不穩(wěn)定邊坡的預(yù)防和控制

崔利中

青海省木里煤業(yè)開(kāi)發(fā)集團(tuán)有限責(zé)任公司 青海西寧 810001

1 聚乎更三號(hào)井（原一露天）地質(zhì)情況

1.1 地層

由老至新為上三疊統(tǒng)（T3），中侏羅統(tǒng)（J2）、第四系（Q）。

1.2 構(gòu)造

勘查區(qū)處于聚乎更煤礦區(qū)北向斜東端，由于受礦區(qū)南北兩側(cè)推復(fù)構(gòu)造向區(qū)內(nèi)的推擠作用、使首采區(qū)形成波狀褶皺和斷裂。

1.3 含煤地層

中侏羅統(tǒng)（J2）含煤沉積建造，在本區(qū)含有較厚煤層，且分布面積廣、穩(wěn)定。含煤建造從沖積扇沉積開(kāi)始，經(jīng)歷扇三角洲沉積階段，其中發(fā)育有包括下含煤組（木里組）和上含煤組（江倉(cāng)組）的泥炭沼澤沉積，深水沼澤沉積（含薄煤或不含煤）至湖泊沉積告終，構(gòu)成一個(gè)完整的含煤沉積旋回序列。

1.4 水文地質(zhì)條件

①含水層與隔水層。露天礦區(qū)的地層有第四紀(jì)、侏羅紀(jì)、上三疊紀(jì)三部分、夏季第四紀(jì)活動(dòng)層中有泉出露，流量很小。冬季露天礦東端下哆嗦河河床有冰椎出現(xiàn)。三疊紀(jì)分布於露天礦邊緣，夏季有流量很小的泉從活動(dòng)層中流出。侏羅紀(jì)地層是露天的主要組成者。中下侏羅紀(jì)地層為不含水的泥巖、粉砂巖和含水微弱的砂巖、礫巖組成。②礦床充水因素分析。地下水：三個(gè)含水帶與下1、下2煤層無(wú)良好的隔水層，并有斷裂溝通，開(kāi)采時(shí)地下水可突破薄弱隔水層或通過(guò)斷裂帶流入采礦場(chǎng)。當(dāng)揭露隔水層時(shí)，便可直接流入采礦場(chǎng)。地表水：下哆嗦河從露天東端流過(guò)，被縱斷層切割，應(yīng)是采礦床充水因素之一。但從露天所有鉆孔、槽井探未發(fā)現(xiàn)融區(qū)這一點(diǎn)看，其影響不會(huì)很大。只有河床融區(qū)且與斷層溝通時(shí)，其影響才是很大的。

2 影響聚乎更三號(hào)井（原一露天）邊坡穩(wěn)定性因素

2.1 巖石性質(zhì)

聚乎更三號(hào)井（原一露天）位于聚乎更礦區(qū)北向斜東端，井田由一組向斜和一組小背斜組成，往東延伸小背斜逐漸漸滅。巖層由于受礦區(qū)南北兩側(cè)推復(fù)構(gòu)造向區(qū)內(nèi)的推擠作用、使首采區(qū)形成波狀褶皺和斷裂，礦井巖層發(fā)育不穩(wěn)定，節(jié)理和裂隙較明顯。

2.2 凍土影響

由于多年凍土廣布，凍土層上季節(jié)融化層及凍脹性影響，會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降造成邊坡不穩(wěn)、地面建筑物不同程度損壞，容易產(chǎn)生不良的工程地質(zhì)問(wèn)題。凍土對(duì)相應(yīng)邊坡穩(wěn)定有很大的影響，其滑動(dòng)模式應(yīng)在常規(guī)的滑動(dòng)模式基礎(chǔ)上進(jìn)行修正，但由于目前缺乏這方面的研究，暫不能確定相應(yīng)參數(shù)，只有依靠采取一定的特殊處理方法來(lái)進(jìn)行防治。

2.3 地下水

三個(gè)含水帶與下1、下2煤層無(wú)良好的隔水層，并有斷裂溝通，開(kāi)采時(shí)地下水可突破薄弱隔水層或通過(guò)斷裂帶流入采礦場(chǎng)。當(dāng)揭露隔水層時(shí)，便可直接流入采礦場(chǎng)。

3 采坑四周邊坡穩(wěn)定分析

3.1 采坑?xùn)|幫

采坑?xùn)|端幫邊坡高為8-27m，與二采區(qū)無(wú)縫銜接原采區(qū)終了東邊坡，最終邊坡角為15°。本次設(shè)計(jì)選取了該邊幫的特征剖面如下：邊坡高度為27m，邊坡最終邊坡角為15°，邊幫上沒(méi)有較陡的邊坡。參照邊幫附近鉆孔資料，揭露的地層從地表往下依次為表土層12.1m、粉砂巖5.2m、泥巖1.5m、煤0.4m、粉砂巖5.9m、細(xì)砂巖1.9m，對(duì)巖層的產(chǎn)狀按水平考慮。

3.2 采坑西幫

采坑西幫邊坡高為80-87m，為原采區(qū)終了西邊坡，最終邊坡角為13.5°。本次設(shè)計(jì)選取了該邊幫的特征剖面如下：邊坡高度為87m，邊坡最終邊坡角為13.5°邊幫上沒(méi)有較陡的邊坡。參照邊幫附近鉆孔資料，揭露的地層從地表往下依次為表土層14m、泥巖73m，巖層產(chǎn)狀按水平考慮。本方案設(shè)計(jì)分別從不同角度進(jìn)行了穩(wěn)定性計(jì)算。經(jīng)計(jì)算其邊坡的穩(wěn)定系數(shù)為1.848，而《煤炭工業(yè)露天礦設(shè)計(jì)規(guī)范》推薦的穩(wěn)定系數(shù)為1.3-1.50。

3.3 采坑南幫

采坑南幫邊坡高為28-40m，為原采區(qū)終了南邊坡，最終邊坡角為10°-19°。一般臺(tái)階高度10-15m，局部臺(tái)階高度達(dá)到20m，一般臺(tái)階平臺(tái)寬度為10-15m。本次設(shè)計(jì)選取了該邊幫的特征剖面如下：邊坡高度為40m，邊坡最終邊坡角為19°邊幫上沒(méi)有較高的臺(tái)階。參照邊幫鉆孔資料，揭露的地層從地表往下依次為表土層11.9m、粉砂巖6.7m、煤層0.50m、砂質(zhì)泥巖20.9m，巖層產(chǎn)狀按水平考慮。本方案設(shè)計(jì)分別從不同角度進(jìn)行了穩(wěn)定性計(jì)算。經(jīng)計(jì)算其邊坡的穩(wěn)定系數(shù)為3.088，而《煤炭工業(yè)露天礦設(shè)計(jì)規(guī)范》推薦的穩(wěn)定系數(shù)為1.3-1.50。

3.4 采坑北幫

采坑北幫邊坡高為26-56m，為原采區(qū)北幫終了邊坡，最終邊坡角為12°-24.5°。東段一般臺(tái)階高度8m，局部坑口臺(tái)階高度達(dá)到18m，臺(tái)階平臺(tái)寬度40m左右，西段一般臺(tái)階高度8m，局部坑口臺(tái)階高度達(dá)到18m，臺(tái)階平臺(tái)寬度一般在12-45m。

4 防護(hù)措施

①采坑周邊邊坡預(yù)計(jì)為張裂縫——圓弧型滑面，在采坑整治過(guò)程中，尤其應(yīng)加強(qiáng)對(duì)有張裂可能的區(qū)域邊坡監(jiān)測(cè)和管理，安排專(zhuān)門(mén)監(jiān)測(cè)人員進(jìn)行日常巡視檢查，發(fā)現(xiàn)張裂縫隙異常應(yīng)及時(shí)采取處理措施。②高度重視露天坑邊坡管理工作，建立健全邊坡安全管理機(jī)構(gòu)制度，整治前應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)給出的邊坡角、平臺(tái)進(jìn)行削幫處理，嚴(yán)禁高臺(tái)危檐下進(jìn)行作業(yè)，詳查露天采坑內(nèi)部及周邊的邊坡實(shí)際情況，有針對(duì)性的調(diào)整邊坡角。③加強(qiáng)邊坡變形監(jiān)測(cè)工作，及時(shí)掌握邊坡變形的動(dòng)態(tài)情況和規(guī)律。對(duì)于出現(xiàn)的任何局部、小規(guī)模的邊坡坍塌滑落要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的分析和提出治理方案設(shè)計(jì)和具體措施，及時(shí)進(jìn)行處理。④夏季暴雨會(huì)給采坑邊坡穩(wěn)定性帶來(lái)威脅，此時(shí)要加強(qiáng)疏干，特別是斷裂帶和煤巖層頂?shù)装宓娜鯇樱欢ㄒ敳椋苊庖蛑斐商涠a(chǎn)生傷害事故。⑤要建立日常的巡查監(jiān)測(cè)制度，特別是春季解凍期、雨季或坡面上出現(xiàn)沉陷裂縫時(shí)更要加強(qiáng)巡查監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況（如邊坡有明顯失穩(wěn)先兆）及時(shí)預(yù)警避讓?zhuān)虿扇》乐喂こ檀胧＂抻捎谶吰掳l(fā)育的動(dòng)態(tài)性、時(shí)效性、復(fù)雜性、階段性及循環(huán)性，因此邊坡是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)工程地質(zhì)問(wèn)題，貫穿于整個(gè)施工過(guò)程的全過(guò)程。施工期間的邊坡防治工作必須堅(jiān)持動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、信息化管理的原則，隨時(shí)調(diào)整邊坡角參數(shù)，及時(shí)采取防治滑坡措施，確保工程與施工人員的安全。