煤礦邊坡穩(wěn)定性分析及治理措施

楊志偉

摘 要：影響煤礦安全生產(chǎn)的影響因素很多，其中一個(gè)重要因素是其邊坡的穩(wěn)定性，一旦邊坡坍塌或者滑坡，后果相當(dāng)嚴(yán)重，所以煤礦開采設(shè)計(jì)過(guò)程中第一個(gè)要解決的就是這個(gè)難題。因此，分析影響邊坡穩(wěn)定性的要素與探究治理措施，對(duì)提高開采的效率和安全性具有重要的社會(huì)現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：煤礦;邊坡;穩(wěn)定性分析;治理措施

前言：

邊坡失穩(wěn)是煤礦開采的重大災(zāi)害之一，邊坡式煤礦很容易由于邊坡不穩(wěn)定而發(fā)生一些地質(zhì)災(zāi)害，不僅會(huì)嚴(yán)重破壞環(huán)境，還會(huì)對(duì)整體生產(chǎn)的安全造成不良影響。因此，本文以福建某礦區(qū)為例，通過(guò)工程地質(zhì)分析，掌握煤礦的地質(zhì)構(gòu)造，歸納總結(jié)了邊坡防護(hù)的措施，對(duì)該煤礦邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究，理論與實(shí)際相結(jié)合，提出邊坡防護(hù)措施并應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐。

1煤礦邊坡概況

1.1礦山邊坡特點(diǎn)

礦產(chǎn)資源往往呈以特定的形態(tài)埋藏于地下，在開采過(guò)程中，要根據(jù)礦山的既定儲(chǔ)存狀態(tài)進(jìn)行開挖，并且礦山在完成勘查后，只能按照其形態(tài)制定方案，邊坡設(shè)置條件也只能按照礦山的開采規(guī)模來(lái)設(shè)計(jì)，才能滿足礦山生產(chǎn)的需求。并且煤礦邊坡山體地勢(shì)往往比較高，在開挖后需要及時(shí)進(jìn)行支護(hù)。而且，篩分樓的下部因?yàn)閳?chǎng)地局限，坡腳與篩分樓重疊，施工難度大。還有轉(zhuǎn)載樓，與邊坡頂非常近，施工時(shí)也要注意。另外，礦場(chǎng)長(zhǎng)期頻繁進(jìn)行穿孔或爆破作業(yè)，再加上經(jīng)常有車輛行走，導(dǎo)致邊坡巖體頻繁受到震動(dòng)影響。邊坡通常情況下是通過(guò)機(jī)械開挖的形式而成，暴露在外面的巖體缺乏維護(hù)，所以受風(fēng)化后很容易產(chǎn)生裂隙導(dǎo)致巖體的強(qiáng)度大幅度降低。

1.2邊坡概況

該礦區(qū)位于福建省漳平市，屬于剝蝕殘山地貌。原為山坡地，原來(lái)整體地勢(shì)為南高北低，山坡坡度大約為20-30度，抗震設(shè)防烈度為6度。該邊坡主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的使用年限為50年，邊坡工程設(shè)計(jì)年限要比其高[1]。該邊坡支護(hù)工程是永久性邊坡工程，工程安全等級(jí)屬于一級(jí)邊坡。邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)類型一種為框架梁和全粘結(jié)錨桿，邊坡長(zhǎng)度為84米，最大高度為14.8米，坡腳為擬建道路和建筑，坡頂為山坡。另一種支護(hù)類型為框架梁、全粘結(jié)錨桿、砌石網(wǎng)格草皮護(hù)坡，邊坡長(zhǎng)度20米，邊坡最大高度為11.7米，坡腳為擬建道路和建筑，坡頂為山坡。巖土體土層為坡積黏性土、含碎石坡積黏性土、粉砂巖殘積黏性土以及碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖。地下水類型為裂縫潛水，局部承壓性比較弱，以及各含水層的空隙。

2邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)施工

2.1錨桿鋼筋混凝土框架梁施工

錨桿現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架梁混凝土強(qiáng)度都是C30，如想要將早期強(qiáng)度提升，可以在其中加入適量早強(qiáng)劑?？蚣芰旱慕孛娉叽鐬?00×400.錨桿的位置應(yīng)該要根據(jù)分坡面的長(zhǎng)度來(lái)放樣?；炷帘Ｗo(hù)層采用二類α，格構(gòu)框架的肋柱和橫梁的鋼筋混凝土保護(hù)層的厚度必須要大于30mm[2]。鋼筋要設(shè)置通長(zhǎng)，連接也應(yīng)按照相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行，鋼筋錨固長(zhǎng)度為35d。如果錨桿、箍筋、框架鋼筋之間存在干擾現(xiàn)象，可以對(duì)鋼筋和箍筋之間的間距進(jìn)行局部調(diào)整。

2.2鋼筋錨桿施工

鋼筋錨桿成孔的孔徑要大于等于150。在進(jìn)行錨桿施工前，要先對(duì)錨桿定位，錨孔定位的偏差不能大于50;在錨桿施工階段，錨孔的偏斜度不能大于錨桿長(zhǎng)度的3%，鉆孔的深度要大于錨桿設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的500.在錨桿成孔時(shí)，如果采用干式成孔，則需使用高壓風(fēng)清凈孔口內(nèi)殘留的巖粉和積水等;如果采取濕式成孔的方法，在完成后要用清水沖洗[3]。

3邊坡穩(wěn)定性治理措施

3.1邊坡施工原則

在邊坡工程開挖后，要及時(shí)采取封閉措施，以免長(zhǎng)期暴露對(duì)邊坡的穩(wěn)定性造成影響。如果是在雨季施工，要做好坡面防護(hù)工作，并及時(shí)對(duì)雨水進(jìn)行疏導(dǎo)，確?？蚣艿亓夯妆３指稍铩＿吰鹿こ淌┕け仨毎凑找?guī)范要求進(jìn)行質(zhì)檢、監(jiān)理、和竣工驗(yàn)收工作。同時(shí)，要注意邊坡工程施工需采用信息法開展施工工作。對(duì)于土石開挖后，缺乏穩(wěn)定性的邊坡，應(yīng)根據(jù)邊坡的底質(zhì)情況，以及可能會(huì)出現(xiàn)的破壞，采取及時(shí)支護(hù)的逆作法施工。

3.2支護(hù)結(jié)構(gòu)施工

錨固工程施工是支護(hù)結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵部分。由于錨固工程主體是在地下的，并且工程質(zhì)量和施工技術(shù)有關(guān)，必須嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行，以保障邊坡穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)的安全性。在進(jìn)行全粘性錨桿施工前，首先必須要做好施工準(zhǔn)備工作，明確施工方法、施工工藝、施工設(shè)備、施工流程以及相應(yīng)的人員準(zhǔn)備等[4]。其次錨孔鉆造的深度需大于設(shè)計(jì)值500，一旦鉆孔過(guò)程中出現(xiàn)塌孔的情況，要立即停止鉆孔，并在進(jìn)行注漿固壁處理之后的24小時(shí)再重新進(jìn)行鉆孔。同時(shí)應(yīng)對(duì)鋼筋錨接頭處進(jìn)行標(biāo)記，再進(jìn)行錨孔注漿工作。在注漿時(shí)必須采用孔底返漿的方法，嚴(yán)禁孔口注漿。

3.3排水工程施工

為減少地表水沖刷坡面以及滲入坡體對(duì)其造成嚴(yán)重的安全隱患，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行地表截排水溝施工工作，并切實(shí)發(fā)揮作用。而地下水排水工程一般是指仰斜平孔排水工程，在該工程具體施工過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)地層以及含水狀態(tài)等及時(shí)對(duì)孔位、孔深、孔數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以保障平孔排水工程具有良好的效果。另外，在邊坡工程施工前，用根據(jù)規(guī)劃情況和地形地貌設(shè)置地下截洪排水系統(tǒng)，從而使得邊坡排水流入其中。

4邊坡監(jiān)測(cè)

為了及時(shí)跟進(jìn)邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，需系統(tǒng)監(jiān)測(cè)該邊坡和其支護(hù)結(jié)構(gòu)。監(jiān)測(cè)單位如未監(jiān)測(cè)兩次以上不能開工。具體的監(jiān)測(cè)內(nèi)容為：首先是對(duì)邊坡深層水平位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)，沿邊坡走向設(shè)置測(cè)斜管，埋至坡底穩(wěn)定巖土土層2米，用來(lái)觀測(cè)邊坡在施工和使用過(guò)程中發(fā)生的水平變形情況。其次是對(duì)邊坡水平和垂直位移情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在邊坡頂部，每隔15-12米設(shè)置一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，坡底也同樣設(shè)置，典型邊坡部分要超過(guò)3個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。同時(shí)，坡和坡底每棟建筑物都要設(shè)置超過(guò)4個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)。在邊坡頂部大于1.5倍的邊坡高度范圍內(nèi)應(yīng)定時(shí)對(duì)地表裂縫進(jìn)行觀測(cè)。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，在采礦的過(guò)程中，邊坡不穩(wěn)定的情況一直貫穿于始終，邊坡一旦發(fā)生滑坡，則會(huì)導(dǎo)致礦山停產(chǎn)，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，而且會(huì)對(duì)相關(guān)施工人員的生命安全造成威脅。因此，在露天采礦的過(guò)程中，要重視邊坡的穩(wěn)定性，保障經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)提高安全性。

參考文獻(xiàn)：

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[4]陳亞飛，紀(jì)玉石，韓猛.某露天礦南端幫邊坡穩(wěn)定性分析及治理措施[J].煤礦安全，2019（04）：241-244.