露天矿边坡的维护与加固.pdf

一 露天矿边坡的维护与加固 白银有色金属公司 牛光临 【 擒要】 论述了 矿山逍 坡曲 维护与 加固 工作是保证豫凹 嚣天矿安全开采必不可少柏重凳措施 其目的是避免人员受伤害。藏少设备损袅 ， 确保获得更好的经济效益． 关键词露天矿边坡加固维护 -厂 一 l ‘ 概述 白银露天矿位于甘肃省白银市北1 ． 5 k in 的山区，有铁路、公路相连，交通方便。矿 区构造发育，片理化明显，蚀变强烈，矿体 围岩以石英角斑凝灰岩为主，兼有灰绿岩和 千枚岩。矿床属黄铁型铜矿，矿石有块状铜 矿及硫铁矿等，并含有金银等 贵重金 属 及 镉．锗，钯，铊等稀有元素，该矿是具有极 高开采价值的矿床。 、 一 采场 折腰山矿床东西长 1 3 2 0 m ， 南北宽6 0 0 m，二采场 火焰山矿床东西长 i 1 5 0 m ，南北宽5 8 0 m ，两矿体大致平行赋存 于地下， 相距约5 0 0 m 。开采深度分别为2 8 4 m 稆2 7 4 m ， 但一采场开采的矿石及金属量分别 约为二采场的 4倍和 3 倍。 白银有色金属公司露天矿于1 9 5 6 年 3 月 开始基建，于1 9 5 8 年l 0 月投产，1 9 8 8 年 4月 闭坑。3 O 多年的开采实践说明，矿山边坡的 长期监测，维护和加固工作是保证深凹露天 开采矿山安全生产和开采到预 期 位 置 深 度、宽度等必不可少的重要措施。矿山边 坡的维护工作，首先要从布孔参数，爆破方 法，采掘等生产工艺上着手，采取有利于边 坡稳定的防护措施，使永久边坡的整体性及 稳定性少受破坏。同时，要坚持对边坡的长 期、系统地宏观种微观监测，开展岩石力学 与工程地质调查研究工作，掌握 边 坡 的 动 一 2 2 一 向、岩体结构及稳定况状，以便为做边坡塌 方预报及其加固工程方案提供定性定量的数 据和资料，耳的是避免或减少人员伤害及设 备损失，保证安全生产，并获得更好的经济 效益。 白银露天矿，在生产采掘过程中，尽管 对穿爆等生产工艺采取了许多有利于边坡稳 定的技术措施，但是逐年开采形成的大面积 高边坡 见图l 和图2 ，由于长期受风化， 水蚀、爆破振动等外界因素的影响，以及岩 石性质和地质构造等内在因素的影响，对长 期暴露在步 } 的边坡稳定均能产 生 一 定 的破 坏，所以在整个开采过程中，特别在矿山的 中后期，边坡发生不同程度、不同形式的滑 坡、塌方是难以避免的。为保证矿山应具备 的生产技术条件和持续、稳定的生产能力， 则应依据滑坡地段所处的位置、滑坡规模及 滑塌机理等不同情况，采取不同方式治理、 加固。 白银露天矿，加固治理边坡的方法，大 致归纳为下列几种。 1 ． 1 酗坡减载 对 已滑埘的浮石或悬岩，通过有控制的 爆破及人工清理进行削坡减 誊 放 缓 边坡 角，使之边坡处于相对稳定状态。此法简单 易行，但仅能治理 边坡表层。 1 ． 2 修改开拓运输系统或缩小开采境界 此法是对 边坡塌方严重的地段，在清理 有色矿山一1 9 9 7 ． ／ ＼ 9 r 维普资讯 圈l 一采场Y 2 4 1 0 0 横剖面 圈2 二采场Y 2 3 8 0 0 横剖面 方量大，处理工期长的情况下，所采取的避 让措施。该法势必造成 “ 压矿”和缩短开采 年限的后果。因此，采用此法时，需要进 行 技术 经济综合权衡。 1 ． 3 边坡加固 对已滑塌的边坡清理后，实 施 加 固工 程，使其边帮整体 局部维持相对稳定状 态，可望保持露天开采境界不变。 以上三神方法，自银露天矿在井采过程 中均采用过，而且取得了较好的技术经济效 果。现就 边坡加固方式谈几点具体看法。 2 金属锚杆加固 对子岩体的片理和层理较发育的地段， 其滑体是层 片状，厚度 在 3 m 左右， 采 用金属锚杆加固法为宜0 坡面浮右清除后，在滑体坡面适当部位 布置锚杆孔位，成孔后插入锚杆，在露出的 一 端以螺帽紧固。锚杆长度视 滑 体 深 浅而 定，一般为2 ～4 m，锚杆网度视滑体大小、 厚度而定，一般为1 ． 5 m1 ． 5 m或2 m x 2 m．。 该矿使用的是 3 2 m m楔缝式锚杆。 这种 露天矿遗坡柏维护与加固牛光1 薅 邮辑7 s o 9 o o 一 2 3 维普资讯 锚秆经拉拔试验证四；锚 秆 力 可 达 I ． 5 ～ 2 o t 1 根。 目锚扦鲢午受拉欹l态时， 它的抗滑力 不仅是锚杆本身的抗剪强度，还增加了滑面 摩擦力，所以它的锚固效果较好，如能在孔 壁与锚杆间充填混凝土，其锚 圄效 果 会更 好。在一定条件下，采用楔缝式锚杆加固边 坡 用管缝式锚杆强度较差是 一 种 速 度 快，成本低，干扰小 及不增加边坡负荷的 有效措施。如该矿一采场东帮的1 7 7 5 1 7 7 9 边坡，采场南部中段的1 7 9 0 1 8 1 6 边坡的 一 些地段，是采用此法锚固而阻止滑落的。 3 抗滑桩加 固 对于滑体较完整、规模及厚度较大、有 滑动趋势的边坡，可采用抗滑桩加固法，增 强边坡的稳定性。 抗滑桩加固的桩距、孔深 及 排 数 等参 数，应视每延米岩体的下滑力与抗滑桩所具 有的抗剪强度而定。为使桩距不致于过密， 防止可强出现人为的弱面，根据需要布置成 单排或多排孔，但埋设深度一定要通过岩体 弱面，使抗滑桩固定在稳固的岩体上。 该矿采用的是以4 6 k g ／ I ll 准轨傲抗滑桩， 其抗 拉 强度 为 8 o o o k g ／ c m 1 k g ／ c m 。 0 8 ． 0 6 6 5 k P a ，抗剪强度4 8 0 0 k g ／ e J n t 。但 若孔径允许和需要，采用s o k g ／ m重 轨傲抗 精桩亦可。 施工时首先清理现场，确 定 孔位并钻 孔，然后将钢轨放入孔内 地表要 露 出l m 左右轨桩 ，再 浇 注2 0 0 ～2 5 0 混 凝 土固 定。如皋有必要，同时从坡揖筑起混凝土挡 墙，增加抗阻强度。由此可见 抗滑桩加固 法不仅耗料多，工期长，造价高，而且施工 中要求具有相当好的机械设备和高水平的技 术力量，并要有一定的施工 作 业 平 合。但 是，这种加固工程对阻止整体 局部边坡 的滑动是较为有效的措施。因为它既能护住 坡脚不受风化，水蚀的损坏，又能增强边坡 根部的阻力，有助于边域稳定，例如，该矿 一 栗场，东端帮的l 7 7 5 平台，1 7 8 7 平台先后 打下百余根钢轨抗滑桩，经实践检验，对保 护上边的永久运输公路和边帮稳定性，起到 了重要作用。 4 混凝土护坡加固 在岩石物理力学性质差、 地 质 构 造发 育、岩石破碎严重而又不允许继续塌落的边 帮地段，如运输公路必须在其上方经过或上 面有构筑物需要保护的地段，将此段边帮稍 加清坡后，采用块石混凝土砌筑和混凝土护 坡加固法效果较好。 施工时首先请坡备料，然后从下一平台 或从坡亩某处较稳定的基岩上，自下而上地 用块石或混凝土砌筑。至于砌筑 的 坡 面 形 式。平面斜坡或阶梯形均可，视施工坡面及 承载情况而定。砌筑坡面加固时，亦可根据 需要适当配八钢筋，增加强度和牢固性。 采用混凝土护坡加固边坡 的 优 点 是， 1 施工简单、材料易得J 2 可保护 坡面不再受风化水蚀的破坏，防 止 边 帮 垮 塌| 3 可加宽上面的公路或平台，并同 时筑起路肩挡墙，整体性安全性好。但是， 此法的工程造价较高，工期较长，施工中对 生产的干扰较大。例如该矿一采场东郝永久 性公路下面的边帮，有两处是采用此法加固 加宽的，实际效果良好。 至于长锚索加固法，化学注浆加固法也 可因地斛宜地运用。 上述几种加固方法，视具体情况单独使 用或联合使用。白银露天矿8 e 年来的生产实 践说骐，这些加商法，取得 了比较理想的技 术经济效果。 ． ， 5 几点认 r 1 边坡的维护与加固，在矿山开展 岩石力学和工程她 质的调查研究与应用工作 中，对指导矿山安全，持续生产和边坡管理 与治理，具有重 要的实际意义。 。 一 2 4 一 有卓矿l I } 1 8 维普资讯 房锡石多金属硫化矿选矿实践 ． 3 、 石 高的特点 采甩简化工艺流程． 更新药齐 f 翩度殛调整产品结构来提高避 回收率． 关 ，丝 髓重 力 浮 选 1 前 言 若锡卡房采选厂曾经是处理残坡积砂锡 矿的重选厂，近年来，随着 原 矿 资 源的变 化，砂锡资源逐渐消失，继丽出现的是复杂 难选的锡石多金属硫化矿。为了适应原矿性 质的变化，该厂于1 9 9 4 年建雇了日处理1 6 0 t 盼锝有多垒属硫化矿选矿厂。经过两年多的 生产调试，进行下流程结构方面的探索，多 种药衬帮度的试验，产品结构的调整，目翦 生蟹选矿指标已选同类选厂的中等水平。其 中锡回收率为5 5 ～目 0 ％， 锕回收率为6 5 ％ ～7 6 。在生产实践中，我们掌握了一些锈 石多金属硫化矿选矿的特点，在改进工艺流 ■一、 ， ‘ j Jt j L 、 ， ‘ f 缴 程方面探索出了一些新路子，获得了该类型 小选厂投米管理的一些经验。 一 - 2 原矿性质 该厂原矿是锡铜共生的多金属矿l悻， 。 璃 岩浆期后锡石多金属硫化矿床。矿体产予花 岗者接触带，组成矿石的盒属矿物主要为黄 铁矿，磁黄铁矿、黄铜矿、锡有 毒砂 ， 斑 铜矿等。脉石矿物主要有石英、方解石， 。 萤 石、透辉石、石榴子石、符 山 石 、 。 绿 混右 等。多元素分析 为 I C u 1 ． 4 ，s n 1 ． 0 ， S 1 0． 2 ，As 1 ． 5 ， F c 2 8． 0 ， Ag z s g ／ t ， 。 A u 0 ． 2 g ／ t 。锕，锡物相分 析 见表 。 1，衰 2。 ⋯ ⋯ ⋯ ． ⋯ ． 露天矿在开采过程中，采取积极 的技术措施维护与加固边坡，是一项应长期 坚持的工作。该矿一采场、二采场的实际开 采深度分别为2 8 4 m和2 7 椰 ，比原设 计 分别 延深 m和 4 8 m，共多采出锕 矿 石3 6 0 万t ， 铜金属5 ． 8 4 万t ； 延长矿山开采寿命6 年， 对白 银公司韵生产、 经营发展， 做出了重要贡献。 3从白银 嚣天矿的开采实践看，边 坡遭受破坏乃至发生不同规模塌方的主要原 因有 3 个。一是边坡岩体构造本身存在着诸 如滑面 破碎带，节理裂晾等弱面，进行开 采活莉后地应力的均衡性受封破坏，时问长 了势必塌落}二是矿山在开采开程 中 长斯 受爆破振动和爆破冲击波的影响，对边坡岩 体相对稳定的结构面造成破坏丽导致塌方} 三是大气降水和地下水对边坡岩体稳定性造 成的危害 水獍如润滑剂，水的浸蚀 无疑会 降低岩体的随摩擦力丽加 速边坡措 塌， - 羁 此；对地下水 大气降水要有约束的疏导 对维护边坡稳定太有益处，如修建地表截批 水工程，地下截水平巷和边坡内的引水涵洞 等，以提高边坡的稳定性。 。} 房镑石乡金属硫化矿选矿实陡李正辉 邮霸e 6 I 4 。 ～ ～ 维普资讯