閆亮 葉會(huì)師 張斌

（河北鋼鐵集團(tuán)灤縣司家營鐵礦有限公司，河北唐山 063700）

0.引言

國內(nèi)大部分露天礦山屬“鞍山式”沉積變質(zhì)鐵礦床，某深凹露天礦山礦區(qū)位置處于燕山褶皺帶山海關(guān)隆起之昌黎凸起的西南邊緣地帶，礦區(qū)出露地層以前震旦系、震旦系和第四系為主。第四系地層大面積覆蓋，基巖露頭除在礦區(qū)東部有少量較連續(xù)的分布外，其余均為零星出露。露天采場(chǎng)上部邊幫已經(jīng)靠界形成厚大第四系土層，下有強(qiáng)風(fēng)化帶、風(fēng)化帶及基巖的條件復(fù)雜，穩(wěn)定性較差的邊坡。隨著露天開采的不斷深入，邊坡坡面暴露的時(shí)間不斷增加，受風(fēng)化、強(qiáng)降雨、爆破振動(dòng)等因素影響，開始發(fā)生不同程度的滑坡情況，并有大面積滑坡體出現(xiàn)的征兆和跡象，開采現(xiàn)狀如圖1所示。為了減少和杜絕露天開采邊坡滑坡等安全事故的發(fā)生，加強(qiáng)露天邊坡監(jiān)測(cè)及檢查，落實(shí)邊坡安全管理措施研究對(duì)露天礦山來說尤為重要。

圖1 某深凹露天礦山開采現(xiàn)狀圖

1.邊坡破壞類型調(diào)查與分析

影響露天采場(chǎng)邊坡穩(wěn)定性的因素主要包括內(nèi)部因素和外部因素。其中內(nèi)部因素主要體現(xiàn)在巖體中層理、節(jié)理、斷層等不連續(xù)結(jié)構(gòu)特性等地質(zhì)構(gòu)造，外部因素主要指受人工削坡、雨水的長期沖刷等改變邊坡外形變化及地下靜水壓力和動(dòng)水壓力、地震、爆破等引起坡體應(yīng)力分布的變化[1]。在上述因素的綜合影響下，露天采場(chǎng)邊坡時(shí)刻都在發(fā)生著局部或整體的失穩(wěn)破壞，對(duì)露天采場(chǎng)的邊坡安全生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，確定影響露天采場(chǎng)邊坡穩(wěn)定性的主要因素有：

1.1 采場(chǎng)邊坡地質(zhì)條件

露天采場(chǎng)邊坡主要是由粘土和巖石構(gòu)成，上部巖石為風(fēng)化巖，極易風(fēng)化導(dǎo)致巖體松散，同時(shí)采場(chǎng)爆破振動(dòng)、削坡生產(chǎn)作業(yè)的影響，邊坡極易形成裂隙從而導(dǎo)致松散破碎，同時(shí)長期在雨水的作用下，粘結(jié)力持續(xù)減小，最終極易形成滑坡。

1.2 水對(duì)邊坡體的影響

水對(duì)露天采場(chǎng)邊坡的影響主要為雨水沖刷和地下水壓力變化產(chǎn)生。隨著開采深度的不斷下降深入，上部有第四系土層受風(fēng)化、雨水沖刷及開挖卸荷等不利因素影響，因邊坡地下水位的增高，加大潛在滑坡面上的孔隙水壓力，從而引起動(dòng)水壓差。在雨水及地下水兩者共同作用下，松散邊坡體的穩(wěn)定性大大降低，部分邊坡體開始出現(xiàn)裂隙，最終導(dǎo)致邊坡滑坡發(fā)生。

1.3 主要外部因素影響

某深凹礦山采場(chǎng)邊坡西側(cè)永久運(yùn)輸?shù)缆罚蓤?chǎng)開采生產(chǎn)的廢石和礦石經(jīng)常經(jīng)運(yùn)輸至排土場(chǎng)或礦石破碎站，隨著臺(tái)階開采不斷的下降，爆破作業(yè)產(chǎn)生的爆破振動(dòng)是引起坡體失穩(wěn)的主要因素之一，爆破作業(yè)后，在永久邊坡坡面進(jìn)行削坡靠界作業(yè)時(shí)，可能因?yàn)槌趯?dǎo)致坡底不同程度的破損，使坡體失去支撐，原有坡面力學(xué)平衡體系被打破，造成局部剪切應(yīng)變和剪切破壞，且上部運(yùn)輸車輛動(dòng)載和坡體的自重致使坡體逐漸演化為連續(xù)的潛在滑面和松動(dòng)裂縫，并加劇各部裂隙間相互貫通，最終引起邊坡整體滑動(dòng)。

2.露天邊坡安全管理措施分析

2.1 邊坡靠界管理

在采場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)過程中，不合理的爆破方式影響邊坡超采欠挖情況的發(fā)生，日常生產(chǎn)爆破振動(dòng)對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響較為嚴(yán)重，因此，針對(duì)邊坡靠界管理采取以下措施：（1）靠界臺(tái)階穿孔作業(yè)工作。嚴(yán)格按照爆破設(shè)計(jì)孔網(wǎng)參數(shù)進(jìn)行穿孔作業(yè)，必須準(zhǔn)確控制穿孔位置及穿孔深度，為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制爆破提供前提條件。（2）采礦設(shè)計(jì)境界現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定。在現(xiàn)場(chǎng)放設(shè)計(jì)境界線，在距離境界線30m范圍內(nèi)必須采取小鉆孔控制爆破作業(yè)靠界，同時(shí)指導(dǎo)采礦作業(yè)人員嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)境界線及邊坡角進(jìn)行削坡靠界作業(yè)，采場(chǎng)局部轉(zhuǎn)彎的區(qū)域境界線點(diǎn)應(yīng)加密標(biāo)定。（3）靠界爆破設(shè)計(jì)及施工。采取100mm～200mm小孔徑控制爆破，按照爆破振動(dòng)的限定值合理的設(shè)置起爆裝藥量，通過相鄰孔逐孔間隔的方式進(jìn)行起爆。根據(jù)不同區(qū)域位置地質(zhì)構(gòu)造和巖石特性不斷完善爆破設(shè)計(jì)，降低爆破振動(dòng)，從而減輕對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。（4）做好靠界邊坡開采的保護(hù)及加固工作。

2.2 實(shí)施削坡作業(yè)

由于露天采場(chǎng)巖層邊坡滑塌破壞導(dǎo)致第四系土層坡面加陡，自穩(wěn)能力低，為保證下方臺(tái)階的正常推進(jìn)靠界和臺(tái)階坡面平順，對(duì)第四系土層實(shí)施削坡作業(yè)，削方坡度1:0.75～1:1.0，削方后在坡頂堆筑安全土擋。為保證永久運(yùn)輸?shù)缆返倪吰路€(wěn)定性，防止邊坡遭受損壞，削坡作業(yè)后采用全長粘結(jié)錨桿及掛網(wǎng)噴射混凝土的方式進(jìn)行加固處理。

2.3 邊坡滑坡位置治理

對(duì)露天礦臺(tái)階邊坡已經(jīng)發(fā)生滑坡情況的，因?yàn)榛麦w呈自然安息狀態(tài)，滑坡穩(wěn)定后在短期內(nèi)一般不會(huì)再次發(fā)生滑坡。為防止繼續(xù)發(fā)生滑坡現(xiàn)象，必須對(duì)兩個(gè)重點(diǎn)位置及時(shí)進(jìn)行處理。第一處位置是滑坡上部出現(xiàn)的近似垂直或反坡的位置，需邊坡角按照35°～40°進(jìn)行做削坡處理；第二處位置是滑坡體的下部，應(yīng)對(duì)散落的滑坡體及時(shí)進(jìn)行清理，并砌筑臨時(shí)的擋墻，擋墻高度1.5m～2m，防止滑坡體滑落采場(chǎng)運(yùn)輸?shù)缆酚绊戇\(yùn)輸車輛安全。為了避免連續(xù)降雨導(dǎo)致滑坡體再次滑坡，可采用塑料布覆蓋滑坡體的方法，防止雨水再次進(jìn)入滑坡體。

2.4 控制爆破

露天礦山永久邊坡的穩(wěn)定性與爆破振動(dòng)以及靠幫爆破方法關(guān)系有關(guān)，根據(jù)總結(jié)采場(chǎng)實(shí)際爆破生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，普通邊坡爆破對(duì)礦山邊坡穩(wěn)定性的影響損壞較大，微差爆破、預(yù)裂爆破、光面爆破等控制爆破對(duì)邊坡穩(wěn)定影響相對(duì)較小[2]。如果爆破參數(shù)設(shè)置及爆破裝藥量不合理，對(duì)不穩(wěn)定邊坡、處于極限狀態(tài)下的邊坡影響較大，極易誘發(fā)邊坡巖體滑塌。根據(jù)有關(guān)研究表明，大中型普通爆破產(chǎn)生的振動(dòng)導(dǎo)致永久邊坡穩(wěn)定性降低15%～20%。對(duì)于地質(zhì)條件差、巖土強(qiáng)度低或者高陡邊坡而言，當(dāng)爆破振動(dòng)超過預(yù)定數(shù)值時(shí)，邊坡可能發(fā)生局部滑坡或者大面積坍塌，采用爆破振動(dòng)較小的光面爆破或者預(yù)裂爆破技術(shù)可降低邊坡滑坡的發(fā)生。上述控制爆破后坡面形成明顯半孔孔痕，且坡面平滑，可以減少邊坡清掃及維護(hù)投入的人力和物力，對(duì)邊坡的穩(wěn)定性而言是非常有利的。

2.5 采場(chǎng)邊坡的日常維護(hù)與檢查

對(duì)露天礦采場(chǎng)邊坡的安全管理，首先要制定行日常及特殊巡查制度，加強(qiáng)對(duì)采場(chǎng)已有邊坡的巡視及檢查，發(fā)現(xiàn)邊坡存在異常，應(yīng)及時(shí)采取措施或者制定方案及時(shí)進(jìn)行處理。對(duì)重點(diǎn)部位及重要設(shè)備設(shè)施上方的邊坡應(yīng)加強(qiáng)管理，增加邊坡清巡查的頻次，防止自然災(zāi)害對(duì)邊坡產(chǎn)生的嚴(yán)重影響[3]。

2.6 治理邊坡截排水

如果露天礦邊坡巖體中存在裂隙水，會(huì)對(duì)邊坡產(chǎn)生靜水壓力，從而不連續(xù)邊坡巖體的抗剪切強(qiáng)度減弱，導(dǎo)致邊坡滑坡情況的發(fā)生。汛期強(qiáng)降雨天氣，短時(shí)間內(nèi)雨水集聚，形成地表徑流，地表徑流匯集沖刷邊坡的坡面。因此對(duì)采場(chǎng)地下水及坡面匯水情況應(yīng)定期進(jìn)行分析及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，減輕地下水及地表匯水對(duì)邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響，保證邊坡穩(wěn)定。

3.結(jié)語

采場(chǎng)邊坡安全管理貫穿露天礦山生產(chǎn)全過程，對(duì)露天礦山邊坡的安全防護(hù)及治理工作就顯得尤為重要，結(jié)合礦山實(shí)際生產(chǎn)情況，各露天礦山應(yīng)加強(qiáng)對(duì)邊坡穩(wěn)定性因素及潛在風(fēng)險(xiǎn)的研究，通過制定嚴(yán)格管理制度及采取有效邊坡治理措施，保證露天礦山的邊坡穩(wěn)定，時(shí)刻防范邊坡滑坡及坍塌事故的發(fā)生，對(duì)人民的生命安全負(fù)責(zé)。