露天煤礦邊坡穩(wěn)定

高凌

摘要：與一般煤礦相比，露天開采因其效率高、安全性好，很多大型國內(nèi)露天煤礦被開采多年之后，已逐漸形成了深度幾百米，面積數(shù)十平方公里的深大礦坑，這些礦山的高陡邊坡一旦發(fā)生滑塌勢必引發(fā)一系列的地質環(huán)境問題和工程災害。

關鍵詞：露天煤礦;邊坡;穩(wěn)定;問題;分析

1.??? 露天礦邊坡穩(wěn)定影響因素

1.1? 結構面的影響

（1）?? 軟弱夾層。露天煤礦端幫失穩(wěn)滑塌的主要原因是軟弱夾層，也就是巖體內(nèi)存在著的層狀或帶狀的軟弱薄層。巖體的結構面是邊坡穩(wěn)定的重要影響因素之一，軟所夾層的強度低，自發(fā)或是受干擾會引起邊坡蠕動、變形。

（2）?? 節(jié)理、裂隙。露天邊坡揭露巖體表面的節(jié)理裂隙數(shù)量角度，產(chǎn)狀復雜。節(jié)理、裂隙的存在可單獨構成滑動面，也可以同臨近節(jié)理、巖層面組成滑移體，其引起的邊坡失穩(wěn)主要表現(xiàn)為單臺階或少數(shù)幾個臺階的剝落、片幫等破壞現(xiàn)象。

1.2? 水的影響

雨季是露天煤礦滑坡的高發(fā)期。水主要通過弱化巖體的強度進而影響邊坡的穩(wěn)定性，使其更容易發(fā)生剪切以及拉伸破壞等現(xiàn)象。巖體受到水的浸蝕，強度降低，形成危險的軟弱滑動帶。當有大氣降水時，雨水很容易滲入結構面，形成滑面。

1.3? 爆破作業(yè)和震動影響

爆破震動、機械作業(yè)震動是露天煤礦生產(chǎn)活動中的兩大主要震源。爆破作業(yè)主要影響了邊坡穩(wěn)定性的以下方面：一是增加了邊坡的滑動力;二是高強度、長時間的震動會降低周圍巖體強度，震動產(chǎn)生的巖體裂縫加速了水對巖體的侵蝕。

2.??? 露天煤礦邊坡穩(wěn)定的措施

2.1? 邊坡安全事故原因分析

露天礦山安全中最為重要的也就是本文所提的邊坡安全，露天礦山事故總數(shù)中邊坡安全事故總數(shù)所占的比例非常之大，值得重視。邊坡事故類型主要包括：坍塌事故、巖體滑落事故以及懸石下落事故，一旦出現(xiàn)以上事故便會給企業(yè)造成大量的人員傷亡情況，在以上三種事故中傷人比重最大的為落石傷人事故。與此同時，如果不幸發(fā)生其中的坍塌或巖體滑落事故，那么就可能會給企業(yè)造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失。產(chǎn)生邊坡失穩(wěn)的主要原因有：

（1）采礦方式存在一些不規(guī)范之處或錯誤之處，如在底部掏采礦石等原料，或者爆破時，使用的炸藥量多于規(guī)定量等等。

（2）邊坡的構成要素不符合國家相關規(guī)范，如階段高度、坡面角、最終的邊坡角等主要構成要素等嚴重不滿足國家或國際相應的規(guī)程和設計要求。

（3）邊坡的地質構造難以探查因此可能出現(xiàn)并未查清該邊坡地質構造的情況，如節(jié)理情況、裂隙情況、層理情況、斷層情況和邊坡中破碎帶以及不穩(wěn)定的軟性巖石夾層和遇水膨脹的軟性巖石面等形成的弱層分布范圍、延伸長度、交叉程度等情況。

（4）邊坡附近巖石的物理力學性質由于難以勘察故此沒有調查清楚。

2.2? 監(jiān)測措施

露天礦閉坑后進行地質公園的建設，邊坡安全等級要求較高，現(xiàn)有的RTK監(jiān)測沒有實時監(jiān)測、自動化報警的功能。根據(jù)礦山實際需求，采用GIS自動化監(jiān)測代替現(xiàn)有RTK監(jiān)測手段，它的主要突出優(yōu)點如下：

（1）?? 各測點與基準間通過衛(wèi)星連接，之間無需通視且不受距離限制，布設方便。

（2）?? 適用于各種環(huán)境，監(jiān)測精度不受風沙、暴雨、煤灰影響。

（3）?? 監(jiān)測點通過鋼管與地層連接布設方便，監(jiān)測探頭移設方便。

（4）?? 適用環(huán)境溫度為-40～75℃，基本滿足礦區(qū)晝夜溫差大的要求。

露天礦邊坡穩(wěn)定工作要求處理的數(shù)據(jù)繁多，為期較長，為了工作人員和設備的安全，須做好提前預告滑坡。在實際考察當?shù)孛旱V的基本情況下，掌握地質構造、巖性、滑坡機理等研究的基礎上，結合對邊坡動態(tài)的觀測結果，總結出邊坡變形的規(guī)律。以此對邊坡的未來的穩(wěn)定狀況和變化趨勢做出預測預報、采取適當?shù)姆乐未胧?/p>

2.3? 預防處理措施

（1）礦產(chǎn)開始時，我們必須始終堅持的開采方式為自上而下、臺階式的方式。其中臺階的高度必須嚴格控制在10m左右，臺階的邊坡角的角度應該嚴格把控并且將其控制在70°以內(nèi)。開采時，始終堅持堅持打垂直炮孔，并且嚴格禁止在作業(yè)臺階的底部進行礦產(chǎn)的掏底開挖，以防止形成懸?guī)r、傘檐或空洞等危險情況。

（2）???? 我們必須安排工作人員在邊坡的頂層挖掘出一定數(shù)量的排水溝，這樣做的目的，是為了防止地面水源直接沖入采場邊坡，一旦我們發(fā)現(xiàn)邊坡中有水流滲出，我們應及時采取引流措施并且疏干水流。

（3）???? 巖石的結構可能由于炸藥爆破或者其他作業(yè)產(chǎn)生的地震而導致出現(xiàn)破壞等情況，因此我們建議在接近邊坡的地段和地區(qū)，如果可以的話盡量不要采用大規(guī)模的爆破方式進行爆破，我們建議可以采用微差爆破法、預裂爆破法、減震爆破法等控制爆破技術進行爆破作業(yè)，并且一定主要要嚴格控制一次爆破的炸藥量。與此同時，在采場內(nèi)專家學者建議盡量不用拋擲爆破，應當采用松動爆破法，這樣做的目的是防止飛石造成人員傷亡和設備損壞，并且保護了邊坡的穩(wěn)定性。

（4）???? 工作人員在爆破作業(yè)前、中、后，我們建議應當對坡面進行例行安全檢查，一旦發(fā)現(xiàn)工作面有裂紋或者邊坡面上有浮石、危石等可能塌落的現(xiàn)象時，相關安全人員應當立即撤離至安全地點，并且采取可靠且安全的預防措施進行有關預防以防止事故的發(fā)生。

2.4? 管理措施

（1）?? 建立邊坡安全例行檢查和及時處理制度。

（2）?? 安排有經(jīng)驗的管理人員和工作人員專門負責統(tǒng)籌邊坡安全管理工作和預防工作。

（3）?? 必須及時發(fā)現(xiàn)并且消除相應的安全隱患，如果發(fā)現(xiàn)坡面上出現(xiàn)裂紋、浮起的碎石、懸掛的碎石、傘檐等情況，必須立即迅速處理。防止出現(xiàn)事故

（4）?? 每次爆破作業(yè)結束后，必須要及時搜尋并清理漂浮的碎石。

（5）?? 如果發(fā)現(xiàn)重大事故隱患并且安全部門不能及時處理時，必須要及時向上級有關部門報告以防止意外事故發(fā)生。

（6）?? 設專人對重點滑坡區(qū)域進行例行檢查，并記錄地測科設的觀測點的一些數(shù)據(jù)，如水平、豎直位移變化等數(shù)據(jù)。

3.??? 結語

（1）利用極限平衡方法計算了邊坡典型剖面的安全系數(shù)，疏干狀態(tài)下邊坡安全系數(shù)滿足規(guī)范要求，飽水狀態(tài)下邊坡未達到或處于規(guī)范要求臨界值。水對邊坡穩(wěn)定性有較大影響。

（2）露天礦閉坑后，在原有的排水設施的基礎上，仍需要布設2 條截水溝，用來截排降雨匯水，減少雨水對邊坡的沖刷、侵蝕。

（3）邊坡出露的泥巖層，受降雨，風華的侵蝕弱化，強度降低，影響邊坡穩(wěn)定性?？紤]露天礦閉坑后地質公園建設，采用現(xiàn)澆網(wǎng)格生態(tài)護坡技術，保護泥巖層不被侵蝕弱化。

（4）為保證露天礦閉坑后地質公園建設、開放期間邊坡滑坡能夠提前預知，采用新式的GIS自動化監(jiān)測，共布設6 條監(jiān)測線，24個監(jiān)測點位。

參考文獻：

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