金山金礦露天邊坡穩(wěn)定性因素研究

郭文輝

摘 要 通過研究分析礦山地質(zhì)，發(fā)現(xiàn)礦山的邊坡的確存在著安全隱患，本文根據(jù)存在的邊坡失穩(wěn)潛在問題，并結(jié)合相似大部分礦山的經(jīng)驗，提出了清掃維護、防水排水、控制爆破、人工加固等方式來確保邊坡的穩(wěn)定性，并對所提方法進行了簡要解釋。

關(guān)鍵詞 金山金礦；不穩(wěn)定性邊坡；露天開采；穩(wěn)定性分析

中圖分類號 TD80 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）17-0118-01

1 金山金礦地質(zhì)特征

金山金礦勘查區(qū)位于天山山脈西段科古琴山南坡，隸屬新疆伊犁哈薩克自治州伊寧縣管轄?？碧絽^(qū)塊范圍東經(jīng)81°29′30″-81°37′30″，北緯44°14′30″-44°21′。

金山金礦區(qū)在伊寧市北東方向15°的位置，直線距離45km。目前精（精河）伊（伊寧）鐵路正在建設中，計劃2009年下半年通車，礦區(qū)至伊寧機場直線距離45km。由伊寧市至礦區(qū)有縣級公路和牧區(qū)簡易公路通行，直距40km，運距60km，生產(chǎn)生活物資主要依靠伊寧縣和伊寧市供應，交通方便。金礦床范圍東西長5km，南北寬約4km，面積20km2。金山金礦礦床在北天山上西部地帶，地勢平緩溝谷眾多，海拔高度1 600m～2 100m，附近有河，礦體賦存向上達到1 832m，向下到1 442m。礦區(qū)最低侵蝕基準面1 600m。

2 金山金礦露天邊坡穩(wěn)定性現(xiàn)狀

礦區(qū)南北約4km，東西約5km，礦區(qū)較大。生產(chǎn)時應考慮到生產(chǎn)區(qū)域面積對生產(chǎn)的影響。

金山金礦的結(jié)構(gòu)中角礫狀構(gòu)造是主要構(gòu)造，交結(jié)方式有硅質(zhì)、鐵質(zhì)的交結(jié)成的巖石比較堅硬，而交結(jié)方式為粘土時，巖石易碎，巖石硬度系數(shù)比較小。這兩種情況開采時，應區(qū)別對待，確保邊坡穩(wěn)定安全。

作為變質(zhì)巖的構(gòu)造角礫巖以及作為沉積巖的凝灰?guī)r是組成金山金礦的兩大主要礦巖，當開采到凝灰?guī)r體，要注意其層理構(gòu)造，層理方向，當層理方向與邊坡向下延伸方向垂直時，邊坡較穩(wěn)定，開采較安全，反之比較危險；當開采到構(gòu)造角礫巖體，因為變質(zhì)巖具有片理結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)與層理結(jié)構(gòu)相似，但平行相似的是一片一片的小型構(gòu)造形態(tài)，相對厚度較大。片理構(gòu)造比層理構(gòu)造穩(wěn)固，開采時，沿著片理方向較危險，與此方向正交的方向較安全。

伊寧縣金山金礦成礦受多期構(gòu)造活動和熱液活動制約，形成了主要礦石構(gòu)造有角礫狀浸染狀脈狀—細脈構(gòu)造，受后期地下水林濾和風化氧化作用形成孔洞狀或蜂窩狀構(gòu)造。孔隙度較大，邊坡穩(wěn)固性會受到影響，應采取相應的治理方法。

金山金礦屬于巖質(zhì)礦山，因此，抗壓強度是遠遠大于抗剪強度，由于金山金礦主要的組成巖石是凝灰?guī)r和構(gòu)造角礫巖，硬度不大，致密性不太好，因此，抗剪強度不高，應采取特別治理的方法。

京?！八湢睢钡V體：在京希F15以北，礦體形態(tài)受火山塌陷構(gòu)造控制，礦體不規(guī)則狀，總體形態(tài)像一個“餃子”，垂深180m，東西寬度280m。初步推斷該富礦段是由火山機構(gòu)、北北西斷裂聯(lián)合控制的礦化。

京希西南-巴拉克地毯狀礦體：在京希F15以南，京希開布拉克小溪以西，礦體形態(tài)呈地毯狀，形態(tài)部分受大哈拉軍山組與灰?guī)r基底之間的不整合面構(gòu)造控制，礦體形態(tài)與地形一致。

京希東南脈狀礦體：在京希F15以南，京希開布拉克小溪以東，礦體頂部與緩傾斜地毯式礦體相接。礦體形態(tài)呈脈狀陡傾，形態(tài)受北北西向斷裂F12-F13的控制，礦體形態(tài)呈脈狀，傾向東，傾角55°～60°。該斷裂據(jù)推測為多其次活動的京希礦段的導礦斷裂，三個形態(tài)各異的礦體的形成可能都是主要由該斷裂提供

礦源。

對于以上3個礦段，各自都受相應的斷裂構(gòu)造控制， 巖體結(jié)構(gòu)面比較發(fā)育，產(chǎn)生的裂隙不僅是水體的良好通道，會受到水體的壓力和侵蝕，而且會被相對較軟的巖體碎屑填充，影響巖體穩(wěn)定性。

金山金礦礦區(qū)最低侵蝕基準面1 600m。而礦區(qū)生產(chǎn)過程中，最低海拔1 572.5m，最高海拔1 858.27m。當不在雨期、解凍期時，1 600m以上的水平無較多的的水，除去上部儲存的上層水，會對邊坡內(nèi)部有一定的溶蝕作用，從而降低邊坡穩(wěn)定性，主要為靜力水作用，對巖體有浮托作用，以及對臨近巖壁受到壓力作用。低于1 600m的部位，不僅受到靜水的各方面影響，由于雨天水的流速快，流量大，動水的影響逐漸處于主導地位，因此，除了巖體、巖壁受到的靜壓力外，還有動水對巖體的推力以及對巖體的潛蝕效果。金山的降雨量不大，但每年年降水量400mm～600mm；山區(qū)春夏多陣雨。歷年結(jié)冰天數(shù)最多為147天，歷年流水天數(shù)最多為133天，年封凍天數(shù)最長33天，推得皮里青水文站最大冰厚約87.8cm；年內(nèi)氣溫溫差較大，空氣干燥，陽光照射時間持久，凍土較深。尤其陣雨時期雨量大，迅猛，會對邊坡的穩(wěn)定性造成很大的沖擊，這個時間是最容易發(fā)生大滑坡的，凍土解凍雖然危害性比陣雨小一點，但是對于疏松的巖體是致命的，會嚴重降低巖體強度，產(chǎn)生倒塌現(xiàn)象。

金山金礦的爆破方式是斜線起爆，在臨近邊坡時才有預裂爆破，正常生產(chǎn)采用多排孔微差爆破法，雖然有降低地震效應的措施，但是由于爆破藥量大（為1.248m，孔徑為250mm，孔距8.32m，排距為8.32m），能量高，震動依然很明顯，應繼續(xù)優(yōu)化相應爆破參數(shù)。

3 金山金礦露天邊坡穩(wěn)定性研究

3.1 三區(qū)邊坡的形態(tài)特征及規(guī)模

京希河西有延長超過500m走向為北西向，和延長1 500m的斷層傾向85°，傾角70°，走向為南北向，京希中北部有北西向的斷裂構(gòu)造，這三條斷裂構(gòu)造對本段邊坡極有可能引發(fā)影響。邊坡的截面形狀為直線型，傾角37°，平面形狀為凸形，范圍是1 656.5m～1 855m。

3.2 三區(qū)邊坡影響穩(wěn)定性因素研究分析

三區(qū)邊坡的組成巖石本就巖性較差，再加上設計時為了保證多采礦，不但采用了不考慮巖性和隨著開采深度的增加的邊坡負載，而且平面形狀也采用了凸形邊坡，這種邊坡是很危險的，這也是本文將這個邊坡作為主要研究對象原因。

3.3 滑坡形式

由于兩條縱向斷裂構(gòu)造走向不一樣，因此也可能發(fā)生楔體滑坡，兩個縱向斷裂構(gòu)造面雖然相交，但是斷裂構(gòu)造面接近于平行，如果發(fā)生在巖體坡面上，則極有可能發(fā)生傾倒滑坡，巖體以構(gòu)造角礫巖和凝灰?guī)r為主，穩(wěn)定性較差，但是松散度不是特別大，因此，發(fā)生圓弧滑坡的機會應該不大，但是在工作區(qū)內(nèi)發(fā)生多次爆破，以及車輛碾壓使凝灰?guī)r巖體比較破碎，也可能發(fā)生圓弧滑坡。

3.4 整治措施

在采區(qū)內(nèi)設置足夠的流水通道是必要的。因為在三區(qū)內(nèi)，設有道路這一特殊性，車輛在行駛中不但會給邊坡造成動荷載，而且會給邊坡上留下車上掉落的巖石，應及時清理維護邊坡。因為本邊坡的重要地位，爆破震動的影響也應該適度減小，因此，不但應該減少每次的爆破藥量，而且應該在現(xiàn)在已有的預裂爆破與正常爆破之間增加緩沖爆破這一個工序，以減小爆破震動對邊坡的破壞。

參考文獻

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