金山金礦露天邊坡穩定性因素研究

郭文輝

摘 要 通過研究分析礦山地質，發現礦山的邊坡的確存在著安全隱患，本文根據存在的邊坡失穩潛在問題，并結合相似大部分礦山的經驗，提出了清掃維護、防水排水、控制爆破、人工加固等方式來確保邊坡的穩定性，并對所提方法進行了簡要解釋。

關鍵詞 金山金礦；不穩定性邊坡；露天開采；穩定性分析

中圖分類號 TD80 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）17-0118-01

1 金山金礦地質特征

金山金礦勘查區位于天山山脈西段科古琴山南坡，隸屬新疆伊犁哈薩克自治州伊寧縣管轄。勘探區塊范圍東經81°29′30″-81°37′30″，北緯44°14′30″-44°21′。

金山金礦區在伊寧市北東方向15°的位置，直線距離45km。目前精（精河）伊（伊寧）鐵路正在建設中，計劃2009年下半年通車，礦區至伊寧機場直線距離45km。由伊寧市至礦區有縣級公路和牧區簡易公路通行，直距40km，運距60km，生產生活物資主要依靠伊寧縣和伊寧市供應，交通方便。金礦床范圍東西長5km，南北寬約4km，面積20km2。金山金礦礦床在北天山上西部地帶，地勢平緩溝谷眾多，海拔高度1 600m～2 100m，附近有河，礦體賦存向上達到1 832m，向下到1 442m。礦區最低侵蝕基準面1 600m。

2 金山金礦露天邊坡穩定性現狀

礦區南北約4km，東西約5km，礦區較大。生產時應考慮到生產區域面積對生產的影響。

金山金礦的結構中角礫狀構造是主要構造，交結方式有硅質、鐵質的交結成的巖石比較堅硬，而交結方式為粘土時，巖石易碎，巖石硬度系數比較小。這兩種情況開采時，應區別對待，確保邊坡穩定安全。

作為變質巖的構造角礫巖以及作為沉積巖的凝灰巖是組成金山金礦的兩大主要礦巖，當開采到凝灰巖體，要注意其層理構造，層理方向，當層理方向與邊坡向下延伸方向垂直時，邊坡較穩定，開采較安全，反之比較危險；當開采到構造角礫巖體，因為變質巖具有片理結構，結構與層理結構相似，但平行相似的是一片一片的小型構造形態，相對厚度較大。片理構造比層理構造穩固，開采時，沿著片理方向較危險，與此方向正交的方向較安全。

伊寧縣金山金礦成礦受多期構造活動和熱液活動制約，形成了主要礦石構造有角礫狀浸染狀脈狀—細脈構造，受后期地下水林濾和風化氧化作用形成孔洞狀或蜂窩狀構造。孔隙度較大，邊坡穩固性會受到影響，應采取相應的治理方法。

金山金礦屬于巖質礦山，因此，抗壓強度是遠遠大于抗剪強度，由于金山金礦主要的組成巖石是凝灰巖和構造角礫巖，硬度不大，致密性不太好，因此，抗剪強度不高，應采取特別治理的方法。

京希“水餃狀”礦體：在京希F15以北，礦體形態受火山塌陷構造控制，礦體不規則狀，總體形態像一個“餃子”，垂深180m，東西寬度280m。初步推斷該富礦段是由火山機構、北北西斷裂聯合控制的礦化。

京希西南-巴拉克地毯狀礦體：在京希F15以南，京希開布拉克小溪以西，礦體形態呈地毯狀，形態部分受大哈拉軍山組與灰巖基底之間的不整合面構造控制，礦體形態與地形一致。

京希東南脈狀礦體：在京希F15以南，京希開布拉克小溪以東，礦體頂部與緩傾斜地毯式礦體相接。礦體形態呈脈狀陡傾，形態受北北西向斷裂F12-F13的控制，礦體形態呈脈狀，傾向東，傾角55°～60°。該斷裂據推測為多其次活動的京希礦段的導礦斷裂，三個形態各異的礦體的形成可能都是主要由該斷裂提供

礦源。

對于以上3個礦段，各自都受相應的斷裂構造控制， 巖體結構面比較發育，產生的裂隙不僅是水體的良好通道，會受到水體的壓力和侵蝕，而且會被相對較軟的巖體碎屑填充，影響巖體穩定性。

金山金礦礦區最低侵蝕基準面1 600m。而礦區生產過程中，最低海拔1 572.5m，最高海拔1 858.27m。當不在雨期、解凍期時，1 600m以上的水平無較多的的水，除去上部儲存的上層水，會對邊坡內部有一定的溶蝕作用，從而降低邊坡穩定性，主要為靜力水作用，對巖體有浮托作用，以及對臨近巖壁受到壓力作用。低于1 600m的部位，不僅受到靜水的各方面影響，由于雨天水的流速快，流量大，動水的影響逐漸處于主導地位，因此，除了巖體、巖壁受到的靜壓力外，還有動水對巖體的推力以及對巖體的潛蝕效果。金山的降雨量不大，但每年年降水量400mm～600mm；山區春夏多陣雨。歷年結冰天數最多為147天，歷年流水天數最多為133天，年封凍天數最長33天，推得皮里青水文站最大冰厚約87.8cm；年內氣溫溫差較大，空氣干燥，陽光照射時間持久，凍土較深。尤其陣雨時期雨量大，迅猛，會對邊坡的穩定性造成很大的沖擊，這個時間是最容易發生大滑坡的，凍土解凍雖然危害性比陣雨小一點，但是對于疏松的巖體是致命的，會嚴重降低巖體強度，產生倒塌現象。

金山金礦的爆破方式是斜線起爆，在臨近邊坡時才有預裂爆破，正常生產采用多排孔微差爆破法，雖然有降低地震效應的措施，但是由于爆破藥量大（為1.248m，孔徑為250mm，孔距8.32m，排距為8.32m），能量高，震動依然很明顯，應繼續優化相應爆破參數。

3 金山金礦露天邊坡穩定性研究

3.1 三區邊坡的形態特征及規模

京希河西有延長超過500m走向為北西向，和延長1 500m的斷層傾向85°，傾角70°，走向為南北向，京希中北部有北西向的斷裂構造，這三條斷裂構造對本段邊坡極有可能引發影響。邊坡的截面形狀為直線型，傾角37°，平面形狀為凸形，范圍是1 656.5m～1 855m。

3.2 三區邊坡影響穩定性因素研究分析

三區邊坡的組成巖石本就巖性較差，再加上設計時為了保證多采礦，不但采用了不考慮巖性和隨著開采深度的增加的邊坡負載，而且平面形狀也采用了凸形邊坡，這種邊坡是很危險的，這也是本文將這個邊坡作為主要研究對象原因。

3.3 滑坡形式

由于兩條縱向斷裂構造走向不一樣，因此也可能發生楔體滑坡，兩個縱向斷裂構造面雖然相交，但是斷裂構造面接近于平行，如果發生在巖體坡面上，則極有可能發生傾倒滑坡，巖體以構造角礫巖和凝灰巖為主，穩定性較差，但是松散度不是特別大，因此，發生圓弧滑坡的機會應該不大，但是在工作區內發生多次爆破，以及車輛碾壓使凝灰巖巖體比較破碎，也可能發生圓弧滑坡。

3.4 整治措施

在采區內設置足夠的流水通道是必要的。因為在三區內，設有道路這一特殊性，車輛在行駛中不但會給邊坡造成動荷載，而且會給邊坡上留下車上掉落的巖石，應及時清理維護邊坡。因為本邊坡的重要地位，爆破震動的影響也應該適度減小，因此，不但應該減少每次的爆破藥量，而且應該在現在已有的預裂爆破與正常爆破之間增加緩沖爆破這一個工序，以減小爆破震動對邊坡的破壞。

參考文獻

[1]解聯庫.復雜地質環境因素作用下邊坡穩定性分析研究[D].沈陽：東北大學，2006.

[2]鄭祿璟，鄭祿林，常曉娜，等.露天邊坡穩定性影響因素分析及防治措施[J].金屬礦山，2014（2）：137-142.endprint