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        斷層影響下采礦場(chǎng)邊坡安全穩(wěn)定性研究

        2021-12-28 02:29:30劉小飛
        中國(guó)金屬通報(bào) 2021年15期
        關(guān)鍵詞:采場(chǎng)計(jì)算結(jié)果暴雨

        劉小飛

        (四川省安全科學(xué)技術(shù)研究院,四川 成都 610000)

        1 工程概況

        該采石場(chǎng)規(guī)模為36萬(wàn)t/a,采礦礦區(qū)面積0.0314㎞2,開(kāi)采深度由1570m至1410m標(biāo)高,礦山服務(wù)年限為7a。礦山全期采用露天開(kāi)采方式,露天開(kāi)采境界邊坡參數(shù)為臺(tái)階高15m,臺(tái)階坡面角70°(其中1570m-1560m以及1560m-1545m為50°),安全平臺(tái)寬度4m,每隔兩個(gè)安全平臺(tái)設(shè)置一個(gè)清掃平臺(tái),清掃平臺(tái)6m,整體邊坡角50°-57°。

        2 采場(chǎng)邊坡現(xiàn)狀穩(wěn)定性

        2.1 剖面選擇

        選取現(xiàn)狀條件下邊坡穩(wěn)定最不利斷面,分別截取兩個(gè)通過(guò)斷層的剖面A-A′位于采場(chǎng)北邊垂直或近似垂直于邊坡,落差近130m,對(duì)現(xiàn)狀邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行判識(shí)。

        2.2 參數(shù)選擇

        根據(jù)原設(shè)計(jì)報(bào)告中建議值和工程經(jīng)驗(yàn)值確定巖層的物理力學(xué)指標(biāo),如表1。

        表1 巖層各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)值

        2.3 計(jì)算模型

        根據(jù)剖面A-A′可知,由斷層和潛在結(jié)構(gòu)面構(gòu)成為最危險(xiǎn)的滑面,分別選取通過(guò)兩個(gè)斷層的滑面來(lái)計(jì)算邊坡現(xiàn)狀的穩(wěn)定性。

        2.4 計(jì)算結(jié)果與分析評(píng)價(jià)

        采用余推力法計(jì)算不同工況下的結(jié)果如表所示。

        表2 剖面A-A′不同工況下邊坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果表

        穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果表明:A-A′剖面通過(guò)F3、F8斷層的邊坡在自然和地震條件下K>[K](許用值),處于穩(wěn)定狀態(tài),在暴雨條件下K<[K](許用值),處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

        綜上所述,采場(chǎng)邊坡在斷層F3、F8的影響下,在暴雨條件下,邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài),極易出現(xiàn)失穩(wěn)垮塌。

        3 治理方案

        3.1 礦區(qū)范圍變更

        將西部邊坡向西擴(kuò),與原來(lái)的西部采空區(qū)貫通。西部邊坡向西擴(kuò)后,東西走向的北部邊坡雖然被F8、F3兩條斷層切割為三段,但因北部邊坡與F8、F3兩條斷層走向幾乎垂直,故不會(huì)影響北部邊坡的安全穩(wěn)定性。

        將安全治理范圍向南部擴(kuò)大至開(kāi)采露天底1410m水平,降低南部陡峭山坡高度在34m左右,在1410水平形成長(zhǎng)約400m、寬約200m的大平臺(tái),避免崩塌、垮塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害對(duì)省道S310寧華路段交通及其下方9戶村民房屋及人生安全的影響。同時(shí),采場(chǎng)臺(tái)階下降時(shí),不留南端幫,避免形成“鯽魚(yú)背”似的南部端幫,確保采場(chǎng)生產(chǎn)安全、省道寧華路交通安全和礦區(qū)南部爛壩村七社村民民房及人生安全。最終治理效果如圖1所示。

        圖1 最終治理效果圖

        3.2 斷層治理

        根據(jù)礦區(qū)斷層走向,調(diào)整該礦山采場(chǎng)主要邊坡走向,即將與斷層走向約一致的原設(shè)計(jì)西部邊坡為主邊坡調(diào)整為約垂直于斷層走向的北部為主邊坡。礦區(qū)邊坡開(kāi)采參數(shù)維持原設(shè)計(jì)。

        3.3 治理后邊坡穩(wěn)定性校核

        選取治理后的最終邊坡I-I′剖面進(jìn)行穩(wěn)定性校核(見(jiàn)圖2)。穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果如表3所示

        圖2 I-I′剖面線

        表3 剖面I-I′不同工況下邊坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果表

        穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果表明:I-I′剖面的邊坡在自然、地震、暴雨條件下都處于穩(wěn)定狀態(tài),滿足安全要求。

        4 結(jié)論

        (1)根據(jù)礦區(qū)斷層走向,調(diào)整該礦山采場(chǎng)主要邊坡走向,即將與斷層走向約一致的原設(shè)計(jì)西部邊坡為主邊坡調(diào)整為約垂直于斷層走向的北部為主邊坡。

        (2)擴(kuò)大礦區(qū)范圍,向西與采空區(qū)貫通,向南部擴(kuò)大至開(kāi)采露天底1410m水平,從而保證省道寧華路交通安全和礦區(qū)南部爛壩村七社村民民房及人生安全。

        (3)采用余推力法得出治理后的邊坡穩(wěn)定性結(jié)果為在自然、地震、暴雨條件下均處于穩(wěn)定狀態(tài)。

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