某露天金屬礦山邊坡穩(wěn)定性分析

某露天金屬礦山邊坡穩(wěn)定性分析

中國有18年的大型露天礦開采歷史，形成了近240米的陡峭邊坡（距西端斜核部）?？偲露燃s為35?？拷荻群?，邊坡上的巖石破碎，結(jié)構(gòu)表面也相對發(fā)達(dá)。向斜核部巖石傾斜，邊坡巖石呈條狀結(jié)構(gòu)。受地質(zhì)條件、擴(kuò)向和爆炸的影響，逐漸發(fā)展為西端斜核部山坡和相鄰北幫不穩(wěn)定區(qū)域。隨著班卡的大規(guī)模揭露，一些災(zāi)害和次生災(zāi)害發(fā)生，班卡滑動和滑移等問題繼續(xù)發(fā)生，嚴(yán)重影響了下一個(gè)正常生產(chǎn)安全。為了消除上述安全隱患,提高邊坡加高后的穩(wěn)定性,保障礦山安全生產(chǎn),進(jìn)行了邊坡綜合安全治理。1順層剪切破壞西端幫向斜核部:巖性以絹石英片巖(AQ)為主,巖石堅(jiān)硬,片理發(fā)育。受構(gòu)造運(yùn)動影響強(qiáng)烈,多成舒緩波狀。巖層走向與邊坡走向基本一致,傾角約39°,曾多次發(fā)生臺階規(guī)模的順層剪切破壞。北幫巖墻:巖性為正長閃長巖(AZ),球狀風(fēng)化嚴(yán)重,常有掉塊、落石現(xiàn)象發(fā)生。北幫鐵閃片巖區(qū)(AT):易風(fēng)化、崩解,層理發(fā)育,走向多與邊坡相同,鐵閃片巖遇水崩解,風(fēng)化呈纖維狀、針狀、柱狀集合體,容易發(fā)生順層張裂破壞。2陡坡高邊坡處理技術(shù)措施2.1西端斜核部滑動區(qū)2.1.1下施工安全對擬治理區(qū)段上方邊坡坡面及眉線邊緣浮石及浮土進(jìn)行全面清理,以保證下部施工安全。消坡撬毛以人工和機(jī)械配合為主,從上至下掛安全繩,逐臺階進(jìn)行監(jiān)護(hù),在局部坡面較長或地質(zhì)條件較差的部位,主要采用反鏟分層接力的方法開挖,把渣土甩到下一個(gè)臺階,挖掘次序從上到下。2.1.2爆破質(zhì)量控制對坡面危巖體采取控制爆破及人工清理等手段處理。控制爆破測量人員準(zhǔn)確放出預(yù)裂孔,用φ250mm鉆機(jī)穿預(yù)裂孔,孔距為2.5m,進(jìn)行鉆孔、裝藥、驗(yàn)孔、堵孔等,爆破時(shí)間、爆破警戒、爆破后檢查等均遵從統(tǒng)一安排和調(diào)度,對部分難以機(jī)械作業(yè)地段輔以人工清理。2.1.3平臺及地基開挖1704,1680,1632m平臺堆積大量滑塌巖石,同時(shí)上部邊坡清坡撬毛及爆破處理將加大平臺清理量。治理區(qū)段1704m平臺堆存量約35000m3,1680m平臺約18000m3,1632m平臺約15000m3。渣土由反鏟、裝載機(jī)裝入汽車排倒。開挖過程中隨時(shí)注意土層的變化,挖掘機(jī)距邊坡保持一定安全距離,確定每次的挖裝深度,避免出現(xiàn)異常情況,保證設(shè)備安全。施工完畢后在臺階面鋪設(shè)黏土防水層并在坡腳設(shè)置排水溝。各平臺自西向東設(shè)置1%的坡率,同時(shí)平臺應(yīng)設(shè)置反坡,反坡坡度為2%,防止平臺匯水沖刷坡面。2.1.4錨桿錨固基礎(chǔ)在1704m平臺布設(shè)RX-075型被動SNS網(wǎng),長200m,攔截落石,保證下方生產(chǎn)安全。被動SNS網(wǎng)高4m,鋼柱間距為8m,鋼柱與平臺之間由φ25mm地腳螺栓錨桿固定,錨桿長1m。上部由φ16mm上拉錨繩和2×φ16mm鋼繩錨桿與坡面固定,鋼繩錨桿高8m,孔間距為8m,深6m。兩側(cè)及每隔50m由φ18mm側(cè)拉錨繩(中間加固)與平臺錨固。被動SNS防護(hù)網(wǎng)主要施工順序:錨桿及基座定位→鉆鑿錨桿孔→基座及錨桿安裝→鋼柱及拉錨繩安裝→支撐繩安裝及調(diào)試→鋼繩網(wǎng)的鋪掛與縫合→格柵網(wǎng)的鋪掛。2.1.5噴混凝土c1632~1680m臺階加固,其中1632~1650m采用肋柱式鋼筋混凝土擋墻、2700kN預(yù)應(yīng)力錨索(18×φ15.24mm鋼絞線編制)進(jìn)行加固,長132m。錨索長40~45m,間排距為4m×4m,鋼筋混凝土擋墻厚0.6m,混凝土強(qiáng)度不低于C20;肋柱截面為0.8m×0.8m,混凝土強(qiáng)度等級不低于C30。南部1650~1680m坡面掛網(wǎng)噴混凝土,區(qū)段長40m,鋼筋(φ6.5mm)網(wǎng)格尺寸為250mm×250mm,系統(tǒng)錨釘(φ16mmⅡ級螺紋鋼)長0.8m,布置間排距為1.5m×1.5m;噴射混凝土厚度為10cm,強(qiáng)度等級不低于C20。1776~1788m臺階加固,采用全長黏結(jié)錨桿(φ32mmⅡ級螺紋鋼)結(jié)合掛網(wǎng)噴射混凝土加固方式,加固面積為300m2。錨桿間排距為3m×3m,布設(shè)4排,長12m。噴射厚度為10cm,強(qiáng)度等級不低于C20;鋼筋(φ6.5mm)網(wǎng)格尺寸為250mm×250mm,系統(tǒng)錨釘(φ16mmⅡ級螺紋鋼)長0.8m,布置間排距為1.5m×1.5m。2.1.6錨桿、掛網(wǎng)噴混凝土支護(hù)系統(tǒng)1620~1608m臺階靠界時(shí)采取斜孔(按設(shè)計(jì)坡面角穿孔)小孔徑(φ110mm)預(yù)裂爆破方式。臺階靠界后在1632~1620m采用全長黏結(jié)錨桿(φ32mmⅡ級螺紋鋼)和掛網(wǎng)噴混凝土進(jìn)行防護(hù)。錨桿間排距為3m×3m,長12m,噴射厚10cmC20混凝土,鋼筋(φ6.5mm)網(wǎng)格尺寸為250mm×250mm,系統(tǒng)錨釘(φ16mmⅡ級螺紋鋼)長0.8m,布置間排距為1.5m×1.5m。掛網(wǎng)噴射混凝土作業(yè)分片、分段進(jìn)行,噴射順序由下向上,同時(shí)做好混凝土噴水養(yǎng)護(hù)。2.2北方公司的不穩(wěn)定2.2.1崩落問題的解決本區(qū)采用全長黏結(jié)錨桿(φ32mm螺紋鋼)和掛網(wǎng)噴混凝土解決巖墻球狀風(fēng)化帶的崩落問題。錨桿間排距為3m×3m,長12m,噴射C20混凝土厚度10cm,鋼筋(φ6.5mm)網(wǎng)格尺寸為250mm×250mm,系統(tǒng)錨釘(φ16mmⅡ級螺紋鋼)長0.8m,布置間排距為1.5m×1.5m。2.2.2錨桿間排距及防護(hù)設(shè)備邊坡巖性為鐵閃片巖,片理發(fā)育且易風(fēng)化崩解,片理產(chǎn)狀與邊坡產(chǎn)狀一致。邊坡破壞模式為順層剪切破壞。在北幫分布于巖墻以東,坡面平均出露長100余m。采用全長黏結(jié)錨桿(φ32mmⅡ級螺紋鋼)和掛網(wǎng)噴混凝土的方式進(jìn)行防護(hù)。錨桿間排距為3m×3m,長12m,噴射10cmC20混凝土,鋼筋(φ6.5mm)網(wǎng)格尺寸為250mm×250mm,系統(tǒng)錨釘(φ16mmⅡ級螺紋鋼)長0.8m,布置間排距為1.5m×1.5m。防護(hù)區(qū)段為1632~1704m。北幫邊坡鐵閃片巖出露范圍大,為減少降雨對鐵閃片巖的影響,北幫邊坡各平臺鋪設(shè)30cm厚的黏土防水層,靠近坡腳設(shè)置排水溝,防止暴雨對平臺造成沖刷。同時(shí)設(shè)置一排水平疏干孔,孔徑為80mm,上傾5%,距地面高1.2m,水平布置間排距為5m,孔深10m。3基區(qū)安全儲備不足治理區(qū)設(shè)地表位體位移監(jiān)測系統(tǒng)和錨桿(索)應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng),進(jìn)行施工期及加固后監(jiān)測,客觀評價(jià)加固效果,并隨著下方邊坡的逐步靠界,治理區(qū)安全儲備可能會逐漸減低。當(dāng)發(fā)現(xiàn)治理區(qū)巖移和應(yīng)力變化異常時(shí),應(yīng)及時(shí)分析并補(bǔ)充加固。治理前西端幫向斜核部滑坡區(qū)最小安全系數(shù)為1.17,北幫不穩(wěn)定區(qū)因風(fēng)化程度不同,臺階坡最小安全系數(shù)為1.054,安全儲備均不足。通過對加固后的邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算,采取上述措施綜合治理后,西端幫向斜核部滑坡區(qū)最小安全系數(shù)提高到1.321,北幫不穩(wěn)定區(qū)邊坡最小安全系數(shù)提高到1.355,治理后的邊坡穩(wěn)定性滿足安全要求。4解決采場邊坡安全問題露天礦山邊坡控制管理是隨采礦而伴生的,是重大的安全工程,隨著西端幫向斜核部滑坡體及北幫不穩(wěn)定區(qū)治理安全技術(shù)措施的實(shí)施,該區(qū)域滑體穩(wěn)定性達(dá)到了安全規(guī)范要求,邊坡安全問題得到解