露天邊坡安全防護(hù)與治理措施

賁 勇，張秋霞，葉會(huì)師，王英武，馮宗來(lái)，宋英偉，張鴻川

（河北鋼鐵集團(tuán)灤縣司家營(yíng)鐵礦有限公司，河北 唐山 063701）

近年來(lái)，隨著露天礦開(kāi)采規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及開(kāi)采深度的日漸加深，產(chǎn)生了大量的露天邊坡，給礦山企業(yè)的持續(xù)開(kāi)采及人們的生命安全造成很大威脅。有些礦山企業(yè)，過(guò)于追求經(jīng)濟(jì)利益，對(duì)礦山開(kāi)采設(shè)計(jì)規(guī)范于不顧，不注重礦山邊坡的管理，亂挖濫采，引發(fā)了大量的邊坡事故，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失與人員傷亡[1]。為此，為了有效降低和避免露天邊坡事故的發(fā)生幾率，加強(qiáng)露天邊坡安全防護(hù)與治理措施研究意義重大。

1 項(xiàng)目概況

司家營(yíng)鐵礦Ⅱ采場(chǎng)西邊幫坡底部為采場(chǎng)臨時(shí)固定公路，邊幫目前已開(kāi)挖到-30m-6m水平，在巖石破碎帶的作用下以及雨水沖刷的共同作用，造成邊坡位置發(fā)生很多沖溝破壞，邊坡坡體發(fā)生了嚴(yán)重的張裂滑塌破壞，致使一些臺(tái)階坡無(wú)法依照設(shè)計(jì)進(jìn)行靠界并段。文中對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響因素及其演變規(guī)律和潛在變形破壞的形成機(jī)制與其未來(lái)發(fā)展特點(diǎn)，有效制定針對(duì)性的治理方案，最大程度的確保礦山安全生產(chǎn)。

2 防治方案的選擇

礦區(qū)為巖質(zhì)礦，整體比較穩(wěn)定，不發(fā)育地下水，和建筑物相距比較遠(yuǎn)，放坡開(kāi)挖過(guò)程中不會(huì)對(duì)周邊的建筑造成影響。而且目前的臺(tái)階主要是工作與運(yùn)輸平臺(tái)，支擋結(jié)構(gòu)物以及內(nèi)部加固斜坡方式不適用，因此開(kāi)展斜坡幾何圖形改變方式與排水結(jié)合進(jìn)行治理[2]。

2.1 改變斜坡幾何形態(tài)

邊坡設(shè)計(jì)中坡率法如果能夠?qū)吰碌钠露扰c高度進(jìn)行控制，便不用在進(jìn)行整體加固，達(dá)到邊坡穩(wěn)定性，滿足規(guī)劃實(shí)際方案，這一方法為坡率法。邊坡法施工簡(jiǎn)單，而且比較經(jīng)濟(jì)，對(duì)于巖石以及黏土和細(xì)沙的處理非常適用，要求地下水位不高，具有比較充足的邊坡開(kāi)挖空間。邊坡穩(wěn)定性分析方法，在確保邊坡穩(wěn)定情況下，對(duì)邊坡的坡度以及對(duì)應(yīng)的形態(tài)能夠更加明確，設(shè)計(jì)不僅包括邊坡的坡度以及實(shí)際形態(tài)，同時(shí)還包括防護(hù)設(shè)計(jì)，驗(yàn)證以及其穩(wěn)定性保障。依照邊坡高度以及施工情況和區(qū)內(nèi)的地質(zhì)因素、水文地質(zhì)情況、人工邊坡自然極限坡度等對(duì)邊坡的坡度進(jìn)行確定。均質(zhì)土質(zhì)邊坡可采用力學(xué)實(shí)驗(yàn)，或確定穩(wěn)定性驗(yàn)算方法。

2.2 排水

在實(shí)施全面的理論研究以及工程實(shí)踐證明，在滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生過(guò)程中，水是其中最主要的因素。通過(guò)排水的治理能夠使有效的弱化松散巖體的強(qiáng)度，避免發(fā)生軟弱夾層及軟巖邊坡的出現(xiàn)，因水的滲透作用，能夠使空隙水壓力和動(dòng)水壓力產(chǎn)生巨大的破壞，能夠最大程度的確保邊坡的穩(wěn)定性。邊坡排水治理使用的方法主要包括排水溝與排水廊道和地下排水孔等多種形式。

3 管理方面的控制

3.1 邊坡靠界管理

在實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，臺(tái)階的塌陷規(guī)模主要是由于不合理的靠界所引起，邊坡受超采欠挖以及爆破影響比較嚴(yán)重，因此，針對(duì)邊坡穩(wěn)定開(kāi)展全方位的緊密監(jiān)控尤為重要。①靠界臺(tái)階清理。為了依照設(shè)計(jì)要求確保臺(tái)階順利靠界，進(jìn)行靠界臺(tái)階清理非常重要，能夠更好的保證設(shè)計(jì)穿孔位置。②采礦設(shè)計(jì)境界現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定。在現(xiàn)場(chǎng)放設(shè)計(jì)境界線，坐標(biāo)點(diǎn)距通常為二十米，到轉(zhuǎn)彎的區(qū)域進(jìn)行加密。放設(shè)頂坡線進(jìn)行上臺(tái)階靠界，設(shè)置破底線進(jìn)行下臺(tái)階并段；依照設(shè)計(jì)標(biāo)高對(duì)臺(tái)階進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

③靠界爆破設(shè)計(jì)及施工。設(shè)置在二百毫米的孔徑，依照爆破振動(dòng)的現(xiàn)值合理的設(shè)置起爆轉(zhuǎn)藥量，通過(guò)逐孔間隔的方式進(jìn)行起爆。依照地質(zhì)條件和巖性特征的對(duì)爆破設(shè)計(jì)進(jìn)行不斷優(yōu)化，促進(jìn)爆破質(zhì)量的提升。④靠界采掘與驗(yàn)收。采掘過(guò)程中要確保坡面的干凈，不應(yīng)當(dāng)由傘巖和浮石等，調(diào)離設(shè)備前必須要做好相應(yīng)的驗(yàn)收工作。

3.2 日常邊坡檢查及維護(hù)

對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)的邊坡進(jìn)行人工查驗(yàn)，并制定有效的巡檢制度，確保在發(fā)生邊坡異常的情況下，及時(shí)的進(jìn)行解決。特別是針對(duì)主要工作及重點(diǎn)設(shè)施方面上部的邊坡地帶，更應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)重視力度，查找災(zāi)害的原因，并且對(duì)這些危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行有效的清理，保證邊坡的穩(wěn)定性，以免發(fā)生邊坡事故給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。

3.3 邊坡截排水工作

裂隙水存在與邊坡巖體中，會(huì)形成靜水壓力，使得不連續(xù)的巖體抗剪切強(qiáng)度被減弱，使得巖體產(chǎn)生朝向臨空面方向的水平推力被減弱。由于此露天礦區(qū)域位置上的霜期較長(zhǎng)，不斷的凍融，使得巖石內(nèi)形成基巖裂隙水，造成出現(xiàn)不連續(xù)面發(fā)生陡傾，這樣造成的破壞會(huì)得到進(jìn)一步加劇。特別是存在水流域地形情況下，遇到暴雨情況，并在短時(shí)間等形成地表徑流，進(jìn)一步侵蝕邊坡，對(duì)邊坡的坡度造成很大影響。因此，應(yīng)當(dāng)針對(duì)坡面徑流開(kāi)展有效的調(diào)研工作，充分的研究地下水環(huán)境情況，對(duì)排水設(shè)施進(jìn)行科學(xué)安排，確保邊坡的整體穩(wěn)定性。

3.4 巖移監(jiān)測(cè)及地下水位監(jiān)測(cè)

在邊坡治理過(guò)程中巖移監(jiān)測(cè)是其中的重要內(nèi)容，監(jiān)測(cè)主要包括三級(jí)：I級(jí)監(jiān)測(cè)主要檢測(cè)邊坡的整體穩(wěn)定性，對(duì)不穩(wěn)定區(qū)域進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)；Ⅱ級(jí)監(jiān)測(cè)主要是指進(jìn)一步檢測(cè)不穩(wěn)定區(qū)域，對(duì)滑坡的范圍進(jìn)行詳細(xì)了解；Ⅲ級(jí)監(jiān)測(cè)主要檢測(cè)滑坡體，對(duì)其變形情況以及位移情況和規(guī)律特征等進(jìn)行查明。不穩(wěn)定的邊坡加強(qiáng)監(jiān)測(cè)力度，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，查找原因與規(guī)律，對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行預(yù)測(cè)，實(shí)施穩(wěn)定性預(yù)報(bào)，有效的降低滑坡災(zāi)害的發(fā)生。監(jiān)測(cè)過(guò)程中重點(diǎn)監(jiān)測(cè)地下水情況，對(duì)地下水的壓力和水位變化情況開(kāi)展有效的監(jiān)測(cè)，對(duì)其穩(wěn)定性的影響因素進(jìn)行研究。

3.5 開(kāi)展邊坡穩(wěn)定性研究

在采場(chǎng)不斷深入的前提下，周?chē)膸r石揭露更加明顯，對(duì)工程區(qū)域的地質(zhì)情況以及水文問(wèn)題等進(jìn)行連續(xù)性的采集，深入的研究其穩(wěn)定性，對(duì)研究成果進(jìn)行進(jìn)一步豐富，加強(qiáng)滑坡問(wèn)題成因機(jī)制研究，為相關(guān)治理工作的開(kāi)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4 結(jié)語(yǔ)

露天礦邊坡治理非常復(fù)雜，而且處于不斷變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程中，礦山的開(kāi)掘工作貫穿于礦山服務(wù)全過(guò)程，所以必須要做好露天礦的安全防護(hù)與治理，依照露天礦的實(shí)際情況，對(duì)露天礦邊坡的影響因素和安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行詳細(xì)的研究，制定科學(xué)的防護(hù)與治理措施，確保露天礦邊坡的穩(wěn)定性。同時(shí)還應(yīng)當(dāng)做好相應(yīng)的管理控制工作，防止邊坡中出現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)。