某石灰石礦東南部L0～L10線高宕邊坡穩(wěn)定性勘探分析研究

賈名濤，譚 琴

（1.重慶市安全生產(chǎn)科學(xué)研究有限公司，重慶 400000；2.重慶長安民生物流股份有限公司，重慶 400000）

1 礦區(qū)勘察概述

礦區(qū)位于建德市新安江街道西南240°方向，直距10.8 km的壽昌鎮(zhèn)西華村許家的湯平山-頭路灣一帶，行政屬建德市壽昌鎮(zhèn)管轄。礦區(qū)范圍地理坐標(biāo)：東經(jīng)為119°09′30″～119°10′30″；北緯為29°26′15″～29°27′15″。礦區(qū)有公路與縣道李壽線相連，在壽昌與320國道相連；往北東至桐廬、杭州，往東南可達(dá)金華、蘭溪、衢州等地，交通便利。根據(jù)《2019初步設(shè)計(jì)》，設(shè)計(jì)采用自上而下分臺(tái)階開采、中深孔爆破的采礦方法，采用公路開拓、汽車運(yùn)輸?shù)拈_拓運(yùn)輸方式，核定礦山生產(chǎn)規(guī)模450萬t/年。設(shè)計(jì)開采深度+615～+225 m，臺(tái)階高度15 m，安全平臺(tái)寬5 m，清掃平臺(tái)寬8 m，每隔2個(gè)安全平臺(tái)設(shè)置1個(gè)清掃平臺(tái)，臺(tái)階坡面角60°，頂部坡面角45°，采場最終邊坡角≤45°。采場內(nèi)設(shè)+600m、+585m、+570m、+555m、+540m、+525m、+510m、+495m、+480m、+465m、+450 m、+435m、+420m、+405m、+390m、+375m、+360m、+345 m、+330m、+315m、+300m、+285m、+270m、+255m、+240 m、+225 m共26個(gè)平臺(tái)，其中+585 m、+540 m、+495 m、+450 m、+405 m、+360 m、+315 m、+270 m為清掃平臺(tái)。

2 開采現(xiàn)狀

開采方式為山坡露天開采；開拓運(yùn)輸方案為公路開拓、汽車運(yùn)輸?shù)拈_拓運(yùn)輸方式；運(yùn)輸?shù)缆窂男兜V平臺(tái)+211.7m起坡已修至+405m標(biāo)高，道路全長2450m，雙車道，路面凈寬10 m，道路回頭曲線半徑≥15 m，平均縱坡為7.9%。其中從卸礦平臺(tái)至+275 m標(biāo)高路段已進(jìn)行了水泥路面硬化，硬化道路長990 m，平均縱坡為6.36%，其余均為泥結(jié)碎石路面。目前正在開展改擴(kuò)建開拓運(yùn)輸?shù)缆返幕üこ探ㄔO(shè)；采場現(xiàn)狀，采場內(nèi)已形成長約2 530 m，寬約280 m的露采宕口，宕面最高點(diǎn)約+510 m，自上而下形成了+485 m、+465 m、+445m、+420m、+410m、+400m、+385m、+370m、+355 m、+340m、+320m、+310 m、+300 m、+290 m、+280 m、+270 m、+255 m、+240 m、+225 m共19個(gè)平臺(tái)；現(xiàn)有東南部L0～L10線高宕邊坡為現(xiàn)有生產(chǎn)性臨時(shí)邊坡，均未靠幫，最終邊坡角≤43°，優(yōu)于《2014初步設(shè)計(jì)》確定的最終邊坡角≤55°，總體穩(wěn)定，安全風(fēng)險(xiǎn)可控；采礦方法，采用自上而下、臺(tái)階式開采，中深孔爆破、挖掘機(jī)鏟裝、自卸汽車運(yùn)輸

3 邊坡分區(qū)

工程地質(zhì)區(qū)內(nèi)，L6線以東，從L6線附近最低標(biāo)高+258 m沿52°方位每隔14～44 m抬高一個(gè)臺(tái)段，臺(tái)段高度5～25 m不等，最大標(biāo)高+510 m，相對(duì)邊坡高度變化較大。L6線～L0線之間，整體以+245 m標(biāo)高為宕底，坡頂大致沿原采礦許可證邊線，邊坡形狀、高度變化不大[1]。根據(jù)礦山高宕邊坡走向、產(chǎn)狀、相對(duì)高度變化等特征的差異性，綜合考慮勘探線的布局和穩(wěn)定性分析軟件計(jì)算的運(yùn)用性，以L6為界，將L0～L10線工程地質(zhì)區(qū)分為A、B共2段邊坡，如圖1所示。

圖1 評(píng)估區(qū)邊坡分區(qū)示意圖

B邊坡位于L0～L6之間，屬傾向307°～322°向直線邊坡，長約607 m，高度120～190 m，平臺(tái)寬度4～22 m，臺(tái)階高度10～25 m，坡面角36°～71°，最終邊坡角≤43°，形態(tài)組合上屬多臺(tái)階邊坡，臺(tái)階數(shù)最多12個(gè)如圖2所示。

圖2 邊坡宕面

4 邊坡特征

1）邊坡巖性組合特征，A、B所有邊坡均為自然巖性邊坡。L2線邊坡上部局部有少量第四系沖洪積層和殘坡積層，沖洪積層巖性主要為黃褐色黏土、亞黏土、砂質(zhì)亞黏土，厚度一般0～4 m；殘坡積層巖性為棕紅、棕色亞黏土、黏土層，以坡積為主。邊坡下部為基巖，主要為碳酸鹽巖巖組（簡稱灰?guī)r組），由石炭系上統(tǒng)黃龍組（C2h）和船山組（CPc）石灰?guī)r地層組成，中厚層-塊狀構(gòu)造，層厚0.7 m以上，是主要礦體層，巖層主要產(chǎn)狀120°～155°∠45°～70°，厚度約507 m[2]。邊坡附近發(fā)育的斷裂構(gòu)造有3條，分別為F1、F2和F3斷裂構(gòu)造。其中F1和F2位于評(píng)估邊坡頂部范圍外，對(duì)評(píng)估邊坡影響較小；F3斷層分布于礦區(qū)的中部，穿越B邊坡，該斷裂帶見有方解石脈充填，膠結(jié)性較好。經(jīng)調(diào)查現(xiàn)有東南部高宕邊坡后緣尚未發(fā)現(xiàn)拉張裂縫和剪切裂縫。

2）邊坡空間特征，本次所評(píng)估的邊坡系人工切坡，具有良好的臨空面。與巖石的交匯情況見表1。

表1 邊坡狀況一覽表

3）邊坡使用年限，礦山現(xiàn)有高宕邊坡最高標(biāo)高為+510 m，《2019初步設(shè)計(jì)》確定的基建終了平臺(tái)標(biāo)高為+540 m，基建期為18個(gè)月。從基建開始到開采作業(yè)線移動(dòng)至+510 m標(biāo)高，預(yù)計(jì)需要3年，現(xiàn)有東南部高宕邊坡現(xiàn)狀就會(huì)隨著礦山的深部開采而發(fā)生變化。當(dāng)邊坡位置、規(guī)模和參數(shù)等較大變化后，邊坡的穩(wěn)定性需按相關(guān)規(guī)定重新進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)估。根據(jù)礦山改擴(kuò)建項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度，礦山現(xiàn)有高宕邊坡的使用年限約為3年，屬臨時(shí)邊坡或暫時(shí)性邊坡。

4）邊坡工程安全等級(jí)，根據(jù)《非煤露天礦邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB51016-2014）相關(guān)規(guī)定，邊坡工程的安全等級(jí)與組成邊坡巖體的高度等級(jí)、結(jié)構(gòu)類型、巖體完整程度和巖體質(zhì)量級(jí)別等有關(guān)，與邊坡破壞模式和邊坡危害等級(jí)有關(guān)。

5）邊坡高度等級(jí)，礦山現(xiàn)有東南部L0～L10線高宕邊坡最大相對(duì)高差約為252 m，根據(jù)《非煤露天礦邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB 51016—2014）“3.0.2中邊坡：H大于100 m小于或等于300 m”，本評(píng)估區(qū)屬中邊坡。但考慮邊坡安全監(jiān)測等因素，報(bào)告需確定評(píng)估區(qū)邊坡的安全監(jiān)測等級(jí)，根據(jù)《金屬非金屬露天礦山高陡邊坡安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（AQ/T 2063—2018）“4.2.2：根據(jù)GB50830……200 m以上（含200 m）的為高邊坡”，本評(píng)估區(qū)又屬高邊坡。在充分考慮各規(guī)范相關(guān)規(guī)定后，出現(xiàn)行業(yè)規(guī)范要求嚴(yán)于國家規(guī)范要求時(shí)，本著就高原則，本報(bào)告按AQ/T 2063—2018執(zhí)行，即確定本評(píng)估區(qū)屬高邊坡。4.6邊坡巖體結(jié)構(gòu)類型，根據(jù)《2018勘探報(bào)告》和邊坡宕面現(xiàn)場調(diào)查分析，評(píng)估區(qū)邊坡巖體屬沉積巖，具層理構(gòu)造，中厚層狀-塊狀構(gòu)造，層厚0.7 m以上。結(jié)構(gòu)面主要為層理和少量貫穿性較好的節(jié)理裂隙，且多為不連續(xù)狀的封閉性裂隙，裂隙面平直，層間錯(cuò)動(dòng)較少。巖土工程特性表現(xiàn)為整體性強(qiáng)度較高，結(jié)構(gòu)面相互牽制，巖體基本穩(wěn)定。綜上所述，根據(jù)GB 51016—2014“表A.0.1露天礦邊坡巖體結(jié)構(gòu)類型”，確定本評(píng)估區(qū)巖體結(jié)構(gòu)類型總體為層狀結(jié)構(gòu)，局部為塊狀結(jié)構(gòu)（層厚3 m以上）。

6）邊坡巖體完整度，根據(jù)《2018勘探報(bào)告》，邊坡巖石的平均飽和抗壓強(qiáng)度為50 MPa，巖體結(jié)構(gòu)面數(shù)Jv為6～9條/m3，參照GB/T 50218—2014“表3.3.2Jv與Kv的對(duì)應(yīng)關(guān)系”，取Kv=0.65。根據(jù)GB51016-2014“表A.0.2露天礦邊坡巖體完整程度的劃分”，確定評(píng)估區(qū)邊坡巖體完整程度屬較完整。

7）邊坡危害等級(jí)，評(píng)估區(qū)邊坡均為臨時(shí)邊坡，宕底已停止作業(yè)，坡面設(shè)有運(yùn)輸?shù)缆罚吰缕茐暮罂赡茉斐扇藛T受傷，潛在的直接經(jīng)濟(jì)損失為50萬～100萬元，綜合評(píng)定破壞的結(jié)果為嚴(yán)重，參照GB51016-2014“表3.0.5邊坡危害等級(jí)”確定評(píng)估區(qū)邊坡危害等級(jí)屬Ⅱ級(jí)。

8）邊坡工程安全等級(jí)，綜上所述，評(píng)估區(qū)邊坡危害等級(jí)屬Ⅱ級(jí)，邊坡高度等級(jí)屬高邊坡，參照GB51016-2014“表3.0.6邊坡工程安全等級(jí)劃分”，確定評(píng)估區(qū)邊坡工程安全等級(jí)屬Ⅱ級(jí)。

5 結(jié)語

根據(jù)現(xiàn)場勘探和無人機(jī)航拍情況分析：宕面巖體較為完整，由沉積巖（石灰?guī)r）地層構(gòu)成，具層理構(gòu)造，無明顯的層間錯(cuò)動(dòng)現(xiàn)象；節(jié)理裂隙較不發(fā)育，未見較大的滑坡體和不穩(wěn)定楔形體，宕面后緣地表未發(fā)現(xiàn)拉張裂縫和剪切裂縫，未發(fā)生過崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害；頂部第四系殘坡積層厚0～4 m，山頂植被完好，暫無水土流失隱患。綜合以上分析，礦區(qū)基巖整體穩(wěn)定性較好。