1、露天礦山邊坡構成要素

 

　　露天礦山的開采，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。

 

　　2、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，其中發生最多的滑坡是平面滑坡。

 

　　平面滑坡

 

　?。?）沿單一層面的滑坡：一般滑面傾角大于其內摩擦角，發生規模較大，且坡角切開層挖。

 

　?。?）坐落式平推滑移型滑坡：滑面具有復合形態，主體滑面為巖層滑面，而滑坡后緣為近似的圓弧形，它是沿著構造節理等追蹤發展而成的，傾角逐漸變陡以致高傾角。主滑面比較平緩，滑體的滑動變形速度較小。

 

　　楔體滑坡

 

　　楔形體滑坡滑動面及切割面均為較大的斷層或軟弱結構面，當邊坡中有兩種結構面相互較切成楔形失穩體，即當兩結構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摩擦角時，容易發生楔形體滑坡。另外，其規模一般較小。

 

　　圓弧滑坡

 

　　圓弧滑動滑坡，是指其滑動面是弧形狀的，常見于土質滑坡。這類滑坡一般要經過坡角蠕動變形，滑坡后緣張裂擴張和滑坡中部滑床斷裂貫通三個階段。其前期發展緩慢，中后期發展迅速，滑坡速度很大，散體結構的破碎巖體或軟弱沉降巖邊坡滑坡多屬于此類。

 

　　傾倒滑坡

 

　　傾倒變形滑坡一般具有反傾邊坡結構，最初為沿著邊坡巖體中的反傾結構面產生錯動，邊坡面形成微細的錯動裂紋，繼而發展為裂縫，隨著巖層層面的進一步錯動使邊坡面的裂縫兩側產生相對的差異變形，并使巖層逐漸向外傾斜直至崩塌。當邊坡巖體結構面傾角很陡時，巖體可能發生傾倒，它的破壞機理與上述三種不同，它是在巖石重力作用下巖石塊發生移動而產生的倒塌破壞。這種滑坡往往發生在臺階坡面上，很少導致整個邊坡下滑。

 

　　復合滑坡

 

　　復合型滑坡常見于具有較厚的第四系覆蓋層的巖土質邊坡中，第四系覆蓋層的土形成近似圓弧狀滑面。

 

　　3、影響邊坡的因素

 

　　（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。

 

　?。?）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。

 

　?。?）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。

 

　?。?）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，這是因為突向采場的邊坡易受拉而破壞，不利于邊坡的穩定。

 

　?。?）影響邊坡的其他因素

 

　　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。

 

 

 

　　（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。

 

　?。?）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。

 

　　5、總結

 

　　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。