露天礦山邊坡的安全問(wèn)題及治理方法探究

楊強(qiáng)

摘要：隨著社會(huì)的快速發(fā)展，露天礦山邊坡問(wèn)題一直都是專(zhuān)業(yè)難點(diǎn)，為提高礦山開(kāi)采作業(yè)安全性，必須要基于邊坡實(shí)際情況，確定科學(xué)合理的處理方案，避免其在施工過(guò)程中出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象。文章主要圍繞露天礦山邊坡的安全問(wèn)題進(jìn)行分析，并提出相關(guān)治理方法。

關(guān)鍵詞：露天礦山邊坡;安全問(wèn)題;治理方法

引言

結(jié)合當(dāng)下礦產(chǎn)行業(yè)開(kāi)采中的注意事項(xiàng)，更多的在礦山工程施工中地質(zhì)災(zāi)害邊坡性穩(wěn)定問(wèn)題浮出，其中包括危巖體大面積脫落、礦山坡底積水、礦體滑坡推力過(guò)大等。為此引入全液壓動(dòng)態(tài)礦區(qū)工程技術(shù)、調(diào)整礦區(qū)坡底排水管線(xiàn)排布、增設(shè)礦區(qū)邊坡連接梁等滑坡治理方法尤為重要。

1露天礦山邊坡

采礦場(chǎng)的邊坡主要由四部分組成，分別為清掃平臺(tái)結(jié)構(gòu)、安全平臺(tái)結(jié)構(gòu)、臺(tái)階坡面結(jié)構(gòu)以及運(yùn)輸平臺(tái)結(jié)構(gòu)。隨著開(kāi)采工作的推進(jìn)，這四部分結(jié)構(gòu)的狀態(tài)都在發(fā)生變化，由此可見(jiàn)整個(gè)邊坡系統(tǒng)是非常復(fù)雜的，其結(jié)構(gòu)形變范圍必須控制在工程標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)才能保證邊坡的穩(wěn)定性。邊坡維穩(wěn)控制技術(shù)是一項(xiàng)綜合性交強(qiáng)且難度較高的技術(shù)。

2露天礦山邊坡安全問(wèn)題

2.1礦體滑坡推力過(guò)大

為確保礦山工程的開(kāi)展，礦區(qū)內(nèi)通常情況下會(huì)存在一定的抗滑或穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)主要為礦體內(nèi)的大面積支撐巖體，整體為橫向分布，為開(kāi)采工作提供穩(wěn)定支撐點(diǎn)。但由于開(kāi)采工作的開(kāi)展，主要滑體區(qū)域內(nèi)的支撐點(diǎn)會(huì)受到礦山工程的內(nèi)力作用，導(dǎo)致礦體出現(xiàn)彎矩現(xiàn)象。從滑點(diǎn)上、下兩個(gè)部分進(jìn)行分析，受到礦區(qū)上方礦巖賦存狀態(tài)的影響，無(wú)法在勘察中直接進(jìn)行礦體受力點(diǎn)的確定，造成勘查中礦體的彈性影響范圍相對(duì)較大，提升了礦體的滑坡推力，導(dǎo)致礦體工程中出現(xiàn)邊坡穩(wěn)定方面的地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題。

2.2振動(dòng)因素

露天礦山邊坡中常見(jiàn)振動(dòng)因素主要包括施工設(shè)備的運(yùn)行振動(dòng)、采礦爆破振動(dòng)或者地震導(dǎo)致的振動(dòng)。振動(dòng)波在巖體中進(jìn)行傳遞的時(shí)候，從橫縱兩個(gè)方向進(jìn)行傳播，但是絕大多數(shù)情況下都是以縱波的形態(tài)進(jìn)行傳遞。這些振動(dòng)因素容易導(dǎo)致邊坡中的飽水砂土發(fā)生液化反應(yīng)，導(dǎo)致砂土從巖石裂縫中擠出，進(jìn)而導(dǎo)致邊坡變形臺(tái)階失穩(wěn)的情況出現(xiàn)。

2.3氣候因素

在礦山解凍階段，或者遭受強(qiáng)降雨天氣之后，很容易發(fā)生滑坡問(wèn)題，礦山邊坡中通常包括粘性土巖，這種物質(zhì)遇水之后體積會(huì)發(fā)生膨脹，主體強(qiáng)度大大降低，受到自身重力作用之后，很容易出現(xiàn)自由滑動(dòng)的情況，一旦滑動(dòng)會(huì)產(chǎn)生動(dòng)壓威脅邊坡巖體的穩(wěn)定，導(dǎo)致其崩塌。地下水累計(jì)時(shí)間越長(zhǎng)，邊坡發(fā)生滑坡現(xiàn)象的可能性就越高。

2.4巖體結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)面

巖體的結(jié)構(gòu)體與結(jié)構(gòu)面，共同決定了巖體特性，對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響也至關(guān)重要。沉積巖是露天邊坡的重要組成部分，其含有大量軟弱巖層與斷層破碎帶，遇水變塑性，巖體的流變特性是導(dǎo)致邊坡受損的最根本原因。

3露天礦山邊坡安全治理方法

3.1邊坡安全預(yù)警體系的應(yīng)用

這種系統(tǒng)能夠?qū)吰陆Y(jié)構(gòu)存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)知和分析，并發(fā)出預(yù)警提醒。邊坡安全預(yù)警體系能夠24小時(shí)全天工作，實(shí)時(shí)監(jiān)督邊坡的安全狀態(tài)。系統(tǒng)中設(shè)置了詳細(xì)的預(yù)警指標(biāo)，一旦超出預(yù)設(shè)指標(biāo)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，并且能夠準(zhǔn)確定位邊坡中存在的風(fēng)險(xiǎn)位置。這種系統(tǒng)能夠直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，無(wú)需到場(chǎng)就能全面監(jiān)控施工開(kāi)采過(guò)程。邊坡預(yù)警系統(tǒng)的功能主要有兩個(gè)方面，一方面是危險(xiǎn)預(yù)測(cè)功能，一方面就是預(yù)先警報(bào)功能。其中危險(xiǎn)預(yù)測(cè)細(xì)分成兩部分，一部分是空間預(yù)測(cè)，一部分是時(shí)間預(yù)測(cè)。通過(guò)預(yù)警系統(tǒng)施工單位可以基本明確事故發(fā)生的嚴(yán)重性和波及范圍，提前預(yù)制邊坡可能發(fā)生的滑坡系數(shù)，從而提前采取相關(guān)對(duì)策，盡可能抑制事故的發(fā)生，降低損失。通過(guò)這種預(yù)警系統(tǒng)，工程內(nèi)部能夠有效預(yù)防落石問(wèn)題和爆破等問(wèn)題引發(fā)的邊坡塌落，有效提升到邊坡安全治理效率。

3.2設(shè)置保安礦體

保安礦體起到壓坡腳的作用，充分利用山腳重力支撐作用，增大山體抗滑力。對(duì)于坡度大于40°、表土層厚度大于3m、且礦體品位較低的山腳局部及采場(chǎng)陡崁上部邊緣，可考慮將山腳沿坡面向上的一定深度的坡體作為保安礦體，利用自重增大滑阻力，減弱山腳蠕變程度，防止采場(chǎng)滑坡發(fā)生。

3.3引入全液壓動(dòng)態(tài)礦區(qū)工程技術(shù)

針對(duì)上述提出的大面積危巖體脫離的問(wèn)題，下述將結(jié)合現(xiàn)代化開(kāi)采技術(shù)在礦區(qū)工程中的應(yīng)用，引入全液壓動(dòng)態(tài)化礦區(qū)工程技術(shù)，為礦區(qū)邊坡的穩(wěn)定提出正確的勘察方法。在工程開(kāi)展過(guò)程中，根據(jù)布置勘察點(diǎn)的方式，對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行有效的創(chuàng)新，提高技術(shù)與社會(huì)發(fā)展的適配程度，同時(shí)采用云端數(shù)據(jù)處理技術(shù)，對(duì)勘察點(diǎn)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理并分析，根據(jù)具體點(diǎn)上巖體的物理性質(zhì)，分析整體礦區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源的賦存狀況。除此之外，可采用增加勘察點(diǎn)的方式，提高收集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，依照液壓技術(shù)在勘察中的應(yīng)用，可有效的降低勘察過(guò)程對(duì)礦體分布造成的影響，避免由于不規(guī)范勘察對(duì)邊坡穩(wěn)定造成的影響，實(shí)現(xiàn)礦體滑坡的治理。

3.4實(shí)施邊坡?tīng)顟B(tài)檢測(cè)

邊坡?tīng)顟B(tài)檢測(cè)是露天礦山邊坡施工中關(guān)鍵環(huán)節(jié)，技術(shù)人員要結(jié)合邊坡中土體特征，以及礦山巖體的力學(xué)特征，制定完善的安全管理體系和檢測(cè)流程，保證對(duì)邊坡施工實(shí)施全程動(dòng)態(tài)監(jiān)管。檢測(cè)期間需要重點(diǎn)關(guān)注的參數(shù)有邊坡臺(tái)階的寬度設(shè)置、邊坡的長(zhǎng)度設(shè)置、邊坡高度設(shè)置、臺(tái)階邊坡角度設(shè)置、保土剝離寬度以及臺(tái)階樹(shù)木等。對(duì)于已經(jīng)成型的高陡邊坡，技術(shù)人員要設(shè)置專(zhuān)門(mén)的觀測(cè)點(diǎn)，定期派人觀測(cè)，并詳細(xì)記錄，從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)采取安全控制措施。

3.5增設(shè)礦區(qū)邊坡連接梁防止滑坡

針對(duì)上述提出的礦體滑坡推力過(guò)大的問(wèn)題，下述將采用增設(shè)礦區(qū)邊坡連接梁的方式，進(jìn)行對(duì)應(yīng)的滑坡治理。主要表現(xiàn)在，工程進(jìn)行過(guò)程中，對(duì)施工梁板的厚度及寬度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，在確?？沙惺艿V體壓力的條件下，是梁板連接能滿(mǎn)足施工的要求，并嚴(yán)格遵循開(kāi)采規(guī)范，避免礦產(chǎn)資源的多度開(kāi)采對(duì)礦體穩(wěn)定造成影響。同時(shí)在施工結(jié)束后，做好后期的養(yǎng)護(hù)工作，進(jìn)而提升整齊礦區(qū)的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)土體滑坡的現(xiàn)象。

3.6邊坡處理技術(shù)的應(yīng)用

首先是防護(hù)加固技術(shù)的應(yīng)用，在邊坡施工中最為常見(jiàn)的就是滑坡問(wèn)題，技術(shù)人員需要在事故高發(fā)區(qū)域?qū)嵤┘庸烫幚?，將區(qū)域中的渣土徹底清除，然后設(shè)置擋墻進(jìn)行加固，其中擋墻由錨桿鋼筋混凝土組成。其次是應(yīng)急處理技術(shù)的應(yīng)用。技術(shù)人員要全面掌握邊坡施工常見(jiàn)事故類(lèi)型，一旦發(fā)生突發(fā)事故，要立即明確現(xiàn)場(chǎng)事故現(xiàn)狀，然后對(duì)事故邊坡進(jìn)行取樣分析，判斷其物料組成、巖體性質(zhì)及地層厚度等，準(zhǔn)確計(jì)算滑坡參數(shù)，為現(xiàn)場(chǎng)安全處理工作提供理論援助。第三是治理參數(shù)的合理控制。為了盡量減少邊坡施工事故，技術(shù)人員必須做好重要參數(shù)分析控制工作，安全治理參數(shù)控制能夠?yàn)槭鹿侍幚硖峁┯行б罁?jù)，其中包括臺(tái)階坡面角度的控制、臺(tái)階高度控制、邊坡最終角度控制等。

結(jié)語(yǔ)

文章開(kāi)展了露天礦山工程施工中地質(zhì)災(zāi)害邊坡穩(wěn)定問(wèn)題的研究，并根據(jù)提出的問(wèn)題，進(jìn)行了對(duì)應(yīng)滑坡治理策略的研究。有效的避免了礦山工程開(kāi)展過(guò)程中出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害等問(wèn)題，提升了礦山工程的安全性，實(shí)現(xiàn)了礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。

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（作者單位：內(nèi)蒙古金益達(dá)安全技術(shù)有限公司）