設(shè)置必要的加固措施，例如：錨桿、錨索、錨網(wǎng)、抗滑樁等。其中錨桿+錨網(wǎng)憑借施工快速方便、效果好而得到廣泛應(yīng)用。其主要施工步驟為：削坡→鉆孔→孔內(nèi)灌漿→鋪網(wǎng)→打錨桿[3]。

采用人工靜爆削坡方式進(jìn)行施工，坡度以小于45°為宜；鉆桿盡可能與邊坡面垂直，打孔深度一般為8-10m，要求進(jìn)入穩(wěn)定巖層的長度至少要1.0m以上；為加強錨桿與邊坡巖體的接觸強度，在鉆孔結(jié)束后進(jìn)行孔內(nèi)灌漿，其規(guī)格可參照相關(guān)規(guī)定，灌漿壓力控制在0.5-1.5MPa便可，要求填充度大于90%。鉆孔按照梅花形布置，間隔根據(jù)巖體完整程度進(jìn)行設(shè)計，一般為3m×3m足以滿足強度要求。

2.4生態(tài)恢復(fù)法的應(yīng)用分析

從目前來看，根治邊坡失穩(wěn)最根本的方法是生態(tài)恢復(fù)法[4]。當(dāng)某區(qū)域露天礦產(chǎn)被挖掘干凈后，應(yīng)該及時對采場進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)。對于邊坡來說，可在主動加固技術(shù)的基礎(chǔ)上積極采用生態(tài)方法，一般是鋪撒一層營養(yǎng)土和草籽，及時進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，該方法雖然成本較高且施工較為復(fù)雜，但可謂一勞永逸。也是在當(dāng)前大環(huán)境下應(yīng)積極提倡的露天礦高邊坡處理方法。

3　結(jié)束語

露天礦高邊坡時刻威脅著廠區(qū)的安全生產(chǎn)和周邊居民的生命財產(chǎn)安全，調(diào)查發(fā)現(xiàn)我國很多礦產(chǎn)豐富的地區(qū)都存在邊坡安全隱患，很多企業(yè)在開采完成后對邊坡置之不理，對當(dāng)?shù)丨h(huán)境也造成極大危害[5]。因此，不管是在開采中還是開采后，邊坡治理始終是一項重要的工作。相關(guān)企業(yè)和監(jiān)督部門應(yīng)承擔(dān)起這份應(yīng)盡的責(zé)任，采用經(jīng)濟適用的方法處理好邊坡問題。

[1]陳敬剛，李愛兵.銅山口露天采場東幫滾石災(zāi)害與預(yù)防措施 [J].采礦技術(shù)，2007，（04）：32-34.

[2]王云飛，鐘福平.露天轉(zhuǎn)地下開采邊坡失穩(wěn)數(shù)值模擬與實驗研究 [J].煤炭學(xué)報，2013，（S1）：54-57.

[3]吳國昌.某露天礦最終邊坡破壞模式及處理方案研究 [J].中國礦山工程，2014，（06）：36-39.

[4]李樹建，張義平.晉寧磷礦采場邊坡災(zāi)害及其防治研究 [J].化工礦物與加工，2014，（08）：25-28.

[5]張海波，劉芳芳，董付科.露天轉(zhuǎn)地下開采地質(zhì)災(zāi)害規(guī)律及其防治 [J].河北理工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2011，（03）：72-76.

P694[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-7-483-1

李蕃仁（1982～），男，畢業(yè)于桂林工學(xué)院，本科，工程師，研究方向為水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)。