露天矿边坡水压分布特征及疏干减压工程实践探析

摘要：随着露天矿开采工作不断的进行，矿山逐渐减少。为了保证日益增长的矿石需求，露天高边坡开采已经成为露天矿开采的发展趋势，而高边坡稳定性因数主要是地质构造、地下水及由此产生的爆破震动的影响。本文主要从露天矿边坡水压分布特征、对疏干减压工程实践进行分析两方面出发，对露天矿边坡水压分布特征及疏干减压工程实践进行分析。
　　关键词：露天矿；边坡水压；分布特征；减压工程
　　1、引言
　　目前来看，露天矿边坡开采，已经成为露天矿开采的必然趋势。但是在高边坡开采中往往会容易受稳定性的影响，而无法保证露天矿开采工作安全有序进行。对影响高边坡稳定运行的关键因素进行分析，并以此为依据采取相应方法以及解决实际问题。是值得我们技术人员深入探讨的话题。
　　2、问题的提出
　　由于露天边坡矿实际开采中会受地质、水文条件的影响，容易出现一些实际问题，其中地下水和由此产生的爆破运动，已经成为影响边坡开采工作有序运行的关键因素之一，若一旦出现水压异常就会使边坡倾倒滑移变形。这不仅会影响矿山生产工作的顺利进行，同时也会影响周边建筑。因此，在露天矿开采过程中必须注重水压引起的边坡倾倒滑移现象。为了更好避免这一现象发生，在露天矿开采过程中，应该对露天矿边坡水压分布特征和相应疏干减压工程进行必要的分析。如何更好的对露天矿边坡水压分布特征及疏干减压工程实践进行分析，已经成为相关部门值得思索的事情。
　　3、露天矿边坡水压分布特征
　　露天矿工程地质条件较一般采矿工程地质条件要复杂得多，尤其是近些年来露天矿边坡开采工作进行，在一定程度上加大了露天矿开采难度。因露天矿两侧有断层通过且都是扭性逆断层，一侧是东北走向向西北倾斜，倾角在五十度左右，向西北倾斜，上盘一般为白垩系岩层，下盘为第三系岩层。另一侧断层也是东北走向，其倾角为七十度左右，而其上盘则是花岗片麻岩，下盘为白垩系岩破碎砂岩。两个岩层之间形成了白垩系岩层构成倒三角岩体，而其边界则是由柔软的断层泥和断层角砾岩组成的。矿边坡两侧断层受断裂结构影响，其中一侧断层层状和岩体结构受剧烈震动的影响，将会使垩系岩体出现破碎或是断裂现象，严重时可能会出现断裂结构。而另一层断层以第三层系地层的影响而使其形成对称向斜或是复试褶曲构造。另一侧断层受构造的影响，其北翼岩层可能会出现倒转现象，其南翼岩层倾角会呈现出平缓状态，加之其泥岩中会夹杂软弱的页岩，**终会使断层形成泥化夹层。这样露天矿两侧断层在边坡岩的影响下会形成三大水文地质单元，而其另一侧断层则会形成构造裂隙含水单元，这时两侧断层之间的白垩系砂岩也会形成构造裂隙含水单元，另一层断层以南的第三系构造裂隙也会形成含水单元，当第四岩系通过的时候，河流定水头将会对冲基层进行补给，其也会在越流边界建立两断层水力联系。在这种情况下，两断层之间的垩系砂岩也会构造出裂隙含水单元，使水岩体达到饱和状态或使地下水位升高，再加上季节流动性较大，另一侧断层以南的第三构造裂隙含水单元构成的边坡主岩将会成为边坡疏干减压区域。
　　4、对疏干减压工程实践进行分析
　　4、1对露天矿边坡实际状况进行分析
　　要想更好的对疏干减压工程实践进行分析，还需要从露天矿边坡实际状况出发对边坡水压进行分析。通过上述内容可以知道，露天矿边坡断层受岩体的影响容易产生软弱的褐色岩层，在其地质上部出现被泥化的软弱夹层，并呈现出向斜北翼岩层倒转趋势，从而出现倾倒滑移现象，而起南翼岩层在岩体影响下也会出现顺层现象。因褐色页岩已经被泥化夹层所包围，其可能会呈现出可塑性并伴有流变特性。而北翼岩层在重力作用下也会呈现出传递倾倒力，甚至会随着软弱岩层进行滑移，而使倾倒岩滑移变形更加严重。就现在露天矿滑移变形程度来看，露天矿南翼边坡已经到达边界，北翼倒转岩层受倾倒力的影响，使得增加南翼岩层滑移程度。从而使露天矿边坡倾倒滑移呈现出倾倒、滑移、再倾倒和再滑移特征，而这种特征在雨季较明显，出现这种现象的主要原因是水位过高，而使倾倒移体出现浮托力增大现象或是使褐色页岩泥化软弱夹层的含水率增加，**终使边皮发生蠕动变形，从而使两断层之间的岩体呈现倾倒变形趋势。
　　4、2对露天矿边坡疏干减压工程进行分析
　　了解露天矿边坡实际状况之后，还需要对边坡治理工程进行分析。一般为了减少露天矿开采过程中的滑移状况，会设计出抗滑移桩，实际设计中会对桩的抗滑力、孔径大小、间距等内容进行明确，之后将第二弱层作为滑面，通过极限平衡推力法推算出稳定系数，以进行抗滑推理。在此基础上再进行疏干减压工程，实际工作中，可以利用水平孔对边皮进行疏干减压，将孔限制在一定范围内并以棋盘式进行排列。这样就可以根据现有数据推算出水平面，并以此为依据进行掘进，使不同平硐结合在一起，形成东西方向疏干巷道，以将边坡水位降至第四弱层下；了解疏干减压工程后还需要采取相应措施对边坡进行整治，因边坡地质较为复杂，在实际整治工作中不能直接对其变形数值进行预测。这种情况下，就可以采用模拟程序对边坡进行预测。实际预测中注重于水位、暴雨饱和全干边坡状态及疏干工程、加固工程等内容进行分析，并在此基础上对边坡变形减缓效果进行分析。在实际分析过程中，需要通过程序计算模拟出位移量和累计位移矢量。为了更好满足这一需求，在实际工作中，可以通过边坡处不同位移量进行分析，并用定性位移来分析边坡减缓效果。模拟分析中常会以坡表和地表为依据对相应位置进行计算并设置监测线。监测过程中如果是边坡位移，其边坡向斜南翼层将会集中在一二层，其变形值远超过第三层，结果证明其与观测资料分析的结果相同。因疏干工程能将水平放水孔和疏干巷道结合在一起，能减缓其边坡变形，其中地表水平位移**为明显，能减至原来的三分之一。地表在监测线上，使得其对饱水边坡影响小，甚至无影响。通过加固后，地表向下深度范围也会有所减少，甚至降至疏干后20%，但是其加固效果只限于第三层。此外，饱水边坡位移量也有所增加，界于疏干和加固之间全干坡变形效果也有所减缓。
　　5、结束语
　　露天矿开采过程中，受外界环境影响较大，尤其是在边坡开采中，受水压影响较大。这就需要在开采中高度重视水压问题，并对边坡水压进行分析。目前的疏干减压工程在一定程度上能减少水压对露天矿开采的影响。但是随着开采力度不断的加大，现有的疏干减压工程不能更好满足时代发展需求。在这种情况下，就应该基于露天矿边坡水压分布特征，对疏干减压工程进行进一步研究，以保证露天矿开采工作安全有序进行。