露天礦山邊坡特點及滑坡關(guān)鍵治理技術(shù)

陳韜+趙旭

【摘 要】露天礦山，即室外金屬分布區(qū)域，由于受到自然環(huán)境因素以及自身邊坡結(jié)構(gòu)特點的影響，很容易出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)滑坡將會給采礦企業(yè)帶來嚴重的經(jīng)濟損失，還會給采礦人員的生命帶來嚴重威脅。論文概述了露天礦山邊坡的特點，并分析了滑坡防治和治理的關(guān)鍵技術(shù)，以供相關(guān)人員參考。

【Abstract】Surface mine is the outdoor metal distribution area， due to the natural environment and the its structure characteristics of the slope， it is prone to landslide， once the landslide will bring serious economic losses to the mining enterprises， and bring serious threat to mining personnel life. This paper provides an overview for the characteristics of surface mine slope， analyzes the key technology of landslide prevention and control and govern， for relevant personnel reference.

【關(guān)鍵詞】露天礦山；邊坡特點；滑坡；治理技術(shù)

【Keywords】surface mine； slope characteristics； slope； governance technology

【中圖分類號】P642.22 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）08-0175-02

1 引言

我國冶金礦山大都在以露天開采方式開采，但是由于地質(zhì)條件和開挖施工工藝等原因，在這些礦山的邊坡上經(jīng)常出現(xiàn)一些大型滑體，這些滑體影響著礦山的正?？拷纾⑶医o安全生產(chǎn)帶來很大的隱患，這些滑體一旦發(fā)生滑坡現(xiàn)象，就會造成摧毀性的災(zāi)害，給采礦單位造成嚴重的經(jīng)濟損失，還會給采礦工作人員的生命財產(chǎn)造成嚴重威脅。因此，要加強對于露天礦山邊坡結(jié)構(gòu)特點的研究，并提前做好滑坡的預(yù)防和應(yīng)急措施。

2 露天礦山邊坡特點

2.1 露天礦山邊坡的定義

露天礦山邊坡，又稱為露天礦邊幫，是露天礦場的主要構(gòu)成要素之一[1]，是指露天礦場四周的傾斜表面，這些邊坡是由許多已經(jīng)結(jié)束采掘工作的臺階所構(gòu)成的總斜坡。邊坡與水平面的夾角稱為邊坡角，或者是最終邊坡角。依據(jù)邊坡與礦體的空間相對位置，邊坡可以分為上盤邊坡、下盤邊坡、端部邊坡。

2.2 露天礦山邊坡的特點

露天礦山邊坡的特點有：①露天礦山邊坡較高，走向較長；②露天礦山邊坡巖石主要是沉積巖，層理顯著，巖石強度較低，并且軟弱夾層較多；③露天礦山邊坡變形破壞形式主要是滑坡；④露天礦山邊坡是開挖工程中形成的邊坡，由于長期處于自然環(huán)境中，并且沒有進行維護設(shè)施的建設(shè)，使其很容易受到風化作用的影響；⑤露天礦山邊坡上由于經(jīng)常進行設(shè)備的運輸，并且在開采的過程中會有爆破作業(yè)，這就會給邊坡的穩(wěn)定性造成一定的影響；⑥露天邊坡是在開采的過程中，由上到下形成的，其上部和下部的結(jié)構(gòu)服務(wù)時間不同；⑦露天礦山邊坡的不同地段所要求的穩(wěn)定性程度不同。

3 露天礦山邊坡出現(xiàn)滑坡的類型以及危害分析

露天礦山邊坡的開挖，主要是在巖體中進行，在地表可能通過一定厚度的表土，其深度大約在0～100m范圍內(nèi)[2]。由于露天礦山邊坡的開挖，使原來位于地殼內(nèi)部的巖體暴露出來，破壞了邊坡巖體內(nèi)部的初始應(yīng)力平衡。邊坡表面臨空巖體在自身重力以及此生應(yīng)力場[確認表達]的作用下，必然會向臨空方向移動，在邊坡巖體有足夠的強度時，這種移動位置量相對較小，在工程允許的范圍內(nèi)，邊坡整體處于穩(wěn)定狀態(tài)；當邊坡巖體的強度不足時，巖體的彈性模量小，很容易產(chǎn)生較大的變形量，邊坡將會發(fā)生滑動，變形量過大時就會形成帶有一定破壞力的滑動，稱之為滑坡。露天礦山邊坡按照其發(fā)生的形態(tài)可以分為塌落、滑坡和傾倒三種類型，下面就這三種類型進行具體的分析：

3.1 塌落

塌落是指臺階上部巖體由于風化作用、爆破作業(yè)產(chǎn)生的震動等原因，脫離母體，下落堆積坡腳的現(xiàn)象，有時會伴隨巖石的翻滾和破碎情況[3]。塌落會破壞掉原有臺階設(shè)計形狀，減小臺階上部寬度，使得臺階無法滿足運輸、清掃等工作，這就會造成運輸線路的中斷，使維修清掃的費用增加。嚴重的塌落現(xiàn)象，還會造成整個邊坡形狀的改變，使得邊坡角減小等。

3.2 滑坡

滑坡是指邊坡巖體在自重以及其他外力作用下，發(fā)生較大范圍的巖體滑坡現(xiàn)象，在發(fā)生滑坡時，是沿著某一平面或者曲面由上到下進行移動的?；碌囊苿用娣Q為滑面，整體下滑的巖體部分稱為滑體。產(chǎn)生這種破壞的機理是由于滑面上的剪力大于抗剪強度導(dǎo)致的。正常情況下，滑體產(chǎn)生到滑體下移需要經(jīng)過很長的時間，在最初階段是滑體的蠕動變形，最后變成突然滑落。這一過程一般會持續(xù)數(shù)日或者是數(shù)年，有些滑坡具有明顯的滑坡前預(yù)兆，有些則是不明顯的。依據(jù)滑坡滑面的不同類型，滑坡又可以分為平面滑坡、圓弧滑坡、楔形滑坡三種類型，平面滑坡是當?shù)刭|(zhì)結(jié)構(gòu)面的走向平行于邊坡坡面，傾向和邊坡坡面一致，在傾角小于邊坡角時，邊坡巖體容易發(fā)生沿結(jié)構(gòu)面的滑坡；圓弧滑坡，是當巖土非常軟弱或者是邊坡巖體的裂隙發(fā)育，巖體已經(jīng)發(fā)生破碎現(xiàn)象時，邊坡易發(fā)生圓弧滑坡，圓弧滑坡是指垂直于坡肩方向斷面上的滑動面呈現(xiàn)圓弧形狀；楔形滑坡，是指當兩個結(jié)構(gòu)面斜交邊坡坡面的交線在邊坡坡面出露時，如果交線的傾角大于結(jié)構(gòu)面的摩擦角，并小于邊坡角時發(fā)生的楔形滑體滑坡。

3.3 傾倒endprint

傾倒是一種不同于滑坡，但又和滑坡有著一些聯(lián)系的邊坡破壞類型。傾倒的主要特點是邊坡巖體內(nèi)部存在著一組與邊坡破面反傾而傾角又很大的軟弱結(jié)構(gòu)面，該組結(jié)構(gòu)面將邊坡巖體切割成許多相互平行的塊體，在重力的作用下，這些平行的塊體緩緩向外彎曲、塌落。

上述三種類型的滑坡，對于露天礦山開采造成的危害有：造成露天礦生產(chǎn)中斷，甚至停止生產(chǎn)；破壞露天礦場正常生產(chǎn)，填埋鉆孔；破壞設(shè)備、正常生產(chǎn)設(shè)施；嚴重的滑坡會造成人員傷亡；造成生產(chǎn)秩序混亂；破壞露天坑的防洪以及排澇系統(tǒng)。

4 露天礦山邊坡滑坡體的治理以及治理技術(shù)分析

露天礦山邊坡工程是一門涉及露天采礦、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、爆破工程以及露天礦機械等多個領(lǐng)域的綜合性工程，其研究目的是尋求經(jīng)濟開采與安全生產(chǎn)之間的平衡點，在保障安全開采的過程，最大限度地提高邊坡角，減少剝離量，已獲得最大的開采效益，下面就邊坡滑坡治理技術(shù)進行分析：

4.1 水泥高壓注漿

水泥高壓注漿，是防滲漏技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)。但是當巖體發(fā)生位移時，會重新拉開而產(chǎn)生裂縫或者是被破碎，起不到防滲作用。因此，在利用水泥高壓注漿時候，必須加蓋10～20cm的黏土黃泥，這是由于黃泥具有防滲漏功能，同時還可以作為種植綠色植物的基礎(chǔ)。要想獲得更加有效的防滲漏效果，可以在黃泥的下面鋪設(shè)一層土工布或者塑料薄摸，這樣防滲漏效果會更好。

4.2 削坡減載

在滑坡體上進行運輸?shù)臅r候，要采用輕型設(shè)備，并注意過載的壓力，保障不過載重型設(shè)備以及運輸?shù)闹亓刂圃诤侠淼姆秶畠?nèi)。另外，對于滑坡處進行邊坡的削減，使得滑體的邊坡角縮小至合理范圍內(nèi)，從而減輕邊坡的縱向受力，同時還要預(yù)防暴雨時地表松散堆積層形成的泥石流對于邊坡造成的危害。

4.3 做好地表防排水

通過對于地表防水系統(tǒng)的設(shè)計和規(guī)劃，可以穩(wěn)定滑坡體的穩(wěn)定性，是治理滑坡的關(guān)鍵技術(shù)。通過防止地表水流入邊坡，盡可能地減少滑坡部位的水壓。這需要在削坡、降低邊坡角工程后，在各個平臺上進行永久性的排水溝設(shè)計，將地表徑流的水引到最終開采線以外。另外，在露天礦場進行開采之前做好防排水的基礎(chǔ)設(shè)施，通過科學、合理的防排水系統(tǒng)設(shè)計，保障其在遭遇暴雨天氣時，可以及時將地表水排出，這樣有利于保障露天礦場邊坡滑體不受地表水的侵蝕，從而穩(wěn)定滑體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

4.4 預(yù)防爆破地震效應(yīng)

在礦山開采過程中，經(jīng)常會使用到爆破技術(shù)，在爆破過程，會產(chǎn)生一定的沖擊力，這種沖擊力會影響到邊坡，造成滑坡現(xiàn)象發(fā)生。下面就預(yù)防爆破地震效應(yīng)提出幾點建議：①大力推廣逐孔爆破技術(shù)，減少爆破時產(chǎn)生的沖擊力。②合理設(shè)計爆破時間和爆破順序，保證在每一次爆破后巖石能夠得到充分松動，消除夾制爆破的條件。③科學地控制爆破參數(shù)，以及每一個爆破點的炸藥量。④在臨近邊坡的爆炸塊采用預(yù)裂爆破，預(yù)防爆破震動對于邊坡的危害。⑤在露天深孔爆破中，防止深度過大，爆破孔的深度過大會增加爆破的沖擊力。

5 結(jié)語

通過以上分析可知露天礦山邊坡較陡，容易受到自然環(huán)境以及爆破工程的影響，很容易發(fā)生邊坡滑坡的現(xiàn)象。因此，在進行露天礦山開采的時候，要做好預(yù)防滑坡現(xiàn)象的治理措施。本文通過對于露天礦山邊坡特點的分析，并針對邊坡滑坡的類型以及危害進行了分析，闡述了集中預(yù)防和治理滑坡的技術(shù)，希望可以給相關(guān)人員提供一些參考。

【參考文獻】

【1】謝振華，夏雨，李正濤.露天礦高陡邊坡滑坡治理技術(shù)[J].露天采礦技術(shù)， 2013（6）：14-17.

【2】王振兵，王永花.某露天礦向斜核部滑坡區(qū)高陡邊坡治理技術(shù)[J].現(xiàn)代礦業(yè)， 2014（10）：117-118.

【3】劉志剛.霍林河北露天礦排土場邊坡滑坡特征與滑坡機制分析[J].工程技術(shù)（文摘版）， 2016（10）：00234.endprint