金堆城采礦場西邦邊坡穩(wěn)定性及治理方案研究

劉棟梁 王修緣

摘 要：金堆城鉬礦區(qū)位于陜西華縣金堆鎮(zhèn)。文章以金堆城鉬礦區(qū)為例，探討了邊坡工程地質(zhì)特征，露天礦西邦人工開挖所形成的邊坡穩(wěn)定性問題及治理方案，以為今后的礦區(qū)開采提供參考與依據(jù)。

關(guān)鍵詞：邊坡穩(wěn)定性；治理方案；露天礦場

一、金堆城鉬礦區(qū)概述

金堆城露天礦采場邊坡目前已形成了高100～200m的人工高邊坡，其中北邦、西邦已形成了階段性的永久性邊坡，東邦則開始實(shí)施永久邊坡的擴(kuò)邦工程，南邦也正在實(shí)施南露天開采的擴(kuò)邦工程。這些人工形成的高邊坡的水文地質(zhì)工程地質(zhì)條件極差且十分復(fù)雜，邊坡穩(wěn)定性很差，極易發(fā)生變形與破壞，從而給礦山正常生產(chǎn)造成影響。

二、邊坡工程地質(zhì)特征

1.邊坡地質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)造

西邦采場邊坡及其后山體主要由硬脆性的安山玢巖組成，由于受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，特別是北側(cè)區(qū)域性的深大斷裂——燕門凹斷裂的影響，巖體內(nèi)節(jié)理、斷層構(gòu)造十分發(fā)育，并伴隨有順坡向的平臥褶皺構(gòu)造。

2.邊坡水文地質(zhì)條件

采場西邦出露的地下水按照賦存情況，巖土體結(jié)構(gòu)特征可劃分為兩大類，分別為第四系孔隙水和基巖裂隙水。由于本區(qū)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)頻繁，尤其是北側(cè)燕門凹斷裂帶的影響，導(dǎo)致節(jié)理、斷層構(gòu)造十分發(fā)育。

三、存在的主要問題

1.北段穩(wěn)定問題及評價(jià)

該段邊坡的主要破壞模式為沖刷破壞。如前所述，該段邊坡由于受到燕門凹斷裂帶的影響，巖體破碎化程度較高，多呈散體結(jié)構(gòu)，且該邊坡組成巖體為硬脆性的安山玢巖，巖體碎塊之間多由粉末狀的安山玢巖粉細(xì)物充填，其連接力極差，地表水易于入滲崩解。而采場西北角出水量較大，該水是造成本段邊坡沖刷破壞的最重要的外在因素。因此，我們要對其進(jìn)行治理，尤其是對邊坡表面的水流進(jìn)行攔截。

2.中段穩(wěn)定問題

由于受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，特別是北側(cè)區(qū)域性的深大斷裂——燕門凹斷裂的影響，巖體內(nèi)節(jié)理、斷層構(gòu)造十分發(fā)育，這些及其發(fā)育的結(jié)構(gòu)面導(dǎo)致該地段山體的完整性極差，致其多呈碎裂至碎裂塊狀結(jié)構(gòu)，其整體工程性能很差。后期在采礦放炮的反復(fù)震動(dòng)荷載及長期降雨等誘發(fā)因素作用下最終發(fā)生了變形與破壞。

3.南段穩(wěn)定問題

該段邊坡巖體主要由位于上部的人工堆積碎石土、中部的第四系沖洪積卵礫石層和下部的安山玢巖組成。其中上部第四系松散堆積物主要為西川河河流堆積及人工堆積廢礦，地質(zhì)松散，除發(fā)生單臺(tái)階局部垮塌現(xiàn)象外，邊坡整體穩(wěn)定性較好。

四、治理方案建議

1.北段治理方案建議

排水措施：前面分析知，采場西北角大量的地表水入滲是影響該邊坡穩(wěn)定的最重要的外在因素，因此需要對該地表水進(jìn)行治理。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果，需要采用截排水工程，在排洪渠外側(cè)設(shè)置一橫向截水墻。針對已建排洪渠局部漏水問題，建議對該排洪渠漏水段進(jìn)行補(bǔ)漏防滲工程。

削方放坡措施：西邦南段高而陡的地形是影響邊坡穩(wěn)定的又一因素，建議對其進(jìn)行放坡，使該段邊坡坡度變緩。具體方案見下段西邦中段的削方措施及建議坡角。

2.中段治理方案建議

針對影響該邊坡變形破壞的主要因素采取必要的工程措施，可提高邊坡的穩(wěn)定性。在盡量減少放炮震動(dòng)、局部采取錨索加固、表面噴漿防護(hù)等工程措施的情況下，可增加該地段邊坡的整體坡角至41～42°。

3.南段治理方案建議

西邦南段邊坡除了上部第四系松散堆積物發(fā)生局部垮塌外，整體穩(wěn)定性較好。且上部松散物垮塌范圍較小，均為單臺(tái)階局部垮塌，垮塌堆積物堆積于邊坡前緣的平臺(tái)處，對邊坡的整體穩(wěn)定性影響小。只要平時(shí)對平臺(tái)進(jìn)行定期清理，防止垮塌堆積物堵塞平臺(tái)上的排洪渠即可。

4.涌水治理方案建議

該段邊坡主要的涌水問題為邊坡西北角處的坡面涌水，該水同時(shí)也是影響北段邊坡穩(wěn)定性的重要因素，對該水的治理可參照北段治理方案建議的排水措施。

參考文獻(xiàn)：

[1]王旭春，管曉明，王曉磊，等.露天礦邊坡穩(wěn)定性與巖體參數(shù)敏感性研究[J].煤炭學(xué)報(bào)，2011（11）.

[2]丁立明，才慶祥，劉 雷，等.軟弱夾層對露天礦邊坡穩(wěn)定性的影響[J].金屬礦山，2012（4）.