魏金發(fā)，劉 亮，于大鵬

（1.華能伊敏煤電有限責(zé)任公司 露天礦，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021134；2.華能呼倫貝爾能源開(kāi)發(fā)有限公司，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021008）

控制開(kāi)采與梯級(jí)截排技術(shù)在伊敏露天礦邊坡治理中的應(yīng)用

魏金發(fā)1，劉 亮2，于大鵬1

（1.華能伊敏煤電有限責(zé)任公司 露天礦，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021134；2.華能呼倫貝爾能源開(kāi)發(fā)有限公司，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021008）

伊敏露天礦通過(guò)采取科學(xué)的治理措施，控制開(kāi)采、內(nèi)排壓腳、小井帷幕、梯級(jí)截排、底板涌水治理、邊坡位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)等關(guān)鍵技術(shù)與科學(xué)研究相結(jié)合的方式，提高邊坡管理與防治質(zhì)量，為伊敏露天礦邊坡安全提供保障，為高寒軟巖區(qū)礦山邊坡治理提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

控制開(kāi)采；軟巖邊坡；梯級(jí)截排

1 伊敏露天礦概況

伊敏露天礦地處呼倫貝爾大草原鄂溫克族自治區(qū)境內(nèi)，是國(guó)家20世紀(jì)70年代中期開(kāi)始規(guī)劃于1976年開(kāi)發(fā)建設(shè)的全國(guó)五大露天煤礦之一，也是全國(guó)首家煤電一體化企業(yè)。伊敏露天礦采區(qū)面積共計(jì)42.35 km2，煤炭?jī)?chǔ)量20.98億t，1983年拉溝建設(shè)，經(jīng)過(guò)一、二、三期擴(kuò)建，核定生產(chǎn)能力達(dá)到2 200萬(wàn)t/ a，2016年根據(jù)煤炭行業(yè)去產(chǎn)能相關(guān)要求，重新確定生產(chǎn)能力為1 848萬(wàn)t/a。

伊敏露天礦從年產(chǎn)100萬(wàn)t的小露天礦發(fā)展為1 848萬(wàn)t的大露天，露天采場(chǎng)占地面積7.5 km2，目前采深達(dá)到125 m，內(nèi)排土場(chǎng)高差150 m，隨著采掘推進(jìn)高差將達(dá)到200 m，在國(guó)內(nèi)是最大的軟巖露天礦，邊坡管理難度很大。30多年來(lái)，伊敏露天礦主要經(jīng)歷了南幫、東端幫以及內(nèi)排土場(chǎng)邊坡變形情況，通過(guò)幾代露天人科學(xué)的治理措施與研究，確保邊坡處于可控狀態(tài)，未發(fā)生災(zāi)害性滑坡事件。

2 伊敏露天礦影響邊坡穩(wěn)定因素

2.1 地層巖性

伊敏露天礦地層從上至下邊坡巖性為第四系松散沉積層、亞黏土、砂質(zhì)黏土、中細(xì)砂、粉砂、粉細(xì)砂、泥巖和第三系砂礫巖、含煤地層、砂質(zhì)泥巖、砂礫巖層。在端幫滲水的作用下泥巖、泥質(zhì)砂巖、砂質(zhì)泥巖都具有塑性和蠕變特性，同時(shí)端幫滲水?dāng)y帶泥沙，從而產(chǎn)生邊坡的剪出、塑性變形、蠕滑、垮塌等邊坡不穩(wěn)定現(xiàn)象[1-2]。

2.2 邊坡滲水

南幫存在南露天滲水和第三第四系泥巖互層及含水砂巖；東端幫二、三臺(tái)階四系層滲水和泥巖弱面；西端幫局部存在殘余水；16#煤層?xùn)|部底板涌水，西部底板殘余水；巖石中的蒙脫石、高嶺石等吸水礦物軟化作用增強(qiáng)，降低了巖石內(nèi)摩擦角等各種力學(xué)參數(shù)和地層的穩(wěn)定性。

2.3 構(gòu)造

伊敏露天南幫位于F43斷層帶及斷層下盤位置；東端幫位于煤層露頭區(qū)，煤炭嚴(yán)重風(fēng)化且與新近系、第四系成不整合接觸；西端幫位于F8斷層附近，受斷層影響，西端幫局部伴有褶曲、斷裂等小構(gòu)造，15#煤層頂板存在大量剪切面和軟弱夾層。剪切面和軟弱夾層在一定的條件下，容易誘發(fā)產(chǎn)生邊坡滑動(dòng)。

2.4 采礦活動(dòng)

露天開(kāi)采，各端幫形成臨空面，失去支撐作用，在重力、水動(dòng)力和生產(chǎn)擾動(dòng)的作用下向采場(chǎng)內(nèi)滑移。伊敏露天礦邊坡穩(wěn)定性受地層、構(gòu)造等內(nèi)在因素影響，同時(shí)也受端幫滲水、采礦活動(dòng)等外在因素影響，是典型的軟巖邊坡，在各因素的影響下，邊坡存在一定隱患，具有變形風(fēng)險(xiǎn)，需加強(qiáng)技術(shù)管理與研究。

3 邊坡管理與治理關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

伊敏露天礦自建礦以來(lái)，先后經(jīng)歷了南幫W16-E32線邊坡變形、東端幫邊坡失穩(wěn)以及內(nèi)排土順傾排土等技術(shù)性難題，面對(duì)這些問(wèn)題，伊敏露天礦依靠自身力量，以科研相結(jié)合的方式，不斷探索邊坡治理經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了軟巖邊坡的成功控制。

3.1 建立健全邊坡防治體系

伊敏露天礦高度重視邊坡災(zāi)害防治工作，建立了《伊敏露天礦邊坡災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案》，建立自動(dòng)化邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)預(yù)警機(jī)制，在發(fā)生邊坡災(zāi)害前，采取有效的預(yù)控措施，將邊坡變形控制在可控范圍內(nèi)，確保邊坡穩(wěn)定，在發(fā)生邊坡災(zāi)害時(shí)，能及時(shí)的采取有效的救援措施，減少災(zāi)害造成的人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。編制并落實(shí)《伊敏露天礦邊坡管理辦法》，健全邊坡管理機(jī)構(gòu)，配備專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行日常管理、位移監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析、現(xiàn)場(chǎng)巡視檢查、重大危險(xiǎn)源隱患排查等，實(shí)現(xiàn)礦山邊坡管理的科學(xué)化、制度化和規(guī)范化。

目前，伊敏露天礦地表位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)36個(gè)，其中西端幫布設(shè)地表位移監(jiān)測(cè)線3條，地應(yīng)力監(jiān)測(cè)線4條，14個(gè)地表位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，9個(gè)地應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)；東端幫布設(shè)4條線，13個(gè)位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)；內(nèi)排土場(chǎng)布設(shè)3條線，9個(gè)位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，地表位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)與地應(yīng)力監(jiān)測(cè)相結(jié)合，形成伊敏露天礦邊坡監(jiān)測(cè)網(wǎng)。

3.2 控制開(kāi)采及內(nèi)排壓腳技術(shù)，實(shí)現(xiàn)南幫資源回收

3.2.1 南幫邊坡變形區(qū)概述

2001年7月，伊敏露天礦南幫W16-E32線之間F43（9）斷層下盤局部開(kāi)始發(fā)生滑動(dòng)變形，變形區(qū)的底部平盤發(fā)生鼓脹裂縫，變形區(qū)頂部出現(xiàn)多處拉張裂縫，并有向貫通、閉合的趨勢(shì)發(fā)展，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘、監(jiān)測(cè)、確定邊坡為“坐落-滑移式并由拖拉牽引式破壞特征”滑移類型，滑動(dòng)區(qū)長(zhǎng)2 600 m、寬680 m，面積180萬(wàn)m2，滑動(dòng)體積約9 000萬(wàn)m3，滑動(dòng)坡角8°～10°，滑體兩側(cè)地下水位高差75 m，一旦出現(xiàn)滑坡災(zāi)害，將產(chǎn)生上億立方米的滑體剝離量，南露天區(qū)地下水通過(guò)滑坡區(qū)淹沒(méi)采坑，對(duì)人身、設(shè)備造成傷害，引發(fā)嚴(yán)重安全事故。

2007年，南幫邊坡變形區(qū)平均位移為2.67 cm/d最大位移達(dá)到4.2 cm/d。變形區(qū)的存在影響1 940萬(wàn)t煤炭資源量無(wú)法開(kāi)采，內(nèi)排土場(chǎng)無(wú)法正常發(fā)展，剝采比由1.8 m3/t上升至2.45 m3/t。

3.2.2 南幫變形區(qū)治理措施

1）建立邊坡安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。伊敏露天礦設(shè)專人定期對(duì)變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，用GPS邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，上傳監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，用數(shù)據(jù)處理軟件計(jì)算、分析處理數(shù)據(jù)，繪制監(jiān)測(cè)點(diǎn)平面布置圖、監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移矢量圖、繪制監(jiān)測(cè)點(diǎn)垂直和水平位移的歷時(shí)曲線，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移成果表等，結(jié)合工程地質(zhì)條件綜合分析，繪制變形曲線，劃分勻速滑移區(qū)、加速滑動(dòng)區(qū)和災(zāi)害滑動(dòng)區(qū)，為制定邊坡治理方案提供基礎(chǔ)。根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移速度、矢量方向判斷變形區(qū)的變形所處的發(fā)展階段，并對(duì)滑坡做出預(yù)報(bào)，避免重大人身事故和重大財(cái)產(chǎn)事故發(fā)生。

2）工程地質(zhì)調(diào)查。結(jié)合地質(zhì)資料，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪、踏勘，確定滑坡區(qū)的巖性、地層、斷層產(chǎn)狀、斷層兩側(cè)地下水位、滑坡區(qū)的滑動(dòng)特征。并在O、E40生產(chǎn)剖面線上布置工程地質(zhì)調(diào)查孔，以查清滑坡區(qū)的巖性特征（物理、力學(xué)性質(zhì)）、滑面位置（軟弱層）、地下水位、監(jiān)測(cè)滑動(dòng)層位的滑動(dòng)方向和微觀位移量等。

3）建立數(shù)學(xué)地質(zhì)模型[3-4]。根據(jù)鉆探資料，與科研單位一起建立滑坡區(qū)邊坡變形破壞機(jī)理的數(shù)學(xué)模型，確定邊坡的滑動(dòng)模式，結(jié)合露天礦開(kāi)采的實(shí)際情況對(duì)南幫邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行重新核定計(jì)算。如圖1所示。

4）控制開(kāi)采與內(nèi)排壓腳。根據(jù)工程地質(zhì)研究，結(jié)合伊敏露天礦實(shí)際，確定南幫變形區(qū)內(nèi)煤炭開(kāi)采方法。對(duì)煤層頂部距F43斷層水平距離60 m、煤層底部坡腳距斷層水平距離115 m以內(nèi)的煤層，通過(guò)30 m寬度反復(fù)拉溝方式開(kāi)采，采煤后內(nèi)排立即跟進(jìn)形成內(nèi)排壓腳，即小幅橫采、內(nèi)排壓腳的控制開(kāi)采方式（如圖2所示），將變形速度控制在3 cm/d以內(nèi)。

圖1 開(kāi)采位置塑性區(qū)分布

圖2 小幅橫采，內(nèi)排壓腳

5）及時(shí)封堵地表裂隙，防止大氣降水滲入裂隙。到2008年6月伊敏露天礦已完全實(shí)現(xiàn)內(nèi)排，安全度過(guò)了總位移量17.5 m的特大型南幫變形區(qū)，并搶救性開(kāi)采南幫變形區(qū)內(nèi)煤量約1 130萬(wàn)t，不但創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，還為軟巖露天礦的邊坡治理提供了成功的實(shí)例。

3.3 卸載削坡以及梯級(jí)截排控制東幫邊坡變形

3.3.1 東幫邊坡變形區(qū)概述

2011年末，東端幫剝離一、二臺(tái)階出現(xiàn)緩慢變形；2012年4月以后，邊坡變形有明顯的加速趨勢(shì)；2012年10月，東端幫變形區(qū)滑動(dòng)程度進(jìn)一步加劇，三號(hào)公路一周內(nèi)沉降40 cm，2#破碎站、半連續(xù)膠帶出現(xiàn)嚴(yán)重側(cè)向變形[5]。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘和對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定變形區(qū)位于東端幫13勘探線—16勘探線之間，后緣環(huán)狀拉裂縫走向?yàn)楸逼鳎L(zhǎng)度1 800 m，最大寬度達(dá)到60 cm，最大落差達(dá)到140 cm，變形區(qū)內(nèi)最大裂隙貫穿三號(hào)公路、剝離二臺(tái)階，最南端至剝離三臺(tái)階半連續(xù)端幫膠帶平盤，變形區(qū)底臺(tái)階出現(xiàn)底鼓及鼓張裂隙（如圖3、圖4所示），滑體上出現(xiàn)羽狀裂隙，已經(jīng)形成了完整的變形滑坡體，滑坡體面積為26萬(wàn)m3，體積約420萬(wàn)m3。

出現(xiàn)滑坡體后，立即將西端幫地表位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)移至東端幫，加密監(jiān)測(cè)點(diǎn)，形成4條監(jiān)測(cè)線，18個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，結(jié)合地下位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)滑移速度與滑移方向，為治理措施的制定和實(shí)施提供依據(jù)。根據(jù)觀測(cè)，滑坡體平均位移量為4.46 cm，移動(dòng)方向?yàn)楸蔽?9°～41°（垂直邊坡方向），最大位移點(diǎn)平面滑動(dòng)距離達(dá)到7.35 cm，滑動(dòng)面邊坡角8°，已進(jìn)入滑落階段。

圖3 東端幫泥巖剪出面

圖4 東端幫臺(tái)階底鼓

如東端幫變形區(qū)進(jìn)一步擴(kuò)大，將對(duì)東端幫變形區(qū)范圍內(nèi)的供電線路、運(yùn)輸?shù)缆?、建筑以及變形區(qū)下部的端幫膠帶、破碎站、輔助設(shè)施、設(shè)備等構(gòu)成威脅，影響生產(chǎn)安全。伊敏露天礦根據(jù)分析研究，立即采取了邊坡卸載、半連續(xù)膠帶變更移設(shè)方式和底板壓腳等治理措施進(jìn)行綜合治理。

3.3.2 東端幫邊坡變形原因分析

1）邊坡巖性因素。松散的新生界地層，砂礫石、粉砂、粉細(xì)沙層、煤系軟巖地層等組成，且為第四系含水層。煤系地層中的泥巖成巖程度低，受上部水層長(zhǎng)期浸泡、滲入使泥巖具塑性和蠕變特性。

2）采礦活動(dòng)因素。采礦活動(dòng)改變?cè)蟹€(wěn)定平衡地層結(jié)構(gòu)，泥巖、沙在水動(dòng)力作用下，加速向臨空向移動(dòng)（如圖5所示），一旦達(dá)到臨界狀態(tài)，邊坡將產(chǎn)生剪出、塑性變形、蠕滑等邊坡不穩(wěn)定現(xiàn)象。

3.3.3 卸載削坡以及內(nèi)排壓腳措施

圖5 東端幫松散巖組受滲水影響垮塌

為降低滑坡體壓力，2012年11月7日—2013年1月20日，對(duì)滑坡體一、二臺(tái)階進(jìn)行集中卸載，形成長(zhǎng)550 m、寬55 m、高12 m的卸載區(qū)，累計(jì)卸載量達(dá)42萬(wàn)m3，在卸載削坡的同時(shí)，滑坡體下部實(shí)施排土壓腳。

為加大內(nèi)排壓腳量，同時(shí)較少滲水對(duì)滑坡體下部半連續(xù)運(yùn)煤膠帶的影響，將輸煤膠帶向內(nèi)偏移8°，避開(kāi)最下部臺(tái)階的剪出位置，在二破膠帶與半連續(xù)膠帶間留出壓腳空間后立即增加內(nèi)排壓腳排土量，增加抗滑力。

通過(guò)上述卸載削坡和壓腳，東端幫邊坡變形區(qū)位移逐步回落到2 cm以下。

3.3.4 東端幫邊坡變形區(qū)滲水梯級(jí)截排技術(shù)措施[6-7]

伊敏伊敏露天礦東端幫滲水主要來(lái)源為新近系、第四系水通過(guò)東端幫煤層露頭區(qū)、古河道剝蝕區(qū)的不整合面，側(cè)向補(bǔ)給露天采區(qū)，對(duì)邊坡穩(wěn)定及安全生產(chǎn)帶來(lái)影響。

通過(guò)采取臨時(shí)措施治理后，東端幫邊坡失穩(wěn)暫時(shí)得到控制，但受水力因素影響，東端幫邊坡仍存在風(fēng)險(xiǎn)。為有效控制東端幫滲水，實(shí)現(xiàn)邊坡變形區(qū)的徹底治理，采取了梯級(jí)截排措施。

1）第1梯級(jí)。在東端幫布設(shè)小井帷幕進(jìn)行滲水?dāng)r截，即在東端幫地表采界外布置169口四系層降水孔，攔截四系層水側(cè)向補(bǔ)給。

2012—2014年，陸續(xù)在東幫施工169口四系層降水孔形成小井帷幕，充分?jǐn)r截四系層側(cè)向補(bǔ)給，在局部來(lái)水量較大區(qū)域布設(shè)第2排疏干降水孔，實(shí)現(xiàn)“品”字形雙排孔截排，使其攔截效果更加突出。經(jīng)過(guò)3 a的降水孔陸續(xù)投入，東端幫出水點(diǎn)由原來(lái)的15 m降深至39 m，降深24 m，水量由最大的1 000 m3/ h降至340 m3/h，端幫滲水量的減少及水位線的下降，都為邊坡穩(wěn)定創(chuàng)造條件。東端幫小井帷幕抽排水直接作為電廠循環(huán)冷卻水使用，全年排量約1 140萬(wàn) m3，節(jié)約水費(fèi)約3 400萬(wàn)元。

2）第2梯級(jí)。伊敏露天礦在東端幫二、三臺(tái)階布設(shè)東端幫明排系統(tǒng)（如圖6、圖7所示）。根據(jù)各臺(tái)階涌水點(diǎn)與采掘位置關(guān)系，開(kāi)挖順?biāo)疁?，把各臺(tái)階涌水引至超降坑，抽排至污水處理廠處理。

圖6 東端幫順?biāo)疁?/p>

圖7 東端幫集水坑

3）第3梯級(jí)。雖然三、四臺(tái)階設(shè)置集水坑和引水渠，仍然有部分水經(jīng)過(guò)沙層向坑內(nèi)滲出，因此在三、四臺(tái)階局部設(shè)置集水坑和引水渠向上臺(tái)階集水坑倒水作業(yè)。目前東端幫通過(guò)地面、二、三、四臺(tái)階梯級(jí)降水措施的實(shí)施，已形成了完整的工作面排水系統(tǒng)，能夠使采掘及時(shí)跟進(jìn)，剝離物采出后再開(kāi)挖順?biāo)疁线M(jìn)行置換抽排，循環(huán)往復(fù)，直至排出。

4）第4梯級(jí)。伊敏露天礦16#煤層底板東部由于底板局部缺失粉細(xì)砂巖、泥巖隔水層，中砂巖承壓含水層直接與煤層接觸，底板揭露后，承壓水從中砂巖層涌出，涌水量約200 m3/h。同時(shí)16#煤層底板西側(cè)存在底板殘余水，東部存在部分端幫滲水，因此第4梯級(jí)涌水量在700 m3/h。

半連續(xù)系統(tǒng)不能開(kāi)采至煤層底板，只能通過(guò)反鏟作業(yè)清理底板煤，開(kāi)挖順?biāo)疁习褨|端幫滲水和16#煤層底板涌水、16#底板殘余水引流至12#超降井，通過(guò)西端幫3條明排水管路將水集中抽排至污水處理廠。底板煤清理完畢后，對(duì)該區(qū)域涌水點(diǎn)進(jìn)行泥巖分層碾壓，封堵出水點(diǎn)并形成隔水層，為內(nèi)排土場(chǎng)跟進(jìn)提供空間，縮短排土運(yùn)距；封堵底板涌水，降低涌水對(duì)排土場(chǎng)基底的浸潤(rùn)作用，提高內(nèi)排土場(chǎng)的邊坡穩(wěn)定性。

通過(guò)梯級(jí)截排，減少端幫滲水，底板涌水和底板殘余水，確保邊坡穩(wěn)定；同時(shí)降低了滲水對(duì)生產(chǎn)的影響，使東端幫滲水區(qū)采掘作業(yè)能夠正常推進(jìn)和演化。16#煤層底板煤炭能夠最大限度進(jìn)行回收；端幫滲水的再利用，還將降低環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)，減少電廠用水運(yùn)營(yíng)成本。

3.4 內(nèi)排土場(chǎng)順傾排土邊坡治理模式探索

伊敏露天礦煤層傾角3°～8°，整體呈“東高西低”，東部可達(dá)6°～8°，目前內(nèi)排土場(chǎng)臺(tái)階9個(gè)，排土段高為15～20 m，排土場(chǎng)頂?shù)赘卟?50 m，內(nèi)排土場(chǎng)、東幫內(nèi)排土場(chǎng)邊坡角度為10°，小于設(shè)計(jì)18°邊坡角。

由于采區(qū)正在進(jìn)行扇形轉(zhuǎn)向，排土工作也呈扇形布置，工作線方向垂直于煤層傾向方向。由于排土位置集中在東部，因東部端幫滲水、底板隔水層缺失，隨著采礦延深，內(nèi)排土場(chǎng)整體高度將達(dá)到200 m以上，內(nèi)排土場(chǎng)存在失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)。

3.4.1 加強(qiáng)觀測(cè)，提前預(yù)警

伊敏露天礦采用數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與人工踏勘相結(jié)合的方法對(duì)內(nèi)排土場(chǎng)、東端幫內(nèi)排土進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。目前內(nèi)排土場(chǎng)共布設(shè)有21個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，形成了7條觀測(cè)線，利用邊坡監(jiān)測(cè)自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)，形成了完整的監(jiān)測(cè)網(wǎng)。并對(duì)邊坡各臺(tái)階裂隙進(jìn)行封堵、回填，地表設(shè)置攔截水壩，防止地表徑流回灌采場(chǎng)。

3.4.2 置換壓埋，提高底板基底穩(wěn)定

通過(guò)對(duì)16#煤層底板、內(nèi)排土場(chǎng)底板的滲水量的控制，對(duì)底板涌水區(qū)利用泥巖進(jìn)行分層回填，每層10 m，分3層進(jìn)行碾壓，通過(guò)設(shè)置人工隔水層，提高了內(nèi)排土場(chǎng)基底強(qiáng)度的方法治理16#煤層軟弱底板。內(nèi)排土場(chǎng)下部臺(tái)階通過(guò)調(diào)整排土平盤參數(shù)，加大平盤寬度，降低排棄強(qiáng)度，降低邊坡角，提高邊坡穩(wěn)定性。

3.4.3 優(yōu)化輸煤系統(tǒng)布置，實(shí)現(xiàn)排土壓腳

2014年以前，因東端幫布設(shè)有輸煤膠帶系統(tǒng)，排土場(chǎng)“留溝內(nèi)排”，該區(qū)域?yàn)槊簩勇额^區(qū)，位于端幫滲水區(qū)，底板傾角達(dá)9°，因東端幫滲水以及內(nèi)排場(chǎng)東部凌空，幫內(nèi)排土場(chǎng)邊坡失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)驟增[8]。

通過(guò)輸煤系統(tǒng)優(yōu)化布置，2014—2015年將東端幫膠帶系統(tǒng)移設(shè)至地表，排土空間釋放后，立即組織向該區(qū)域排土，實(shí)現(xiàn)內(nèi)排土場(chǎng)快速跟進(jìn)，為防止?jié)B水以及順傾導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)，在物料選擇上嚴(yán)格控制，采用隔水性較好的泥巖，形成端幫隔水墻。2015年末，已基本完成該區(qū)域排土跟進(jìn)，總排土量1 100萬(wàn)m3。東端幫內(nèi)排土場(chǎng)與內(nèi)排土場(chǎng)相互支撐，互為壓腳，增加內(nèi)排土場(chǎng)邊坡穩(wěn)定性。

3.4.4 積極開(kāi)展邊坡穩(wěn)定性研究

2016年?yáng)|南側(cè)內(nèi)排土場(chǎng)整體發(fā)展到底板出水與東幫滲水集中區(qū)域，煤層底板順傾、底板隔水層缺失以及內(nèi)排土場(chǎng)邊坡高度增加，伊敏露天礦內(nèi)排土場(chǎng)排土條件愈加復(fù)雜，除已經(jīng)采取的措施外，現(xiàn)正與煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司合作共同對(duì)排土場(chǎng)邊坡進(jìn)行研究，通過(guò)工程地質(zhì)鉆探、巖土力學(xué)試驗(yàn)、礦物成分分析等措施進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性研究：排土場(chǎng)排棄物及基底工程地質(zhì)條件研究；地下水對(duì)內(nèi)排土場(chǎng)基底影響研究；排棄物料滲透性研究；重新確定邊坡參數(shù)、排土參數(shù)優(yōu)化以及邊坡變形失穩(wěn)防止措施研究等，為下一步排土場(chǎng)的發(fā)展提供理論依據(jù)。

4 結(jié) 語(yǔ)

伊敏露天礦實(shí)現(xiàn)典型的高寒地區(qū)軟巖露天礦，在治理邊坡災(zāi)害的過(guò)程中，逐漸形成了系統(tǒng)的邊坡監(jiān)測(cè)與防治體系，使邊坡變形在可控范圍內(nèi)。通過(guò)控制開(kāi)采與內(nèi)排壓腳、小井帷幕、梯級(jí)截排、底板涌水治理、邊坡位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)等關(guān)鍵技術(shù)，提高了邊坡管理與防治質(zhì)量，為伊敏露天礦邊坡安全提供保障，為高寒軟巖區(qū)礦山邊坡治理提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

［1］羅聰，袁偉民，胡盛明，等.坡底軟弱夾層對(duì)巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的影響［J］.西北大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，40（S1）：127－131.

［2］宋子嶺，楊添，趙立春.含多層軟弱夾層的順向巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法對(duì)比分析［J］.中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)，2016（2）：20-25.

［3］謝承平．軟巖邊坡主要影響因素及穩(wěn)定性分析研究［D］．成都：西南交通大學(xué)，2009．

［4］才慶祥，舒繼森.伊敏煤電公司露天礦東端幫邊坡穩(wěn)定性研究［R］.徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，2011.

［5］馮建宏，朱建新，王來(lái)貴，等.伊敏露天礦東端幫滲水及變形災(zāi)害評(píng)估與治理研究［R］．阜新：遼寧工程技術(shù)大學(xué)，2012.

［6］魏金發(fā)，宋成順，李希耀.伊敏露天礦采區(qū)防治水分析［J］.露天采礦技術(shù)，2015（9）：35-37.

［7］李繼，李偉，于大鵬.多水力單元滲水臺(tái)階綜合開(kāi)采技術(shù)［J］.露天采礦技術(shù)，2014（1）：19-21.

［8］于大鵬，潘博.伊敏露天礦東端幫變形區(qū)成因及治理［J］.露天采礦技術(shù)，2013（10）：22-24.

【責(zé)任編輯：張 夙】

App lication of controlm ining and cascade cutting technology in Yim in Open-pit M ine slope governance

WEI Jinfa1,LIU Liang2,YU Dapeng1
(1.Huaneng Yimin Coal and Electricity Co.,Ltd.,Hulunbei'er 021134,China;
2.Huaneng Hulunbei'er Energy Development Co.,Ltd.,Hulunbei'er 021008,China)

By taking scientific measures,control mining,inner dumping pressure foot,slim curtain,cascade cutting,floor water gushing,slope displacement key technology,combining with scientific research,the mine improves the slope management and control quality,which provides protection for the slope safety in Yimin Open-pit Mine and provides valuable experience for soft rock slope control in mine.

controlmining;soft rock slope;cascade cutting

TD824.7

B

1671－9816（2017）09－0025－06

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.09.007

魏金發(fā)，劉亮，于大鵬.控制開(kāi)采與梯級(jí)截排技術(shù)在伊敏露天礦邊坡治理中的應(yīng)用［J］.露天采礦技術(shù)，2017，32（9）：25-30.

2017-05-13

魏金發(fā)（1982—），男，漢族，遼寧凌源人，2007年畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)地質(zhì)工程專業(yè)，現(xiàn)就職華能伊敏煤電有限責(zé)任公司露天礦，主要從事煤田地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)以及礦山邊坡等工作。