1、露天礦山邊坡構(gòu)成要素

 

　　露天礦山的開采，是把礦巖劃成一定厚度的水平層，自上而下逐層開采，在露天礦場的周邊形成階梯狀的臺(tái)階，多個(gè)臺(tái)階組成的斜坡就是露天礦邊幫即露天礦邊坡。

 

 

　　露天礦邊坡由臺(tái)階、臺(tái)階上部平盤、臺(tái)階下部平盤、臺(tái)階坡面、臺(tái)階坡面角、臺(tái)階高度、臺(tái)階坡頂線、臺(tái)階坡底線等構(gòu)成。

 

　　臺(tái)階根據(jù)其用途可分為工作平臺(tái)、安全平臺(tái)、清掃平臺(tái)、運(yùn)輸平臺(tái)等。最終邊坡是指開采到最終界面的臺(tái)階所組成的邊坡。最終邊坡角是指最終邊坡坡面與水平面之間的夾角。

 

 

　　隨著礦山開采深度的逐漸增加，露天礦山邊坡的高度、面積、維護(hù)時(shí)間都要相應(yīng)大幅度增加，不然邊坡滑落災(zāi)害將日益突出。因此，邊坡的穩(wěn)定性越來越成為我國礦山防災(zāi)的重點(diǎn)之一。

 

　　2、滑坡的類型

 

　　邊坡滑坡的類型一般有平面滑坡、楔體滑坡、圓弧滑坡、傾倒滑坡、復(fù)合滑坡5種，其中發(fā)生最多的滑坡是平面滑坡。

 

　　平面滑坡

 

　?。?）沿單一層面的滑坡：一般滑面傾角大于其內(nèi)摩擦角，發(fā)生規(guī)模較大，且坡角切開層挖。

 

　　（2）坐落式平推滑移型滑坡：滑面具有復(fù)合形態(tài)，主體滑面為巖層滑面，而滑坡后緣為近似的圓弧形，它是沿著構(gòu)造節(jié)理等追蹤發(fā)展而成的，傾角逐漸變陡以致高傾角。主滑面比較平緩，滑體的滑動(dòng)變形速度較小。

 

　　楔體滑坡

 

　　楔形體滑坡滑動(dòng)面及切割面均為較大的斷層或軟弱結(jié)構(gòu)面，當(dāng)邊坡中有兩種結(jié)構(gòu)面相互較切成楔形失穩(wěn)體，即當(dāng)兩結(jié)構(gòu)面的組合交線傾向與邊坡傾向相近或相同，且傾角小于邊坡角而大于內(nèi)摩擦角時(shí)，容易發(fā)生楔形體滑坡。另外，其規(guī)模一般較小。

 

　　圓弧滑坡

 

　　圓弧滑動(dòng)滑坡，是指其滑動(dòng)面是弧形狀的，常見于土質(zhì)滑坡。這類滑坡一般要經(jīng)過坡角蠕動(dòng)變形，滑坡后緣張裂擴(kuò)張和滑坡中部滑床斷裂貫通三個(gè)階段。其前期發(fā)展緩慢，中后期發(fā)展迅速，滑坡速度很大，散體結(jié)構(gòu)的破碎巖體或軟弱沉降巖邊坡滑坡多屬于此類。

 

　　傾倒滑坡

 

　　傾倒變形滑坡一般具有反傾邊坡結(jié)構(gòu)，最初為沿著邊坡巖體中的反傾結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)，邊坡面形成微細(xì)的錯(cuò)動(dòng)裂紋，繼而發(fā)展為裂縫，隨著巖層層面的進(jìn)一步錯(cuò)動(dòng)使邊坡面的裂縫兩側(cè)產(chǎn)生相對的差異變形，并使巖層逐漸向外傾斜直至崩塌。當(dāng)邊坡巖體結(jié)構(gòu)面傾角很陡時(shí)，巖體可能發(fā)生傾倒，它的破壞機(jī)理與上述三種不同，它是在巖石重力作用下巖石塊發(fā)生移動(dòng)而產(chǎn)生的倒塌破壞。這種滑坡往往發(fā)生在臺(tái)階坡面上，很少導(dǎo)致整個(gè)邊坡下滑。

 

　　復(fù)合滑坡

 

　　復(fù)合型滑坡常見于具有較厚的第四系覆蓋層的巖土質(zhì)邊坡中，第四系覆蓋層的土形成近似圓弧狀滑面。

 

　　3、影響邊坡的因素

 

　?。?）確定邊坡角不合理

 

　　邊坡角設(shè)計(jì)過緩，邊坡穩(wěn)定性較高但增加剝離工作量和成本，但可減少邊坡維護(hù)費(fèi)。增大邊坡角，穩(wěn)定性較差，剝離工作量和剝離成本減少，但帶來人身和設(shè)備不安全。

 

　　（2）地質(zhì)因素對邊坡的影響

 

　　巖體是由多種巖石所組成，巖體中存在著各種結(jié)構(gòu)面，結(jié)構(gòu)面在巖體中分布和多寡，影響邊坡巖體的穩(wěn)定性。大量滑坡實(shí)例表明，滑坡體的滑動(dòng)面和邊緣輪廓都是受巖體的結(jié)構(gòu)面控制的。

 

　　（3）巖體中的地下水

 

　　地下水能改變巖石的物理力學(xué)性質(zhì)，在巖體的裂隙中產(chǎn)生靜壓力和浮力作用，地下水在破碎巖體中的裂隙內(nèi)流動(dòng)時(shí)，這些坡碎巖將受到水的動(dòng)壓力作用，從而使邊坡的穩(wěn)定性降低。

 

　　（4）爆破作用

 

　　由于爆破產(chǎn)生的地震可以使巖體的節(jié)理張開，甚至使巖石破碎，影響邊坡穩(wěn)定。

 

　　（5）邊坡的幾何形狀

 

　　露天采礦中，當(dāng)坡面角不變時(shí)，邊坡愈高愈不穩(wěn)定。當(dāng)邊坡高度不變時(shí)，邊坡角愈大愈不穩(wěn)定。從水平斷面看，邊坡愈多愈不穩(wěn)定，這是因?yàn)橥幌虿蓤龅倪吰乱资芾茐?，不利于邊坡的穩(wěn)定。

 

　?。?）影響邊坡的其他因素

 

　　有管理方面的因素，如超挖坡腳、在邊坡上部堆置廢石和設(shè)備、建筑房屋等，風(fēng)化作用的影響，地震活動(dòng)的影響，都會(huì)降低邊坡的穩(wěn)定性。

 

 

 

　?。?）合理確定工作階段坡面角

 

　　露天開采時(shí)，先剝離后開采，嚴(yán)禁掏底部、放上部造成滑坡的野蠻冒險(xiǎn)采礦。在工作階段上，需要進(jìn)行鑿巖、爆破、裝運(yùn)和地質(zhì)測量等作業(yè)，并隨著回采的推進(jìn)而不斷移動(dòng)。

 

　　坡面附近的礦巖受爆破震動(dòng)的影響，常因?yàn)殡A段坡面角過大造成巖石塌落或使平臺(tái)寬度變窄而發(fā)生事故。為此，在露天礦設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中，必須根據(jù)礦山的地質(zhì)條件、巖石力學(xué)性質(zhì)和采用各種設(shè)備的性能、規(guī)格尺寸，確定合適的坡面角并規(guī)定出最小工作平臺(tái)寬度，把剝離、采礦和運(yùn)輸設(shè)備，供電和通訊線路，設(shè)置在工作平臺(tái)穩(wěn)定坡面的范疇內(nèi)。

 

　?。?）邊坡維護(hù)

 

　　露天礦邊坡，必須對其進(jìn)行經(jīng)常性的檢查和維護(hù)，用以保證邊坡穩(wěn)定，防止災(zāi)害發(fā)生。

 

　　建立一支邊坡維護(hù)專業(yè)隊(duì)伍，加強(qiáng)檢查維修，必要時(shí)進(jìn)行人工放坡，鋪上草皮，植上灌木，砌筑局部擋土墻或者預(yù)埋防滑坡的木樁。

 

　　要設(shè)置排水網(wǎng)絡(luò)，防止地表雨水流入礦坑沖刷邊坡，潤滑層理;深凹露天礦要在坑外周圍設(shè)置防山洪、防泥石流的阻擋或者疏導(dǎo)的設(shè)施。排水網(wǎng)絡(luò)包括地表排水、地下排水、立體排水系統(tǒng)。

 

　　在臨近邊坡進(jìn)行爆破時(shí)，宜采用預(yù)裂和減震爆破法，減少單孔裝藥量而增大孔數(shù)，減少每次延時(shí)爆破的炮孔數(shù)，以防止因?yàn)槁短毂谱鳂I(yè)而破壞邊坡的穩(wěn)定性。

 

　　（3）抗滑工程及加固方法

 

　　抗滑工程是防止山體滑坡的不可缺少的一部分，尤其對于事關(guān)生命、財(cái)產(chǎn)安全的礦區(qū)坡體來說，意義非同尋常。

 

　　抗滑工程包括：抗滑擋墻、加筋擋墻、錨定板擋墻、預(yù)應(yīng)力錨索擋墻、錨桿擋墻。

 

　　抗滑樁：大截面積排式抗滑單樁、抗滑鏈、鋼管樁、承臺(tái)式抗滑樁、抗洪樁、樁基擋墻、椅式擋墻、排架式抗滑樁、抗滑剛架樁、板樁抗滑樁和錨固樁。

 

　　土質(zhì)改良：注漿、微型樁。

 

　?。?）滑坡的監(jiān)測

 

　　對巖石的位移進(jìn)行監(jiān)測，可以發(fā)現(xiàn)滑坡預(yù)兆。對于坡體下的地下水的活動(dòng)也要用水壓計(jì)來觀察;用測震儀觀測爆破震動(dòng)的影響，用以獲得邊坡動(dòng)態(tài)。

 

　　（5）滑坡防治

 

　　限制無證開采，嚴(yán)禁非法開采；處罰治理強(qiáng)占山頭、山坡的礦點(diǎn)；禁止不開工作臺(tái)階，不剝離或邊剝離邊開采的掠奪式開采；嚴(yán)禁破壞山坡植被；露天礦邊緣必須設(shè)置疏導(dǎo)水流的防洪設(shè)施，對邊坡進(jìn)行機(jī)械加固，設(shè)錨桿、錨樁。

 

　　5、總結(jié)

 

　　露天礦在開采過程中，邊坡穩(wěn)定與否直接制約著礦山的安全，是影響礦山經(jīng)濟(jì)效益的最關(guān)鍵因素之一。一般從礦山投產(chǎn)到開采結(jié)束，滑坡的影響貫穿始終，所以，對露天邊坡的治理，應(yīng)一直延續(xù)到開采結(jié)束。