露天開采邊坡穩(wěn)定性分析及滑坡防治措施

張浩洋

摘 要 露天開采邊坡工程和其他工程相比，其具有一定的特殊性，本文首先分析了露天礦邊坡的特點(diǎn)、破壞形式以及影響邊坡穩(wěn)定的因素，對邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行了分析，最后提出幾點(diǎn)安全防治措施。

關(guān)鍵詞 邊坡穩(wěn)定性 露天礦 邊坡特點(diǎn)、破壞形式 防治措施

中圖分類號：TU45 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

露天開采邊坡安全問題是現(xiàn)在礦山面臨的主要問題之一，邊坡的巖土物質(zhì)性質(zhì)、設(shè)計(jì)參數(shù)、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)技術(shù)、露天礦周邊環(huán)境以及管理員管理等因素，隨著社會經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，露天礦山的開采規(guī)模也越來越大，開采深度也在不斷增加，然后會形成凹陷采場或深凹采場，這就造成了邊坡的又高又陡，會很容易造成滑坡事故，所以要及時采取相關(guān)措施避免該類事故的發(fā)生。

1露天礦邊坡的特點(diǎn)、 破壞形式以及影響邊坡穩(wěn)定的因素

1.1露天礦邊坡的特點(diǎn)

露天礦山開采過程決定了邊坡的工程地質(zhì)條件，隨著露天礦山的不斷開采，邊坡也總是處于動態(tài)變化的過程，在開采過程中，各種工作平臺、出入坑線以及塹溝等復(fù)雜的結(jié)構(gòu)群體會使邊坡工程系統(tǒng)更加復(fù)雜，而邊坡穩(wěn)定性只在礦山服務(wù)年限內(nèi)有要求，可以允許巖體有一定程度的破壞和變形。

1.2露天礦邊坡破壞的形式

露天礦邊坡破壞形式主要受工程地質(zhì)條件來控制，根據(jù)破壞機(jī)理的劃分，露天礦邊坡破壞的主要形式有四種：平面破壞、楔體破壞、圓弧形破壞。平面破壞主要指某一主要結(jié)構(gòu)面發(fā)生的直線型滑動。楔體破壞指在邊坡巖體中有兩組或兩組以上的結(jié)構(gòu)面和邊坡相交，然后在巖體相互交切處呈現(xiàn)楔形體發(fā)生的破壞。圓弧形破壞主要指邊坡在破壞時呈現(xiàn)出圓弧狀的下滑破壞。

1.3影響露天礦邊坡穩(wěn)定性的因素

影響露天礦邊坡穩(wěn)定性的主要因素有內(nèi)在因素和外在因素，內(nèi)在因素主要指組成邊坡巖土的性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、巖體風(fēng)化、巖體結(jié)構(gòu)、巖體初始應(yīng)力以及邊坡的坡度等；外在因素主要指外界水的影響、工程載荷條件、震動以及人為因素等。

2邊坡穩(wěn)定性分析

2.1邊坡穩(wěn)定性分析原理

計(jì)算邊坡穩(wěn)定性的方法有兩種，一種是傳統(tǒng)的極限平衡法，另一種是數(shù)值分析法。結(jié)合目前生產(chǎn)實(shí)際情況看，極限平衡法是邊坡穩(wěn)定性分析的基本方法。極限平衡法可以給出邊坡穩(wěn)定性的定量評價值，就是我們計(jì)算的安全系數(shù)。極限平衡法主要以及極限平衡原理為基礎(chǔ)，將邊坡滑體作為剛塑體，并假設(shè)幾塊剛體組合而成，造成失穩(wěn)的原因主要是由于巖體的自重造成巖體的剪切面收到破壞。

2.2邊坡潛在的破壞模式

露天礦邊坡破壞模式主要根據(jù)地質(zhì)基礎(chǔ)來講的，主要取決于地質(zhì)構(gòu)造特征、巖體結(jié)構(gòu)和巖體介質(zhì)的力學(xué)特征。其中巖體各種不連續(xù)面和邊坡的組合關(guān)系是判定邊坡破壞模式的主要依據(jù)。邊坡破壞形式有很多種，不管怎樣變化，根據(jù)滑動面類型可以分為圓弧形、曲線型、同傾向單滑面型、同傾向雙滑面型和不同傾向雙滑面型等。

2.3露天邊坡穩(wěn)定性計(jì)算中應(yīng)考慮的幾個因素

露天邊坡的巖體特性具有特定的巖性和構(gòu)造特性，另外又賦存在一定的應(yīng)力環(huán)境、水交環(huán)境之中的地質(zhì)體，所以會受到各種外部因素的影響，其中包括地震、冰雪金融或暴雨等，人為影響的因素有爆破震動或開挖不當(dāng)?shù)龋@些因素在影響邊坡穩(wěn)定時的權(quán)重是不一樣的，破壞邊坡穩(wěn)定的決定性因素主要分為三種：組成邊坡的巖體結(jié)構(gòu)特性、力學(xué)特性和賦水特性。巖體結(jié)構(gòu)的特征是影響邊坡穩(wěn)定的重要因素，尤其是巖體不連續(xù)面的特征參數(shù)，其決定了邊坡破壞的程度和破壞模式。地下水的存在以滲透壓力的形式作用于巖體，這種因素的存在減少了滑動面的有效正壓力，從而減少了抗滑的能力。地震對邊坡穩(wěn)定性的影響主要表現(xiàn)在外力對邊坡的作用，尤其是水平方向的震動直接增加了坡體的下滑力。

3安全防治措施

3.1地表水安全防治措施

大氣降水是造成露天礦滑坡事故原因之一，大氣降水不僅補(bǔ)給地下水使水位升高，還會在上部巖土體中產(chǎn)生孔隙水壓力，這些孔隙會是巖土強(qiáng)度降低，從而造成邊坡的滑移，給采場帶來危險(xiǎn)。為了避免此事故的發(fā)生，必須要做好采場地表水的截排水措施，對地表水進(jìn)行有效攔截和排放，在露天采場的上盤邊坡頂部和下盤的邊坡頂部修建截洪溝，根據(jù)實(shí)際情況分段進(jìn)行施工，截洪溝兩側(cè)要用塊石漿砌，用水泥護(hù)溝底，設(shè)置的排洪容量要滿足最大暴雨洪水量。在上盤邊坡的每個臺階處要設(shè)置排水溝，每隔200m要布置垂直邊坡走向的排水溝，然后連接各臺階處的排水溝，形成最終的排水系統(tǒng)。地表水的防治工作對露天采場以及邊坡有著重要作用，必須要嚴(yán)格按照要求，根據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)行施工。

3.2臨近邊幫的控制爆破

露天礦山的開采離不開爆破，爆破會影響邊坡的穩(wěn)定性，輕的會使邊坡巖體松動、巖體破碎和使巖體的完整性受損，嚴(yán)重的會直接誘發(fā)滑坡的產(chǎn)生，這主要是因?yàn)楸圃斐傻钠扑閹г陲L(fēng)化和拉應(yīng)力的作用下巖體會沿著隙面逐漸產(chǎn)生松動，從而使巖體產(chǎn)生滑移變形，最終造成邊坡的失穩(wěn)。采取的主要措施有：在選擇爆破工藝時，要選用已經(jīng)通過實(shí)踐總結(jié)出一套成熟的控制爆破技術(shù)，尤其在臨近邊幫爆破時，盡量采用緩沖減振爆破技術(shù)或預(yù)裂爆破技術(shù)。在進(jìn)行爆破震動研究時，要定量研究爆破對邊坡穩(wěn)定性的影響，另外還要確定在臨近邊幫處的爆破允許藥量。最后要制定嚴(yán)格的爆破管理制度和規(guī)范，處理好邊幫爆破和生產(chǎn)爆破之間的關(guān)系，從而確保采場的順利作業(yè)。

3.3邊坡位移監(jiān)測

即使分析露天采場的邊坡是穩(wěn)定的，也要對個別地段進(jìn)行位移監(jiān)測，有些地段地質(zhì)條件比較特殊，加上一些不確定因素，所以一定程度上存在安全風(fēng)險(xiǎn)，所以有必要對采場邊坡進(jìn)行變形位移監(jiān)測，監(jiān)測之前首先要對監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行合理布置，然后采用全站儀法、視準(zhǔn)線法或電測法進(jìn)行監(jiān)測。其中全站儀是邊坡監(jiān)測最理想的儀器，在日常生產(chǎn)測量工作中可以減輕測量人員的現(xiàn)場勞動強(qiáng)度，還可以解決大量計(jì)算工作，所以全站儀是邊坡監(jiān)測的首選儀器。

4結(jié)語

邊坡穩(wěn)定性分析是一個非常繁瑣和復(fù)雜的工程，需要結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，花費(fèi)大量精力和時間去現(xiàn)場調(diào)研，另外還要做好巖石物理力學(xué)試驗(yàn)，在分析時要考慮各方面的因素，從而采取有針對性的安全防治措施，保證露天邊坡的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

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