中国葛洲坝集团第三工程有限公司 陕西西安 710000
[摘要]露天煤矿安全生产受车辆运输、爆破安全、边坡滑移等综合因素的影响。在已发生的安全事故中，边坡滑移引起的垮塌掩埋和泥石流等事故是影响露天煤矿安全生产的主要方面。事故的发生给采场正常生产带来严重影响并造成巨大经济损失，因此对其工作帮边坡破坏机理进行针对性分析，并据此提出边坡稳定性的控制方案，对保障露天矿的安全高效生产至关重要，本文基于露天煤矿工作帮边坡破坏模式及稳定性控制研究展开论述。
[关键词]露天煤矿工作；帮边坡破坏模式；稳定性控制研究
引言
通过调整开采过程，可以逐步改善不稳定的边坡的稳定条件，但同时伴随着限制开采进度、原子弹损失、减少排废能力等弊端，在确保安全的前提下，有机地结合控制开采时序、调整煤废弃能力等措施，从而实现露天开采过程的逐步恢复。各阶段提出具有不同安全储备条件的边坡稳定性控制措施，进行各种保煤与内排方案的比较和演示，以最佳经济为起点，确定恢复正常采矿工序之前的采矿方法，并确定恢复正常采矿的空间节点。其研究思路和计算方法可以参考解决与露天煤矿类似的问题。
1矿山边坡概况
某煤矿，南北约7公里，东西2 ~ 3公里，面积约17公里m 2，煤炭面积9 . 03公里2。北坡位于溶解结构的低山区，高度约为210米，总坡度为15-25。表面侵蚀槽比较发达，区域内发达了3条沟渠，沟渠有一定的流水，是季节性沟渠。这个矿山是由新的第三系地层构成的山向盆地。四周的高山由两层楼梯和三层石灰岩、砂岩、页岩和污垢火山灰构成，卡尔斯特发达。露天坝北坑新第三系地层共分为四个岩性段。泥岩剖面为浅灰色，灰色厚层。主煤层部分是100多块粘土岩石、粉质粘土岩石、碳质粘土岩石矸石和2至3组含碳生物碎石岩石矸石。薄煤层部分的上部由层数多的薄褐煤、含碳薄的黏土岩和黏土岩组成，下部主要由黏土岩、木炭黏土岩、薄层木岩和较少的薄层褐煤组成。这个地区属于亚热带气候，温度高，降雨丰富。临时温度的阈值为-2 . 4 ~ 39℃。夏季炎热严重，某些地区的气温可能高40℃。根据降雨量，最小年降雨量为542mm，最大年降雨量为1140mm，雨季大部分时间都是沿着空隙沟排放地表水。井田里的内部皱纹有两个向角，东部有南北接近的f 2断层，东北向的f 3断层，西部向西向西的f 4断层，西北向南的f 7断层，东北向东的f 8断层。从整体情况来看，雷区的地质结构不复杂，地震强度为7度。
2边坡稳定性控制
露天矿山边坡监测只能起到数据采集、传输、处理、分析、存储和预警等作用，减少或避免边坡灾害造成的损失，露天煤矿的开采过程中，具有较多的不可控制因素，若没有对露天煤矿进行合理的边坡防护，难免会在露天煤矿边坡失稳事故的影响下，产生较多的露天煤矿安全事故。合理探究影响露天煤矿边坡稳定性的关键因素，提出科学的露天煤矿边坡稳定性优化措施。
１）边坡稳定动态监测。现场边坡已经出现较大范围的位移先兆，为避免开采中发生滑坡，应补设边坡变形ＧＮＳＳ动态监测点，时刻关注边坡的变形动态，保障清方剥离方案的安全实施。２）疏干排水工程。通过分析可知工作帮边坡主要发生蠕滑—拉裂型滑移破坏，并且此处开采范围地下水较为丰富，开采过程中应该加强地下水疏干，具体方案为：在工作帮后缘设置潜水井加强抽排，降低地下水对边坡稳定的影响。对于降雨、地表汇水采取截流、排水等方法，形成地表良好的流水渠道，将地表汇水引流远离矿坑，防止流水对边坡的冲刷。３）清方减载设计。工作帮的边坡岩体在力学机理上主要受开挖卸荷—剪切破坏影响，现阶段工作帮土质边坡发生了大变形，滑坡迹象明显，坑内出现底鼓现象。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此处岩体基本丧失了承载力反而加重了滑移荷载。为了控制边坡继续滑移，根据研究成果设计了清方减载方案，通过剥离上部采场，以减小其对下部煤体的承载作用，从而降低承载压力对边坡剪切作用，确保边坡的稳定性。
3露天煤矿工作帮边坡稳定性控制
3.1选取合适的边坡失稳防止措施
除了预防措施之外，对于一些已经存在失稳问题的边坡，需要对其进行相应清理以及修整工作，也就是将边坡上的一些堆积物进行清理，对于已经出现崩塌现象的边坡进行相应的修整，对这些边坡做出相应的平整以及刷帮工作，将这些已经有所崩塌的边坡的形状进行更改，从而提升其稳定性。此外，对于一些自身岩石构造、节理以及裂隙上有所缺陷的容易发生边坡滑坡或者是崩坍现象的一些地质构造附近的边坡，需要采取诸如抗滑挡墙、抗滑桩、边坡注浆等人工干预加固边坡的方式，做到将边坡的稳定性进一步提升。同时也需要对其开展定期的巡查以及维护工作，确保这些加固工程的持久性。
3.2技术措施
加强露天煤矿边坡的稳定性可以通过以下技术措施得到改善:(1)合理控制边坡角度:对于内出现场地中松散材料的边坡，有两个组合的台阶；对于具有完整次要坡脚的边坡类型，应将边坡角度控制在18-20左右。(2)保持安全煤墙:合理调整矿区后，煤矿后，需要保持特定安全煤墙进行煤矿作业，以减少边坡不稳定问题；(3)统一安排矿区:执行煤矿开采工作时，必须实施煤矿统一安排。这导致斜坡岩体的回弹变形及时释放。(4)严格控制爆破技术的爆破力:对露天煤矿边坡的爆破作业，应选择爆破压力低的技术进行爆破。
3.3采矿行为以及方式的规范化
在地质勘查工作得到的相应数据的支持下，首先对整体的开采顺序以及具体开采方向及其延伸做出符合地质条件特点的规划。此外，对于爆破的方式的选择也需要进行综合考虑之后予以确定，在进行爆破的工作的时候，除了方法得当之外，最好也将爆破工作划分成不同的层次，将炸药的用量始终控制在一个合理安全的范围之内。此外，对于因为施工设施以及开采废料堆积而产生的附加荷载，开采方需要做到对开采设施进行统一的停放管理，避免随处停车的现象，同时对于生活以及开采废料进行定期的清理，将附加荷载始终控制在一个合理的范围之内，将这方面对边坡稳定性的影响降至最低。并且在开采过程中严禁掏采现象的出现，避免因为空洞过多而造成边坡滑坡、坍塌等问题。
结语
露天煤矿坡度是露天煤矿的重要组成部分，其稳定性会直接影响矿山人员和设备的安全以及矿山的进度，还会影响矿山开采计划、投资规模、经济效益、服务年限等诸多问题。边坡不稳定是露天煤矿常见的安全问题，这个问题的原因主要是地质结构、岩石学和结构结构结构、水、雪、气候、振动、采矿技术、生产过程和维护管理等[3]，边坡不稳定后经常对采煤工作面的正常进展产生重大影响，目前对边坡不稳定性的预防措施主要是斜坡切割、压脚、边坡加固施工等方法，但边坡切割、压 边坡加固工程等措施因场地条件、工程投资等问题而无法实施时，使用采矿工艺调整方法进行边坡处理更加普遍和普遍。在实际工作中，为了逐步提高开采工作的安全性和边坡稳定性条件，使用煤柱或底部煤进行压脚控制是相对普遍的方法，对如何最大限度地减少煤炭损失以及在最短的时间内恢复正常开采过程的研究具有重要意义。
参考文献：
[1]陈寿,汪日生,郭飞高,刘建国.某露天煤矿抛掷爆破及煤层开挖对边坡稳定性的影响[J].现代矿业,2018,34(01):202-204.
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[3]白羽,郜秋平.元宝山露天煤矿内排土场边坡稳定性分析及参数优化[J].露天采矿技术,2017,32(10):4-6+10.
[4]冯辉,张华栋.某露天煤矿内排土场边坡稳定性分析[J].现代矿业,2017,33(08):214-216+219.
[5]徐拴海.多年冻岩露天煤矿边坡稳定性演化规律研究[D].西安理工大学,2017.
论文作者:丁苏文
论文发表刊物:《防护工程》2019年14期
论文发表时间:2019/11/15
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