露天开采边坡滑坡治理探讨(1).pdf

] 一} 露天开采边坡滑坡治理探讨 ． 永平铜矿温兴钦 ． 赢 【 摘 要】 提 出 了 露 天 开 采 边 坡 滑 坡 治 理 中 ， ． 磊 ； 磊 项 工 作 ． 并 对 永 平 铜 矿 边 坡 渡 治 理进行了探讨 关 键 词 露 天 开 采 边 坡 滑 坡 治 理 年 毛 7 AN AH oACH To TRB E NT oF S Ⅱ E S L oP E S S LⅡ G J oP E N HT M J I NG Y o n g p l n g Co p p e r Mi n e W e n X i n g q i n 【 A B s T R A c T】s ．Ⅸ a r e a s o f s id e s lo p e s in g[1 t t mo l t s h o u l d b e c o n s i d e r e d i n 0 p e np i t mi ni n g a n d t h e t r e a t me n t o f s i d e sl o pe sli d i n g Wa S d i s c u s s e d in Y o n g p ing C o p p e r Mi n e ． K EY W OR DS t Op e np i t mining S i d e s l o p e s S l o pe sl uing t r e a t me n t 1 前 言 露天开采边坡滑坡和井下开采产生地压 现象相似，随采而动、随动而垮。尤其随着 台阶下降，高差和暴露面不断增大时，边坡 滑坡成了不可抗拒的规律，若不及时加以治 理，势必影响着深部台阶开采和作业人员、 设备的安全。因此，边坡稳定对露天矿的安 全与生产密切相关，所以边坡滑坡治理要引 起管理人员、工程技术人员的高度重视。 2 边坡滑坡治理必须要 弄懂弄通的问题 边坡下滑，必须及时治理，否则后患无 穷。到底怎么治理，也是个系统工程，必须 环环相联，节节相扣，不论在哪个环节上出 差错，都会引起连锁反应，影响后果，所以 必须要弄懂弄通六个问题。 一要分析产生滑 坡的原因；二要探明滑动体区域工程地质 、 水文地质条件及滑动体空间形态和位置；三 要确定治理滑坡原则；四要选择治理滑坡最 佳方案；五要制定治理滑坡顺序；六要规划 治理滑坡时间。 2 ． 1 分析产生滑坡原因 根据通常规律， 滑坡大体上有四个原因。 一 是露采高差和暴露面增大，由于岩石自重 的缘故，随采而动，随动而垮现象是不可避 免；二是当边坡处在接触带、 破碎带软弱岩 层，断层和岩体节理、 裂隙比较发育状态时， 边坡岩体中存在着结构面和潜在滑面现象； 三是大气降水渗到岩体节理裂隙中去 ， 使岩 体体积膨胀 、 破坏了岩体自身稳定性，产生 滑动；四是爆破震动作用，产生张裂断裂面， 形成大量的次生节理，导致岩体破碎， 对边 坡稳定也有一定的影响。 2 ． 2 探明滑动体区域的工程地质、水文地质 情况及其空间形态和位置 为了深入证实滑动原因正确与否，就必 须要摸清滑坡区域的工程地质和水文地质， 进一步确定滑动体的范围 、 走向、 倾向、 倾 露天开采边坡滑坡治理探讨温 钦 【 邮编3 3 4 5 0 6 维普资讯 角和其空间形态、位置以及滑动体的淄在出 口处和着力点，这是治理边坡滑动的必须要 做的前期准备工作。 2 ． 3 确定治理边坡滑坡原则 治理总的原则是复盖防渗 、排水疏干、 加固抗滑、削坡减载、植被护坡 “ 二十字方 针 2 ． 4 选择治理滑坡最佳方案 根据需要选择最佳治理方案，能灵活应 用 “ 四个结合” 、 “ 四个为主 ” 可有效治理边 渡滑坡 。 1 软硬结合， 以软为主。水泥高压注 浆 称为硬复盖能起防渗作用，但当岩体 发生位移时， 会重新拉开裂晾或破碎， 起不到 防渗作用， 所以在水泥浇灌之后．必须加盖 1 o ～2 0 c m的粘土黄泥 称为软复盖 。因为 黄泥本身也具有防渗透功能， 同时也可以作为 今后植被之用。当然有条件时， 在黄泥下面 加一层土工布或塑料薄膜． 防渗效果将会更好。 所以两者必须结合可以相互扬长避短。 2 用钻孔排水和坑道排水相结合，要 以坑道排水为主。钻孔排水施工方便且成本 低，但单凭一孔之见来了解边坡的工程地质 和水文地质可靠性程度是不够的。为了全面 掌握边坡的工程地质和水文地质情况，同时 还利用巷道来打锚杆或锚索加固边坡以及利 用巷道浇灌挑梁用来抗滑，坑道的作用要比 钻孔的作用好，因此两者结合的同时，必须 要以坑道排水为主。 3 用挑粱加固抗滑和用锚杆或锚索加 固抗滑相结合， 以挑粱加固为主。 加固抗滑方 法很多， 有打抗滑桩、 上锚杆锚索等。根据矿 山的实际出发 ， 在有的区段台阶已垮情况下 就必须浇灌成一条人造台阶。 这样做的目的， 一 方面保护边坡， 另一方面可将上部脱落松石 挡在人造台阶上。如果台阶容纳不了垮下松 石时． 可以在人造台阶开设漏斗，将多余松石 通过漏斗放到下个台阶铲装走，这样不会直 接滚到下个台阶，影响人员设备作业安全 ， 同时也可以起支撑加固边坡作用。而人造台 阶的固定，除了两根锚索固定之外，更重要 的是挑梁中的钢筋拉住人造台阶固定，因为 挑梁的本身不但能挑住滑动体不下滑，而且 能拉住人造台阶。由此可见挑梁的功能要比 其他方法加 固好 ，所 以加固要 以挑梁 为主 。 4 喷锚网、 锚杆、 锚索护坡、 浇灌挡墙 护坡和利用自然安息角护坡相结合， 要以自然 安患角自然护坡为主。治理边坡滑坡的最后 一 个环节就是植被护坡。因为复盖防渗、排 水疏干 、 加固抗滑 、消坡减载完成之后不等 于今后边坡表面或滑动体表面不风化 、 不破 碎 不松散、不脱落，用钢筋棍凝土浇灌成 一 条人造台阶， 就是为了把夸后预测会垮落岩 石 土留在台阶上， 并形成自然安息角， 起 自然保护边坡作用， 待边坡稍微稳定后， 又可 以在其表面上植被进一步加固、保护边坡。 2 5 治理滑坡要自上而下，先难后易 治理滑坡自上而下是为了施工方便和安 全出发，如果工程质量不出问题，可以确保 台阶以 下人员 设备安全。反之，自 下而上， 则施工人员风险性大，而且当工程进度达不 到要求．一旦顶部边坡发生片帮时，不但会 击毁正在施工的工程，还会影响下部台阶作 业人员和设备的安全。先难后易，就是要善 于抓主要矛盾 ，其他次要的 、无防大局就要 放缓一步，不然会贻误大局，一事无成 。难 易程度这就要具体问题作具体分析，比较正 确地划分出难易地段和区域，然后选择好治 理方案有的放矢。 2 ． 6 治理边坡要宜早不宜迟．宜快不宜慢 俗话说 “ 小洞不补，大洞难堵” ．治理 边坡也一样，一旦出现边坡滑动现象．不论 滑动面大小，危险程度如何，一定要抓住不 放，并及时给予治理．千万不能久拖不决． 酿成大祸，否则，后患无穷。 3 永平铜矿边坡滑坡 的治理探讨 一 8 一 有色矿山l 9 9 8 增刊 维普资讯 永平铜矿是江西铜业股份有限公司的主 要骨干企业 ， 是全国第二大铜硫矿山 ， 也是近 几年来全国效益最好的矿山之一。但从 1 9 8 5 年投产以来， 近 l 2 年时间， 消耗储量仅为总储 量的 1 ／ 6 ， 就出现边坡滑动现象。虽然在 1 9 8 9 ～ 1 9 9 3 年已在 0 ～ 勘探线上进行了治理 但问题尚未彻底解决 { 从 7 向南约5 0 m及 9 线向北约 5 0 m共长约 2 0 0 m ， 如图所示。 邑 I } 表 币 人造 台 阶 表示已垮坡部分 表示要清理和削坡部分 附图滑坡示意图 从 1 7 8 m台阶至 2 2 6 m台阶共垂高 4 8 m 出现滑坡现象， 而且逐渐向两侧和深部 1 7 8、 1 6 6、 1 5 4、 1 4 2、 1 3 0 m台阶漫延、 严重影响 着人员和设备的安全。 如不及时治理，影响到 今后终结台阶 一1 3 4 m 的开采， 情况比较 严重 。 3 ． 1 永平铜矿边坡滑坡的原因 永平铜矿边坡滑坡原因比较复杂，大致 有五个原因。 3 ． 1 ． 1 破碎软弱岩层是滑坡的主要原因 7 ～9 线变质石英砂岩局部夹千枚页岩 ， 出露的范围与滑动体范围大体一致，从出露 的中石炭系 c Y 地层在构造应力作用下， 破碎严重，充填的泥质胶结体吸水后呈可塑 性，力学强度低，而本身的层状破碎结构， 整体强度也低。尤其在千枚状页岩中，呈徽 磷片状定向排列，与微层理一致，遇水具有 滑感。 C 2 Y 地层走向近南北 倾向东，倾角 50-- 67。 ，陡于总体边坡角，石炭系 C 2 Y夹 于上下混合岩之间，局部与 C u S 接触，底段 接触面尤为破碎 。 3 ． 1 ． 2 岩体节理裂隙发育是滑坡的内因 本区段节理裂隙较发育 ，较大 断 层 为 F 3 、F 3 { 。但倾角较陡，在 2 5 0 m 台阶以下 的倾角平均为 7 6 --8 0 。，F 3 3 断层对滑体的 底部滑动面有局部影响，但 F F s 4 对滑体 形成不起决定作用，滑体左右两侧、滑体后 缘中石炭系C Y与混合岩接触面和前端中石 炭系中的节理裂隙发育是滑坡的成因。 3 ． 1 ． 3 水的渗透作用是滑坡形成的重要外因 之一 本区域雨量充沛，地下水主要来自大气 降水补给，夹于上下混合岩之问的中石炭系 地层 c Y强风化带裂隙多为粘土充填 ， 透水性弱，渗透速度为 O ． 0 0 4 7 m ／ d ， 混合岩 的渗透速度为 O ． 0 2 9 --6 ． 6 1 m ／ d ，比中石炭系 层 C 2 Y 的透水性强得多，从混合岩断层 破碎带及节理裂隙中渗入的地表水，部分在 C 2 Y地层富集起来，对 C 2 Y本身起润滑、膨 胀作用，再缓 嗄 排泄 。 水的作用不仅降低了 岩体本身的强度而且产生的水的压力都是造 成滑坡的重要外因。 3 ． 1 ． 4 爆破震动是造成滑坡的重要外因之二 靠近边坡爆破和预裂孔的爆破不论药量 多少都会对边坡稳定带来影响，尤其在药量 较大，时间差较小时，更会对边坡稳定产生 破坏和影响 。 3 ． 1 ． 5 老窿矿 即粉矿和高岭土地段对滑 坡起推动作用 从每年出矿中可以看出，永平铜矿粉矿 占总矿 1 ／ 4 ， 而多数是在 7～9 线范围内， 这些矿是过去民采时遗留下来的残矿，而绝 大多数属于氧化矿，属于松散体，它们不打 自倒，更经不起爆破震动的冲击。伴生粉矿 一 起的北端即 9 线附近，又是很大一块长 5 0 m ， 高4 8 m ， 厚 1 0 --4 0 m左右的高岭土，它 们和粉矿同样具有很强的吸水性，但透水性 很差，当大气降水时，几乎达到饱和状态． 这 露天开采边坡滑坡治理探讨温兴铁 邮编 3 3 4 5 6 维普资讯 就加重了边坡的承受能力，当承受能力达到 极限时，就会失去平衡，产生滑坡。从现场 看， 7 ～9 线之间约长 6 0 m ．宽 4 0 1 3 m，厚 4 8 m滑坡 ．就是此原因造成 的。 3 2 永平铜矿的工程、水文地质情况 永平铜矿工程地质情况①地层岩性 滑坡区域出露的地层岩性较复杂， 岩体破碎， 局部变质强烈。②岩体结构特征本区段断 层主要与 7 勘探线斜交的F s 断层及 F s 。 断 层对边坡稳定有危害。水文地质情况、矿区 裂隙发育及富水性．大致有四个含水带风 化裂隙含水带；石炭二叠系采空区岩溶含水 带；石炭二迭系岩溶含水性；石炭系裂隙含 水带。而风化裂隙含水带和石炭系裂隙含水 带对边坡稳定性有严重的影响。 3 3 深入了解、掌握滑动体产状要做坑探、 钻探工作 工程地质、 水文地质情况仅仅从 7--9 线地质平面图、剖面图和现有资料及现场调 查还是不够的，为了深入了解、掌握滑坡区 域工程地质和水文地质，必须加以坑探和钻 探。比如在 1 7 8 ，2 0 2 m台阶打3 ～5 条巷道． 1 7 8 --2 2 6 m台阶打 8 1 0 个钻孔．然后加以 编录和注水实验，可以更全面地掌握情况， 为下步治理提供科学依据。 3 ． 4 对滑坡治理的原则 永平铜矿边坡治理原则上同于其他矿山， 即防渗复盖， 疏干排水、加固抗滑、削坡减 载、植被护坡五管齐下的 “ 二十字方针 ” 。 3 ． 5 对 7～9 线滑坡治理的具体方案 治理方案的选择取决于产生滑坡的原因。 根据上述得知，永平铜矿 7 ～9 线滑坡有五 个原因。其中第五个原因比较特殊，没有代 表性，但不能忽视．因为在永平铜矿，由于 粉矿和高岭土引起滑坡，占有一个的比例和 影响，必须加以认真对待。从总体而，不论 什么地方 ，什么原因产生滑坡其治理原则离 不开 “ 二十字方针 ’ 治理方案离不开 “ 四个 结合 ．T’ “ 四个为主 ’ 为了便于掌握和治理， 我们把 7～9 线大致分三种类型。第一种属 于削坡减载型；第二种属于清坡加固型；第 三种扩大境界植被型。削坡减载范围在 线 左右两侧，约6 0 m长，4 8 m高，治理办法要 把已垮成 “ 老鹰咀 ” 或 “ 狗头脑 ” 形的削去， 以减轻边坡的承受能力如附图所示；清坡加 固是指在 7～9 线之间，长8 0 m， 高 8 0 m , 由于 2 0 2 n l 台阶已垮，必须加以清理，同时 给予加固， 必要时要制造一条人造台阶， 如附 图所示；扩大境界、植被，主要在 9 左右两 侧．长 6 0 m、 高 4 8 m ，由于属于氧化矿和 高岭土地段，单靠削坡减载和加固解决不了 问题， 关键要扩大境界放缓边坡， 形成台阶， 植 被护坡如附图所示 9 线以北 即右方 。 除 了以上各自的治理方案以外 ， 它们共同的治理 方案是①防渗复盖， 要以软复盖为主；②疏 干排水， 以钻孔排水和坑道排水相结合， 要以 坑道排水为主， 同时里外并举， 外排先行， 清浊 分流， 以清流为主③喷锚网加固护坡、 放缓边 坡角， 自然护坡和植被护坡并举， 要优先考虑 植被护坡；④控制爆破药量 ， 延长微差时间 减轻震动；⑤必要时分别在 1 6 6 ，1 5 4 、1 4 2 m 台阶， 打抗滑桩连成箍体， 并以挑梁拉住来稳 定 1 7 8 、l 5 4 m台阶 ， 确保矿山安全与生产。 这五条措施， 要统筹考虑，区别解决。 3 ． 6 治理顺序和时问 永平铜矿治理滑坡顺序，从作业人员安 全和治理工程质量出发，一定要从上而下， 不宜从下而上；范围方面宜大不宜小，宜长 不宜短。比如在防渗复盖方面，应该从山脊， 地表开始，最低也要从 2 7 4 m台阶开始复盖 防渗，清浊分流，植被护坡也如此，从远到 近、 从高到低。 在治理时间上，宜早不宜迟、 宜快不宜慢。 4 结 论 对于边坡滑坡治理，无论在何地何时何 种类型 ，只要遵照 “ 六个要 ”和关键的 “ 二 十字” 方针治理原则，统筹研究、 综合治理， 因地制宜 ，区别对待，问题是不难解决 的 。 有色矿山1 9 9 增刊 维普资讯