摘要 地下水滲流劣化巖體力學(xué)性能，降低圍巖穩(wěn)定性，容易引發(fā)礦山邊坡失穩(wěn)。通過對(duì)某露天開采鐵礦南幫邊坡進(jìn)行水文地質(zhì)勘察，明確了地層滲透特性，分析了礦山邊坡地下水分布特征和運(yùn)移規(guī)律，并采用“帷幕注漿+降水井疏堵”的方式對(duì)地下水進(jìn)行綜合處置。研究表明，短時(shí)強(qiáng)降水入滲排土場(chǎng)形成蓄水體，然后以強(qiáng)風(fēng)化構(gòu)造裂隙發(fā)育巖層為滲流通道，由排土場(chǎng)向礦山采坑滲流，劣化巖體的力學(xué)性能，降低了土巖接觸界面的抗剪強(qiáng)度，致使礦山邊坡滑塌?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)表明，“帷幕注漿+降水井疏堵”方式對(duì)地下水的綜合治理效果良好，有效截?cái)嗔诵钏w與采坑之間的滲流通道，降低了地下水對(duì)礦山邊坡的影響，提升了邊坡穩(wěn)定性，可有效解決礦區(qū)向下開挖延伸過程中的邊坡滑塌隱患。

關(guān)鍵詞

露天采礦邊坡;地下水滲流;帷幕注漿;降水井設(shè)計(jì);邊坡穩(wěn)定性

中圖分類號(hào)：TD741文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1004-0366（2024）03-0090-10

隨著礦產(chǎn)資源需求量日益增加，礦山安全成為不可避免的問題和難題［1］。在礦產(chǎn)資源開采過程中，尤其是露天開采礦山，常面臨坍塌、滑坡、涌水等眾多地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，危及礦區(qū)施工和生命財(cái)產(chǎn)安全，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。如2013年3月29日，黃金集團(tuán)西藏馬甲礦區(qū)發(fā)生山體塌方，83名工人被埋;2017年8月11日，和順呂鑫煤業(yè)發(fā)生邊坡滑塌事故，造成1人受傷、9人死亡;2023年2月22日，內(nèi)蒙古阿拉善新井煤業(yè)發(fā)生特別重大坍塌事故，造成6人受傷、53人死亡［2|4］。眾多礦山安全事故引發(fā)社會(huì)警醒，維持礦山穩(wěn)定，保障礦產(chǎn)開采安全成為迫切需求。

現(xiàn)有研究表明，水是導(dǎo)致礦山失穩(wěn)、誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)鍵因素［5|7］。礦山開采后，大量松散破碎巖體和結(jié)構(gòu)面被揭露，在降水入滲以及風(fēng)化作用影響下，礦山巖體力學(xué)性能降低［8］。此外，地下水在巖體結(jié)構(gòu)面中進(jìn)行滲流，形成導(dǎo)水通道，對(duì)巖體產(chǎn)生較高的滲流壓力［9］。同時(shí)，水化學(xué)作用使得結(jié)構(gòu)面中的礦物成分及微觀結(jié)構(gòu)特征不斷發(fā)生變化［10］。在滲流作用和水化學(xué)作用的雙重影響下，巖體及結(jié)構(gòu)面的物理力學(xué)指標(biāo)劣化，巖體變形加劇，邊坡穩(wěn)定性被極大削弱［11］。因此，探明礦區(qū)的水文地質(zhì)特征是維護(hù)礦山安全穩(wěn)定的前提條件和必要要求。

地下水分布和運(yùn)移規(guī)律同時(shí)受地質(zhì)條件、水文特征以及人類活動(dòng)的影響和制約［12］，尤其是礦山開采引起地形、地貌改變，排土場(chǎng)中的地下水滲流通道相互貫通，容易造成地下水的入滲和匯聚，改變地下水的滲流條件，影響地下水滲流區(qū)及周圍巖土體的穩(wěn)定和安全［13|14］。研究礦區(qū)地下水分布規(guī)律，明晰地下水滲流和運(yùn)移特性，對(duì)制定礦山邊坡加固措施，維持礦區(qū)邊坡穩(wěn)定至關(guān)重要。

受地下水滲流影響，礦山邊坡安全穩(wěn)定受到威脅，需采取相應(yīng)的處置措施對(duì)礦山進(jìn)行加固［15］。對(duì)于礦山邊坡，常用的主動(dòng)支護(hù)方法有錨桿（索）、抗滑樁、框架梁、注漿加固以及生態(tài)防護(hù)等，此外還有疏排水、削坡卸荷等被動(dòng)加固方式［16］。在工程應(yīng)用中，需要根據(jù)礦山實(shí)際水文地質(zhì)情況，選擇合適的加固方式，甚至采用兩種或多種支護(hù)方式聯(lián)合［17］，才能有針對(duì)性地對(duì)礦山邊坡災(zāi)害進(jìn)行綜合治理，強(qiáng)化治理效果。

某露天開采鐵礦南幫邊坡地質(zhì)條件薄弱，強(qiáng)風(fēng)化巖層厚且破碎，地下水分布廣泛，多次發(fā)生邊坡滑塌災(zāi)害。本文在對(duì)礦山南幫邊坡開展水文地質(zhì)勘察的基礎(chǔ)上，明確了地層滲透特性，分析了地下水分布特征及運(yùn)移規(guī)律，并采用“帷幕注漿+降水井疏堵”的方式對(duì)地下水進(jìn)行綜合處置。結(jié)果表明，“帷幕注漿+降水井疏堵”方式能夠有效阻斷強(qiáng)風(fēng)化地層內(nèi)的裂隙滲流通道，降低地下水對(duì)采坑南幫的影響，提升南幫邊坡的穩(wěn)定性。

1地下水分布規(guī)律分析

1.1地質(zhì)概況

某露天開采鐵礦始建于20世紀(jì)90年代初，是國家“八五”重點(diǎn)工程項(xiàng)目之一，屬易采易選的大型山坡露天礦。建設(shè)初期，礦山服務(wù)年限設(shè)定為40 a，隨著新的鐵礦資源不斷被發(fā)現(xiàn)，如今已查明的鐵礦總儲(chǔ)量達(dá)3.86億t，預(yù)計(jì)仍可繼續(xù)開采30 a左右。

該鐵礦位于呂梁隆起北段寧武|靜樂盆地西南緣，西川河北支斷裂以南至西川河斷裂帶內(nèi)。礦區(qū)經(jīng)受多期次的區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，形成了以褶皺為主、斷層密布的復(fù)雜構(gòu)造單元。礦區(qū)地層主要為上太古界結(jié)晶含鐵變質(zhì)巖系，由新至老分別為第四系地層、呂梁晚期基性侵入巖、呂梁末期偏堿性侵入巖及袁家村組（Aly）變質(zhì)巖。

采坑南幫邊坡地質(zhì)條件薄弱，地層由上至下分別為黃土（填土）、粉質(zhì)黏土、全風(fēng)化～中風(fēng)化斜長角閃巖（見表1）。表1中全風(fēng)化～強(qiáng)風(fēng)化巖層連續(xù)廣泛分布，厚度差異較大;中風(fēng)化巖層頂面呈波浪式起伏狀，埋深由西向東逐漸加深。受礦山開采及區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造影響，斜長角閃巖巖層呈破碎狀，節(jié)理、裂隙發(fā)育。

1.2地下水分布特征

礦區(qū)內(nèi)地下水的形成、分布、貯存與運(yùn)動(dòng)規(guī)律嚴(yán)格受地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造及水文氣象等諸多因素的影響和制約。為查明礦區(qū)地下水分布特征，獲取礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造、裂隙帶和過水通道的空間分布信息，采用物探法對(duì)礦區(qū)地層特性進(jìn)行檢測(cè)，為帷幕注漿和降水井設(shè)計(jì)提供依據(jù)。采用DUK|2型高密度電法測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，物探線具體位置如圖1所示?？紤]礦區(qū)邊坡滲水情況以及地形限制，物探線從礦區(qū)西北幫開始，向東南幫方向進(jìn)行延伸，測(cè)線總長度為562 m，設(shè)置電極距5 m，隔離系數(shù)最小為1，最大為30，采用正反向供電測(cè)量方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，布線時(shí)對(duì)無法避開的路段開鑿至下方地層再插入電極，物探結(jié)果見圖2。結(jié)合該地區(qū)水文地質(zhì)調(diào)查情況，判斷電阻高的淺部墊層、土層以及深部中風(fēng)化基巖為帷幕線上的隔水層，中部電阻較低的強(qiáng)風(fēng)化層為帷幕線區(qū)域內(nèi)的主要含水層及導(dǎo)水通道，由此初步確定了帷幕線及擬布設(shè)降水井區(qū)域范圍內(nèi)隔水層、含水層（導(dǎo)水通道）的空間位置。

地質(zhì)勘察和物探結(jié)果表明，礦區(qū)地下水分布廣泛，按貯存條件、水理性質(zhì)及水力特征，礦區(qū)內(nèi)含水層（組）可劃分為：第四系松散巖類孔隙水含水層、碎屑巖風(fēng)化裂隙水含水層和碎屑巖構(gòu)造裂隙含水帶。其中，第四系松散巖類孔隙水含水層主要分布于采坑邊坡上部，受大氣降水補(bǔ)給，涌水量小。碎屑巖風(fēng)化裂隙水及碎屑巖構(gòu)造裂隙含水帶為區(qū)域主要含水層，廣泛分布在露天采坑及采坑邊坡下部。該區(qū)域經(jīng)巖石變質(zhì)、巖漿侵入及斷層活動(dòng)，形成了大量節(jié)理裂隙發(fā)育的斜長角閃巖、磁鐵石英巖及石英片巖類，地下水補(bǔ)給來源主要為孔隙水滲入及區(qū)域大氣降水。

明晰地下巖層滲透系數(shù)對(duì)礦山水害防治至關(guān)重要。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)注水和壓水試驗(yàn)，黃土（填土）、粉質(zhì)黏土滲透性差異較大，局部漏水嚴(yán)重。全風(fēng)化巖層透水率一般為1.58～4.29 Lu;強(qiáng)風(fēng)化巖層透水率一般為3.26～12.44 Lu，地下水位線附近透水率較大，為8～12 Lu;深部中風(fēng)化巖層透水率0.12～0.82 Lu，相對(duì)不透水，可起到阻水作用。

1.3滲流影響分析

該露天鐵礦位于北溫帶大陸性氣候區(qū)，多年平均降水量520 mm，大氣降雨多集中在七、八兩月，常以雷雨、暴雨為主。短時(shí)強(qiáng)降雨為地面徑流的快速匯集和入滲提供了條件。礦山開采后形成了深度約400 m，直徑約800 m的巨大采坑，并在采坑西南部形成排土場(chǎng)。地形地貌變化改變了地下水的滲流排泄條件，部分大氣降水向采坑方向徑流，并滲入沿途裂隙形成第四系松散巖類孔隙水;其余部分通過排土場(chǎng)渣土孔隙快速下滲，在排土場(chǎng)中形成大型蓄水體。受排土場(chǎng)底部黏性土阻隔影響，蓄水體中的地下水下滲困難，轉(zhuǎn)而依地勢(shì)由西向東進(jìn)行滲流。此外，南幫西部區(qū)段中風(fēng)化層埋深較淺且相對(duì)隔水，層頂基本位于地下水位以上，地下水在該段滲出較為困難;東、南部區(qū)段地勢(shì)較低，作為滲流通道的強(qiáng)風(fēng)化層相對(duì)較厚，土巖接觸界面與南幫邊坡傾向一致，因此地下水主要沿強(qiáng)風(fēng)化破碎巖層裂隙向東、南方向進(jìn)行滲流，最終在采坑南幫及南側(cè)溝谷等地段出露，如圖3所示。

礦山采坑南幫邊坡如圖4所示，邊坡整體北高南低，平面呈圓弧形，坡頂寬1 640 m，標(biāo)高1 570～1 630 m;采坑底寬700 m，標(biāo)高1 310 m，坡高260～320 m;自上而下水平分層劃分臺(tái)階，單級(jí)臺(tái)階高25～30 m，臺(tái)階坡面角55°～60°，平臺(tái)寬度10～15 m;區(qū)域地下水水位1 510～1 500 m。受地下水滲流作用影響，南幫邊坡巖土體的力學(xué)性能持續(xù)劣化，土巖接觸界面的抗剪強(qiáng)度大幅降低，邊坡沿接觸界面產(chǎn)生向下的滑動(dòng)趨勢(shì)。當(dāng)下滑力大于抗滑力時(shí)，邊坡發(fā)生失穩(wěn)破壞?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查顯示，南幫邊坡自集中剝巖后，多次發(fā)生平臺(tái)邊坡小規(guī)?；瑒?dòng)及滲水現(xiàn)象，主要出現(xiàn)在南幫東部區(qū)段粉質(zhì)黏土與風(fēng)化巖交界處，標(biāo)高1 490 m～1 450 m，寬度約260 m，區(qū)域水平投影面積達(dá)24 000 m2。2020年4月3日，采礦部保養(yǎng)廠房下方邊坡發(fā)生寬度近百米的滑動(dòng)，嚴(yán)重影響礦山生產(chǎn)安全和工程進(jìn)度。

2地下水處置措施

針對(duì)露天采坑南幫向下開挖延伸過程中地下水可能造成的邊坡滑塌隱患，將帷幕注漿與降水井疏堵相結(jié)合開展地下水防治，以阻斷或減少強(qiáng)風(fēng)化層內(nèi)裂隙水向采坑南幫進(jìn)行滲流，降低地下水對(duì)采坑南幫邊坡的影響。

2.1帷幕注漿

（1） 帷幕設(shè)計(jì)

根據(jù)區(qū)域地形、地下水分布特征及地下水的滲流模式，為堵截沿強(qiáng)風(fēng)化層滲流的裂隙水，在采坑南幫東段邊坡頂部設(shè)置止水帷幕?？紤]到帷幕堵水作用造成的局部水位抬升以及可能出現(xiàn)的極端強(qiáng)降雨情況，以礦區(qū)運(yùn)營期豐水年豐水期最高水位為基準(zhǔn)，帷幕頂設(shè)置在基準(zhǔn)以上20 m。

由于滲流通道下部的中風(fēng)化斜長角閃巖層連續(xù)發(fā)育且相對(duì)阻水，故以中風(fēng)化斜長角閃巖層為帷幕幕底。然而，帷幕西北端中風(fēng)化巖層頂面呈波浪式起伏狀，為防止地下水從帷幕底繞流，特對(duì)帷幕加深并將帷幕底嵌入中風(fēng)化層10 m。此外，帷幕東南端中風(fēng)化層在深部連續(xù)發(fā)育，未見其有向淺部延伸的趨勢(shì)，所以帷幕體東南端不存在幕肩地層，遂將帷幕軸線延長至采坑南側(cè)溝谷，將滲流地下水導(dǎo)流至南側(cè)溝谷依地勢(shì)向南排泄，減少地下水對(duì)采坑南幫邊坡的影響。

（2） 漿液選取

水泥|水玻璃雙液注漿材料在凝膠時(shí)間、結(jié)實(shí)率和可注性等方面存在優(yōu)勢(shì)，對(duì)礦山富水地層具有良好的加固效果［18|19］，故采用水泥|水玻璃雙液注漿材料對(duì)南幫邊坡進(jìn)行注漿加固。其中水泥為42.5普通硅酸鹽水泥，水玻璃波美度30～45，模數(shù)2.4～3.3，m水泥∶m水玻璃=100∶1。起始水灰比設(shè)置為3∶1，根據(jù)注漿速率、注漿量的變化逐步向2∶1甚至1∶1進(jìn)行變漿。

（3） 注漿參數(shù)

（4） 注漿方法

① 成孔方法。

受礦區(qū)褶皺和斷層構(gòu)造影響，礦山南幫邊坡強(qiáng)風(fēng)化巖層破碎，鉆進(jìn)成孔過程中塌孔、縮徑現(xiàn)象頻發(fā)，成孔難度較大，故采用前進(jìn)式分段孔內(nèi)循環(huán)注漿工藝進(jìn)行施工，如圖6所示。帷幕頂以上覆蓋層鉆孔孔徑設(shè)計(jì)為127 mm，采用泥漿護(hù)壁、跟管鉆進(jìn)工藝成孔;帷幕頂標(biāo)高以下鉆孔變徑為91 mm，采用前進(jìn)式分段成孔工藝。

② 孔序設(shè)置。

為保證注漿加固和抗?jié)B效果，基于前文計(jì)算結(jié)果，采用雙排帷幕三孔序注漿法進(jìn)行注漿，如圖7所示。首先施工靠近采坑一側(cè)的A排帷幕注漿孔，再施工迎水一側(cè)的B排帷幕注漿孔。按分序加密的原則，每排注漿孔分三序進(jìn)行施工：先施工Ⅰ序孔，再施工Ⅱ序孔，最后施工Ⅲ序孔。

③ 注漿方法。

由于帷幕設(shè)置在采坑南幫邊坡頂部，距離邊坡坡肩較近，為減少注漿對(duì)邊坡的擾動(dòng)，故采取低壓注漿措施，注漿壓力不大于2 MPa。為提升施工效率，在易塌孔的全風(fēng)化或強(qiáng)風(fēng)化巖組內(nèi)采用前進(jìn)式分段孔內(nèi)循環(huán)注漿工藝，分段長度根據(jù)鉆進(jìn)情況靈活調(diào)整。此外，在不易塌孔的強(qiáng)風(fēng)化下部巖層及中風(fēng)化巖層內(nèi)，采用后退式（上行法）分段孔內(nèi)循環(huán)注漿工藝?？變?nèi)循環(huán)注漿時(shí)，在注漿分段以上2～3 m處孔壁完整區(qū)段設(shè)置止?jié){塞，止?jié){塞壓力在2.5～3 MPa。注漿管穿過止?jié){塞伸入注漿段內(nèi)，其底端距離注漿段底部0.5～1 m。按照注漿壓力通過注漿管泵送水泥與水玻璃的混合漿液至注漿分段內(nèi)，一部分漿液注入巖層裂隙，其余部分漿液返回制漿站，漿液在注漿分段內(nèi)循環(huán)，直至注漿結(jié)束。

（5） 注漿分析

帷幕注漿的鉆孔注漿數(shù)據(jù)見表2。結(jié)果表明，先施工的A排鉆孔每米注漿量大于后施工的迎水一側(cè)B排鉆孔，Ⅰ序孔每米注漿量大于Ⅲ序孔。此外，單孔內(nèi)不同地層的注漿量也存在明顯差異，以ZA090鉆孔為例，該鉆孔分段注漿量統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖8所示。結(jié)合地層分布情況可以看出，強(qiáng)風(fēng)化巖層注漿量＞全風(fēng)化巖層注漿量＞中風(fēng)化巖層注漿量。同一類地層內(nèi)，不同深度的每米注漿量也有較大差異，且各分段平均注漿量與區(qū)段滲透率呈正相關(guān)。同時(shí)，距離水位線越近，平均注漿量越大。

2.2降水井設(shè)計(jì)

為防止極端暴雨工況下地下水從帷幕頂溢流，在帷幕體迎水側(cè)設(shè)置降水井，通過降水井的降水作用對(duì)地下水進(jìn)行疏排，減少地下水向帷幕體的滲流量，使南幫邊坡免受地下水侵害。同時(shí)，因帷幕兩端地層埋深差異，無有效的幕肩地層，為防止地下水從帷幕體兩端繞流，在帷幕體兩端加密布置降水井，提升帷幕止水的可靠性。

（1） 降水井參數(shù)

降水井在帷幕體迎水側(cè)呈線狀布設(shè)，當(dāng)降水井抽水時(shí)，將在帷幕外側(cè)形成具有一定長度和寬度的降落漏斗，降低地下水位。為簡化計(jì)算，將井群降水與基坑降水等效，等效基坑長邊為帷幕體長度加邊井影響范圍，約420 m，基坑寬度為80 m。

基坑涌水量按大井簡化，用潛水完整井計(jì)算模型進(jìn)行簡化計(jì)算［22］，計(jì)算公式為

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，地下水為單側(cè)來水，因此降水井僅需布設(shè)在基坑的一個(gè)長邊和一個(gè)短邊，另一側(cè)無需布設(shè)。同時(shí)降水井布設(shè)應(yīng)堅(jiān)持“一用一備”原則，最終降水井?dāng)?shù)量設(shè)為18個(gè)。

降水井工作后，帷幕線上任意一點(diǎn)的水位均會(huì)受到其他降水井的影響，如圖9所示。當(dāng)降水井抽水穩(wěn)定后，帷幕線中間位置水位最低，最左側(cè)或最右側(cè)兩個(gè)降水井中間位置水位最高，如圖9中A點(diǎn)。

（2） 降水井布設(shè)

為避免帷幕注漿漿液的擴(kuò)散，降低降水井出水量，降水井距離帷幕線至少15 m進(jìn)行布設(shè)，降水井平面布置圖如圖10所示。由于帷幕西北端中風(fēng)化巖層層頂起伏變化較大，為防止地下水局部繞流，在帷幕西北端呈弧形加密布置4口降水井;由于帷幕東南端不存在幕肩，為截?cái)嗟叵滤疂B流至帷幕內(nèi)側(cè)，在東南端加密布置4口降水井。

沿降水井軸線方向的降水井布設(shè)情況如圖11所示，為達(dá)到良好的地下水疏排效果，降水井垂向布設(shè)進(jìn)入中風(fēng)化基巖10 m，且深于帷幕底。圖11顯示，所有降水井均位于地下水位下方，且兩端降水井間隔較小，中間部分間隔稍大，這樣可以解決地下水的繞流問題，提高地下水疏排的可靠性。

2.3地下水處置效果分析

為更好地掌握注漿加固情況，鉆取檢查孔巖芯對(duì)漿液凝結(jié)情況進(jìn)行觀察，巖芯編錄情況如圖12所示。從圖12可以看出，檢查孔巖芯發(fā)現(xiàn)強(qiáng)風(fēng)化地層中含大量水泥漿凝結(jié)物，且多為裂隙填充。部分區(qū)段帷幕線位置含水層裂隙極發(fā)育，連通性好。同時(shí)漿液的填充率高，擴(kuò)散范圍較大，表明注漿效果良好，基本達(dá)到了注漿防滲要求。此外，采用壓水試驗(yàn)對(duì)帷幕注漿效果進(jìn)行分析，試驗(yàn)結(jié)果如表3所列。結(jié)果表明，帷幕注漿后強(qiáng)風(fēng)化地層透水率最小為0.32 Lu，最大為0.81 Lu，均小于1 Lu，滿足注漿加固和防滲要求。

圖13展示了J12降水井的抽水量及水位變化。結(jié)果表明，降水井能夠起到良好的疏排水作用，隨著抽水量的不斷增加，井內(nèi)水位由不斷波動(dòng)向緩慢減少趨勢(shì)發(fā)展。此外，對(duì)比注漿前后南幫邊坡坡面滲

水點(diǎn)位的分布及滲水面積，發(fā)現(xiàn)治理后南幫邊坡滲水點(diǎn)數(shù)量減少97%，無新增滲水點(diǎn)，僅個(gè)別坡腳處偶有滲水，滲水量和滲水面積均不足原先的6%，可忽略不計(jì)。治理后，南幫邊坡至今尚未新增滑塌點(diǎn)。

3結(jié)論

在露天礦山采坑南幫水文地質(zhì)勘察的基礎(chǔ)上，明確了地層滲透特性，分析了地下水分布特征和運(yùn)移規(guī)律，解釋了地下水滲流引起的邊坡失穩(wěn)機(jī)制，并通過“帷幕注漿+降水井疏堵”方式開展了地下水綜合處置。主要結(jié)論如下：

（1） 地下水的形成、分布、貯存與運(yùn)動(dòng)規(guī)律嚴(yán)格受地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造及水文氣象等因素的影響和制約。礦山南幫含水層主要分布有第四系松散巖類孔隙水含水層、碎屑巖風(fēng)化裂隙水含水層和碎屑巖構(gòu)造裂隙含水帶。其中，碎屑巖構(gòu)造裂隙含水帶為礦區(qū)的主要含水層，強(qiáng)風(fēng)化節(jié)理裂隙發(fā)育巖層為主要滲流導(dǎo)水通道。礦區(qū)南幫深部中風(fēng)化地層相對(duì)不透水，可作為帷幕注漿幕底起到阻水作用。

（2） 露天采礦引起地貌變化，致使礦區(qū)地下水滲流排泄條件發(fā)生改變，是采坑南幫邊坡發(fā)生滑塌的主要因素。短時(shí)強(qiáng)降水入滲排土場(chǎng)形成蓄水體，并以強(qiáng)風(fēng)化巖層為排泄通道，由排土場(chǎng)向南幫邊坡進(jìn)行滲流，劣化強(qiáng)風(fēng)化破碎巖層的力學(xué)性能，降低土巖接觸界面的抗剪強(qiáng)度，最終誘發(fā)邊坡失穩(wěn)。

（3） 帷幕注漿與降水井疏堵相結(jié)合對(duì)礦山南幫邊坡地下水進(jìn)行綜合治理，可有效截?cái)鄰?qiáng)風(fēng)化巖層內(nèi)的地下水滲流通道，解決了極端天氣情況下地下水的繞流問題?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)表明，“帷幕注漿+降水井疏堵”方式對(duì)地下水的綜合處置效果良好，降低了地下水滲流對(duì)采坑南幫邊坡的影響，提升了南幫邊坡的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

［1］曾一凡，武強(qiáng)，趙蘇啟，等.我國煤礦水害事故特征、致因與防治對(duì)策［J］.煤炭科學(xué)技術(shù)，2023，51（7）：1|14.

［2］WU B，WANG J，ZHONG M，et al.Multidimensional analysis of coal mine safety accidents in China|70 years review［J］.Mining，Metallurgy amp; Exploration，2023，40（1）：253|262.

［3］佚名.內(nèi)蒙古阿拉善新井煤業(yè)有限公司露天煤礦“2·22”特別重大坍塌事故調(diào)查報(bào)告公布［N］.新華每日電訊，2023|08|30（3）.

［4］韓龍強(qiáng).富水砂礫露天礦邊坡穩(wěn)定性分析方法與處治技術(shù)研究［D］.北京：北京科技大學(xué)，2021.

［5］徐斌，祁榮榮，尹尚先，等.我國煤礦水害重特大事故相關(guān)因素特征分析及防治對(duì)策［J］.煤礦安全，2023，54（5）：13|19.

［6］楊青潮.水對(duì)露天礦高邊坡穩(wěn)定性影響的研究［D］.沈陽：沈陽大學(xué)，2012.

［7］張艷博，李海洋，邱宇，等.水對(duì)露天礦山邊坡致災(zāi)機(jī)理及治坡研究［J］.金屬礦山，2016（12）：144|149.

［8］胡靜云.強(qiáng)風(fēng)化巖生產(chǎn)邊坡強(qiáng)降雨期特大臨滑體應(yīng)急治理研究［J］.礦業(yè)研究與開發(fā)，2020，40（6）：123|128.

［9］冀東，徐晨，李騰飛，等.濱海深部開采礦山水文地質(zhì)環(huán)境調(diào)查與滲流場(chǎng)特征分析［J］.工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2016，24（4）：674|681.

［10］馮琪，馬雷，羅江發(fā)，等.顧橋礦二疊系砂巖裂隙水化學(xué)特征及其形成作用［J］.合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2022，45（12）：1693|1698.

［11］黃華.先鋒煤礦巖溶水對(duì)北幫邊坡的影響分析及井群排水降壓的應(yīng)用［D］.昆明：昆明理工大學(xué)，2014.

［12］康小兵，許模.阿里第四系地下水資源形成控制因素研究［J］.干旱區(qū)資源與環(huán)境，2011，25（2）：102|106.

［13］蔣寶林，鄭廣斌，張亦海，等.露天礦山松散富水復(fù)合邊坡變形特征研究［J］.中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2023，19（增刊1）：67|72.

［14］張文飛，任奮華，郭奇峰，等.降雨作用下和尚橋鐵礦內(nèi)排土場(chǎng)邊坡穩(wěn)定性分析［J］.金屬礦山，2022（5）：205|211.

［15］代永新，趙武鹍.露天礦超高邊坡災(zāi)變影響因素與防控關(guān)鍵技術(shù)研究綜述［J］.金屬礦山，2016（11）：1|9.

［16］鄧碩.某露天礦山最終邊坡穩(wěn)定性及加固治理研究［D］.重慶：重慶科技學(xué)院，2017.

［17］MIN M A，LI G F，LEI Y，et al.Analysis on applicability of shed|tunnel and effect of combined supporting under high and steep rocky slope condition of funing|longliu expressway［J］.China Journal of Highway amp; Transport，2016，29（9）：112|120.

［18］韓繼歡，付厚利.金田煤礦軟巖巷道注漿堵水方案及應(yīng)用［J］.煤炭技術(shù)，2014，33（8）：74|76.

［19］于世波，王志修，原野，等.礦山垮落大體積松散體中水泥|水玻璃漿液可控灌注原理及其應(yīng)用［J］.工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2021，29（4）：1094|1104.

［20］孫小康.深部裂隙巖體注漿漿液擴(kuò)散機(jī)理研究［D］.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)，2019.

［21］中華人民共和國建設(shè)部.水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范：GB 50487|2008［S］.北京：中國計(jì)劃出版社，2009.

［22］周寤世.解地下水流方程新方法（下）［J］.工程勘察，2000（2）：20|24，15.

［23］周寤世.解地下水流方程新方法（上）［J］.工程勘察，2000（1）：13|16.

［24］閆子艦.基于單井出水量為變量的目標(biāo)函數(shù)法降水井設(shè)計(jì)［J］.人民長江，2020，51（增刊1）：139|141.

［25］馬秀媛.地下水預(yù)測(cè)的新方法研究［D］.濟(jì)南：山東大學(xué)，2008.

Research on the impact of groundwater transport and seepage mitigation

measures on the mining slope of open|pit mine

HE Hailong，WANG Pengsheng，XUE Lu，ZHANG Long，LIANG Jinbao

（Shanxi Metallurgical Rock|Soil Engineering Investigation Co.，Ltd.，Taiyuan 030000，China）

AbstractGroundwater seepage can deteriorate the mechanical properties of rock mass，reduce the stability of surrounding rock，and easily lead to instability of mine slopes.Through hydrogeological investigation of the southern slope of an open|pit iron mine，the stratum permeability characteristics were clarified，and the distribution characteristics and migration patterns of groundwater in the mine slope were analyzed.Then，the comprehensive treatment of groundwater was carried out by using curtain grouting and dewatering wells for drainage and plugging.The results indicate that the short|term heavy precipitation seeps into the waste dump to form a water storage body，and then uses the strongly weathered structural fracture|developed rock stratum as seepage channel to seep from the waste dump to the mine pit.Seepage deteriorates the mechanical properties of rock mass，reduces the shear strength of the soil|rock contact interface，and causes the collapse of the mine slope.The field experiment shows that the use of curtain grouting for leakage prevention and drainage of precipitation wells for the comprehensive treatment of groundwater has good results.After treatment，the seepage channel between the water storage body and the mining pit is effectively cut off，the influence of groundwater on the mine slope is reduced，and the slope stability is improved.Furthermore，the hidden danger of slope collapse during the downward excavation and extension process of the mining area is solved.

Key wordsSlope of open|pit mining;Groundwater seepage;Curtain grouting;Dewatering well design;Slope stability

（本文責(zé)編：毛鴻艷）