冰融情形下的露天煤矿边坡治理研析--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

冰融情形下的露天煤矿边坡治理研析

发表时间：2021/8/9 来源：《探索科学》2021年7月13期作者：刘广贵

[导读] 露天煤矿开采过程中，我们需要重视其稳定性问题的解决，在冰融情形下，我们可以采用多元化的方法治理边坡稳定性问题，从根本上提升边坡的长期稳定性。

哈密市和翔工贸有限公司责任公司刘广贵 839200

摘要:露天煤矿开采过程中，我们需要重视其稳定性问题的解决，在冰融情形下，我们可以采用多元化的方法治理边坡稳定性问题，从根本上提升边坡的长期稳定性。植被覆盖和人工加固安全技术是比较常见的方法，结合相关的调查分析不难看出，采用植被覆盖和人工加固安全技术之后，边坡表面变形的问题得到了缓解，温度对露天煤矿边坡的稳定性影响得到了有效控制，从侧面可以看出，冰融情形下，采用植被覆盖和人工加固安全技术能有效降低边坡的变形或者滑塌剥离问题发生率，控制开挖地区的范围扩大，保护露天煤矿环境。
关键词：露天煤矿；冰融情形；边坡稳定；治理
        1冰融情形下露天煤矿边坡稳定性的影响
        在露天煤矿开挖完成的早期阶段，边坡稳定性没有出现较大的改变，在开挖工作完成之后，冰融次数与边坡变形之间呈现正相关关系，安全性也在变小。当开挖完成10年后边坡安全系数降低为1.438，表明边坡此时处于非安全状态。边坡的失稳滑塌将造成区域地质灾害，如草坪退化、地面塌陷等，这不利于可持续发展。所以，开挖完成后应对边坡进行治理，防止其长期处于在冻融循环下发生失稳。
        2冰融情形下的露天煤矿边坡稳定性治理方案
        在冰融情形下，我们可以采用不同的露天煤矿边坡稳定性治理方案，比如植被覆盖、人工加固安全技术等，从而有效提升边坡稳定性。本文研究对象受冻融循环影响较大，因为该边坡地处高寒地区，季节温差较大，且暴露岩体风化较为严重。所以边坡表现出渐进式的剥离破坏模式，导致边坡坡面不断变化，开采区境界线不断扩大。所以本文研究对象的治理应着重于防止边坡暴露岩体受冻融循环及风化的影响，这对遏制开采区境界线进一步扩大、防止其对周边环境造成危害有非常积极的作用。
        第一，采用植被覆盖的方法进行边坡治理。植被覆盖的优势和具体运用范围如下所示：①植被覆盖具有较为显著的经济性和环境保护作用。煤矿边坡表面覆盖植被，还能起到明显的绿化作用，这为边坡表面提供了一层保护膜，减少了边坡岩体与外界的接触，使边坡岩体处于一个相对较为稳定的状态下。②植被的保温作用。冻融循环对边坡稳定性的影响主要是使边坡岩体内水分物理状态在凝固与融化之间交替变化，其产生的直接后果为边坡岩体完整性下降，岩体力学性质弱化，这对边坡的稳定性有着极大的影响。植被的导热性差，当覆盖植被后，边坡岩体温度变化幅度将减小，且边坡表面季节性冻融循环厚度将减小。这大大削弱了冻融循环对边坡岩体质量的损害，极大地增强了边坡的稳定性。③植被的根系加固作用。在植被生长的过程中，根系渐渐深入岩体深处。增加了岩体的整体性。这种作用类似于钢筋混凝土中钢筋的作用，增强了边坡的安全性。综上所述，本文建议采用植被防护的方式治理该边坡。以下通过数值仿真模拟边坡覆盖植被层以后其温度场的分布及稳定性的变化规律。
        边坡治理的安全技术对策分析
        第二，采用人工加固的安全技术进行边坡治理。制定科学的管理机制。煤矿开采企业需要结合矿山周围的地质环境情况制定针对性的边坡防护管理机制，这样才能更好地开展边坡治理工作。还要定期的组织安全部门、地测部门以及环保部门对各个边坡进行检查，一旦发现安全隐患需要立即进行处理，以免造成更加严重的后果。
        采用抗滑桩加固技术：这种技术的主要作用就是借助桩体和桩周围的岩体相互作用，把滑体下滑里借助桩体传递到地面，从而提升边坡稳定性。利用抗滑桩的优势主要有：布置灵活、施工工艺简单、速度快、功效强、且在施工的同时不会影响到滑体的稳定性。如果将其与其他的加固措施一起联合使用会产生较大的承载力。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

使用条件：滑面较为单一，且滑体完整性较好的浅层或者中厚层的滑体。
        采用锚杆索加固技术：这种技术主要是通过在滑体的下方修检挡墙，从根本上提升滑体的抗滑力水平。其具有一下特征：可以就地取材，且施工方便简单，具有一定的抗滑力，其缺点是：本身的重量较为大，这样不利于下部边坡的稳定性，且施工的工程量较大。适用条件：适合用于滑体松散的浅层滑坡，且需要有足够的施工场地和材料供应，在坡顶的上部也没有什么重要的建筑物。
        采用注浆法加固技术：这种技术主要是借助浆液完成岩体裂缝的填充，从而提升边坡的稳定性，不给地下水保留活动通道。其缺点为：对于地下水流动速度过快、渗透性和粘塑性较强的岩体达不到良好的加固效果。适用条件：边坡岩体较为坚硬，且有联通的裂隙，地下水对边坡的影响较为严重的区域。
        采用喷射混凝土加固技术：这种技术能够对边坡岩石层起到封闭作用，从而有效降低边坡的风化、潮解或者剥落等问题的发生率，达到加固岩石，增强边坡岩体强度的效果。其主要的特点为：可以氮素使用，也可以与锚杆联合使用。其主要的缺点为：喷射的表面外表不佳。适用条件：对软弱的岩体或者具有高度破碎的裂隙的岩体进行表面的保护，增强岩体的抗风化和抗侵蚀的能力。
        3通过数值仿真分析边坡治理现状
        该文主要是在某边坡表面设置厚度为1.0m的低导热系统热传导单元，从而等效模拟植被覆盖层的保温隔热作用。通过模拟结果不难看出：加保温隔热层厚边坡在冻结期及融化期的温度场，温度变化深度在1.0m左右，且最大温差为33℃左右，与不加保温隔热层相比，受温度影响范围减小近5m，其意义在于阻止边坡表面岩体出现剥离式滑塌，大大降低了边坡的风化速度，有效阻止开挖境界的进一步扩大。增加植被覆盖层后，边坡在不同时期变形均有较大幅度减小，说明覆盖植被层后，边坡受冻融循环影响较小，大大增加了边坡的安全性。综上所述，冻融循环下边坡的破坏模式表现为表面一定深度范围内出现渐进式剥离的现象，这是由温度场的变化和风化作用共同导致的。而阻止边坡受温度场及风化作用影响的最好方法是隔绝边坡表面与外界的长时间接触，所以选择覆盖植被层的方法是行之有效且经济的方法。
        4结论
        在冰融情形下，露天煤矿的边坡稳定性可能会出现较大的变化，为了确保露天煤矿边坡的稳定性不受负面影响，我们需要采取植被覆盖和安全加固技术提升边坡稳定性。冻融循环下边坡的稳定性问题其实质是在多场耦合下岩质边坡的稳定性问题。所以，研究多场耦合下岩体的力学行为为理解冻融循环下边坡的破坏机理提供了理论依据。露天煤矿边坡治理是一项技术非常复杂的防治工程。但是随着科学技术的不断发展，越来越多的技术被用于边坡加固的措施中。在边坡加固治理工程中也逐渐的开始使用多措施综合治理的原则，进而有效的加强边坡的稳定性和安全性。随着工程建设规模的不断扩大，边坡的高度也在不断的增强，这也给边坡治理安全技术提出了更高的要求。因此，在边坡治理中，应当要综合应用各种分析的方法，利用不同方法中的优点，取长补短，进而有效的增强边坡的稳定性，提高露天煤矿开采的安全性。
参考文献：
[1]李树忱,程玉民.数值流形方法及其在岩石力学中的应用[J].力学进展,2004(04):446-454.
[2]纪洪广,向鹏,韩放,杨占军.地下开采扰动条件下露天矿边坡岩体结构变异与失稳模式分析[J].煤炭学报,2012,37(02):211-215.
[3]黄成林,陈建平,罗学东,等.露天矿边坡爆破振动影响因素的灰关联分析[J].爆破,2010,27(02):96-98.
[4]王冠人.露天矿山高边坡安全隐患治理的措施[J].工程技术:引文版,2015(15):00027.
[5]刘婷婷.露天矿山边坡稳定性及灾害防治对策研究[J].自然科学:文摘版,2016(3):00136.