浅谈露天矿边坡管理.pdf

鼹 可 ， 辽堆 ， ， ， 歹 一 ， 乎 f 浅谈露天矿边坡管理 白银有色金羁公司 ， 西彭_遮 一 ～ ．． 鼋 ， 事 提要 本文从白银露天矿1边坡管理的生 宴眨出般， 盟结了其苗理的婪验和教 挺出了露 天矿 山 迫坡安 管 理的填 式 与基 本方法 ． 一 、边坡失稳造成 的损失 露天矿 山边坡管理是露天矿 山开采 过程 中 自始至 终应 当引起 高度重视 的一 个问题 。 边 坡管理得好 ，生产 就能顺 利进行 ，安 全也 有 保障J否 则，生产就 要受到影 响，安 全也 要受到威胁，严重时甚至造成生产停顿，发 生重大人身和设备事故。国内外露天矿山因 边坡失稳，造成滑坡事故的例子是很 多的。 如捷克斯洛伐克的东摩拉维西粘土矿，曾 因边坡全面失稳，产生整体滑坡，结果掩埋 了一个村庄，死“2 0 0 0 多人I又如 美国怀 俄 明州的一个高岭土矿 ， 曾发生 滑 落 量 达 3 8 0 0 万m。 的特大 型滑坡，堵塞 了附 近一 条河 谷，使上游形成一个6 0 m长的湖泊，导致 整 个矿山报废 。1 9 8 1 年 6 月，我 国攀技花钢铁 公 司石灰石矿 ，也 发生 了一 次大 的 滑 坡 事 故 ，滑体覆盖了采场 的一 半 ，切断 了东西 运 输通道，使经过十多年建设起来 的 采 场 瘫 痪，造成了极其严重的后果，白银露天矿是 我 国 的一个大 型有 色露天矿 山， 三 十 多 年 来，共发生大小滑坡事故数十次，较大规模 的滑坡也有八，九起。幸 亏这个矿山平时重 视 了边坡安全管 理，才避 免 了重大 人身 和设 备事故的发生 。据统计 ，历年来该矿处 理边 坡的人工清 理量 约4 7 万m。 ，耗资约 1 1 7 ． 5万 元 表 1列举 了白银露天矿几 次大的滑坡事 故情 况。 二、边坡失稳诸因素 、 边坡失稳，造成滑坡事故，原因是多方 有 色矿 山一 ] 9 9 2 ， 2 丑 吁 面的。既有岩体 的内在 因素 ，也 有 外 界 因 素 。一起 滑坡 事故的发生 ，往往是 由于多种 因素综合作 用的结 果 。其中最主要 的是。边 坡 角偏大 ，设 计得不合理 ，采场地质 构造复 杂 ，变化 多端 ，采 场爆 破 的震动 ，地面和地 下水 的渗入 以及边坡 的几何形 状 等 等 。 另 外 ，生 产中的无计 划采 掘或计划 不 周 的 采 掘，风化作用以及地震等因素，也不 同程度 地影响 了边坡 稳定 。白银露 天矿 对几次大 的 滑坡事故进行 了地质调查、原因分析和稳定 性探讨 ，结果表 明， 白银露天矿 的边坡 角 ， 经过修改后 4 2 ～4 6 。 基本是台理的，而 产生滑坡的根本原因是由于地质 构 造 的变 化，断层，节 理，层理 的出现而造成 的 。当 然 也受爆 破震动 和地下水 的影 响。如 1 9 7 1 年 3月 2 6 日，一 采场南边 坡的滑坡事 故，就是 因为F。 断层破碎带在坡脚 出露，发生 压缩变 形，牵 引上部岩石 滑动 ，断 层附 近和节理发 育 ，岩石破碎而造成 的 。又如 1 9 8 3 年 7月 9 日，一 采场东北边坡 的滑坡 事故 ，也是由于 有 F 。 断层的影响，破坏 了岩体 的完整性 。加 之该地段节 理发育， 岩石破碎 ，岩石又为凝 灰岩，本 身强度低 ，受地下水 的侵 入，使强 度进一步降低。另外，该地段边坡暴露时间 长，有 几次小 的滑坡影响 ，以及露 天和 深部 井下 工程 弼时作业 的影响，因 而造成 了较大 范围 的滑坡 。 三、边坡管理模式及其防治 防止 边坡失稳，避免滑坡事故， 关键是 加强边坡安全管理。白银露天矿 的实 践 证 ～ 23 维普资讯 白银公司蠢天矿几次太的滑坡●故情况 裹t 滑艘时河 J 滑驶地点 f 滑体规模 J 滑艘损失 J 处理方法 j 0 1 年 3 胄2 6日 探--线 1 76 3 ～ l 8 。 I 3 -- 水平勘 顶 宽 6 0 m ． 底 宽 l 5 0 m ． 盏 嚣 祭 慧 甓。 m ， 瑶 7。7 5m 厚 ～ 6 m 高 6 ～ 8 咀 万 元 的安 垒平 台 体 羁2 ． 6 万ms l 9 7 4 年 6 月 一 i 8 果 0 9 场 东 i 8边1 3 城 , 永 ] 7久8 9苎 堑 长 4 0 m 厚 3 ～ 6 m ． 离 暂 时 中 断 生 产 打 抗 滑 桩 8 根 ． 佩 最 士 挡 2 0 2 4 m ．体 积i 5 0 0 m 3 墙保护 坡脚 “9 3 水 平 l 9 7 5 年3 月】 3 日 一 采场 东边坡 ．1 7 5 5 ～ 长4 0 Il l 厚4 ～5 m．高 暂 时中断生 产 2 5 o 目 m ． l ／ 9 9 水 平 ．永 久路垫 2 0 ～ 2 3 m． 体 积2 O O O m 3 慧 茹 。 1 9 7 6 年 ，一 囊 黜芝 群 长 l 4 0 m ． 0 ．5 2 m ． 造 成 下 部 境 界 崆 缩 请 体 堆 现 在 I 7 T 5 平 台 上 r 商 3 6 m ． 体 积 2 5 0 0 ～ 3 0 0 0m j 1日 T 年 l2 月 螽 芝 矗 粱 翠 薹 嚣 雾 品 遣 成 采 婿 下 部 生 产 暂 时 与 采 场 扩 帮 一 并 处 理 中 断 境 界 收 缩 1 9 7 8 年 9 月 嚣 芝 意 蒹 罩 勘 探 线 长 1 5 0 m ． 厚 i 0 ～ 2 D ．Ⅱ 吴 塞 运 输 公 路 ， 停 产 翟 毪 魏磊 使 边 螂 离 7 4 m ． 体 积 l 6 万 111 3 1 9 8 3 年 T 月 9 日 嚣 曩 辜 北 边 坡 ％ ～ 长 9 D ～ l O 0 m ． 厚 i s ～ 切 断 采 婿 东 北 永 久 公 在 南 帮 另 辟 瞎 堑 6 0 ill 高 2 4 3 m 体 积 路 ． 停 产 3 个 月 。 新 辟 0 O 万mI 路堑耗费5 D 多万元 ．凿 戚正在旋工的深部工程 i n 5 东平 以上 采切巷遭 报蛊 ． 损 失矿 量4 0 粤万t 明，边坡安 全管 理可分三 个阶段 来进 行 图 1。首先 是地质 勘探 阶段 。这个阶段工作 蝗 壁． 墨垫 堕璺 鲨苎 些堡． 堡 匾殛亘受区耍堕匝 丽 面 葡 瓦丽西 丽丽 认 真丹 析对 l￡ 旨 理确定 边坡 角 卅 来场重 饔地 段做 l l_ 稳 定性 评价 提m 坡 加固 ， 处理 方案H 。 ’ ’ 。 。 。 。 。 。 。 ’ 。 ‘ 。 ‘ 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 ’ 。 。 。 。 。 。 一I 塞 垫 塑些塑 塑堕 至壁 卜 一 补克射 撵避 一步 搜第 地质 资科 及时确 定各十 地段舶 稳定性 加强诎 垃 鲢耐． 掌 ． 夏 些 里 至 童 皇 塑 哩 塑 ． | j L⋯一一⋯⋯一 ． 围l ■ 夭矿 边墟安全蕾理模式 的好坏 ，对以后边坡 的稳定起着决定性 的作 用 。因此 ，必须 认真做好工程地质和水文 地 质工作，弄清采场岩石的矿物组成及力学特 征 ，掌握 采场 的地 质构造 主要是 断层 、节 一 2 4 一 理、层理和弱面的密度、强度 、空问分布 规 律 走 向，倾向 、倾 角，及 其与 边坡 的 关系 。搞 清地下水源 的分 布与 流向情 况及 对 边坡的 影响，为矿 山设计提供 可靠 的依据 。 第二 阶段是 设计 阶段。正 确 的采场设计应该 是在仔 细分析 研究地质资料 的基 础 上 进 行 的。边坡角的设计必须合理，既要考虑边坡 的稳定性，又要考虑经济效益。减缓边坡角 可以增加边坡的稳定性，但却加 大 了 剥 离 最 ，影响露天开采的经济效益。据计算，一 个倒锥形 的凹型 露天矿 ， 边坡 角每减 缓l 0 。 ， 剥商量几乎增加一倍。增大边坡角虽然可以 减少 剥离 量和剥离 费用，但 却增加 了滑坡豹 危险 ，使边 坡维护费增 加 图 2。合理的 边 坡角应该在考 虑稳定的前提 下，尽可能地 使剥离 费和维护 费最小 。第三 阶段是生产 阶 段 ，逸是随时掌握边坡动 向、及 时 采 取 措 施、 防止 边坡 失稳 、避免 滑坡事故豹重要阶 段 。这个 阶段 ，边坡管理 上的事最多，尤其 是 深 凹嚣天 的后期边坡问题显 得突 出。因此 要进一步 搜集和整 理地质资料 ，进行 补充 勘 有 色矿 山一 1 9 9 2 ． 2 一 蹭置 矿进坡安垒学里 维普资讯 蜚卅 圈 2 边 坡角 与删高费的关系 探 ，以便随 时掌 握采场 的地质构造变化 ，对 各段边坡的稳定性作出正确的评价，用以指 导生产 ，掌 握生产 的主动权 。要 加强边坡监 测 ，及 时处 理边坡上存在 的问题 。要结集并 排除地表水 ，防止 水 流入 边坡岩 体 的 裂 隙 中 ，裂 隙中的地 下水 ，对边坡的滑动 起着推 波助澜 的作用 ，尤其对节 理、层理发育的地 段 ，由 于水 的润 滑作 用，减少 了摩 擦力，加 速了岩体的不稳定性 。另 外，还要 注意 边坡 的几何 形状 。实 践证 明，边坡弯折多 ，则不 利于稳定。当坡面角一定时，边坡愈高也愈 不稳定 。对 于已经 出现 的边坡失稳滑落等现 象，要及时采取削坡减载、人工 加 固 等 方 法 。 生产 中 的边坡防护和 加固的方法很多 ， 需视边坡的具体情况而定 。白银露天矿在生 产 阶段采 取的边 坡防护和 加 固措施 主要有 t 一 是 加强 边坡监 测，矿里 成立 了 边 坡 监 测 组，常年进行宏观和微观 监测 ，宏观 监测着 重 监测边帮表层 动态 ’微 观监 测着 重监控整 个 边坡动向 ，并及 时整理分析 监测数据 ，做 出边坡塌方预报 ，提 前采取安 全防护措旅 。 二是及时修整边坡，矿里组成了一支5 0 多』 的边坡维修队伍，采用人工撬毛、凿岩爆破 等方法 ，专 门清理边坡上 的浮石 ，伞岩 。三 是疏导 雨水和地下水 ，防止水 的破 坏 。采场 上部修筑了排水沟，将雨水拦载引入排洪洞 流出 。对 边坡 上渗 出的地下水则采取疏 导引 流的方式 ，把 这些 水汇集起来 ，用小 水泵排 有 色矿 山一 l 9 9 2 ． 2 ■ 出。四是采取多种措施防止爆破对边坡的影 响 表 2 。五 是进行人工 加固，对 于已经 出现 问题 或有滑坡迹象 的地段进 行 人 工 加 固，以保持 边坡 的稳定 。白银露天矿 人工 加 固的方法 ，针对不 同情 况分 别采取金属锚 杆 加 固，抗 滑桩加 固、混凝 土护 坡 加 固 等 方 法 。当 滑坡 地段 岩层 原理 和层理较 发育 、滑 体呈层状 ，厚度在 3 m以内 时，采用 金 属 锚 杆 加固J滑体 呈层状 且较完整 ，规 模及厚度 较大 ，边坡较 高，下 滑力较大 时，采用抗 滑 桩 加固’岩 石物 理力 学性 质较 差 或 构 造 发 育 、岩体破 坏严重而 又不允许塌 落的地段 ， 采 用块石混 凝土 或混 凝土砌筑护坡加 固。由 于采取 了上述 防护措 施， 白银露天矿开采 3 0 多年来 ，没有因边坡塌落造成重大人身设备 事故和很大 的停产损 失，基本 上保 证 了生产 的顺 利进行 。另 外 ，白银露天 矿的生产 实践 也证明，边坡问题是露天矿生产过程中威胁 较大 的一个 问题 ，但 是边坡 滑落总 是有一定 规律的 ， 并 且事先一 般都有 征兆，因此 ，只 要我们 平时 高度重 视 ，切实 加强管 理，认真 爆破 中的防护措 糟 裹2 序号 l措施名称l 具体要求 将边坡部位穿孔的 f L 网参数缩小3 0 ～ 4 0 曲 ． 控麒药量 缩小药包直径，抒段装药 边坡孔的装药置为正常炮孔装药量自 5 0～ B 0嘶 采用授差爆破 每擞超j 摹 茹量不超过4 ～6 E 每 十微差 段的超 爆炸药 量不大 于【 1 尽量藏少边坡部位斑孔排数 台理安排 将边坡部位的推进滞后于正常工作E 爆破顺序 边艘炮孔一般不超过3 ～4 排 边坡 部位炮 孔尽 量同时起爆 在 髓 篓 褒 壤 忾 采用碱震孔 在装药孔时布减震孔 5 预 裂爆破 上诖 两种方法 蔼台使 用 j 预裂孔距为I ． 5 ， 2 ． 5 一 u I 用条形异经药包 每米装药置I r 转 第4 9 页 一 2 5 维普资讯 三 S蝴M ax 豪 。 ， ～ ～ _、 ～ 一 ⋯． 膏 ⋯ _ 22 雩 ～ L 、 韵 黜 豺 覆 蝻 近 警 一 fs珈越譬 ⋯ ． ’H饿腱堪两增加越快；游摩睇 篓 毒专参 lsf g 斑方法低敞魔排放 矿 蔷盂滩 帚 存在 ’ c 蚶诎 静 一 妻 ． ～ ⋯⋯～ 妻 黧 ⋯鼢 维普资讯