乌努格吐山铜钼矿边坡结构参数调整及工程防护措施分析

2019-02-09韩荣荣

世界有色金属 2019年18期

韩荣荣

（中国黄金集团内蒙古矿业有限公司，内蒙古呼伦贝尔 021400）

研究发现，边坡结构参数以及边坡体内部地质情况都会对边坡稳定性构成影响，也是边坡稳定性研究的主要内容，给出边坡总体稳定且采矿效益较好前提下最佳边坡结构参数，有助于采矿工作的有效进行。影响边坡稳定性主要因素包括边坡岩体质量（岩体强度和结构面分布）、地下水、爆破震动三个方面，边坡稳定性研究目的是使边坡总体稳定，但可以通过一定的工程稳固措施加以治理，从而保证正常生产及采矿人员与设备的安全。

1 边坡结构参数调整及工程防护介绍

边坡稳定性研究阶段非常重视边坡结构参数以及边坡体内部地质情况对最终边坡稳定性影响程度，通过结构参数的科学调整，可以确保边坡的安全稳定，对于确保采矿的整体效益也具有显著效用[1]。影响边坡稳定性主要因素包括边坡岩体质量（岩体强度和结构面分布）、地下水、爆破震动三个方面。其中，边坡岩体质量属于天然因素，无法通过后天人工措施来改变它，只有通过调整边坡结构参数来适应它。而地下水和爆破震动则可以通过人为的工程措施，最大程度减少其对边坡稳定性的影响[2]。根据乌努格吐山铜钼矿露采边坡工程地质及水文地质分析、边坡稳定性计算结果、以及边坡岩体结构赤平投影稳定性分析，针对原设计边坡在稳定性方面存在的问题，对边坡结构参数作适当调整。

2 原设计边坡稳定性状况分析

结合相关资料，对原设计边坡稳定性计算分析结果，得出如下结论：A-A剖面总体边坡角45°整体边坡安全系数1.117（标高300m～817m），稳定性不满足要求，其主要原因在于坡体内部存在一破碎带。拟对坡体上部边坡结构参数调整。B-B剖面整体边坡安全系数1.164（标高300m～857m），中上部存在破碎带但倾向较缓，没有对边坡稳定性不利。稳定性满足要求。C-C剖面整体安全系数1.258（标高360m～802m），稳定性满足要求。坡体内部存在F7断层，但断层倾向对边坡不构成危害。D-D剖面整体安全系数1.222（标高285m～720m），稳定性满足要求。坡面内存在F4断层，但断层位置距边坡表面距离约260m，对边坡整体、局部不构成影响，坡体中上部、中下部边坡稳定性均满足要求。E-E剖面整体安全系数1.026（标高300m～810m），稳定性不满足要求。主要原因是坡体中上部内部存在几组倾向于边坡倾向相同的破碎带，且靠近坡体面较近。F-F剖面整体安全系数1.262（标高300m～793m），稳定性满足要求。坡体内部不存在破碎带等不利于边坡稳定破碎带。中上部、中下部稳定性均满足要求。

3 边坡结构参数调整

（1）A-A剖面。A-A剖面不稳定主要是由于存在破碎带，自630m平台以上开始调整结构参数。原630m安全平台与720m安全平台台阶宽度分别调成35m与30m，630以上其余平台宽度均调整为20m，其余结构参数不变。经计算调整后安全系数1.191，满足稳定性要求。

（2）E-E剖面。坡体不稳主要原因是坡体中上部内部存在几组倾向与边坡倾向相同的破碎带，且靠近坡体面较近。采取加固措施很难能满足稳定性要求，因此拟采用对中上部坡体削坡减载方式（调整中上部坡体结构参数）来满足坡体稳定性要求。破碎带位于540m标高以上，因此对540m标高以上台阶进行结构参数调整。

4 工程措防护施

（1）疏-排水。地下水是影响矿山边坡稳定性重要外在因素之一。长期观测井测得地下水水位最高标高在+730.16m～+836.12m之间，地下水类型主要为基岩风化带裂隙潜水，随着采场的不断下降，地下水降落漏斗也逐渐扩大，地下水浸润线逐渐降低，根据终了边坡渗流场模拟分析结果，终了边坡浸润线埋深较深，潜在边坡破坏面多处于浸润线以上，因此，依靠采场降深的自然疏于作用可以达到地下水的疏排效果，满足边坡稳定方面的需要。地表水主要以大气降雨为主，采用台阶排水沟引流，集中抽出采场外，其目的也是防止对台阶坡面的浸泡和冲蚀作用，从而影响局部台阶的稳定。

（2）控制爆破技术。靠帮的控制爆破是维护边坡稳定的重要措施，实践证明，露天开采过程中边坡的中小型滑坡60%是因为露天开采的靠帮爆破工艺不当造成的，同时，大区爆破还可诱发边坡深层大型滑坡。因此，建议临近边帮爆破采用控制爆破，控制爆破技术主要包括预裂爆破、减震爆破、缓冲爆破。

①预裂爆破。预裂爆破就是在设计的靠帮边界上打一排密间距炮孔，少量装入适宜炸药，在主冲击波抵达之前起爆，在特定的孔网参数、装药结构参数下，使爆破形成孔壁压力能爆裂岩石，但不超过它们原位动态抗压强度，形成一条1cm～2cm宽裂缝岩石，对主冲击波及爆炸气体压力起到削减作用，根据国内矿山应用实例，预裂面减震效果达50%以上，效果显著。②减震爆破。爆破产生的地震波可使边坡岩体松动甚至疲劳破坏，地震波的传播规律首先与传播介质有关，同样的爆破参数在岩性、地下水、风化程度、蚀变、节理裂隙发育程度等因素不同地段具有不同的地震传播规律。目前，乌努格吐山铜钼矿已经推广使用奥瑞凯（Orica）高精度导爆管雷管等爆破器材，在生产实际应用中可以起到明显的降震效果，建议矿方在大边坡生产过程中对采用何种爆破参数起到更好的减震作用进行专项研究。③缓冲爆破。缓冲爆破是台阶靠帮时，预裂孔与生产炮孔之间辅助炮孔的爆破，辅助孔位，缓冲爆破孔网参数略小于正常生产孔，不设超钻。缓冲爆破一般是用于提高预裂效果的辅助爆破手段，但即使临近边帮无预裂情况下，缓冲爆破仍对保护边坡稳定起到一定的效果，可作为边坡靠帮时对生产爆破进行减震的辅助措施。