探討露天礦山的邊坡治理安全技術(shù)

摘 要：邊坡安全防護(hù)作為露天礦山開采工程當(dāng)中一項(xiàng)重要工作，在進(jìn)行邊坡安全防護(hù)的過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合相關(guān)的治理辦法，使邊坡治理的安全性得以加強(qiáng)。露天邊坡治理措施和安全防護(hù)的主要目的在于礦山開采環(huán)境的優(yōu)化，減少露天邊坡事故發(fā)生的概率，結(jié)合露天邊坡的具體情況，策劃出相應(yīng)的安全措施。本文以礦山的露天邊坡為主要研究對(duì)象，對(duì)露天礦山的邊坡治理安全技術(shù)進(jìn)行了一系列的探討。

關(guān)鍵詞：露天礦山；邊坡治理；安全技術(shù)

中圖分類號(hào)：TD80 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）21-0231-02

引 言

伴隨著我國(guó)基礎(chǔ)性建設(shè)的持續(xù)發(fā)展，滑落和邊坡失穩(wěn)作為影響露天礦山工程施工運(yùn)行的主要問題，嚴(yán)重影響著人們的生命安全與國(guó)家的正常發(fā)展。在進(jìn)行露天礦山的工作當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)明確邊坡的結(jié)構(gòu)，熟識(shí)邊坡周邊的地質(zhì)條件，依據(jù)工程設(shè)計(jì)方案對(duì)邊坡所存在的潛在危險(xiǎn)采用合理科學(xué)的解決方案，盡可能地使邊坡的安全隱患得以降低。

1 邊坡失穩(wěn)的因素分析

邊坡作為當(dāng)前工程活動(dòng)當(dāng)中最為基本的地質(zhì)環(huán)境之一，所謂的自然斜坡指的是沒有經(jīng)過人工的改造，純天然形成的斜坡，該類斜坡通常出現(xiàn)在江河、山區(qū)的邊沿。而所謂的人工斜坡指的是通過人工改造而形成的斜坡，該邊坡穩(wěn)定性和以下因素息息相關(guān)。

1.1 人為因素

人為因素指的是礦山的填筑和開挖等人為活動(dòng)，釋放邊坡內(nèi)部的應(yīng)力，由于原有的平衡遭受打破進(jìn)而造成裂縫的產(chǎn)生，伴隨著填筑和開挖工程的逐步深入，裂縫也隨之急劇發(fā)展，加大了邊坡滑坡這一安全問題的發(fā)生。

1.2 水文地質(zhì)條件因素

水文地質(zhì)條件因素主要有地下水埋藏的條件和深度，巖土體強(qiáng)度因素，孔隙水壓力因素，巖土體下滑力因素，地下水的動(dòng)態(tài)變化以及地震因素。

1.3 自然因素

自然因素指的主要是當(dāng)?shù)氐臍夂?，氣候的變化?huì)加快巖石風(fēng)化的速度，影響巖石風(fēng)化的化學(xué)變化和機(jī)械變化。巖石的風(fēng)化會(huì)使得巖石硬度和強(qiáng)度大大降低，除此之外，還會(huì)造成地下水的動(dòng)態(tài)發(fā)生改變。

1.4 巖石構(gòu)造因素與巖石性質(zhì)因素

在治理邊坡的工程當(dāng)中，巖石構(gòu)造主要指的是邊坡角度，邊坡高度，邊坡關(guān)系，巖石的破碎帶，巖石的軟弱帶，巖石結(jié)構(gòu)面具體的情形，巖石的分布規(guī)律，巖石的裂隙及其發(fā)育程度等。巖石的性質(zhì)主要包括：巖石透水的性能、巖石抗風(fēng)化的能力以及巖土堅(jiān)硬等。

2 露天邊坡中常見的安全風(fēng)險(xiǎn)

2.1 滑坡災(zāi)害

在礦山開采的前、中、后期，露天邊坡安全風(fēng)險(xiǎn)當(dāng)中的滑坡災(zāi)害都極有可能發(fā)生，同時(shí)，露天邊坡不穩(wěn)定因素嚴(yán)重影響著露天邊坡安全風(fēng)險(xiǎn)當(dāng)中滑坡災(zāi)害。伴隨著礦山開采深度不斷深入，滑坡災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)也隨之增加，對(duì)礦山開采的安全性產(chǎn)生了巨大的影響。由于滑坡災(zāi)害的發(fā)生會(huì)引發(fā)礦體、用水坍塌等重大災(zāi)害，因此，滑坡災(zāi)害是目前露天邊坡安全風(fēng)險(xiǎn)當(dāng)中的最為主要的治理對(duì)象，露天礦山邊坡工程施工當(dāng)中應(yīng)當(dāng)積極貫徹落實(shí)安全治理與防護(hù)措施，提升露天礦山邊坡的安全水平，進(jìn)而真正滿足礦山開采方面的安全需求。

2.2 穩(wěn)定性差

露天礦山邊坡穩(wěn)定性差便會(huì)造成邊坡的結(jié)構(gòu)難以維持，坍塌、落石的問題隨時(shí)都有可能發(fā)生。穩(wěn)定性差誘發(fā)的礦山邊坡方面的安全風(fēng)險(xiǎn)難以預(yù)測(cè)，由于露天邊坡的內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)信息相對(duì)較為復(fù)雜，以表面的取樣分析與觀察的方式難以將內(nèi)部信息完全獲取，因此，很容易將其中的一些安全風(fēng)險(xiǎn)隱患忽視，進(jìn)行造成露天礦石邊坡產(chǎn)生不穩(wěn)定這一安全風(fēng)險(xiǎn)。如露天礦山開采的過程當(dāng)中常常會(huì)牽涉到爆破工作，倘若露天礦石邊坡的穩(wěn)定性不夠，在爆破的過程當(dāng)中便會(huì)造成極大規(guī)模的振動(dòng)，或是邊坡結(jié)構(gòu)存在失衡的狀況時(shí)，難以確定露天邊坡是不是穩(wěn)定，從而造成露天礦山邊坡的結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)增加。

3 露天礦山邊坡安全處理技術(shù)

3.1 邊坡狀態(tài)檢測(cè)

在實(shí)際實(shí)施的露天礦山開采工作時(shí)，為了降低邊坡問題的發(fā)生率，應(yīng)當(dāng)結(jié)合邊坡土體的礦巖力學(xué)性質(zhì)和特點(diǎn)，建立合理科學(xué)的工程施工方案，貫徹落實(shí)安全管理機(jī)制，作為實(shí)施邊坡方面的管理工作的主要依據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山邊坡的全過程的動(dòng)態(tài)監(jiān)控。當(dāng)中的檢測(cè)內(nèi)容主要包括保土剝離寬度、臺(tái)階邊坡角、邊坡臺(tái)階寬度、高度及邊坡長(zhǎng)度等，對(duì)于已形成的高陡邊坡，應(yīng)當(dāng)設(shè)置相關(guān)的邊坡觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行定期的觀測(cè)工作，對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行隨時(shí)的掌控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。

3.2 開采條件控制

合理控制開采條件，同樣能夠達(dá)到提升邊坡治理效果的重要目的。在滿足具體生產(chǎn)需求的同時(shí)，設(shè)定開采順序和開采臺(tái)階的高度等，并以科學(xué)的方式推動(dòng)方向，依照至上而下的順序進(jìn)行相關(guān)的采掘工作。與此同時(shí)，在作業(yè)臺(tái)階的底部位置，應(yīng)當(dāng)防止進(jìn)行掏底開采方面的作業(yè)，避免導(dǎo)致邊坡空洞的現(xiàn)象發(fā)生，而使邊坡整體的穩(wěn)定性發(fā)生降低。根據(jù)露天礦山的特點(diǎn)，采用分層開采的辦法，將相關(guān)機(jī)械的開采臺(tái)階保持在15m以內(nèi)，以免對(duì)礦山邊坡的穩(wěn)定性造成相應(yīng)的影響。

3.3 邊坡處理技術(shù)

（1）治理參數(shù)的控制：為減少露天礦山邊坡治理中各類問題的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)與因素進(jìn)行綜合的分析，制定科學(xué)可行的邊坡治理方案，特別要將所有參數(shù)的分析工作做好，進(jìn)而為治理方案的制定提供較為可靠的依據(jù)，例如，最終邊坡角、平臺(tái)的寬度、臺(tái)階的高度、臺(tái)階坡面角等。

（2）安全應(yīng)急方面的治理：在治理邊坡的過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)對(duì)已發(fā)生的邊坡事故的實(shí)際情形進(jìn)行詳細(xì)的分析，充分了解邊坡事故的現(xiàn)狀，之后再進(jìn)行相關(guān)的取樣，取樣的方法主要有鉆孔取樣、臺(tái)階開挖邊坡取樣以及開挖基坑原狀土取樣這3種。取樣完畢后，在室內(nèi)展開土工方面的試驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)分析試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)土的物料組成、滑坡區(qū)的地層厚度及物理力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行相關(guān)的分析，并將滑坡的滑坡參數(shù)與水文地質(zhì)條件弄清楚。某露天礦山邊坡治理區(qū)段的1325m平臺(tái)以上發(fā)生滑坡，該滑坡體的后緣呈凸起的狀態(tài)，標(biāo)高在1398m，當(dāng)中的滑坡體的斜長(zhǎng)在90m以上、厚度為10～16m，寬度為67m，高度為46m，滑坡水平與滑坡后緣相距約113m。針對(duì)1325m以上平臺(tái)的應(yīng)急削方，應(yīng)當(dāng)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)邊坡與原始地形條件的實(shí)際狀況，對(duì)滑坡進(jìn)行多次的分析與計(jì)算，進(jìn)而為下一步的邊坡治理工程項(xiàng)目提供相應(yīng)的條件。而對(duì)于1325m平臺(tái)以下的應(yīng)急削方，應(yīng)當(dāng)采用分層開挖的辦法，對(duì)不同的平臺(tái)進(jìn)行相應(yīng)的分層加固，進(jìn)而確保階段坡的安全。

（3）對(duì)露天礦山邊坡進(jìn)行防護(hù)加固：滑坡是露天礦山邊坡當(dāng)中最為常見的一種安全病害，進(jìn)行有針對(duì)性的治理，依據(jù)不同地理位置的不同特點(diǎn)，采用有針對(duì)性的加固措施，提前將渣土進(jìn)行全部的清潔，之后，再使用錨桿鋼筋混凝土擋墻進(jìn)行加固，挑選長(zhǎng)度為15m的錨桿，設(shè)置厚度在0.45m以上的鋼筋混凝土擋墻，進(jìn)而使邊坡的穩(wěn)定性得以提高。

除此之外，需通過了解礦巖結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、礦巖性質(zhì)等來對(duì)臺(tái)階坡面角的大小進(jìn)行確定，能滿足實(shí)際生產(chǎn)的具體需求，于此同時(shí)，還能夠達(dá)到邊坡良好治理的效果。

3.4 邊坡處理原則

對(duì)露天礦山邊坡中較為常見問題發(fā)生的原因進(jìn)行一系列的分析，在處理邊坡問題的過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)從根本上對(duì)其力學(xué)平衡的狀況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，提升露天礦上邊坡的穩(wěn)定性，防止施工階段發(fā)生邊坡失穩(wěn)的問題，進(jìn)而導(dǎo)致施工安全性的降低。露天礦山邊坡的治理可以分為補(bǔ)救性處理與預(yù)防性處理這兩種治理方式，依據(jù)其特點(diǎn)預(yù)防性處理通常運(yùn)用在有潛在不穩(wěn)定性的邊坡，而對(duì)于補(bǔ)救性處理，通常運(yùn)用在已經(jīng)遭受破壞的邊坡或處于變形破壞過程當(dāng)中的邊坡。在實(shí)際邊坡處理的過程當(dāng)中，可以依據(jù)礦山邊坡的狀況來選擇相對(duì)應(yīng)的處理辦法，于此同時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合礦山邊坡的風(fēng)險(xiǎn)和條件評(píng)價(jià)結(jié)果，制定執(zhí)行度較高的邊坡問題的防治方案。

總結(jié)以前的一些經(jīng)驗(yàn)，水、邊坡形狀、巖土性質(zhì)和結(jié)構(gòu)是影響露天礦山邊坡穩(wěn)定性的主要因素，對(duì)此，應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的綜合分析，明確核心治理辦法，堅(jiān)持觀測(cè)落實(shí)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則，積極運(yùn)用新型的方法和技術(shù)，提升邊坡治理方案的科學(xué)性。在治理邊坡的過程當(dāng)中，當(dāng)所碰到的方案和實(shí)際情況不相符時(shí)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行及時(shí)的補(bǔ)充調(diào)查，并對(duì)相關(guān)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，較大程度上使對(duì)露天礦山邊坡處理結(jié)果的影響得以降低。

3.5 邊坡穩(wěn)定性分析

邊坡穩(wěn)定性分析指的是對(duì)其有效處理的同時(shí)，面對(duì)不同的破壞模式和機(jī)制，應(yīng)當(dāng)運(yùn)用相應(yīng)的計(jì)算與分析辦法，明確其特征。礦山邊坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法主要包括定量與定性這兩種，定量法指的是依據(jù)邊坡的相關(guān)類型特點(diǎn)，結(jié)合分析的目的來確定相對(duì)應(yīng)的辦法，比如極限平衡法和數(shù)值分析法；定性則指的是分析邊坡穩(wěn)定性相關(guān)影響因素，對(duì)發(fā)展趨勢(shì)及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性狀況進(jìn)行相對(duì)科學(xué)的評(píng)價(jià)，比如圖解法、自然歷史法以及工程類比法等。

4 結(jié)束語

總之，在進(jìn)行工程施工的過程當(dāng)中，其所面對(duì)的施工環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，邊坡失穩(wěn)的處理技術(shù)尤為重要，對(duì)此，應(yīng)當(dāng)對(duì)邊坡失穩(wěn)的現(xiàn)象展開全面系統(tǒng)的分析，依據(jù)相關(guān)工程的設(shè)計(jì)方案對(duì)礦山邊坡所存在的潛在危險(xiǎn)采用合理科學(xué)的解決方案，盡可能的減少礦山邊坡的安全問題。分析露天礦山邊坡的安全問題，明確其影響因素和發(fā)生原因，相應(yīng)的采用一些辦法來對(duì)相關(guān)管理進(jìn)行優(yōu)化，盡量從根本上來使邊坡的穩(wěn)定性得以提升，降低滑坡、失穩(wěn)問題的發(fā)生率，進(jìn)而提升采掘作業(yè)安全性。

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收稿日期：2018-6-5

作者簡(jiǎn)介：陸呈峰（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事礦山安全設(shè)施設(shè)計(jì)及礦山安全生產(chǎn)技術(shù)服務(wù)工作。