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干货|露天矿边坡稳定性安全因素分析

发表时间:2021-12-23 浏览次数:46

露天矿山

边坡稳定性安全

在开采深度不断增加的过程中,很多露天矿山转变为地下开采,露天边坡非常陡峭,周边围岩被破坏,很容易出现边坡失稳的现象。相关数据显示,我国露天矿山中约有30%的边坡是不稳定的。

1.露天矿边坡的特点


在露天矿中,边坡失稳的现象时有发生,具有普遍性。

一是露天矿自身就非常高,有的甚至高达上百米,边坡揭露的岩层非常多,异常复杂,容易出现边坡失稳的现象。

二是在持续开采的过程中,爆破活动非常常见,影响了边坡岩石的稳定性'。另外,开采时机械设备应用地非常频繁,边坡被反复碾压时,稳定性受到影响。

2.影响露天矿边坡稳定性的安全因素


边坡不但是矿山的边界,还是非常重要的生产作业对象。在实际生产中,矿山往往要遭受采装、爆破、冰冻、运输等多方面的影响,稳定性降低。影响露天矿边坡稳定性的安全因素具体如下:[2.3]


2.1地质因素

一是岩石性质与结构产生的影响。在地质作用的影响下,多种矿物依据一定的规律聚集到一起,形成岩石。岩石的矿物组成状况对其性能产生影响,如其抗风化性等。岩石的力学性质及强度都会受到岩石矿物成分与结构的影响,进而影响到整个边坡的稳定性。

二是岩石的孔隙度产生影响。岩石的吸水性受到岩石的孔隙度影响。在孔隙度不断增大的过程中,岩石强度会下降,进而导致岩体的抗剪、抗压、抗弯状况不佳。

三是岩体结构面产生影响。岩体内不形成的具有一-定方向的。规模形态的地质界面就是结构面。结构面对影响边坡的稳定的。岩体内的缝隙与节理为地表水的渗入创造了条件,使得岩体的抗剪强度进一步下降。结构面还会对岩体滑体的边缘产生影响。

四是地应力的影响。除了自重应力之外,地应力还涵盖温差应力、震动应力、残余应力与水应力等。


2.2边坡结构因素

一是台阶高度与平台宽度会对边坡的稳定性产生影响。在现实中,应从矿岩的埋藏状况、力学性质、穿爆作业、采掘作业面等来确定台阶的高度与平台宽度。一般来说,大中型矿山多设置8-15m高的台阶。坡角会受到平台宽度的影.响,在设定平台宽度的过程中应考虑运输需求与安全需求。

二是边坡角和边坡高度会对边坡的稳定性产生影响。如果边坡角一样,边坡的稳定性会随着其高度的增加而降低。这是因为边坡的自重力逐步加大,导致边坡滑动产生的剪切力增大。如果边坡高度既定,则边坡角越大,边坡的稳定性越差。三是台阶坡面角与最终边坡角对边坡的稳定性产生影响。


2.3水因素

矿岩的性能会受到水因素的影响。在页岩与凝灰岩中,水有润滑剂的作用,在岩体裂缝中,水会产生压力与浮力。与此同时,岩体内的动水会产生- -定压力,导致岩体下滑力增加,地下水则多导致边坡稳定性下降。

一是静水压力的影响。存在与岩石裂缝内的水会产生静水水压。当这些水向下流动的时候,其会对所沿着的坡面产生-定浮力。

二是动水压力的影响。裂隙中流动的地下水会给岩石带来一定压力,这种压力就是动水压力,其作用放下为水流的切线方向,其会促使岩体向下滑动。当动水压力非常大的时候,其会将岩石内的可溶解成分带走,对岩体产生侵蚀影响,导致岩体的稳定性下降。如果黏土质岩体与节理裂隙发育的岩体内含有非常多的水量,内聚力与摩擦力都会下降,抗剪性能降低。


2.4生产因素

一是震动所产生的影响。爆破作业与运输作业是最常见的震动影响源,除此之外,地震的影响也需要被考虑进来。爆破震动的增加会使得边坡的滑动力增强。生产过程中的爆破操作还会之间破坏边坡岩体的完整性,导致岩石破碎,边坡稳定性降低。爆破震动的危害程度由岩体震动速度所决定,具体为炸药量、炸药点、岩体本身性质所决定。

二是开采顺序与推进方向所产生的影响。如果开采顺不科学,在台阶底部进行掏底式的开采,边坡会产生空洞,很容易出现失稳的现象。

3.提升露天矿 边坡稳定性的策略


3.1做好充分的地质调查

在对露天矿边坡稳定性进行研究的过程中,首要做的就是做好地质调查工作。所调查的内容涵盖矿区岩石结构、岩.石类型、水文地质调查、自然边坡与边坡滑落状况等。只有获得这些准确资料,才能够进一步安排科学的生产活动, 对边坡展开加固处理。


3.2设计科学的开采顺序

对露天矿确定开采后,相关工作人员应针对边坡的稳定性而制定出全面的技术,设计科学的开采顺序,最大限度地提升开采工作的安全性。比方说,从边坡位置入手,对露天矿展开分层式的开采,有效地掌控边坡的高度,构建起台阶式的开采模式。这种方式能够充分降低边坡的高度。这些安全措施均以降低边坡高度为基本原则。


3.3对边坡展开疏干处理

为了杜绝水影响边坡的稳定性,有必要做好露天矿边坡的排水疏千工作。

一是在边坡岩体部位设置地表排水沟,使得地表水能够有效地排除;

二是在岩体水平方向上设置若干个排水孔,使得水压能够被降低;

三是在边坡岩体的外侧部位构建起疏干井,井内安装井泵与潜水泵等,实现井内排水,促使地下水的水位保持在一定范围内。


3.4进行人工加固处理

为了最大限度地提升露天矿边坡的稳定性,不仅要采取上述有关措施,才应该借助人工力量而进行加固。人工加固的方法与上文防水法和疏干法截然不同,人工加固法主要是通过岩体结构强度的增加而实现边坡稳定性的提升。人工加固法是常见的提升露天矿边坡稳定性的做法,在现实中有着非常广泛的应用,这是由于人工加固法能够有效地应对不稳定的边坡与出现位移的边坡,固定效果非常突出。


3.5构建起监测系统

为了确保露天矿边坡的稳定性,应构建起完善的监测系统,对边坡展开定期测量。很多情况下,边坡与地表出现的轻微滑动是人体肉眼所无法发现的。倘若未及时发现这一状况并采取应对措施,很有可能导致滑动进一步扩大,产生安全事故。

4.结语


在露天矿的开采中,露天矿边坡的稳定性极为重要。在本文中,笔者对影响露天矿边坡稳定性的相关因素展开了分析,指出在开采之前应做好充分的调查研究,制定出科学的开采顺序,对边坡进行疏千处理,并在关键部位进行人工加固。除此之外,矿山应加强安全教育,全面落实安全生产责任制。

公司简介.

山东联创矿业设计有限公司

山东联创建筑(矿业)设计有限公司成立于2009年5月,是一家拥有矿山设计、自动化控制、土地规划、工程咨询、安全标准化评审等综合项目的工程技术设计公司。

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多年来,山东联创建筑(矿业)设计有限公司秉承以企业需求为中心,以精心的设计,热情的服务和重质量、守信誉的作风立足市场,形成了“不断追求完美,以优质设计与服务把企业的设想变为现实”的宗旨。倡导锐意创新,不断进取,遵循科学,注重管理,争佳创优的品质。竭诚为国内外客户提供最优质的技术和服务,携手共赢,共创美好未来!

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