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露天礦開采滑坡的類型、預防及治理

分類:
行業新聞
作者:
鋼諾新材
來源:
洲際礦山
2021/12/27 15:37
【摘要】:
一、露天礦邊坡構成因素 ? 露天礦的開采,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階,多個臺階組成的斜坡就是露天礦邊幫即露天礦邊坡。 露天礦邊坡由臺階、臺階上部平盤、臺階下部平盤、臺階坡面、臺階坡面角、臺階高度、臺階坡頂線、臺階坡底線等構成。 ? 臺階根據其用途可分為工作平臺、安全平臺、清掃平臺、運輸平臺等。最終邊坡是指開采到最終界面的臺階所組成的邊坡。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、維護時間都要相應大幅度增加,不然,邊坡滑落災害將日益突出。因此,邊坡的穩定性越來越成為我國礦山防災的重點之一。 ? 二、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、復合滑坡5種,其中平面滑坡是發生最多的一種滑坡類型。 ? 三、滑坡的原因 ? 邊坡滑坡活動是在多種應力作用下,巖體從變形最終演變為崩落的現象,整個過程可分為三個階段: 邊坡滑坡受多種因素影響,主要分為以下6個方面。 ? (1)確定邊坡角不合理:邊坡角設計過緩,邊坡穩定性較高但增加剝離工作量和成本,但可減少邊坡維護費。增大邊坡角,穩定性較差,剝離工作量和剝離成本減少,但帶來人身和設備不安全。 ? (2)地質因素對邊坡的影響:巖體是由多種巖石所組成,巖體中存在著各種結構面,結構面在巖體中分布和多寡,影響邊坡巖體的穩定性。大量滑坡實例表明,滑坡體的滑動面和邊緣輪廓都是受巖體的結構面控制的。 ? (3)巖體中的地下水:地下水能改變巖石的物理力學性質,在巖體的裂隙中產生靜壓力和浮力作用,地下水在破碎巖體中的裂隙內流動時,這些坡碎巖將受到水的動壓力作用,從而使邊坡的穩定性降低。 ? (4)爆破作用:由于爆破產生的地震可以使巖體的節理張開,甚至使巖石破碎,影響邊坡穩定。 ? (5)邊坡的幾何形狀:露天采礦中,當坡面角不變時,邊坡愈高愈不穩定。當邊坡高度不變時,邊坡角愈大愈不穩定。從水平斷面看,邊坡愈多愈不穩定,這是因為凡突向采場的邊坡易受拉而破壞,不利于邊坡的穩定。 ? (6)影響邊坡的其它因素:有管理方面的因素,如超挖坡腳、在邊坡上部堆置廢石和設備、建筑房屋等,風化作用的影響,地震活動的影響,都會降低邊坡的穩定性。 ? ? 四、滑坡的預防與治理 ? 1、合理確定工作階段坡面角 ? 露天開采時,先剝離后開采,嚴禁掏底部、放上部造成滑坡的野蠻冒險采礦。在工作階段上,需要進行鑿巖、爆破、裝運和地質測量等作業,并隨著回采的推進而不斷移動。 ? 坡面附近的礦巖受爆破震動的影響,常因為階段坡面角過大造成巖石塌落或使平臺寬度變窄而發生事故。為此,在露天礦設計和生產中,必須根據礦山的地質條件、巖石力學性質和采用各種設備的性能、規格尺寸,確定合適的坡面角并規定出最小工作平臺寬度,把剝離、采礦和運輸設備,供電和通訊線路,設置在工作平臺穩定坡面的范疇內。 ? 2、邊坡維護 ? 露天礦邊坡,必須對其進行經常性的檢查和維護,用以保證邊坡穩定,防止災害發生。 ? 建立一支邊坡維護專業隊伍,加強檢查維修,必要時進行人工放坡,鋪上草皮,植上灌木,砌筑局部擋土墻或者預埋防滑坡的木樁。 ? 要設置排水網絡,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置防山洪、防泥石流的阻擋或者疏導的設施。排水網絡包括以下三個部分:地表排水、地下排水、立體排水系統。 ? 在臨近邊坡進行爆破時,宜采用預裂和減震爆破法,減少單孔裝藥量而增大孔數,減少每次延時爆破的炮孔數,以防止因為露天爆破作業而破壞邊坡的穩定性。 ? ? 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,尤其對于事關生命、財產安全的礦區坡體來說,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、預應力錨索擋墻、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。 ? 土質改良:注漿、微型樁。 ? 4、滑坡的監測 ? 對巖石的位移進行監測,可以發現滑坡預兆。對于坡體下面的地下水的活動也要用水壓計來觀察;用測震儀觀測爆破震動的影響,用以獲得邊坡動態。 ? 5、滑坡防治 ? 限制無證開采,嚴禁非法開采;處罰治理強占山頭、山坡的礦點;禁止不開工作臺階,不剝離或邊剝離邊開采的掠奪式開采;嚴禁破壞山坡植被。露天礦邊緣必須設置疏導水流的防洪設施。對邊坡進行機械加固,設錨桿、錨樁。 ? 露天礦在開采過程中,邊坡穩定與否直接制約著礦山的安全,是影響礦山經濟效益的最關鍵因素之一。一般從礦山投產到開采結束,滑坡的影響貫穿始終,所以,對露天邊坡的治理,應一直延續到開采結束,而且其投資巨大。

一、露天礦邊坡構成因素

 

露天礦的開采,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階,多個臺階組成的斜坡就是露天礦邊幫即露天礦邊坡。

露天礦邊坡由臺階、臺階上部平盤、臺階下部平盤、臺階坡面、臺階坡面角、臺階高度、臺階坡頂線、臺階坡底線等構成。

 

臺階根據其用途可分為工作平臺、安全平臺、清掃平臺、運輸平臺等。最終邊坡是指開采到最終界面的臺階所組成的邊坡。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、維護時間都要相應大幅度增加,不然,邊坡滑落災害將日益突出。因此,邊坡的穩定性越來越成為我國礦山防災的重點之一。

 

二、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、復合滑坡5種,其中平面滑坡是發生最多的一種滑坡類型。

 

三、滑坡的原因

 

邊坡滑坡活動是在多種應力作用下,巖體從變形最終演變為崩落的現象,整個過程可分為三個階段:

邊坡滑坡受多種因素影響,主要分為以下6個方面。

 

(1)確定邊坡角不合理:邊坡角設計過緩,邊坡穩定性較高但增加剝離工作量和成本,但可減少邊坡維護費。增大邊坡角,穩定性較差,剝離工作量和剝離成本減少,但帶來人身和設備不安全。

 

(2)地質因素對邊坡的影響:巖體是由多種巖石所組成,巖體中存在著各種結構面,結構面在巖體中分布和多寡,影響邊坡巖體的穩定性。大量滑坡實例表明,滑坡體的滑動面和邊緣輪廓都是受巖體的結構面控制的。

 

(3)巖體中的地下水:地下水能改變巖石的物理力學性質,在巖體的裂隙中產生靜壓力和浮力作用,地下水在破碎巖體中的裂隙內流動時,這些坡碎巖將受到水的動壓力作用,從而使邊坡的穩定性降低。

 

(4)爆破作用:由于爆破產生的地震可以使巖體的節理張開,甚至使巖石破碎,影響邊坡穩定。

 

(5)邊坡的幾何形狀:露天采礦中,當坡面角不變時,邊坡愈高愈不穩定。當邊坡高度不變時,邊坡角愈大愈不穩定。從水平斷面看,邊坡愈多愈不穩定,這是因為凡突向采場的邊坡易受拉而破壞,不利于邊坡的穩定。

 

(6)影響邊坡的其它因素:有管理方面的因素,如超挖坡腳、在邊坡上部堆置廢石和設備、建筑房屋等,風化作用的影響,地震活動的影響,都會降低邊坡的穩定性。

 

 

四、滑坡的預防與治理

 

1、合理確定工作階段坡面角

 

露天開采時,先剝離后開采,嚴禁掏底部、放上部造成滑坡的野蠻冒險采礦。在工作階段上,需要進行鑿巖、爆破、裝運和地質測量等作業,并隨著回采的推進而不斷移動。

 

坡面附近的礦巖受爆破震動的影響,常因為階段坡面角過大造成巖石塌落或使平臺寬度變窄而發生事故。為此,在露天礦設計和生產中,必須根據礦山的地質條件、巖石力學性質和采用各種設備的性能、規格尺寸,確定合適的坡面角并規定出最小工作平臺寬度,把剝離、采礦和運輸設備,供電和通訊線路,設置在工作平臺穩定坡面的范疇內。

 

2、邊坡維護

 

露天礦邊坡,必須對其進行經常性的檢查和維護,用以保證邊坡穩定,防止災害發生。

 

建立一支邊坡維護專業隊伍,加強檢查維修,必要時進行人工放坡,鋪上草皮,植上灌木,砌筑局部擋土墻或者預埋防滑坡的木樁。

 

要設置排水網絡,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置防山洪、防泥石流的阻擋或者疏導的設施。排水網絡包括以下三個部分:地表排水、地下排水、立體排水系統。

 

在臨近邊坡進行爆破時,宜采用預裂和減震爆破法,減少單孔裝藥量而增大孔數,減少每次延時爆破的炮孔數,以防止因為露天爆破作業而破壞邊坡的穩定性。

 

 

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,尤其對于事關生命、財產安全的礦區坡體來說,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、預應力錨索擋墻、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。

 

土質改良:注漿、微型樁。

 

4、滑坡的監測

 

對巖石的位移進行監測,可以發現滑坡預兆。對于坡體下面的地下水的活動也要用水壓計來觀察;用測震儀觀測爆破震動的影響,用以獲得邊坡動態。

 

5、滑坡防治

 

限制無證開采,嚴禁非法開采;處罰治理強占山頭、山坡的礦點;禁止不開工作臺階,不剝離或邊剝離邊開采的掠奪式開采;嚴禁破壞山坡植被。露天礦邊緣必須設置疏導水流的防洪設施。對邊坡進行機械加固,設錨桿、錨樁。

 

露天礦在開采過程中,邊坡穩定與否直接制約著礦山的安全,是影響礦山經濟效益的最關鍵因素之一。一般從礦山投產到開采結束,滑坡的影響貫穿始終,所以,對露天邊坡的治理,應一直延續到開采結束,而且其投資巨大。

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