武尚榮，許 波

(1.昆明有色冶金設(shè)計(jì)研究院股份公司，云南 昆明 650051；2.中國(guó)銅業(yè)有限公司，云南 昆明 650051)

0 引 言

每年因滑坡等地質(zhì)災(zāi)害造成大量的經(jīng)濟(jì)損失以及人員傷亡。而露天礦開采會(huì)形成大量的高陡邊坡，這些邊坡的穩(wěn)定性直接影響礦山的安全生產(chǎn)。邊坡穩(wěn)定性受自身巖體結(jié)構(gòu)面以及巖體強(qiáng)度控制，開采對(duì)邊坡的影響也是重中之重，還有其他的如爆破、機(jī)械、地震以及風(fēng)化作用等的影響，所以對(duì)露天礦邊坡穩(wěn)定性研究一直以來都是伴隨著礦山的開采在不斷發(fā)展的。

1 工程地質(zhì)概況

礦區(qū)地質(zhì)及水文地質(zhì)概況礦區(qū)地處東西走向構(gòu)造帶香條村背斜的北翼東段，呈單斜形式。區(qū)內(nèi)地質(zhì)以寒武系下統(tǒng)梅樹村組含磷巖系為主，約占50 %以上。由北向南依次出露為泥盆系中上統(tǒng)、寒武系下統(tǒng)、震旦系上統(tǒng)燈影組，第四系分布于礦區(qū)邊緣。礦區(qū)為一山脈走向近東西、坡面北的單坡面，最高處尖山，標(biāo)高2 225.75 m。山坡有南北向雨裂、沖溝切割，最低侵蝕基準(zhǔn)面標(biāo)高為1 883.15 m(?？诤哟鬅焽杷恼竞哟?，高差為342.6 m。

2 邊坡穩(wěn)定性分析

2.1 邊坡穩(wěn)定判別準(zhǔn)則

根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB50330—2013)中對(duì)邊坡安全系數(shù)的規(guī)定，采場(chǎng)邊坡安全評(píng)價(jià)準(zhǔn)則為：邊坡安全系數(shù)Fs>1.10以上，即認(rèn)為是安全的，F(xiàn)s在1～1.10之間，認(rèn)為是處于極限平衡狀態(tài)，F(xiàn)s<1.0 時(shí)則不安全。

2.2 極限平衡法分析

2.2.1 參數(shù)的確定

根據(jù)礦區(qū)實(shí)際情況結(jié)合室內(nèi)巖石力學(xué)試驗(yàn)的要求，分別運(yùn)用Hoek—Brown強(qiáng)度準(zhǔn)則對(duì)巖石抗剪強(qiáng)度進(jìn)行折減，求得對(duì)應(yīng)巖體的抗剪強(qiáng)度數(shù)值，綜合考慮，確定出了巖體力學(xué)參數(shù)，見表1。

表1 巖體力學(xué)參數(shù)

2.2.2 現(xiàn)狀邊坡穩(wěn)定性分析

運(yùn)用理正軟件計(jì)算各剖面的穩(wěn)定性，計(jì)算結(jié)果見圖1～3。

通過計(jì)算，得出各邊坡坡面的現(xiàn)狀安全系數(shù)值見表2。

表2 現(xiàn)狀穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果表

從表2可以看出，現(xiàn)狀邊坡：1#～3#剖面安全系數(shù)在1.00～1.10之間，處于極限平衡狀態(tài)。

3 開采對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響

通過分析計(jì)算3個(gè)剖面的邊坡往下持續(xù)開采的穩(wěn)定性，得出結(jié)果見表3～5，圖3～5。

表3 1#剖面考慮下部采礦穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

表4 3#剖面考慮下部采礦穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

表5 5#剖面考慮下部采礦穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

4考慮壓腳方案后的邊坡穩(wěn)定性

結(jié)合礦山地質(zhì)勘探資料，采場(chǎng)邊坡1#～3#剖面穩(wěn)性安全系數(shù)在1.00～1.10之間，采取對(duì)邊坡坡腳進(jìn)行排土反壓，提高邊坡穩(wěn)定性。上述露天礦邊坡治理技術(shù)方法不僅能有效解決邊坡向下延伸開采期間的穩(wěn)定性，又能減少上部邊坡卸載工程量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)采場(chǎng)內(nèi)排土作業(yè)，降低排土成本。

方案具體為：1#～3#剖面線，預(yù)留30 m安全距離，以散體自然安息角38°進(jìn)行廢石排土反壓，2050平臺(tái)至1975平臺(tái)，設(shè)計(jì)排土臺(tái)階段高排土臺(tái)階15 m、平臺(tái)寬度15 m。1975平臺(tái)至底部排土臺(tái)階段高20 m、平臺(tái)寬度15 m。排土體下部應(yīng)設(shè)置擋墻或土擋等防止?jié)L石滑落的工程措施。具體方案見圖6～8。

結(jié)合礦山地質(zhì)勘探資料，采場(chǎng)邊坡1#～3#剖面考慮采礦后穩(wěn)定性安全系數(shù)見表6。

剖面1和2沿相應(yīng)平臺(tái)高度向下開采30 m后，安全性系數(shù)小于1.0，處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，建議開采到穩(wěn)定標(biāo)高后就開始排土反壓。剖面3沿相應(yīng)平臺(tái)高度向下開采30 m后，穩(wěn)性安全系數(shù)在1.00～1.10之間，采取對(duì)邊坡坡腳進(jìn)行排土反壓，提高邊坡穩(wěn)定性。

5 結(jié) 語

通過對(duì)礦山的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，我們可以得出礦山處于極限平衡狀態(tài)，存在不穩(wěn)定的風(fēng)險(xiǎn)，通過對(duì)不穩(wěn)定坡面采取不同壓腳方案，計(jì)算的結(jié)果表明，采取對(duì)邊坡進(jìn)行壓腳可以有效地提升邊坡穩(wěn)定性系數(shù)，進(jìn)而使礦山可以達(dá)到安全高效的生產(chǎn)，此研究對(duì)類似不穩(wěn)定礦山邊坡的處理具有一定的工程指導(dǎo)意義。