影响露天矿边坡稳定的因素及防治措施

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矿山滑坡的预防与控制(三篇)

矿山滑坡的预防与控制(三篇)

矿山滑坡的预防与控制露天矿在开采过程中,边坡稳定与否直接制约着矿山的安全,是影响矿山经济效益的最关键因素之一。

一般从矿山投产到开采结束,滑坡的影响贯穿始终;所以,对露天边坡的治理,应一直延续到开采结束,而且其投资巨大。

随着矿山开采深度的逐渐增加,露天矿山边坡的高度、面积、维护时间都要相应大幅度增加,不然,边坡滑落灾害将日益突出。

因此,边坡的稳定性越来越成为我国矿山防灾的重点之一。

滑坡的类型一、平面滑坡顺层滑坡是发生最多的一种滑坡类型。

一般为顺着层面的滑动。

它又可分为沿单一层面的滑坡和坐落式平推滑移型滑坡两类。

沿单一层面的滑坡,一般滑面倾角大于其内摩擦角,发生规模较大,且坡角切层开挖,往往是形成滑坡的重要人为原因。

坐落式平推滑移型滑坡,滑面具有复合形态,主体滑面为岩层滑面,而滑坡后缘为近似的圆弧形,它是沿着构造节理等追踪发展而形成的,倾角逐渐变陡以致高倾角。

主滑面比较平缓,滑体的滑动变形速度较小。

二、楔体滑坡楔形体滑坡是最常见的一种滑坡形式。

楔形体滑坡的主要特点是,滑动面及切割面均为较大的断层或软弱结构面;根据结构面的数目,又可以分为有两个结构面组合形成的楔形体,及由三个结构面组合形成的滑动楔形体。

由两个结构面组合形成的滑坡,一般为沿组合线交线方向滑动的双滑面滑坡;由三个结构面组合形成的滑坡,既可能是组合线交线方向滑动的双滑面滑坡,又可能是单一结构面倾向滑动的单滑面滑坡。

当边坡中有两种结构面相互交切成楔形失稳体,即当两结构面的组合交线倾向与边坡倾向相近或相同,且倾角小于边坡角而大于内摩擦角时,容易发生楔形体滑坡。

另外,其规模一般较小。

三、圆弧滑坡圆弧滑动滑坡,是指其滑动面是弧形状的,常见于土质滑坡。

这类滑坡一般要经过坡角蠕动变形,滑坡后缘张裂扩张和滑坡中部滑床断裂贯通三个阶段。

其前期发展缓慢,中后期发展迅速,滑坡速度很大。

散体结构的破碎岩体或软弱沉降岩边坡滑坡多属于此。

四、倾倒滑坡倾倒变形滑坡一般具有反倾边坡结构,最初为沿着边坡岩体中的反倾结构面产生错动,边坡面形成微细的错动裂纹,继而发展为裂缝,随着岩层层面的进一步错动使边坡面的裂缝两侧产生相对的差异变形,并使岩层逐渐向外倾斜直至崩塌。

露天煤矿边坡稳定分析及防治

露天煤矿边坡稳定分析及防治

露天煤矿边坡稳定分析及防治摘要:我国是煤炭生产和消费大国,露天煤矿具有生产规模大、生产成本低、安全保障高、经济效益好等优势。

因此,在矿山生产实践中边坡治理的方法很多,根据不同露天煤矿的具体情况,采取不同的手段才能取得较好的效果。

折线边坡设计对于高大软边坡控制是一个新的探索,经过研究计算,对于降低帮坡角,保持边坡稳定会起到较好的效果,下边结合典型露天煤矿建设实例对折线边坡的应用进行研究论证。

关键词:露天煤矿;边坡稳定分析;防治引言随着我国经济的高速发展,大量的露天煤矿、金属矿及各种非煤矿山被陆续开发,由于露天矿的开采具有开采空间限制小、劳动生产率高、生产成本低以及作业场所安全性高等特点,近年来露天开采煤炭的产量在全国煤炭产量中所占比重大幅上升。

随着开采的不断进行,各露天矿山形成大量的高陡边坡,边坡的高度可达300~500m,露天矿的高陡边坡一旦发生滑塌将会不可避免地引发一系列的灾害。

1露天矿地质条件1.1工程地质在露天煤矿中,全区岩煤层的产状稳定且无明显的断层、褶皱构造,在构造类型上较为简单。

具体有以下几个方面:①在第四系全新统洪冲积层(Q3-4pal)中,主要由戈壁碎石、冲洪积砂土构成,有着孔隙度大、结构松散以及震动容易产生滑坡等特点。

②在中侏罗统西山窑组(J2x)中,主要由泥质粉砂岩、泥岩、煤层、粉砂岩夹砂岩构成,底部一般为粗砂岩或者中砂岩,以泥质胶结为主,有着遇水软化膨胀、易风化的特点,不利于保证边坡的稳定性。

③在下侏罗统三工河组(J1s)中,细砂岩、灰色粉砂岩、泥质粉砂岩等为地层岩性,有着多为硬岩的特点,有着较高的强度。

1.2边坡岩土力学参数结合以往开展的矿区边坡分析及地质勘察类工作,可以对岩土试验的研究成果进行收集、整理和分析,通过对岩石-岩体强度这间理论和工程地质类比法的结合应用,能对本次露天矿的边坡岩体力学指标进行估算,2造成露天煤矿边坡不稳定的因素2.1边坡岩性露天首采区煤系地层的岩性组合及岩石物理力学性质,岩性多以泥岩为主,且大多为软岩层。

露天煤矿边坡稳定

露天煤矿边坡稳定

露天煤矿边坡稳定1. 露天矿边坡稳定影响因素1.1 结构面的影响(1)软弱夹层。

露天煤矿端帮失稳滑塌的主要原因是软弱夹层,也就是岩体内存在着的层状或带状的软弱薄层。

岩体的结构面是边坡稳定的重要影响因素之一,软所夹层的强度低,自发或是受干扰会引起边坡蠕动、变形。

(2)节理、裂隙。

露天边坡揭露岩体表面的节理裂隙数量角度,产状复杂。

节理、裂隙的存在可单独构成滑动面,也可以同临近节理、岩层面组成滑移体,其引起的边坡失稳主要表现为单台阶或少数几个台阶的剥落、片帮等破坏现象。

1.2 水的影响雨季是露天煤矿滑坡的高发期。

水主要通过弱化岩体的强度进而影响边坡的稳定性,使其更容易发生剪切以及拉伸破坏等现象。

岩体受到水的浸蚀,强度降低,形成危险的软弱滑动带。

当有大气降水时,雨水很容易渗入结构面,形成滑面。

1.3 爆破作业和震动影响爆破震动、机械作业震动是露天煤矿生产活动中的两大主要震源。

爆破作业主要影响了边坡稳定性的以下方面:一是增加了边坡的滑动力;二是高强度、长时间的震动会降低周围岩体强度,震动产生的岩体裂缝加速了水对岩体的侵蚀。

2. 露天煤矿边坡稳定的措施2.1 边坡安全事故原因分析露天矿山安全中最为重要的也就是本文所提的边坡安全,露天矿山事故总数中边坡安全事故总数所占的比例非常之大,值得重视。

边坡事故类型主要包括:坍塌事故、岩体滑落事故以及悬石下落事故,一旦出现以上事故便会给企业造成大量的人员伤亡情况,在以上三种事故中伤人比重最大的为落石伤人事故。

与此同时,如果不幸发生其中的坍塌或岩体滑落事故,那么就可能会给企业造成重大人员伤亡和财产损失。

产生边坡失稳的主要原因有:(1)采矿方式存在一些不规范之处或错误之处,如在底部掏采矿石等原料,或者爆破时,使用的炸药量多于规定量等等。

(2)边坡的构成要素不符合国家相关规范,如阶段高度、坡面角、最终的边坡角等主要构成要素等严重不满足国家或国际相应的规程和设计要求。

(3)边坡的地质构造难以探查因此可能出现并未查清该边坡地质构造的情况,如节理情况、裂隙情况、层理情况、断层情况和边坡中破碎带以及不稳定的软性岩石夹层和遇水膨胀的软性岩石面等形成的弱层分布范围、延伸长度、交叉程度等情况。

露天矿开采边坡稳定性影响因素和防治措施

露天矿开采边坡稳定性影响因素和防治措施

露天矿开采边坡稳定性影响因素和防治措施摘要:滑坡是自然界的主要地质灾害之一,往往会造成巨大的人员伤亡和物质损失。

采矿、筑路、筑坝等人类活动加剧了滑坡的发生。

经过一个多世纪的努力,人们逐渐摸清了滑坡的规律,了解了边坡破坏的机理,形成了一套分析边坡稳定性的方法。

高陡的露天矿斜坡规模在其他机械工程领域是罕见的。

由于露天矿山的滥采性质,特别是在资源枯竭的现代时代,露天矿边坡地质条件往往很差,边坡破坏在国内外屡见不鲜。

众所周知,挖矿以经济效益为根本,以减少负担、增加挖矿为目标。

与其他领域的项目相比,露天边坡是寿命较短的边坡。

各种因素限制了面部的倾斜度、可持续性。

所有这些要求都需要充分了解露天边坡岩体的工程地质、水文地质条件和机械强度,特别要注意边坡稳定性分析的方法,同时要排除不精确的因素,以降低成本,最大限度地提高矿山效益。

关键词:露天矿;开采边坡;稳定性;影响因素;防治措施;1影响露天矿边坡稳定性的因素1.1岩石矿物成分的影响与其他材料相比,这种石头具有独特的特性。

例如,岩石具有明显的非均质性,每个颗粒的力学性质不同;岩石具有各向异性,不同方向的性质不同;岩石具有非均质性,岩体作为物理场,其性质发生变化。

小岩体的强度通常远高于天然岩体;例如,小岩体薄弱的一面,即使坡度不高,也能被摧毁。

研究岩体中软弱面的特征,明确其几何形状和空间分布的差异,对其进行评估,对于边坡的稳定性至关重要。

不同类型的矿物具有不同的强度,一些火成岩具有坚硬的原矿土,可以承受开采深度处岩体的应力。

然而,其他主要矿物质,很容易溶于水,随着时间的推移会导致强度下降。

风化后,长石等物质分解为次生粘土物质。

其中一种矿物蒙脱石由于渗透性差但吸水性强,会引起滑坡。

1.2构造应力的影响斜坡的山脉范围是指原位应力场的覆盖面积,土壤应力主要包括温度梯度应力、振动应力、水分应力、地质结构残余应力,最重要的是重力应力。

上述应力中的构造应力需要特别注意。

构造运动的出现会引起新的应力状态、边界条件和构造足迹,其状态与根据弹性理论计算的结果有很大不同。

露天矿常见事故原因及预防措施

露天矿常见事故原因及预防措施

露天矿常见事故原因及预防措施
内容摘要在矿山开采过程中,矿工的人身平安和财产时刻受到各种自然困苦的威逼,尽管科学技术的应用和阅历积累使重大事故得到有效的掌握,但事故的突发性、连续性、继发性都有可能造成事故扩大。

为贯彻平安第一,预防为主的方针,确保职工的平安和健康,爱护财产不受损失,避开事故发生,保证平安生产正常运行,特制定困苦预防措施处理方案,望广阔职工仔细执行本措施各项规定,搞好矿山平安生产。

一、露天矿滑坡、塌方事故等预防措施
1、边帮滑坡、坍塌事故
事故产生缘由
(1)开采境界内和最终边坡接近地段的老采坑不清晰或处理不准时。

(2)边坡过陡或其他外力破,检查处理不准时。

(3)挂帮矿体经论证盲目开采。

(4)没有建立健全边坡管理制度。

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露天矿开采边坡稳定性影响因素和防治措施

露天矿开采边坡稳定性影响因素和防治措施

露天矿开采边坡稳定性影响因素和防治措施摘要:随着科学技术发展,露天采矿工程边坡已经成为困扰矿山安全生产的重要问题,其稳定性是保证矿山正常生产的先决条件。

露天矿山开挖后在一定程度上破坏和扰动原来较为稳定的岩体而形成新的人工边坡,随着回采工作的逐年推进,大量的永久性边坡随之形成。

它们的稳定性随着时间的延长逐渐降低,对生产、生活的安全威胁将会随之增大。

因此,对露天边坡稳定性影响因素的分析也就变得尤为重要。

本文就露天矿开采边坡稳定性影响因素和防治措施进行了分析。

关键词:露天矿开采;边坡稳定性;影响因素;防治措施一、露天矿边坡的特点第一,边坡坡度高的特点。

露天矿边坡一般较高,高度从几十米到几百米不等,边坡走向从几百米延伸可达数公里,因而边坡揭露的岩层多,边坡各部分地质条件差异大、变化复杂。

第二,易受荷载影响较大的特点。

露天矿因大型机械作业设备施工频繁,边坡容易受到荷载力的影响,使得边坡的稳定性逐渐降低,长此以往,边坡必将坍塌。

第三,易滑坡的特点。

露天矿的边坡稳定性具有下端稳定性强、上端稳定性差的特点,并且上下区间软夹层是比较多的,长时间受到分化作用或者不同水质条件侵蚀作用,产生滑坡问题。

露天矿在实际开采过程中上部边坡的服务时间长于下部边坡的服务时间,因此,下部边坡的稳定性要求要高于上部边坡的稳定性。

第四,易破碎的特点。

因露天矿的边坡主要采用爆破的形式或者机械采掘的形式形成的,严重破坏了岩体的稳定性,使得露天矿的边坡岩体受到外力作用的条件下易产生破碎的情况,如露天矿开采中经常出现爆破活动,使得边坡很容易受到震动,整体性较差的岩体就会产生破碎。

二、露天矿开采边坡稳定性影响因素1、地质因素。

影响露天矿边坡稳定性的地质因素主要包括岩石性质、结构面、岩体孔隙度和地应力等四个方面。

(1)岩石性质。

露天矿施工场地的岩石性质是影响边坡稳定性最直接的因素,通常情况下,岩石的强度越高,露天矿边坡稳定性越好,反之,岩石的强度越低,露天矿边坡稳定性越低。

露天矿边坡稳定性的安全因素分析及防治建议

露天矿边坡稳定性的安全因素分析及防治建议
建立切实可行的边坡管理及检测倾斜矿体沿矿体下盘开拓设临时非工作帮开采制度配备专门的边坡管理人员并定期对边坡的稳到一定深度后向外扩帮形成最终边坡露天矿的定性能进行测试发现不稳定区段后及时处理并且顶底盘永久边坡出露较晚且上盘先出露下盘对边坡的失稳事故制定一定的紧急预案
重固 蓄
露 采 技 21第 期 天 矿 术 0年 3 1
条件 , 对边坡的稳定不利 ; 结构面走向与坡面走 向夹
角愈大 , 对边坡 的稳定愈有利 。③结构面的不连续
性 。在边坡 稳定 计算 中 , 通常假 定结 构 面是连 续 的 , 实 际并 非如 此 , 因此 , 解 决 实 际工 程 问题 时 , 真 在 认
图 2 地 下水潜水面及 浮托力分布
3 影 响露 天矿边 坡稳 定 性 的主要 因素
首先 , 露天 矿边 坡一 般 比较 高 , 几 十米 到几 百 从 米 均有 , 向 长从几 百 米到数 公 里 , 走 因而 边坡 揭露 的 岩 层多 , 坡各 部分 地 质条 件差 异大 , 化 复杂 。其 边 变 次 , 天矿 的边 坡是 由上 往下 逐 步形成 , 露 上部 和下 部 边坡 的服 务 年 限相差 较 大 ,因此 在实 际 生产 中对 上 部边 坡 和下 部边 坡 的稳定 性也 有 不 同的要 求 。在 露
动 而发 生 的破 坏 。
( ) 体破 坏 : 体破 坏 多发 生 在边 坡 中具 有 两 4楔 楔
边坡失稳是指在采矿过程 中边坡的土体在 自 身 重力和外界作用力下失去原有平衡 , 出现滑坡、 坍塌
等现象。
组 结构 面斜 交且 在边 坡 上 出露相 交 成楔 形 体时 。当 两 组 结 构 面 的 组合 交 线 的倾 向与 边 坡 倾 向相 近 , 倾 角 小于坡 面角且 大 于其摩 擦 角 时 ,容易 发生 沿 组合 交线 方 向滑 动 的破坏 。

露天矿边坡管理办法

露天矿边坡管理办法

露天矿边坡管理办法露天矿边坡管理是指针对露天矿场中存在的坡体稳定性问题,采取一系列管理措施,保障矿场的安全运营。

下面将结合实际情况,详细介绍露天矿边坡管理办法。

一、边坡稳定性评价1. 边坡稳定性评价应考虑矿体的岩性、倾向、倾角、断裂、节理、风化程度等因素,综合分析确定监测点位和监测指标。

2. 通过定期监测,了解边坡的变化情况,及时发现可能存在的不稳定因素,采取相应的预防措施;3. 结合地质地貌特征,对边坡稳定性进行模拟试验,推测可能发生的岩体滑移、坍塌等情况,并进行定量评估。

二、边坡支护与加固1. 根据边坡稳定性评价的结果,确定不稳定的部位,对边坡进行支护与加固;2. 采取合理的支护措施,如喷射混凝土、加固凿岩、锚杆支护等,确保边坡的稳定;3. 定期检查和维护支护结构,修补破损部分,保证支护结构的完好性。

三、边坡排水与防渗1. 根据边坡的地质情况,采取合理的排水措施,保持边坡的稳定,防止地下水对边坡的侵蚀;2. 修建合适的排水沟或管道,将边坡上的积水及时排掉;3. 安装地下水位监测设备,实时监测地下水位的变化情况,及时调整排水措施。

四、边坡监测与预警1. 建立边坡的监测系统,采用现代监测设备,对边坡进行实时监测;2. 监测指标包括边坡位移、变形、裂缝等情况;3. 设置预警阈值,当监测数据超过预警阈值时,及时采取应急措施,确保矿场的安全运营。

五、人员培训与管理1. 开展专门的人员培训,使相关工作人员了解相关法规和技术要求,提高其意识和技能;2. 严格执行相关管理制度,确保各项管理措施的有效实施;3. 定期开展安全培训和技术交流,促进知识和经验的共享。

六、应急预案与演练1. 制定完善的应急预案,明确不同级别的应急措施,确保在突发事件发生时能够迅速应对;2. 定期组织应急演练,提高应急处置的能力和效果;3. 不断总结经验,完善应急预案,提高应急响应的水平。

本文通过详细介绍露天矿边坡管理办法,从边坡稳定性评价、边坡支护与加固、边坡排水与防渗、边坡监测与预警、人员培训与管理、应急预案与演练等方面对边坡管理进行了系统的阐述。

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影响露天矿边坡稳定的因素及防治措施摘要:露天矿边坡是露天采矿的一个重要组成部分,边坡的稳定性直接影响采矿的安全和施工进度,也涉及到矿山开采方案、投资规模、经济效益及矿山服务年限和采矿生产、运输工艺等诸多方面。

随矿山开采规模的不断扩大,深度增加,边坡工程也在逐步增大,边坡的安全和稳定性显得越发重要。

因此,边坡稳定性及防治措施对矿山的后续发展也尤为重要。

关键词:大平掌;露天矿;边坡稳定性影响因素;边坡角;防治措施露天矿边坡是露天采矿工程活动所形成的一种特殊结构物。

它与地壳体连成一体,处在地应力场内,无时不承受各种自然应力的作用。

同时,它又是矿山工程活动的对象,受矿山活动的影响。

因此,影响露天矿边坡稳定性的因素繁多,这些因素的影响程度是个复杂的问题。

对于露天矿山, 提高边坡角又可达到充分回收资源、降低生产成本和增加矿山效益的目的。

在充分考虑影响边坡稳定因素的同时,合理确定边坡角具有很好的前景和价值,由此看来边坡稳定技术开发也尤为重要。

一、大平掌矿山的地质概况大平掌铜多金属矿位于冈底斯-念青唐古拉褶皱系与唐古拉-昌都-兰坪-思茅褶皱系两个Ⅰ级大地构造单元的接合部,属于澜沧江复杂火山岩带中南段火山岩岛弧。

矿体分布于侵蚀基准面之上的次火山岩中,矿体出露标高870-1270m,埋深0-400m 不等。

上伏地层为英安岩,岩石节理裂隙不发育,孔隙度低,为不含水或弱含水层。

矿区分为V1、V2两种矿体,V1矿体顶板岩石绝大部分为英安岩,岩石致密坚硬、节理欠发育,具有较好的抗压强度,少部分为沉凝灰岩。

V1矿体赋存流纹岩与英安岩间的沉凝灰岩,凝灰岩岩层产状总体平缓,倾角0-22°,个别达到40°,岩体松软,极易风化、水化,且局部围岩绿帘石化、绿泥石化很强,极不稳固。

V1矿体底板岩石为流纹岩或V2矿体。

V2矿体顶板、底板及含矿岩石均为流纹岩,被硅质胶结,硅化强,岩石坚硬,抗剪抗压强度高。

矿床露天采矿过程中注意V1矿体附近的低缓破碎带及其他破碎带对边坡稳定性的影响,其余地段,岩石坚硬,稳固性好。

地下水渗透会使节理面岩壁或节理充填物弱化,在遇到软弱夹层时,会使软弱夹层中或结构面上的泥质物质发生软化和泥化,导致岩体强度降低。

经统计,干燥结构面占大多数,极少数结构面有渗水现象。

但到了梅雨季节,由于边坡外部顺层结构面比较发育,容易诱发局部垮塌,跨落的碎石体掩盖平台,那么对工程造成影响和经济损失以及人员通行不便。

因此在此期间应注意地表水防排水工作,以防止水对边坡的侵蚀,造成大面积的滑坡破坏。

就目前现状而言,水对边坡面上的岩体性质影响比较大,对边坡内部岩体性质影响不大。

二、影响边坡稳定性的因素分类影响露天矿边坡稳定性的因素有很多,既有内因也有外因。

内因方面主要是地质构造,岩石的岩性及其结构面和结构体构造。

外因主要有水、积雪、气候、震动、开采技术、生产过程及维护管理。

1、其中内因包括:(1)岩体岩性特征。

组成大平掌矿山边坡主要为上覆表土层、风化严重英安岩、表面风化英安岩、英安岩、流纹岩。

根据岩石的力学性质在各质点均不同和岩体中各种自然软弱面的特征,调查其几何形状、尺寸及其空间分布,从而分析其对边坡稳定性的影响。

矿岩块力学性质试验成果表(《昆明理工大学国土资源工程学院岩石力学实验室试验报告》,矿岩块采用的是50mm×50mm)(2)岩体结构面。

结构面主要有软弱夹层(或弱层);岩层面、层理;断层;节理、裂隙;片理、页理。

大平掌铜矿露天采场上部岩体(风化英安岩)节理裂隙较发育,西部和西北边坡断层较多,采场边坡岩体结构面大部分属于急倾斜的结构面,其中夹带泥灰岩,遇水泥化,边坡稳定性差,表土层和严重风化英安岩接触面很不稳定,存在大面积滑坡或塌方的隐患。

节理裂隙RQD值统计表说明:1、流纹岩和矿石没有合适的地段进行详细的节理裂隙调查,本次调查主要集中在风化英安岩和新鲜英安岩;2、受现场调查条件的限制,只调查了长度大于0.5m的节理,小于0.5m的未作统计,故RQD值偏大。

(RQD:岩石质量指标,是国际上通用的鉴别岩石工程性质好坏的方法,由美国伊利诺斯大学提出和发展起来。

)(3)地质构造。

地质构造对边坡稳定性的影响是十分明显的,在区域构造复杂,新构造运动比较活动的地区,边坡稳定性较差,失稳斜坡发育的方式、分布的疏密与构造线的方向及部位有密切的关系。

大平掌矿区总体为一北西走向的背斜构造,由于受断裂、斜长花岗斑岩及流纹斑岩侵入破坏,背斜形态不完整。

李子树断裂(F4)、白沙井断裂(F2)沿矿区两侧分布,将矿区夹持于其中。

白沙井断层(F2):为逆断层,长9.5km,走向340°,倾向60°-70°,倾角45°,破碎带宽10余米,破坏了背斜构造的完整性,对矿区火山岩的分布起明显的抬升控制作用。

李子树断层(F4):为正断层,长12km,总体走向300°,倾向北东,倾角68°-70°,是控制矿区火山岩分布的主要断层。

2、其中外因包括:(1)地应力及地震地应力是控制边坡岩体节理裂隙发育及边坡岩体变形的重要因素之一。

边坡内部的地应力主体是自重应力和构造应力。

坡体中结构面的存在使边坡内部应力场分布变得复杂,在结构面周边会产生应力集中或应力阻滞现象,当应力集中的量值超过岩体的强度时,边坡岩体便会发生破坏。

地震一方面可以直接触发斜坡破坏失稳,另一方面还会使斜坡岩体的结构发生破坏或改变,形成特殊的边坡岩体结构。

(2)水和气象条件。

水是边坡的主要有害因素之一。

水会增加岩体的容重、软化岩石、降低岩体的抗剪强度,以及产生对边坡的静水压与动水压作用,从而导致边坡滑动。

露天矿滑坡,大多发生在雨后、雨季和解冻时期,或因疏干排水方法不当所致。

因此水是边坡稳定性极为有害的因素。

气象条件影响边坡稳定的方式多种多样,有风化作用、风蚀作用等。

大平掌矿山由于地处东南亚季风区北缘,气候受季风进退制约,致使降雨季节分配不均匀,形成明显的旱、雨两季。

5—10月为雨季,全年四分之三的降雨日,87%的降雨量(年平均降雨量1534.7毫米,雨季降雨量1337.5毫米)都出现在这一时期,常有山洪瀑发,河水猛涨现象,11月—翌年4月为旱季,晴朗少云,日照强烈,空气干燥,降水稀少。

所以在每年雨季来临时,边坡稳定时刻威胁采场施工安全。

(3) 开采的方法技术条件。

在处理坡角、台阶组成形式及开采程序、爆破工艺等的问题上,开采的技术条件不同,对边坡稳定性会有很大影响。

爆破、机械设备的震动都可能使边坡的饱水砂土液化,使台阶下沉进而变形、失稳。

另外边坡坡角越小,边坡会越稳定。

边坡上部若较缓下部却较陡会比边坡上部陡下部缓要稳定得多。

(4)生产过程。

生产过程中为避免爆破震动影响边坡稳定性,应按照设计要求进行有效的支护、加固。

此外,在遇到新的岩层时应根据新岩层性质重新进行力学的分析计算以校证边坡角。

(5)对边坡的维护管理。

培训未做到位,作业人员认识不够、素质低下,随意破坏边坡,如在边坡堆积设备和废石,建造建筑物等,这些都会使边坡岩层滑动力加大:再或者对坡角进行挖掘,这样无疑使得抵抗滑动的阻力减小,造成边坡不稳定,导致边坡被破坏。

边坡维护管理如果不到位,坡角和边坡被破坏,这些都会极大降低边坡稳定性。

三、边坡稳定防治措施随着露天矿开采深度的不断加大,边坡不稳定因素也将随之增加,如不采取有效的预防和治理措施,将会存在大规模破坏性的边坡滑体产生的危险,给矿山生产带来极大的危害。

根据以上部分影响边坡稳定性因素的分析,综合以下几点预防措施:1、建立边坡稳定技术研究课题与管理部门露天矿开采设计时所依据的地质资料,特别是与边坡稳定有关的工程地质及水文地质资料,由于受当时技术手段和技术条件的限制,不可能完全反映出矿山开采过程中的边坡情况。

所以必须成立专门的研究与管理部门,采用最先进的技术研究手段对矿床的地质资料,尤其是与边坡稳定相关的工程地质和水文地质资料、岩体力学性质资料进行新的调查和研究。

针对这个问题,大平掌矿山聘请昆明理工大学项目研究组对大平掌矿山露天开采高边坡参数优化及边坡稳定性研究,并提交了《云南思茅山水铜业有限公司大平掌铜矿露天开采高边坡参数优化及边坡稳定性研究》的报告,课题组成员,经过近一年的努力,分别在岩体结构调查、矿岩体取样、室内力学参数试验、宏观岩体参数折减、岩体直剪试验、点荷载试验、声波测试、工程地质分区、边坡结构参数优化及边坡稳定性分析等方面,采用工程地质调查、试验研究、计算机模拟分析和理论分析等进行了大量的研究工作,得到如下结论:(1)岩体结构调查研究,是正确认识岩体结构特征、岩体结构类型、岩体宏观物理力学特性的基础,是在矿山安全正常生产期间,进行合理边坡结构参数的科学依据,同时也是在科学评价和研究中,进行工程岩体取样的基础工作。

通过对大平掌铜矿矿岩的岩体结构调查,结合室内岩石力学试验结果,分别采用普氏分级法和RMR分级法,得出大平掌铜矿矿体和围岩属于一般岩体。

(2)采用室内试验、现场原位直剪试验、点荷载试验和声波测试,运用Hoek-Brown强度准则、最小二乘法、随机—模糊法和可靠度法,对大平掌铜矿矿岩的物理力学性质进行研究,得出了矿岩岩体物理力学参数,为后续研究工作奠定了基础。

(3)根据工程地质岩组特征和岩体物理力学参数,对大平掌铜矿采场边坡进行了工程地质分区工作,将大平掌铜矿采场边坡分成以下几个区域:Ⅰ土层、Ⅰ风化严重英安岩、Ⅰ表面风化英安岩、Ⅰ英安岩、Ⅰ流纹岩。

(4)采用极限平衡和FLAC3D数值模拟软件对大平掌铜矿设计边坡的稳定性进行了分析研究,结果表明,设计终了边坡上部边坡角过大,不利于边坡稳定;下部边坡角偏于保守,有提高的空间。

(5)采用正交试验,对大平掌铜矿采场边坡结构参数进行了优化,优化结果为:最终边坡角:上部边坡17°,下部边坡42°。

(6)基于人工神经网络和可拓理论对设计边坡和优化后的边坡稳定性进行了预测,预测结果表明,设计上部边坡处于失稳状态,下部边坡和优化后的边坡处于稳定状态。

2、生产过程中采取积极有效的防范措施(1)认真贯彻“采剥并举,剥离先行”的方针。

坚持从上到下逐层开采的原则。

严格禁止一面坡的开采方式,按要求设置台阶高度和台阶坡面角。

选择合理的边坡形式、开采顺序和推进方向;严禁“掏采”作业行为。

(2)注重边坡的检查和问题的处理工作。

矿山的安全管理人员,特别是生产一线的安全管理人员,应经常对采场进行全面检查,加强边坡的管理工作,当发现台阶坡面有裂隙,可能发生坍塌或大块浮石和松石时,必须立即撤出相关人员和设备,组织有经验的人员进行处理,处理时要制定可靠的安全措施。

(3)加强雨季边帮、采场的安全工作,每逢刮风下雨必须立即停止作业;下大雨或大爆破后会对边坡的稳定造成严重的危害,因此,要十分注意做好这一期间的安全检查和隐患的处理工作。

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