露天煤礦邊坡穩定

高凌

摘要：與一般煤礦相比，露天開采因其效率高、安全性好，很多大型國內露天煤礦被開采多年之后，已逐漸形成了深度幾百米，面積數十平方公里的深大礦坑，這些礦山的高陡邊坡一旦發生滑塌勢必引發一系列的地質環境問題和工程災害。

關鍵詞：露天煤礦;邊坡;穩定;問題;分析

1.??? 露天礦邊坡穩定影響因素

1.1? 結構面的影響

（1）?? 軟弱夾層。露天煤礦端幫失穩滑塌的主要原因是軟弱夾層，也就是巖體內存在著的層狀或帶狀的軟弱薄層。巖體的結構面是邊坡穩定的重要影響因素之一，軟所夾層的強度低，自發或是受干擾會引起邊坡蠕動、變形。

（2）?? 節理、裂隙。露天邊坡揭露巖體表面的節理裂隙數量角度，產狀復雜。節理、裂隙的存在可單獨構成滑動面，也可以同臨近節理、巖層面組成滑移體，其引起的邊坡失穩主要表現為單臺階或少數幾個臺階的剝落、片幫等破壞現象。

1.2? 水的影響

雨季是露天煤礦滑坡的高發期。水主要通過弱化巖體的強度進而影響邊坡的穩定性，使其更容易發生剪切以及拉伸破壞等現象。巖體受到水的浸蝕，強度降低，形成危險的軟弱滑動帶。當有大氣降水時，雨水很容易滲入結構面，形成滑面。

1.3? 爆破作業和震動影響

爆破震動、機械作業震動是露天煤礦生產活動中的兩大主要震源。爆破作業主要影響了邊坡穩定性的以下方面：一是增加了邊坡的滑動力;二是高強度、長時間的震動會降低周圍巖體強度，震動產生的巖體裂縫加速了水對巖體的侵蝕。

2.??? 露天煤礦邊坡穩定的措施

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，露天礦山事故總數中邊坡安全事故總數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，一旦出現以上事故便會給企業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，如果不幸發生其中的坍塌或巖體滑落事故，那么就可能會給企業造成重大人員傷亡和財產損失。產生邊坡失穩的主要原因有：

（1）采礦方式存在一些不規范之處或錯誤之處，如在底部掏采礦石等原料，或者爆破時，使用的炸藥量多于規定量等等。

（2）邊坡的構成要素不符合國家相關規范，如階段高度、坡面角、最終的邊坡角等主要構成要素等嚴重不滿足國家或國際相應的規程和設計要求。

（3）邊坡的地質構造難以探查因此可能出現并未查清該邊坡地質構造的情況，如節理情況、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、延伸長度、交叉程度等情況。

（4）邊坡附近巖石的物理力學性質由于難以勘察故此沒有調查清楚。

2.2? 監測措施

露天礦閉坑后進行地質公園的建設，邊坡安全等級要求較高，現有的RTK監測沒有實時監測、自動化報警的功能。根據礦山實際需求，采用GIS自動化監測代替現有RTK監測手段，它的主要突出優點如下：

（1）?? 各測點與基準間通過衛星連接，之間無需通視且不受距離限制，布設方便。

（2）?? 適用于各種環境，監測精度不受風沙、暴雨、煤灰影響。

（3）?? 監測點通過鋼管與地層連接布設方便，監測探頭移設方便。

（4）?? 適用環境溫度為-40～75℃，基本滿足礦區晝夜溫差大的要求。

露天礦邊坡穩定工作要求處理的數據繁多，為期較長，為了工作人員和設備的安全，須做好提前預告滑坡。在實際考察當地煤礦的基本情況下，掌握地質構造、巖性、滑坡機理等研究的基礎上，結合對邊坡動態的觀測結果，總結出邊坡變形的規律。以此對邊坡的未來的穩定狀況和變化趨勢做出預測預報、采取適當的防治措施。

2.3? 預防處理措施

（1）礦產開始時，我們必須始終堅持的開采方式為自上而下、臺階式的方式。其中臺階的高度必須嚴格控制在10m左右，臺階的邊坡角的角度應該嚴格把控并且將其控制在70°以內。開采時，始終堅持堅持打垂直炮孔，并且嚴格禁止在作業臺階的底部進行礦產的掏底開挖，以防止形成懸巖、傘檐或空洞等危險情況。

（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邊坡，一旦我們發現邊坡中有水流滲出，我們應及時采取引流措施并且疏干水流。

（3）???? 巖石的結構可能由于炸藥爆破或者其他作業產生的地震而導致出現破壞等情況，因此我們建議在接近邊坡的地段和地區，如果可以的話盡量不要采用大規模的爆破方式進行爆破，我們建議可以采用微差爆破法、預裂爆破法、減震爆破法等控制爆破技術進行爆破作業，并且一定主要要嚴格控制一次爆破的炸藥量。與此同時，在采場內專家學者建議盡量不用拋擲爆破，應當采用松動爆破法，這樣做的目的是防止飛石造成人員傷亡和設備損壞，并且保護了邊坡的穩定性。

（4）???? 工作人員在爆破作業前、中、后，我們建議應當對坡面進行例行安全檢查，一旦發現工作面有裂紋或者邊坡面上有浮石、危石等可能塌落的現象時，相關安全人員應當立即撤離至安全地點，并且采取可靠且安全的預防措施進行有關預防以防止事故的發生。

2.4? 管理措施

（1）?? 建立邊坡安全例行檢查和及時處理制度。

（2）?? 安排有經驗的管理人員和工作人員專門負責統籌邊坡安全管理工作和預防工作。

（3）?? 必須及時發現并且消除相應的安全隱患，如果發現坡面上出現裂紋、浮起的碎石、懸掛的碎石、傘檐等情況，必須立即迅速處理。防止出現事故

（4）?? 每次爆破作業結束后，必須要及時搜尋并清理漂浮的碎石。

（5）?? 如果發現重大事故隱患并且安全部門不能及時處理時，必須要及時向上級有關部門報告以防止意外事故發生。

（6）?? 設專人對重點滑坡區域進行例行檢查，并記錄地測科設的觀測點的一些數據，如水平、豎直位移變化等數據。

3.??? 結語

（1）利用極限平衡方法計算了邊坡典型剖面的安全系數，疏干狀態下邊坡安全系數滿足規范要求，飽水狀態下邊坡未達到或處于規范要求臨界值。水對邊坡穩定性有較大影響。

（2）露天礦閉坑后，在原有的排水設施的基礎上，仍需要布設2 條截水溝，用來截排降雨匯水，減少雨水對邊坡的沖刷、侵蝕。

（3）邊坡出露的泥巖層，受降雨，風華的侵蝕弱化，強度降低，影響邊坡穩定性。考慮露天礦閉坑后地質公園建設，采用現澆網格生態護坡技術，保護泥巖層不被侵蝕弱化。

（4）為保證露天礦閉坑后地質公園建設、開放期間邊坡滑坡能夠提前預知，采用新式的GIS自動化監測，共布設6 條監測線，24個監測點位。

參考文獻：

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