浅谈新疆鄯善红云滩铁矿西矿工程地质与边坡治理

胡其涛等

[摘要]目前矿山施工过程中岩层边坡失稳已成为影响矿山安全施工的主要问题。本文首先分析了露天矿山岩层边坡稳定性影响因素，然后对新疆鄯善红云滩铁矿西矿边坡稳定性的工程地质做了说明，最后探讨了边坡治理的措施。

[关键词]矿山 边坡 稳定性 结构面 支护

[中图分类号] P183 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-3-349-2

1新疆鄯善红云滩铁矿西矿边坡稳定性的工程地质分析

1.1结构面和结构体因素及其对边坡稳定性的影响

矿区内发育的结构面类型有四种，即构造结构面、变质结构面、火成结构面及次生结构面。见表1。

由于结构面的性质和规模不同，结构面的力学效应，力学作用特征有着显著的差异，因此，根据结构面的规模大小，将矿区的结构面分为5级。见表2。结构面的规模，是指结构面的长度和宽度。长度包括它的延展性和连续性，宽度则反映它的大小，宽度对于岩体变形破坏和工程措施有着直接的影响。

1.2底层岩性、组合因素及其对边坡稳定性的影响

1.2.1地质岩组

（1）散体岩组

属第四系坡积及洪积物，矿区大面积分布，以砂为主，夹砾石、碎石块，局部有盐渍土，矿区内丘陵山坡的斜坡地带及坡脚，多为片岩或大理岩的碎石块，有少部分砂及土等。疏松多孔，无胶结，厚度不均，0-3米不等。岩体呈散体结构。

（2）块状坚硬凝灰岩、花岗岩块状岩组

本区位于天山纬向构造带与北西向构造的斜接部位。断裂发育，岩浆活动强烈，岩浆岩分布极为广泛，从中基性至酸性，从深成侵入至喷发，均有活动。以华力西中期的中、酸性侵入岩为主。主要分布于阿奇克库都克大断裂的北侧，呈近东西向展布，与区域构造线方向基本一致，为同期多次侵入的复式岩体，它对本区铁矿的形成有很大的影响。

1.2.2矿区（床）岩体结构类型及岩体对边坡稳定性的影响

（1）散体结构岩体

主要发育于第四系坡积-洪积物中。其特点主要是由砂、岩土碎块及土组成，呈散体状。工程地质性质最差，稳定性也差，往往是工程失稳的起点。此类岩体多为松动剪切破坏，变形过程一般较短，但厚度小，位于地表，可以剥去。

（2）块状岩体

坚硬凝灰岩、花岗岩岩组，广泛分布于调查区内，位于第四系松散覆盖层之下，具互层层理，岩体呈致密块状、坚硬，完整或较完整，岩石质量好，岩石的抗压强度在40Mpa以上，工程地质条件好，稳固性高。岩体变形破坏主要受断层及层间错动带等结构面的控制，破坏机制表现为顺层岩爆、塌落等。变形过程可与爆破同时发生或因爆破逐次松动滑落。

2矿山边坡的治理措施

2.1及时支护，设置警示标志

红云滩矿区在区域上呈现为完整的两个向斜和一个短轴背斜，矿床受断层影响，矿体呈一个较为明显的雁列式排列，构造较复杂，矿体深部贫富悬殊，矿石在断层附近结构疏松，容易造成软弱结构面，由于目前主要是露天开采，主要受影响的是采坑边坡支护，建议据实际定期测量剖面及观测点位移，及时支护，必要时降低采坑边坡坡度，设置防护栏，据地域性多民族的特点，设置多语言警示牌。

2.2坑道内部直接爆破顺地下坑道采掘方式

由于本矿区以前进行过坑探工程，坑道主要是在高程1300m处，目前矿坑开采作业面为高程1300m，由于开采的矿石堆积、车辆运输加上开采爆破造成的裂隙，容易造成地面塌陷，危及人员安全。建议在后续开采过程采取坑道内部直接爆破顺地下坑道采掘方式进行开采。

2.3锚网支护

矿体顶底板及围岩多为坚硬岩层块状结构的花岗岩岩体，岩石强度较高，稳定性好，但由于花岗岩与部分地段围岩及矿体有较为强烈的围岩蚀变，主要是以矽卡岩化为主，岩石结构较为疏松，易形成明显的破碎带，建议采取锚网支护。本工程锚网支护施工图见下：

2.3.1施工工艺

首先对待支护地段断面进行检查，满足设计要求后，确定喷锚网支护的范围，并做好标记。

其次，作好材料、机具、人力等施工准备，特别作好施工技术交底。

第三，按工艺技术要求进行施工作业，技术、质量管理人员跟踪督促检查。

具体为：先喷射混凝土20～30mm厚；按设计间距500～700mm打锚杆孔，注浆安装砂浆锚杆；布设安装钢筋网片，使其紧贴岩壁，网筋与锚杆端部连接牢靠；再喷一次混凝土，保证喷层总厚度80～100mm。

2.3.2支护参数

包括锚杆、网片及喷射混凝土。

（1）锚杆与网片锚杆

用Ф16螺纹钢加工而成，长1.6～1.8m（T型岔口局部为2.3～2.5m），布置网度500～700mm；钢筋网片：网度200mm×200mm，用Ф6.5钢筋绑扎而成，穿过夹有较厚断层泥的局部地段，每隔400mm加Ф10钢筋1根。钢筋网片由锚杆根部弯钩卡固，并用铅丝绑扎。

（2）喷射混凝土

喷射混凝土工艺参数控制在工作风压0.12～0.14MPa之间，水压0.14MPa，水灰比0.4～0.43，第一遍喷射厚度20～30mm，布设安装锚杆网片后再全喷50mm厚，第三遍给安设锚杆网片部位喷厚20～30mm。拌合料总放置时间不能超过20min。

2.3.3质量控制措施

（1）严格控制拌合料质量

按水泥∶砂子∶石子=1∶2∶2的重量配比配料，混合前石子用水冲洗干净。事先明确各种材料计量方法和数量，技术人员随时监督班组配料，发现不合规定者，立即指出令其改正。混合料进入搅拌机的搅拌时间不得少于1.2min，拌好后料的湿度以“手能捏成团，松开手后能缓慢地散开，用嘴吹无灰飞起”为准。

（2）严格控制置料时间

拌合料由搅拌机下放到装料斗车，运至作业面，再由人喂给喷射机，根据以往的经验，规定总时间在20min以内。

（3）按支护工艺一步一步地进行，把好工序质量关。事先对加工好的锚杆进行检查验收，待第一遍混凝土喷好并具有相应强度后，按设计的相应位置布设钻凿锚杆孔，验孔及安装锚杆，锚杆安装到位且具一定强度后，布设绑扎钢筋网片，保证钢筋网片的网度不大于设计尺寸，与锚杆端部卡紧扎牢（必要时局部焊接牢靠），确保钢筋网片本身及与锚杆间连接质量，有足够的强度。检查第二、三遍混凝土喷到相应厚度。

参考文献

[1]张衡，刘秋实，廖信根. 露天边坡控制及支护[J].矿业研究与开发，2011（04）.

[2]于庭安，戴兴国. 露天矿边坡稳定性的安全因素分析[J].矿业安全与环保，2008（01）.