礦山滑坡的預(yù)防與控制

1、礦山滑坡的預(yù)防與控制 露天礦在開采過程中，邊坡穩(wěn)定與否直接制約著礦山的安全，是影響礦山經(jīng)濟(jì)效益的最關(guān)鍵因素之一。一般從礦山投產(chǎn)到開采結(jié)束，滑坡的影響貫穿始終；所以，對露天邊坡的治理，應(yīng)一直延續(xù)到開采結(jié)束，而且其投資巨大。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(hù)時(shí)間都要相應(yīng)大幅度增加，不然，邊坡滑落災(zāi)害將日益突出。因此，邊坡的穩(wěn)定性越來越成為我國礦山防災(zāi)的重點(diǎn)之一。滑坡的類型一、平面滑坡順層滑坡是發(fā)生最多的一種滑坡類型。一般為順著層面的滑動(dòng)。它又可分為沿單一層面的滑坡和坐落式平推滑移型滑坡兩類。沿單一層面的滑坡，一般滑面傾角大于其內(nèi)摩擦角，發(fā)生規(guī)模較大，且坡角切層開挖，往往是形

2、成滑坡的重要人為原因。坐落式平推滑移型滑坡，滑面具有復(fù)合形態(tài)，主體滑面為巖層滑面，而滑坡后緣為近似的圓弧形，它是沿著構(gòu)造節(jié)理等追蹤發(fā)展而形成的，傾角逐漸變陡以致高傾角。主滑面比較平緩，滑體的滑動(dòng)變形速度較小。二、楔體滑坡楔形體滑坡是最常見的一種滑坡形式。楔形體滑坡的主要特點(diǎn)是，滑動(dòng)面及切割面均為較大的斷層或軟弱結(jié)構(gòu)面；根據(jù)結(jié)構(gòu)面的數(shù)目，又可以分為有兩個(gè)結(jié)構(gòu)面組合形成的楔形體，及由三個(gè)結(jié)構(gòu)面組合形成的滑動(dòng)楔形體。由兩個(gè)結(jié)構(gòu)面組合形成的滑坡，一般為沿組合線交線方向滑動(dòng)的雙滑面滑坡；由三個(gè)結(jié)構(gòu)面組合形成的滑坡，既可能是組合線交線方向滑動(dòng)的雙滑面滑坡，又可能是單一結(jié)構(gòu)面傾向滑動(dòng)的單滑面滑坡。當(dāng)邊坡中有

3、兩種結(jié)構(gòu)面相互交切成楔形失穩(wěn)體，即當(dāng)兩結(jié)構(gòu)面的組合交線傾向與邊坡傾向相近或相同，且傾角小于邊坡角而大于內(nèi)摩擦角時(shí)，容易發(fā)生楔形體滑坡。另外，其規(guī)模一般較小。三、圓弧滑坡圓弧滑動(dòng)滑坡，是指其滑動(dòng)面是弧形狀的，常見于土質(zhì)滑坡。這類滑坡一般要經(jīng)過坡角蠕動(dòng)變形，滑坡后緣張裂擴(kuò)張和滑坡中部滑床斷裂貫通三個(gè)階段。其前期發(fā)展緩慢，中后期發(fā)展迅速，滑坡速度很大。散體結(jié)構(gòu)的破碎巖體或軟弱沉降巖邊坡滑坡多屬于此。四、傾倒滑坡傾倒變形滑坡一般具有反傾邊坡結(jié)構(gòu)，最初為沿著邊坡巖體中的反傾結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)，邊坡面形成微細(xì)的錯(cuò)動(dòng)裂紋，繼而發(fā)展為裂縫，隨著巖層層面的進(jìn)一步錯(cuò)動(dòng)使邊坡面的裂縫兩側(cè)產(chǎn)生相對的差異變形，并使巖層逐漸

4、向外傾斜直至崩塌。當(dāng)邊坡巖體結(jié)構(gòu)面傾角很陡時(shí)，巖體可能發(fā)生傾倒，它的破壞機(jī)理與上述三種不同，它是在巖石重力作用下巖塊發(fā)生移動(dòng)而產(chǎn)生的倒塌破壞。這種滑坡往往發(fā)生在臺階坡面上，很少導(dǎo)致整個(gè)邊坡下滑。五、復(fù)合滑坡即上述兩種形式組合而形成的滑坡。復(fù)合型滑面滑坡常見于具有較厚的第四系覆蓋層的巖土質(zhì)邊坡中，第四系覆蓋層的土形成近似圓弧狀滑面，而下部地質(zhì)結(jié)構(gòu)面特別是軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)育?；碌脑驌?jù)力學(xué)理論，一個(gè)物體靜止不動(dòng)，是其各方向受力均勢的結(jié)果。如果其中某一方面或幾方面的力發(fā)生變化，物體的均勢遭到破壞，就要發(fā)生相應(yīng)的移動(dòng)，即從原來的位置以不同的方式運(yùn)動(dòng)到新的位置，并形成新的均勢，這就是均衡理論或均勢理論。影

5、響邊坡穩(wěn)定性的因素有：邊坡巖石力學(xué)性質(zhì)，地質(zhì)構(gòu)造的復(fù)雜程度，節(jié)理、滑面及斷層有無交錯(cuò)；地下水位的移動(dòng)和地面降雨情況；殘余構(gòu)造壓力的存在；采場內(nèi)爆破移動(dòng)；采場幾何形狀變化；雨季和解凍期等?；禄顒?dòng)是在各種動(dòng)力作用下，巖土體發(fā)生變形崩落的現(xiàn)象。它的形成可分為三個(gè)階段：第一階段為不穩(wěn)定因素積累階段；第二階段為重力崩墜階段；第三階段為平衡恢復(fù)階段。第一階段：巖土體在長期的地質(zhì)應(yīng)力作用下，產(chǎn)生節(jié)理、裂隙或斷裂，完整性受到破壞，甚至破裂分割成支離破碎的塊體，為滑坡活動(dòng)奠定了基礎(chǔ)。此階段歷時(shí)長短隨巖石性質(zhì)與結(jié)構(gòu)、構(gòu)造活動(dòng)程度、邊坡形狀、外應(yīng)力強(qiáng)度等而不同。第二階段是滑坡體脫離母巖：沿最大重力梯度方向急劇而猛

6、烈地崩落，然后堆積于坡麓。第三階段是平衡恢復(fù)階段，同時(shí)又是下一次可能滑坡的準(zhǔn)備階段，如此周期變化?；禄顒?dòng)受多種因素影響，主要發(fā)生在雨季。而軟硬相間巖層，由于差異風(fēng)化，堅(jiān)硬巖體突出，由結(jié)構(gòu)面切割或重力蠕變，堅(jiān)硬巖體就會產(chǎn)生崩塌、落石。地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育使完整巖石被分割成割裂體，割裂體在誘發(fā)因素下失穩(wěn)而形成崩場，因此構(gòu)造越發(fā)育，巖體越破碎，越易產(chǎn)生崩塌、落石。人為影響主要是開挖坡腳、改變應(yīng)力場，使坡體內(nèi)積存的彈性應(yīng)變能釋放而造成應(yīng)力重新分布，巖體產(chǎn)生卸荷裂隙，它們多張開且平行于邊坡面并使原有裂隙擴(kuò)展和張開，由其所切割的巖體，可能失穩(wěn)而形成崩塌滑坡。目前露天煤礦、鐵礦、采石場所發(fā)生的滑坡，大多數(shù)是由于違

7、反開采順序，亂采濫挖而造成的。為了使露天采掘、剝離作業(yè)正常進(jìn)行，采場邊坡巖體應(yīng)該具有一定的穩(wěn)定性。當(dāng)工作臺階采掘到最邊界時(shí)，便形成最終邊坡。當(dāng)最終邊坡角過陡時(shí)，穩(wěn)定性差，易滑坡，危及人員和設(shè)備的安全，導(dǎo)致停產(chǎn)閉坑；當(dāng)其過緩時(shí)，會降低采礦經(jīng)濟(jì)效益?；碌念A(yù)防與治理一、合理確定工作階段坡面角邊坡穩(wěn)定是露天采礦的安全保證。露天開采時(shí)，先剝離后開采，嚴(yán)禁掏底部、放上部造成滑坡的野蠻冒險(xiǎn)采礦。在工作階段上，需要進(jìn)行鑿巖、爆破、裝運(yùn)和地質(zhì)測量等作業(yè)，并隨著回采的推進(jìn)而不斷移動(dòng)。階段上特別是坡面附近的礦巖受爆破震動(dòng)的影響，常因?yàn)殡A段坡面角過大造成巖石塌落或使平臺寬度變窄而發(fā)生事故。為此，在露天礦設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中

8、，必須根據(jù)礦山的地質(zhì)條件、巖石力學(xué)性質(zhì)和采用各種設(shè)備的性能、規(guī)格尺寸，確定合適的坡面角并規(guī)定出最小工作平臺寬度，把剝離、采礦和運(yùn)輸設(shè)備，供電和通訊線路，設(shè)置在工作平臺穩(wěn)定坡面的范疇內(nèi)。二、邊坡維護(hù)露天礦邊坡，必須對其進(jìn)行經(jīng)常性的檢查和維護(hù)，用以保證邊坡穩(wěn)定，防止災(zāi)害發(fā)生。建立一支邊坡維護(hù)專業(yè)隊(duì)伍，加強(qiáng)檢查維修，必要時(shí)進(jìn)行人工放坡，鋪上草皮，植上灌木，砌筑局部擋土墻或者預(yù)埋防滑坡的木樁。要設(shè)置排水網(wǎng)絡(luò)，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(shè)置防山洪、防泥石流的阻擋或者疏導(dǎo)的設(shè)施。排水網(wǎng)絡(luò)包括以下三個(gè)部分：地表排水；地下排水；立體排水系統(tǒng)。在臨近邊坡進(jìn)行爆破時(shí)，宜采用預(yù)裂和減震爆破法，減少單孔裝藥量而增大孔數(shù)，減少每次延時(shí)爆破的炮孔數(shù)，以防止因?yàn)槁短毂谱鳂I(yè)而破壞邊坡的穩(wěn)定性。三、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(guān)生命、財(cái)產(chǎn)安全的礦區(qū)坡體來說，意義非同尋常?？够こ贪ǎ嚎够瑩鯄?、加筋擋墻、錨定板擋墻、預(yù)應(yīng)力錨索擋墻、錨桿擋墻?？够瑯叮捍蠼孛娣e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(zhì)改良：注漿、微型樁。四、滑坡的監(jiān)測對巖石的位移進(jìn)行監(jiān)測，可以發(fā)現(xiàn)滑坡預(yù)兆。對于坡體下面的地下水的活