露天开采边坡稳定性分析方法及灾害防治措施研究

发表时间:2021/4/12   来源:《建筑实践》2020年36期   作者:邵阳
[导读] 随着我国科学技术的不断发展,使得我国采矿行业得到了相应的发展,
        邵阳
        中铁十九局集团矿业投资有限公司 北京 100000
        摘要:随着我国科学技术的不断发展,使得我国采矿行业得到了相应的发展,可是在实际的采矿工作当中,对露天矿山进行资源的开采,边坡还是会出现不同程度的滑坡问题,然而只有对边坡的稳定性进行加强,才能够让安全生产得到实现,从而对生产的效率进行有效的提升,但是造成露天开采边坡的不稳定的影响因素种类有很多,所以提高边坡稳定性的方法也有很多种。本文对露天开采边坡稳定影响因素进行了分析,还对露天开采边坡稳定性分析方法进行探讨,同时还对露天开采边坡灾害防治措施进行研究。
        关键词:露天开采;边坡稳定性;灾害防治
        前言:随着我国经济的快速提升,使得我国对矿产资源的需求越来越大,所以为了能够让矿产资源能够满足当前社会发展需求,就需要在矿床赋存条件对开采方式不限制的时候,对露天开采的方式进行选择。主要原因是因为露天开采要比地下开采更适应使用大型生产设备,这样就能够对企业的生产能力进行提升,从而提高生产效率,并且还能够对基建时间进行缩减,对开采的成本进行降低,以此来对企业的经济效益进行提升。对于露天开采而言,在我国矿山资源的开采当中有着非常重要的地位,并且露天边坡搞工程是用岩体为工程结构与材料,通过采矿手段从而形成的大型岩体工程,所以说露天边坡是矿山工程当中最为重要的安全性工程。在实际的露天开采施工工程当中,边坡会经常出现各种滑坡或者失稳等安全事件,这不但给矿山企业带来了严重的损失,还会给施工人员的生命安全造成严重的威胁,所以加强露天开采边坡的稳定性对矿山开采安全生产有着非常重要的意义。
        1露天开采边坡稳定影响因素分析
        1.1岩性与岩体结构因素
        对于边坡的稳定性而言,边坡岩体的抗剪强度、自重等岩体物理力学特性都可以说是对边坡稳定性造成影响的主要因素。然而岩体出现滑动破坏,一般都会在坡脚出现了应力集中区与坡顶出现了张应力区的附近,由于岩体受到了应力的变化,从而对岩体产生了新的变形,如果岩体抗剪强度被应力超过,就会使得岩体出现破坏的情况,所以这也说明了岩体的抗剪强度越大,露天开采的边坡稳定性就会越好。除此之外,边坡的稳定性不光会受到岩性的影响,同时还会受到岩石结构面的影响。如果在开采的过程当中对岩体的强度进行降低,这也就会严重破坏边坡,从而导致结构面被削弱[1]。
        1.2地下水与渗透力因素
        对于边坡而言,地下水位也是影响稳定的主要因素之一,在实际的边坡破坏当中,很多都是与地下水有关。然而地下水影响的主要体现在能够对破坏面的抗剪强度进行降低,并且通过有效应力可以得出,如果坡面或者坡顶存在徒倾斜的张裂缝,就会在暴雨的时候,张裂缝就会被充水,以此形成了水平的推力,这也就会降低边坡的稳定性,并且当软体岩体会被水软化,这也就会导致抗剪强度随着水量的增加从而下降,以此来对边坡的稳定性造成不利的影响。如果发现边坡压力过高,这也会使岩体的渗透能力降低,从而随着水量的上涨,导致边坡的稳定性不断的下降
        1.3爆破动荷载作用因素
        对于露天开采的边坡而言,矿山边坡岩体除了会受到自身荷载的影响之外,还会受到爆破动荷载的影响,而且这也还是在开采过程当中无法避免的影响,主要原因是因为对矿山进行爆破作业的时候,就会产生相当大的爆破振动,从而对边坡岩体造成一定的破坏,同时还会诱发岩体应力场出现改变的情况,这也就会导致坡顶与破甲附近的张应力区出现不断扩大的情况,这也就会使得岩体的稳定性降低,所以在对矿山进行现场爆破的方案设计的时候,永高对边坡的稳定性进行加强,还需要对岩体的结构进行更加全面的考虑。同时在进行现场方案设计的时候,还需要对裸露岩体以及内部岩层结构进行考虑,只有这样才能够根据岩体的不同从而采用适合的爆破方式,以此来对作业的安全性进行保障。除此之外,还需要在露天边坡稳定性探究的过程当中,对设计方案进行严格的参照,从而避免对边坡局部造成严重破坏[2]。


        2露天边坡稳定性分析方法
        2.1极限平衡稳定分析法
        当前对露天开采边坡稳定性进行分险的时候,一般都会采用极限平衡稳定分析法,其主要的功能作用是因为极限平衡稳定分析法能够对采矿周围的边界条件、地质结构、曲面滑动等最有可能出现滑动的情况进行科学合理的分析,并且还平衡极限稳定分析法还具有着相应的计算公式,所在进行对露天开采边坡进行稳定性分析的时候,都会通过瑞典条分法进行相应的计算,可是需要注意的是这种方法有着明显的缺点,那就是这种方法只能够在滑动整体力矩平衡的前提下使用,无法在精力平衡情况下使用。
        2.2强度折减的有限差分法
        在露天开采边坡稳定性的分析当中,除了可以用极限平衡稳定分析法以外,还能够用到强度折减的有限差分法,这也是相对有效并且比较常用的方法之一。一般情况下,如果后岩体的折减系数比较小,岩体的抗剪能力比较高的时候。这也就会使边坡的状态出现弹性的情况,如果这种情况下对折减系数进行增加,就会降低边坡的抗剪力度,所以这也说明了边坡的抗剪力度与折减系统有着反比例的关系。
        2.3强度折减的有限元法
        对于强度折减的有限元法而言,需要在满足变形协调的条件才能使用,也就是说需要先对坡面的位置与形状进行位置研究与分析,从而对安全系数进行准确的计算,并且把塑性区扩展到一定的程度,让其能够满足荷载力度的科学分布状态,所以强度折减的有限元法一般会用到荷载条件材料分区比较均衡的区域。
        3露天开采边坡灾害防治措施分析
        3.1强化边坡稳定性监测作业
        要想对露天开采边坡灾害进行有效的防治,就需要在进行露天边坡开采的时候,需要通过全面细致的方式对边坡稳定性进行监测,具体能够采用水压监测法、表面位移监测等方式 ,只有对岩体内部结构进行全方位的检测与检查,还能够对边坡的稳定性能记性最大化的提升,并且还能够通过对边坡岩体应力的计算与检测,从而更加有效的对数据变化进行适应,以此来让开采过程能够避免危险的出现。
        3.2对地下水渗透加强监测
        因为地下水如果出现渗透,就会对露天开采边坡的稳定性造成很大程度降低,所以在实际的工作当中,应该让工作人员对地下水加强监测工作。并且还需要对疏干装置进行装置,从而保障基坑如果出现地下水的渗入,能够在短时间内把水进行及时的排出,并且在进行疏干装置选择的时候,需要根据工程的实际情况,同时还需要对基坑当汇总含水量进行科学的分析,从而选择最为适合的疏干方式,只有这样才能够对开采矿区的渗透强度进行降低,从而对边坡的稳定性进行提升[3]。
        3.3建立边坡检测系统
        地表位移监测系统是对边坡进行监测当中使用最多的系统之一,然而在矿山上建立一个能够对岩层进行移动检测的站点,从而能够对坡面与地表定期的进行位移测量,并且还能够对边坡稳定性进行技术性的研究,同时还能够对施工队伍与管理机构进行分析,以此来为边坡与地面变形的分析与控制进行重要依据的提供。
        结语
        当前对露天开采边坡造成不稳定的影响因素有很多,要想让露天开采能够拥有着充分的可靠性与安全性,就需要让施工企业对露天开采边坡稳定性的研究进行加强,并且还需要对社交方案进行不断的优化,以此来保障开采作用能够得到充分的安全性,从而为施工企业追寻最大化的经济效益,对开采工程的安全系数进行有效的提升。
        参考文献:
        [1]杨木林,武懋,李建华,吴榕真,贺艳军.散体矸石力学参数标定与矸石山边坡稳定性分析[J].煤矿安全,2021,52(01):232-236.
        [2]周鑫,汪要武,蒲东鸿.江苏句容市矽锅顶灰岩矿开采技术条件评价[J].矿产勘查,2020,11(12):2705-2712.
        [3]汪珉. 湖北某矿山边坡稳定性评价与治理探究[D].南昌大学,2020.
       
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