趙大千

(中國(guó)中材國(guó)際工程股份有限公司， 江蘇南京 211100)

1 礦山概述

安徽烏石山石灰石礦山為山坡露天礦，年產(chǎn)石灰石2200萬(wàn)t。區(qū)內(nèi)地貌屬低山丘陵。山體總體走向呈東西向，區(qū)內(nèi)地勢(shì)總體特征為北中部高，南、北部低，最高點(diǎn)位于礦段北東部。礦床最低開(kāi)采標(biāo)高高于當(dāng)?shù)刈畹颓治g基準(zhǔn)面。

本區(qū)所處大地構(gòu)造位置為揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)、下?lián)P子臺(tái)坳，沿江拱斷褶帶安慶凹斷褶束西南部。區(qū)內(nèi)基巖露頭良好，構(gòu)造清楚，巖漿巖不發(fā)育。區(qū)域地層隸屬揚(yáng)子地層區(qū)下?lián)P子地層分區(qū)貴池地層小區(qū)。除白堊系、侏羅系缺失外，自志留系至第四系均有不同程度的出露。其中志留系～泥盆系為濱海相～陸相砂頁(yè)巖建造;石炭系、二疊系及三疊系為海陸交互相碳酸鹽巖建造和碎屑巖建造;第三系為陸相紅色碎屑巖建造;第四系為沖積洪積粘土、亞粘土及砂礫層等。

礦段內(nèi)出露地層主要為二疊系下統(tǒng)孤峰組，上統(tǒng)龍?zhí)督M、大隆組;三疊系下統(tǒng)殷坑組、和龍山組、南陵湖組，中統(tǒng)東馬鞍山組和第四系。礦段內(nèi)斷裂比較發(fā)育，根據(jù)其走向主要分為兩組:近東西向斷裂(F5、F6、F7)為走向與區(qū)域褶皺近于平行的縱向斷裂，長(zhǎng)約2500～3500 m，角礫巖較發(fā)育，破碎帶比較狹窄。近南北向斷裂主要為F4，是走向與區(qū)域褶皺近于垂直的橫向斷裂。斷裂切錯(cuò)地層，斷裂帶較寬，角礫巖非常發(fā)育，大小懸殊，膠結(jié)疏松，有大量方解石脈及鐵泥質(zhì)充填其中。F4、F6、F7斷層切割礦體及邊坡，其中F6、F7垂直切割采場(chǎng)西側(cè)邊坡，F(xiàn)4走向與南側(cè)邊坡幾近垂直。斷層對(duì)邊坡穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生一定影響，但影響不大。

區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，工程地質(zhì)條件中等，環(huán)境地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。礦區(qū)內(nèi)無(wú)不良工程地質(zhì)現(xiàn)象。本礦山巖石硬度系數(shù)一般為8～12。

2 礦山邊坡設(shè)計(jì)

2.1 采場(chǎng)總平面

烏石山水泥用石灰?guī)r礦東段開(kāi)采境界東西長(zhǎng)1830 m，南北寬873～1550 m，礦山采掘終了情況如圖1所示。

2.2 采場(chǎng)邊坡設(shè)計(jì)參數(shù)

《水泥原料礦山工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50598－2010)5.2條地質(zhì)圈礦設(shè)計(jì)5.2.1款規(guī)定“石灰石礦山最終邊坡角:巖石硬度系數(shù)為8～14且開(kāi)采最終邊坡高度小于240 m時(shí)最終邊坡角為45°～53°，最終邊坡高度小于180 m 時(shí)最終邊坡角為48°～57°”。

設(shè)計(jì)安全平臺(tái)寬4 m，清掃平臺(tái)寬8 m，安全平臺(tái)與清掃平臺(tái)間隔設(shè)置。礦山采場(chǎng)終了邊坡設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1。

2.3 邊坡穩(wěn)定性分析

礦體北側(cè)終了邊坡位于三疊系下統(tǒng)(T1h)地層中，終了邊坡與地層傾向相同。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，該側(cè)底板傾角為48°～60°，傾角由東向西逐步變陡。因此根據(jù)地層產(chǎn)狀，臺(tái)階終了邊坡坡面角確定為60°，終了邊坡角最大47°，小于底板傾角。礦區(qū)向北為下坡方向，無(wú)地表匯水進(jìn)入礦區(qū)。生產(chǎn)中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)此邊坡的監(jiān)測(cè)、維護(hù)，邊坡是穩(wěn)定安全的。

南側(cè)和西側(cè)終了邊坡位于三疊系下統(tǒng)T1n礦層中，終了邊坡與地層走向反向，終了邊坡角分別為49.39°和 49.10°，邊坡是穩(wěn)定安全的。

礦區(qū)的終了邊坡主要為礦區(qū)的北側(cè)及西側(cè)，北側(cè)順層邊坡由西向東高度逐漸降低，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注此處邊坡。

礦區(qū)范圍內(nèi)有F4、F6、F7斷層切割礦體及邊坡，其中F6、F7垂直切割采場(chǎng)西側(cè)邊坡，F(xiàn)4走向與南側(cè)邊坡幾近垂直。斷層對(duì)邊坡穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生一定影響，但影響不大。

綜上所述，礦區(qū)四周的邊坡是安全穩(wěn)定的。斷層對(duì)邊坡的穩(wěn)定性影響不大，局部產(chǎn)生垮塌應(yīng)及時(shí)清理。礦區(qū)四周的匯水面積較小，無(wú)大的河流等地表水，降水對(duì)軟弱層產(chǎn)生一定影響，開(kāi)采過(guò)程中需重視降水、溶洞產(chǎn)生的邊坡安全問(wèn)題。

圖1 礦山采掘終了平面圖

表1 設(shè)計(jì)采場(chǎng)邊坡角度

3 防止邊坡坍塌措施

為保證開(kāi)采邊坡的安全和配合防排水的要求，在礦山生產(chǎn)中應(yīng)加強(qiáng)以下工作，確保邊坡的穩(wěn)定性。

(1)本礦山的安全平臺(tái)寬4 m，清掃平臺(tái)寬8 m，安全平臺(tái)和清掃平臺(tái)間隔設(shè)置。

(2)臺(tái)階坡面角終了時(shí)為65°，工作時(shí)為75°，可根據(jù)巖層產(chǎn)狀向下調(diào)整。

(3)建立長(zhǎng)期的邊坡觀測(cè)網(wǎng)，對(duì)不良地段、斷層進(jìn)行定時(shí)、定點(diǎn)觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)進(jìn)行處理。根據(jù)礦區(qū)范圍內(nèi)終了邊坡位置及賦存地質(zhì)地形情況，邊坡監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)主要設(shè)置礦區(qū)兩礦段的南東側(cè)邊坡外圍。邊坡監(jiān)測(cè)應(yīng)按《工程測(cè)量規(guī)范》(GB50026－2007)中“10.9滑坡監(jiān)測(cè)”要求進(jìn)行。

(4)在開(kāi)采過(guò)程中不得在順向坡礦體底板切坡，保持底板的完整性。局部不得不切坡處，應(yīng)視其需要采取適當(dāng)?shù)募庸烫幚?如擋墻)。

(5)對(duì)軟弱邊坡、堅(jiān)硬巖層邊坡上的破碎、巖塊松動(dòng)、斷層錯(cuò)開(kāi)部位，應(yīng)進(jìn)行水泥護(hù)面、洞隙灌漿預(yù)以加固，必要時(shí)應(yīng)削坡或留保安礦柱。

(6)開(kāi)采至終了邊坡20～30 m時(shí)，爆破應(yīng)采用預(yù)裂爆破，以保證邊坡的完整，減少人為破壞。

(7)加強(qiáng)礦山地質(zhì)和礦山測(cè)量工作，必須設(shè)置專職的技術(shù)人員，觀察礦山地質(zhì)現(xiàn)象的變化，測(cè)量溶洞裂隙帶和巖體塌陷帶的位置變化，監(jiān)視采空區(qū)塌陷誘發(fā)的地表移動(dòng)變形量。對(duì)塌陷帶和溶洞裂隙帶應(yīng)長(zhǎng)期定點(diǎn)、定時(shí)的連續(xù)觀測(cè)，并作好記錄及時(shí)分析，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)處理。

(8)公司管理層和礦山必須重視采礦作業(yè)的安全問(wèn)題。必須建立全面的邊坡安全管理制度和嚴(yán)格的安全檢查制度。邊坡安全管理要體現(xiàn)“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”的方針，明確邊坡管理的目標(biāo)和崗位責(zé)任。

(9)礦山應(yīng)設(shè)置專職的安全技術(shù)人員，并納入公司的安全管理體系，專門(mén)負(fù)責(zé)邊坡的管理和檢查工作，檢查采場(chǎng)各要素，檢查接近最終邊坡地段的爆破作業(yè)是否符合設(shè)計(jì)要求;巡視檢查邊坡的危險(xiǎn)和變形情況，發(fā)現(xiàn)異常情況要及時(shí)向礦山安全管理部門(mén)報(bào)告，并采取措施及時(shí)處理。

(10)在暴雨之后應(yīng)加強(qiáng)對(duì)邊坡和采場(chǎng)的檢查。發(fā)現(xiàn)邊坡有滑塌預(yù)兆時(shí)，邊坡管理的安全技術(shù)人員有權(quán)制止剝采作業(yè)，撤出人員和設(shè)備，并向礦山負(fù)責(zé)人報(bào)告。

(11)坡上有可能滑動(dòng)的巖塊或有大塊浮石時(shí)，必須及時(shí)處理。處理時(shí)要有可行的安全措施，受到威脅的作業(yè)人員和設(shè)備要撤到安全地點(diǎn)。

(12)建立邊坡巖體崩塌和巖體滑坡危害事故發(fā)生的應(yīng)急救援預(yù)案。

［1］賴秀英，姜立春.民采空區(qū)走向?qū)β短斓V邊坡穩(wěn)定性的影響分析［J］.礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā)，2012，32(2):26-28.

［2］肖欣欣，李夕兵.FLAC3D在露天礦邊坡參數(shù)優(yōu)化中的應(yīng)用［J］.采礦技術(shù)，2012，12(2):73-75.

［3］趙望達(dá)，袁湘民，金永健.某露天礦邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及治理設(shè)計(jì)［J］.采礦技術(shù)，2008，8(6).

［4］于 泓，彭軍還.IBIS－M系統(tǒng)在露天礦邊坡監(jiān)測(cè)的應(yīng)用［J］.采礦技術(shù)，2011，11(4):100-102.