露天開(kāi)采邊坡穩(wěn)定性分析方法及災(zāi)害防治措施研究

作者簡(jiǎn)介：李建龍，1979年10月，男，漢族，河北石家莊。2016年7月畢業(yè)于西北工業(yè)大學(xué)工程管理學(xué)院，工程管理專(zhuān)業(yè)，碩士研究生學(xué)歷。高級(jí)工程師職稱(chēng);注冊(cè)安全工程師;安全評(píng)價(jià)師;國(guó)家安全講師?，F(xiàn)在河北省應(yīng)急管理科學(xué)研究院工作，從事項(xiàng)目研究工作。

摘要：在現(xiàn)階段露天邊坡工程開(kāi)采過(guò)程中，往往將巖體作為工程建設(shè)材料和結(jié)構(gòu)來(lái)建設(shè)，有利于為后續(xù)施工建設(shè)奠定非常堅(jiān)實(shí)的施工條件。 對(duì)露天邊坡來(lái)說(shuō)，是礦山非常重要的安全性工程。 在實(shí)際工作中，邊坡失穩(wěn)和滑坡事件應(yīng)當(dāng)避免給企業(yè)生產(chǎn)造成損失和安全事故。 因此，在露天開(kāi)采過(guò)程中，必須加大開(kāi)采邊坡的穩(wěn)定性能，才能有效提高工作的安全性。 本文主要分析露天開(kāi)采邊坡穩(wěn)定性分析方法及減災(zāi)措施研究

關(guān)鍵詞：露天開(kāi)采;邊坡;穩(wěn)定性;災(zāi)害防治

引言：近年來(lái)，我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)取得了跨越式發(fā)展，并且可以根據(jù)目前我國(guó)煤礦的保有條件，積極轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)開(kāi)采方式，采用露天開(kāi)采方式最大限度地提高礦產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)能力和效率。 同時(shí)，從某種角度來(lái)說(shuō)，露天開(kāi)采比傳統(tǒng)的井下開(kāi)采方式安全性高，同時(shí)在提高施工工人生產(chǎn)效率、縮短地基建設(shè)時(shí)間、節(jié)約開(kāi)采成本、礦業(yè)企業(yè)生產(chǎn)管理以及提高經(jīng)濟(jì)效益等方面具有非常有利的作用。

一、影響露天開(kāi)采邊坡穩(wěn)定性的因素分析

1.巖性及巖體結(jié)構(gòu)因素

在露天開(kāi)采邊坡穩(wěn)定性因子分析過(guò)程中，巖性及巖體結(jié)構(gòu)因子主要在一定范圍內(nèi)受邊坡巖體自身重力抗剪程度的影響。 巖體抗剪強(qiáng)度越大，意味著邊坡的穩(wěn)定性能越好。 通常在坡地和坡地附近形成應(yīng)力集中區(qū)，最終巖體滑動(dòng)，發(fā)生新的變形。 如果它超出巖體的剪切強(qiáng)度范圍，邊坡巖體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)會(huì)引起一定的破壞。 值得注意的是，露天邊坡的穩(wěn)定性不僅與巖性有密切的關(guān)系，而且受巖石結(jié)構(gòu)的影響。 開(kāi)采中降低巖體強(qiáng)度，會(huì)嚴(yán)重破壞邊坡，削弱結(jié)構(gòu)面。

2.爆破動(dòng)載作用要素

對(duì)露天開(kāi)采邊坡來(lái)說(shuō)，其礦山邊坡巖體除主要受自身荷載的影響外，在開(kāi)采過(guò)程中不可避免地受到爆破動(dòng)載荷的影響。 特別是進(jìn)行爆破作業(yè)會(huì)產(chǎn)生較大的爆破振動(dòng)，破壞邊坡巖體，進(jìn)而在短時(shí)間內(nèi)誘發(fā)巖體應(yīng)力場(chǎng)的變化，此時(shí)邊坡頂部和邊坡附近的拉伸應(yīng)力區(qū)擴(kuò)大，巖體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能下降。 加之在現(xiàn)場(chǎng)爆破方案的設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須提高邊坡的穩(wěn)定性，全面考慮巖體的結(jié)構(gòu)。 同時(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)方案的設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須考慮暴露巖體的巖性及內(nèi)部巖層結(jié)構(gòu)，對(duì)不同的巖體結(jié)構(gòu)采用不同的爆破方式，不能保證工作的安全性。 在露天邊坡穩(wěn)定性的探索過(guò)程中要比較嚴(yán)格地參照設(shè)計(jì)方案，以免對(duì)局部邊坡造成嚴(yán)重破壞。

二、露天開(kāi)采邊坡災(zāi)害防治措施分析

1.強(qiáng)化邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)作業(yè)

進(jìn)行露天邊坡開(kāi)采時(shí)，必須對(duì)邊坡的穩(wěn)定性展開(kāi)全面細(xì)致的監(jiān)測(cè)，具體可以采用表面位移監(jiān)測(cè)、水壓監(jiān)測(cè)法等檢測(cè)方式，對(duì)巖體內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的檢測(cè)和檢驗(yàn)， 既有利于邊坡的穩(wěn)定性能最大化，又有利于通過(guò)邊坡巖體應(yīng)力的檢測(cè)和計(jì)算，有效地適應(yīng)數(shù)據(jù)的變化，盡量避免開(kāi)采過(guò)程中存在的危險(xiǎn)。

2.邊坡的加固

露天開(kāi)采邊坡可能發(fā)生滑坡等問(wèn)題，需要進(jìn)行必要的加固處理。 目前該處理方法可以較大程度上解決工程開(kāi)挖過(guò)程中可能遇到的不符合施工要求的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地下水位上升等問(wèn)題 根據(jù)加固程度不同的施工需要，一般來(lái)說(shuō)該處理方法可以具體分為中層加固和深層加固兩種，從具體的防護(hù)技術(shù)來(lái)說(shuō)，在中層加固方面可以分為錨桿加固法和土釘加固法。 深層加固也可以分為注漿加固、管樁加固、錨索加固等多種方法。 此外，還有許多類(lèi)型的防護(hù)工程需要采用的技術(shù)類(lèi)型，對(duì)有效減輕坡面初期的不穩(wěn)定性和侵蝕問(wèn)題起著非常重要的作用，可以發(fā)揮非常好的加固效果。 但是，目前露天開(kāi)采邊坡加固處理時(shí)，最好使用巖體注漿加固方式增強(qiáng)巖體粘連程度，同時(shí)利用支護(hù)結(jié)構(gòu)加固方式，增加邊坡折曲面的摩擦力，最終達(dá)到提高邊坡穩(wěn)定性的目的，從而在露天開(kāi)采中對(duì)施工人員造成傷害

3.合理安排開(kāi)采順序確定邊坡參數(shù)

露天礦生產(chǎn)過(guò)程中，要堅(jiān)持自上而下的開(kāi)采順序，堅(jiān)持井、斜孔，開(kāi)采工作臺(tái)階底部位置，防止邊坡形成傘狀巖石和縫隙。 通過(guò)分層開(kāi)采，將高采場(chǎng)分為幾個(gè)臺(tái)階，降低了邊坡的相對(duì)高度。 臺(tái)階高度要根據(jù)礦巖巖石的性質(zhì)和開(kāi)采設(shè)備綜合考慮，通常取值10～15m，臺(tái)階太低不經(jīng)濟(jì)，太高有安全隱患。 露天礦臺(tái)階坡角的大小一般取決于礦巖的性質(zhì)，軟弱穩(wěn)定的礦巖臺(tái)階坡角一般在自然安息角以下穩(wěn)定礦巖臺(tái)階坡角在50°以下硬穩(wěn)定礦巖臺(tái)階坡角在70°以下。 最終邊坡角度應(yīng)根據(jù)巖石性質(zhì)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)條件、找礦深度、邊坡生存期等因素加以考慮。 安全平臺(tái)根據(jù)最終的邊坡角確定，綜合考慮后處理的維護(hù)需求。 充分利用爆破控制技術(shù)（光面爆破、預(yù)裂爆破），保證最終邊坡面的完整性。

4.全面統(tǒng)一、精心施工

選擇采礦方法、采區(qū)布置、工作面推進(jìn)方式及采空區(qū)利用的，應(yīng)當(dāng)結(jié)合邊坡工程，統(tǒng)籌發(fā)展，實(shí)施內(nèi)排擠壓滑坡防治措施，減少傾倒滑移。 根據(jù)圍巖性質(zhì)結(jié)構(gòu)合理選擇錨桿、噴射混凝土、抗滑樁、注漿、擋墻等支護(hù)方法，提高邊坡穩(wěn)定性，控制邊坡變形。 可以減少邊坡圍巖的暴露時(shí)間，對(duì)較破碎的地帶通過(guò)預(yù)制提高巖石的強(qiáng)度，堵塞水流。 推進(jìn)邊坡穩(wěn)定性安全標(biāo)準(zhǔn)化，嚴(yán)格按照開(kāi)采設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)進(jìn)行作業(yè)，確保足夠的作業(yè)平盤(pán)寬度，控制作業(yè)支援及非作業(yè)支援邊坡角。 精心組織爆破施工，邊坡頻繁受到爆破振動(dòng)會(huì)惡化邊坡的穩(wěn)定性，精細(xì)化的爆破施工將爆破振動(dòng)控制在安全范圍內(nèi)，維持邊坡的穩(wěn)定。 了解邊坡失穩(wěn)機(jī)理，加強(qiáng)邊坡治理，運(yùn)用現(xiàn)代化邊坡治理手段，確保邊坡安全，達(dá)到礦山生產(chǎn)與周?chē)h(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，為綠色礦山建設(shè)做基礎(chǔ)性工作。

三、結(jié)語(yǔ)

如上所述，現(xiàn)階段在進(jìn)行露天開(kāi)采邊坡穩(wěn)定性研究的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)其實(shí)際開(kāi)采過(guò)程中存在許多影響因素。 為了充分保證露天開(kāi)采的安全性和可靠性，施工企業(yè)必須不斷加強(qiáng)露天開(kāi)采邊坡穩(wěn)定性的研究和分析，不斷優(yōu)化和完善方案，充分確保開(kāi)采工作的安全性，進(jìn)而為礦業(yè)企業(yè)謀求最大化的經(jīng)濟(jì)效益，提高開(kāi)采工程的安全系數(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉學(xué)志.露天開(kāi)采邊坡穩(wěn)定性研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2019（05）：4442-4442.

[2]董建華.露天開(kāi)采邊坡穩(wěn)定性分析方法及災(zāi)害防治措施研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2017（01）：904-904.

[3]陳焰峰.露天礦邊坡穩(wěn)定性的安全因素探析[J].裝飾裝修天地，2017（16）：79-79.

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