煤矿边坡稳定性分析及治理措施

杨志伟

摘 要：影响煤矿安全生产的影响因素很多，其中一个重要因素是其边坡的稳定性，一旦边坡坍塌或者滑坡，后果相当严重，所以煤矿开采设计过程中第一个要解决的就是这个难题。因此，分析影响边坡稳定性的要素与探究治理措施，对提高开采的效率和安全性具有重要的社会现实意义。

关键词：煤矿;边坡;稳定性分析;治理措施

前言：

边坡失稳是煤矿开采的重大灾害之一，边坡式煤矿很容易由于边坡不稳定而发生一些地质灾害，不仅会严重破坏环境，还会对整体生产的安全造成不良影响。因此，本文以福建某矿区为例，通过工程地质分析，掌握煤矿的地质构造，归纳总结了边坡防护的措施，对该煤矿边坡的稳定性进行系统深入的研究，理论与实际相结合，提出边坡防护措施并应用到现场实践。

1煤矿边坡概况

1.1矿山边坡特点

矿产资源往往呈以特定的形态埋藏于地下，在开采过程中，要根据矿山的既定储存状态进行开挖，并且矿山在完成勘查后，只能按照其形态制定方案，边坡设置条件也只能按照矿山的开采规模来设计，才能满足矿山生产的需求。并且煤矿边坡山体地势往往比较高，在开挖后需要及时进行支护。而且，筛分楼的下部因为场地局限，坡脚与筛分楼重叠，施工难度大。还有转载楼，与边坡顶非常近，施工时也要注意。另外，矿场长期频繁进行穿孔或爆破作业，再加上经常有车辆行走，导致边坡岩体频繁受到震动影响。边坡通常情况下是通过机械开挖的形式而成，暴露在外面的岩体缺乏维护，所以受风化后很容易产生裂隙导致岩体的强度大幅度降低。

1.2边坡概况

该矿区位于福建省漳平市，属于剥蚀残山地貌。原为山坡地，原来整体地势为南高北低，山坡坡度大约为20-30度，抗震设防烈度为6度。该边坡主体结构设计的使用年限为50年，边坡工程设计年限要比其高[1]。该边坡支护工程是永久性边坡工程，工程安全等级属于一级边坡。边坡支护结构类型一种为框架梁和全粘结锚杆，边坡长度为84米，最大高度为14.8米，坡脚为拟建道路和建筑，坡顶为山坡。另一种支护类型为框架梁、全粘结锚杆、砌石网格草皮护坡，边坡长度20米，边坡最大高度为11.7米，坡脚为拟建道路和建筑，坡顶为山坡。岩土体土层为坡积黏性土、含碎石坡积黏性土、粉砂岩残积黏性土以及碎块状强风化粉砂岩。地下水类型为裂缝潜水，局部承压性比较弱，以及各含水层的空隙。

2边坡支护结构施工

2.1锚杆钢筋混凝土框架梁施工

锚杆现浇钢筋混凝土框架梁混凝土强度都是C30，如想要将早期强度提升，可以在其中加入适量早强剂。框架梁的截面尺寸为400×400.锚杆的位置应该要根据分坡面的长度来放样。混凝土保护层采用二类α，格构框架的肋柱和横梁的钢筋混凝土保护层的厚度必须要大于30mm[2]。钢筋要设置通长，连接也应按照相关规范要求进行，钢筋锚固长度为35d。如果锚杆、箍筋、框架钢筋之间存在干扰现象，可以对钢筋和箍筋之间的间距进行局部调整。

2.2钢筋锚杆施工

钢筋锚杆成孔的孔径要大于等于150。在进行锚杆施工前，要先对锚杆定位，锚孔定位的偏差不能大于50;在锚杆施工阶段，锚孔的偏斜度不能大于锚杆长度的3%，钻孔的深度要大于锚杆设计长度的500.在锚杆成孔时，如果采用干式成孔，则需使用高压风清净孔口内残留的岩粉和积水等;如果采取湿式成孔的方法，在完成后要用清水冲洗[3]。

3边坡稳定性治理措施

3.1边坡施工原则

在边坡工程开挖后，要及时采取封闭措施，以免长期暴露对边坡的稳定性造成影响。如果是在雨季施工，要做好坡面防护工作，并及时对雨水进行疏导，确保框架地梁基底保持干燥。边坡工程施工必须按照规范要求进行质检、监理、和竣工验收工作。同时，要注意边坡工程施工需采用信息法开展施工工作。对于土石开挖后，缺乏稳定性的边坡，应根据边坡的底质情况，以及可能会出现的破坏，采取及时支护的逆作法施工。

3.2支护结构施工

锚固工程施工是支护结构施工的关键部分。由于锚固工程主体是在地下的，并且工程质量和施工技术有关，必须严格按照施工要求进行，以保障边坡稳定和结构的安全性。在进行全粘性锚杆施工前，首先必须要做好施工准备工作，明确施工方法、施工工艺、施工设备、施工流程以及相应的人员准备等[4]。其次锚孔钻造的深度需大于设计值500，一旦钻孔过程中出现塌孔的情况，要立即停止钻孔，并在进行注浆固壁处理之后的24小时再重新进行钻孔。同时应对钢筋锚接头处进行标记，再进行锚孔注浆工作。在注浆时必须采用孔底返浆的方法，严禁孔口注浆。

3.3排水工程施工

为减少地表水冲刷坡面以及渗入坡体对其造成严重的安全隐患，应及时进行地表截排水沟施工工作，并切实发挥作用。而地下水排水工程一般是指仰斜平孔排水工程，在该工程具体施工过程中，应根据地层以及含水状态等及时对孔位、孔深、孔数进行调整，以保障平孔排水工程具有良好的效果。另外，在邊坡工程施工前，用根据规划情况和地形地貌设置地下截洪排水系统，从而使得边坡排水流入其中。

4边坡监测

为了及时跟进边坡支护结构的稳定性，需系统监测该边坡和其支护结构。监测单位如未监测两次以上不能开工。具体的监测内容为：首先是对边坡深层水平位移进行监测，沿边坡走向设置测斜管，埋至坡底稳定岩土土层2米，用来观测边坡在施工和使用过程中发生的水平变形情况。其次是对边坡水平和垂直位移情况进行监测，在边坡顶部，每隔15-12米设置一个观测点，坡底也同样设置，典型边坡部分要超过3个观测点。同时，坡和坡底每栋建筑物都要设置超过4个沉降观测点。在边坡顶部大于1.5倍的边坡高度范围内应定时对地表裂缝进行观测。

结语

总而言之，在采矿的过程中，边坡不稳定的情况一直贯穿于始终，边坡一旦发生滑坡，则会导致矿山停产，造成严重的经济损失，而且会对相关施工人员的生命安全造成威胁。因此，在露天采矿的过程中，要重视边坡的稳定性，保障经济效益的同时提高安全性。

参考文献：

[1]高焕然，吕淑然，王婉青，张博倩.某露天煤矿边坡稳定性分析及治理措施[J].现代矿业，2018（04）：193-195.

[2]侯敏. 大峰露天煤矿开采终了边坡稳定性分析及其对策措施[D].西南科技大学，2018.

[3]乔增建，徐延兵，姜海涛.宝清露天煤矿西端帮边坡稳定性研究[J].煤矿安全，2020（10）：294-297.

[4]陈亚飞，纪玉石，韩猛.某露天矿南端帮边坡稳定性分析及治理措施[J].煤矿安全，2019（04）：241-244.