露天礦運(yùn)輸站場(chǎng)邊坡穩(wěn)態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)控及工程對(duì)策

張平安

【摘要】 滑坡是一種十分常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害，露天煤礦的邊坡經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)滑坡、地質(zhì)變形等等自然災(zāi)害，嚴(yán)重影響煤礦的正常生產(chǎn)秩序，損害國(guó)家的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)，威脅礦山作業(yè)人員的生命安全，因此必須加強(qiáng)露天礦山邊坡的監(jiān)控，確保礦山的安全，盡可能延長(zhǎng)礦山開(kāi)采服務(wù)年限。

【關(guān)鍵詞】 露天礦運(yùn)輸站 邊坡 穩(wěn)態(tài) 遠(yuǎn)程監(jiān)控

煤炭資源是一種十分重要的不可再生資源，促進(jìn)了國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)煤炭工業(yè)都將露天采礦作為優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略，有效地促進(jìn)了露天礦規(guī)模的擴(kuò)張，在實(shí)際的露天礦開(kāi)采過(guò)程中采場(chǎng)的邊坡經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)地表變形、滑坡等等自然災(zāi)害，為了確保露天煤礦生產(chǎn)的安全，礦山管理人員必須加強(qiáng)礦場(chǎng)邊坡穩(wěn)定性監(jiān)控及預(yù)測(cè)問(wèn)題，本文結(jié)合某露天礦場(chǎng)的實(shí)際情況就露天礦運(yùn)輸站場(chǎng)邊坡穩(wěn)態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)控的具體實(shí)施過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析。

一、邊坡地層及巖性特征

影響非工作幫邊坡穩(wěn)定性的地層主要是上部第四系表土層以及下部杏園組砂巖—頁(yè)巖層。其中上部的第四系表土層巖組結(jié)構(gòu)松散，南區(qū)上部屬第四系上更新統(tǒng)，北區(qū)上部屬第四系上全新統(tǒng)，南區(qū)第四系地層比北區(qū)要厚，層中間夾有鈣質(zhì)結(jié)核，這些鈣質(zhì)結(jié)核層狀分布，厚度在1～30m左右，中部屬中更新統(tǒng)，主要是夾有礫石層的砂質(zhì)黏土，層底夾雜坡積玄武巖礫石，下部為第四系下更新統(tǒng)坡積物，厚度在3～5m之間，主要是綠泥層及灰綠色砂礫石，砂礫石的主要成分是長(zhǎng)石和石英。東北幫第四系黃土的厚度比較薄，下部主要是沖積砂礫石層。下部下部杏園組砂巖—頁(yè)巖層主要由灰白色細(xì)、中粒砂巖、砂礫巖及粗砂巖構(gòu)成，灰白色細(xì)、中粒砂巖較多，砂巖頂板之下有一層斷續(xù)分布的薄煤層，厚度在0.2～0.6m之間，砂巖的主要成分為長(zhǎng)石、石英。砂質(zhì)、泥質(zhì)膠結(jié)，比較松散，強(qiáng)度相對(duì)較低，矽質(zhì)、鈣質(zhì)膠結(jié)則比較致密、堅(jiān)硬，主要呈層狀分布，砂巖之下分布著砂質(zhì)頁(yè)巖、砂巖泥巖互層。與其他巖層相比力學(xué)指標(biāo)明顯較低的稱(chēng)為弱層，本文研究的非工作幫站場(chǎng)的邊坡屬于順層邊坡，它的產(chǎn)狀與巖層一致，是滑坡災(zāi)害產(chǎn)生的主要原因，直接影響了邊坡的整體穩(wěn)定性，對(duì)可能影響邊坡穩(wěn)定性的區(qū)域進(jìn)行勘測(cè)后一共發(fā)現(xiàn)了5個(gè)薄層軟泥巖弱層，厚度在0.02～0.43m之間，將它們分別編號(hào)，其中1～4號(hào)弱層被證實(shí)已經(jīng)出現(xiàn)過(guò)滑坡災(zāi)害，弱層分布情況如圖1所示。

二、監(jiān)控設(shè)計(jì)及實(shí)施

1、監(jiān)控設(shè)計(jì)。在邊坡加固施工中預(yù)應(yīng)力錨索是十分有效的工具，本次邊坡預(yù)應(yīng)力錨索加固設(shè)計(jì)工程量為98000m，現(xiàn)階段已經(jīng)完成40.01%的作業(yè)量，通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)吰碌姆€(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為錨索加固設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)調(diào)整提供依據(jù)，監(jiān)控設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是排布遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)，遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)選擇時(shí)必須保證監(jiān)控設(shè)備能夠及時(shí)的檢測(cè)到邊坡應(yīng)力的變化情況，因此一般選擇在邊坡內(nèi)應(yīng)力變化比較敏感的區(qū)域，由于本次施工的監(jiān)控區(qū)域較大，因此設(shè)計(jì)人員將邊坡分為南北兩個(gè)監(jiān)控區(qū)，共設(shè)置遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)15個(gè)，其中北部6個(gè)，南部9個(gè)。

2、監(jiān)控施工。具體的安裝過(guò)程中首先在監(jiān)控錨索上安裝傳感裝置，注意傳感器與錨索鎖具的形心應(yīng)重合，然后在端部安裝采集發(fā)射系統(tǒng)的保護(hù)設(shè)施，隨后回填掩埋。為了避免傳感裝置，信號(hào)采集、發(fā)射系統(tǒng)別破壞，需要安裝一個(gè)堅(jiān)固防雨的保護(hù)裝置。信號(hào)的接受及分析工作有工作室內(nèi)的遠(yuǎn)程接收分析系統(tǒng)完成，為了保證現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)接收的連續(xù)性，信號(hào)接收器必須隨時(shí)開(kāi)通，計(jì)算機(jī)主機(jī)始終處于開(kāi)機(jī)狀態(tài)，計(jì)算機(jī)顯示器的開(kāi)關(guān)不影響遠(yuǎn)程信號(hào)的接收及處理，因此計(jì)算機(jī)不操作時(shí)可以將顯示器電源關(guān)閉。

三、成果分析及工程對(duì)策

遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)接收到現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)之后會(huì)自動(dòng)生成監(jiān)控曲線，相關(guān)工作人員對(duì)各監(jiān)控點(diǎn)的監(jiān)控曲線進(jìn)行觀察分析之后發(fā)現(xiàn)，該礦場(chǎng)邊坡各監(jiān)控點(diǎn)監(jiān)控曲線總體上來(lái)說(shuō)保持一個(gè)斜率，走勢(shì)比較平穩(wěn)，僅有部分監(jiān)控點(diǎn)的應(yīng)力在某一段時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)了短期的波動(dòng)，波動(dòng)范圍達(dá)到58 k N，其他各點(diǎn)都沒(méi)有出現(xiàn)大范圍的波動(dòng)，曲線十分平穩(wěn)且在逐漸緩慢的降低，由此可見(jiàn)該礦場(chǎng)工作幫加固區(qū)域的邊坡巖體總體上比較穩(wěn)定。

對(duì)整個(gè)監(jiān)控曲線的形態(tài)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，該曲線近似水平，只是局部地區(qū)出現(xiàn)跳躍，隨即又很快恢復(fù)，對(duì)這些監(jiān)控點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)的工作情況進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，曲線局部跳躍主要是因?yàn)榕磐吝\(yùn)輸火車(chē)影響之下，局部地區(qū)的應(yīng)力暫時(shí)加大引起。由遠(yuǎn)程監(jiān)控結(jié)果可以看出，該加固工程前期的預(yù)應(yīng)力加固工作能夠滿足實(shí)際的穩(wěn)定性需求，暫時(shí)不需要再增加加固設(shè)計(jì)工程量，剩余的59.91%的設(shè)計(jì)錨索可以不用安裝。

結(jié)束語(yǔ)：通過(guò)對(duì)露天礦場(chǎng)加固邊坡的遠(yuǎn)程監(jiān)控，能夠幫助相關(guān)工作人員及時(shí)的了解站場(chǎng)的穩(wěn)定狀態(tài)，便于邊坡加固施工人員及時(shí)調(diào)整加固方案及施工進(jìn)度，對(duì)于加固施工決策十分有利，同時(shí)能夠降低施工成本。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]韓雪，何滿潮，張斌.露天礦運(yùn)輸站場(chǎng)邊坡穩(wěn)態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)控及工程對(duì)策[J].黑龍江科技學(xué)院學(xué)報(bào).2010（01）

[2]趙錫剛.露天煤礦邊坡地質(zhì)災(zāi)害及其影響因素分析[J].現(xiàn)代礦業(yè).2013（01）