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(guó)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(shì)必引發(fā)一系列的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題和工程災(zāi)害。

關(guān)鍵詞：露天煤礦;邊坡;穩(wěn)定;問(wèn)題;分析

1.??? 露天礦邊坡穩(wěn)定影響因素

1.1? 結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)面是邊坡穩(wěn)定的重要影響因素之一，軟所夾層的強(qiáng)度低，自發(fā)或是受干擾會(huì)引起邊坡蠕動(dòng)、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(fù)雜。節(jié)理、裂隙的存在可單獨(dú)構(gòu)成滑動(dòng)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(tái)階或少數(shù)幾個(gè)臺(tái)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(guò)弱化巖體的強(qiáng)度進(jìn)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(qiáng)度降低，形成危險(xiǎn)的軟弱滑動(dòng)帶。當(dāng)有大氣降水時(shí)，雨水很容易滲入結(jié)構(gòu)面，形成滑面。

1.3? 爆破作業(yè)和震動(dòng)影響

爆破震動(dòng)、機(jī)械作業(yè)震動(dòng)是露天煤礦生產(chǎn)活動(dòng)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(dòng)力;二是高強(qiáng)度、長(zhǎng)時(shí)間的震動(dòng)會(huì)降低周圍巖體強(qiáng)度，震動(dòng)產(chǎn)生的巖體裂縫加速了水對(duì)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(huì)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(shí)，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(huì)給企業(yè)造成重大人員傷亡和財(cái)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(cuò)誤之處，如在底部掏采礦石等原料，或者爆破時(shí)，使用的炸藥量多于規(guī)定量等等。

（2）邊坡的構(gòu)成要素不符合國(guó)家相關(guān)規(guī)范，如階段高度、坡面角、最終的邊坡角等主要構(gòu)成要素等嚴(yán)重不滿足國(guó)家或國(guó)際相應(yīng)的規(guī)程和設(shè)計(jì)要求。

（3）邊坡的地質(zhì)構(gòu)造難以探查因此可能出現(xiàn)并未查清該邊坡地質(zhì)構(gòu)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(zhǎng)度、交叉程度等情況。

（4）邊坡附近巖石的物理力學(xué)性質(zhì)由于難以勘察故此沒(méi)有調(diào)查清楚。

2.2? 監(jiān)測(cè)措施

露天礦閉坑后進(jìn)行地質(zhì)公園的建設(shè)，邊坡安全等級(jí)要求較高，現(xiàn)有的RTK監(jiān)測(cè)沒(méi)有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)化報(bào)警的功能。根據(jù)礦山實(shí)際需求，采用GIS自動(dòng)化監(jiān)測(cè)代替現(xiàn)有RTK監(jiān)測(cè)手段，它的主要突出優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）?? 各測(cè)點(diǎn)與基準(zhǔn)間通過(guò)衛(wèi)星連接，之間無(wú)需通視且不受距離限制，布設(shè)方便。

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

（3）?? 監(jiān)測(cè)點(diǎn)通過(guò)鋼管與地層連接布設(shè)方便，監(jiān)測(cè)探頭移設(shè)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(zhǎng)，為了工作人員和設(shè)備的安全，須做好提前預(yù)告滑坡。在實(shí)際考察當(dāng)?shù)孛旱V的基本情況下，掌握地質(zhì)構(gòu)造、巖性、滑坡機(jī)理等研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合對(duì)邊坡動(dòng)態(tài)的觀測(cè)結(jié)果，總結(jié)出邊坡變形的規(guī)律。以此對(duì)邊坡的未來(lái)的穩(wěn)定狀況和變化趨勢(shì)做出預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、采取適當(dāng)?shù)姆乐未胧?/p>

2.3? 預(yù)防處理措施

（1）礦產(chǎn)開始時(shí)，我們必須始終堅(jiān)持的開采方式為自上而下、臺(tái)階式的方式。其中臺(tái)階的高度必須嚴(yán)格控制在10m左右，臺(tái)階的邊坡角的角度應(yīng)該嚴(yán)格把控并且將其控制在70°以內(nèi)。開采時(shí)，始終堅(jiān)持堅(jiān)持打垂直炮孔，并且嚴(yán)格禁止在作業(yè)臺(tái)階的底部進(jìn)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(xiǎn)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(chǎng)邊坡，一旦我們發(fā)現(xiàn)邊坡中有水流滲出，我們應(yīng)及時(shí)采取引流措施并且疏干水流。

（3）???? 巖石的結(jié)構(gòu)可能由于炸藥爆破或者其他作業(yè)產(chǎn)生的地震而導(dǎo)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(jìn)行爆破，我們建議可以采用微差爆破法、預(yù)裂爆破法、減震爆破法等控制爆破技術(shù)進(jìn)行爆破作業(yè)，并且一定主要要嚴(yán)格控制一次爆破的炸藥量。與此同時(shí)，在采場(chǎng)內(nèi)專家學(xué)者建議盡量不用拋擲爆破，應(yīng)當(dāng)采用松動(dòng)爆破法，這樣做的目的是防止飛石造成人員傷亡和設(shè)備損壞，并且保護(hù)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(yīng)當(dāng)對(duì)坡面進(jìn)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(shí)，相關(guān)安全人員應(yīng)當(dāng)立即撤離至安全地點(diǎn)，并且采取可靠且安全的預(yù)防措施進(jìn)行有關(guān)預(yù)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(shí)處理制度。

（2）?? 安排有經(jīng)驗(yàn)的管理人員和工作人員專門負(fù)責(zé)統(tǒng)籌邊坡安全管理工作和預(yù)防工作。

（3）?? 必須及時(shí)發(fā)現(xiàn)并且消除相應(yīng)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(jié)束后，必須要及時(shí)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(shí)處理時(shí)，必須要及時(shí)向上級(jí)有關(guān)部門報(bào)告以防止意外事故發(fā)生。

（6）?? 設(shè)專人對(duì)重點(diǎn)滑坡區(qū)域進(jìn)行例行檢查，并記錄地測(cè)科設(shè)的觀測(cè)點(diǎn)的一些數(shù)據(jù)，如水平、豎直位移變化等數(shù)據(jù)。

3.??? 結(jié)語(yǔ)

（1）利用極限平衡方法計(jì)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(dá)到或處于規(guī)范要求臨界值。水對(duì)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(shè)施的基礎(chǔ)上，仍需要布設(shè)2 條截水溝，用來(lái)截排降雨匯水，減少雨水對(duì)邊坡的沖刷、侵蝕。

（3）邊坡出露的泥巖層，受降雨，風(fēng)華的侵蝕弱化，強(qiáng)度降低，影響邊坡穩(wěn)定性?？紤]露天礦閉坑后地質(zhì)公園建設(shè)，采用現(xiàn)澆網(wǎng)格生態(tài)護(hù)坡技術(shù)，保護(hù)泥巖層不被侵蝕弱化。

（4）為保證露天礦閉坑后地質(zhì)公園建設(shè)、開放期間邊坡滑坡能夠提前預(yù)知，采用新式的GIS自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，共布設(shè)6 條監(jiān)測(cè)線，24個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位。

參考文獻(xiàn)：

[1]?? 杜時(shí)貴.大型露天礦山邊坡穩(wěn)定性等精度評(píng)價(jià)方法[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2018，037（006）：1301-1331.

[2]?? 胡明.淺談露天煤礦邊坡穩(wěn)定性分析及治理措施[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2018，000（012）：4401，4398.