某石灰石矿东南部L0～L10线高宕边坡稳定性勘探分析研究

贾名涛，谭 琴

（1.重庆市安全生产科学研究有限公司，重庆 400000；2.重庆长安民生物流股份有限公司，重庆 400000）

1 矿区勘察概述

矿区位于建德市新安江街道西南240°方向，直距10.8 km的寿昌镇西华村许家的汤平山-头路湾一带，行政属建德市寿昌镇管辖。矿区范围地理坐标：东经为119°09′30″～119°10′30″；北纬为29°26′15″～29°27′15″。矿区有公路与县道李寿线相连，在寿昌与320国道相连；往北东至桐庐、杭州，往东南可达金华、兰溪、衢州等地，交通便利。根据《2019初步设计》，设计采用自上而下分台阶开采、中深孔爆破的采矿方法，采用公路开拓、汽车运输的开拓运输方式，核定矿山生产规模450万t/年。设计开采深度+615～+225 m，台阶高度15 m，安全平台宽5 m，清扫平台宽8 m，每隔2个安全平台设置1个清扫平台，台阶坡面角60°，顶部坡面角45°，采场最终边坡角≤45°。采场内设+600m、+585m、+570m、+555m、+540m、+525m、+510m、+495m、+480m、+465m、+450 m、+435m、+420m、+405m、+390m、+375m、+360m、+345 m、+330m、+315m、+300m、+285m、+270m、+255m、+240 m、+225 m共26个平台，其中+585 m、+540 m、+495 m、+450 m、+405 m、+360 m、+315 m、+270 m为清扫平台。

2 开采现状

开采方式为山坡露天开采；开拓运输方案为公路开拓、汽车运输的开拓运输方式；运输道路从卸矿平台+211.7m起坡已修至+405m标高，道路全长2450m，双车道，路面净宽10 m，道路回头曲线半径≥15 m，平均纵坡为7.9%。其中从卸矿平台至+275 m标高路段已进行了水泥路面硬化，硬化道路长990 m，平均纵坡为6.36%，其余均为泥结碎石路面。目前正在开展改扩建开拓运输道路的基建工程建设；采场现状，采场内已形成长约2 530 m，宽约280 m的露采宕口，宕面最高点约+510 m，自上而下形成了+485 m、+465 m、+445m、+420m、+410m、+400m、+385m、+370m、+355 m、+340m、+320m、+310 m、+300 m、+290 m、+280 m、+270 m、+255 m、+240 m、+225 m共19个平台；现有东南部L0～L10线高宕边坡为现有生产性临时边坡，均未靠帮，最终边坡角≤43°，优于《2014初步设计》确定的最终边坡角≤55°，总体稳定，安全风险可控；采矿方法，采用自上而下、台阶式开采，中深孔爆破、挖掘机铲装、自卸汽车运输

3 边坡分区

工程地质区内，L6线以东，从L6线附近最低标高+258 m沿52°方位每隔14～44 m抬高一个台段，台段高度5～25 m不等，最大标高+510 m，相对边坡高度变化较大。L6线～L0线之间，整体以+245 m标高为宕底，坡顶大致沿原采矿许可证边线，边坡形状、高度变化不大[1]。根据矿山高宕边坡走向、产状、相对高度变化等特征的差异性，综合考虑勘探线的布局和稳定性分析软件计算的运用性，以L6为界，将L0～L10线工程地质区分为A、B共2段边坡，如图1所示。

图1 评估区边坡分区示意图

B边坡位于L0～L6之间，属倾向307°～322°向直线边坡，长约607 m，高度120～190 m，平台宽度4～22 m，台阶高度10～25 m，坡面角36°～71°，最终边坡角≤43°，形态组合上属多台阶边坡，台阶数最多12个如图2所示。

图2 边坡宕面

4 边坡特征

1）边坡岩性组合特征，A、B所有边坡均为自然岩性边坡。L2线边坡上部局部有少量第四系冲洪积层和残坡积层，冲洪积层岩性主要为黄褐色黏土、亚黏土、砂质亚黏土，厚度一般0～4 m；残坡积层岩性为棕红、棕色亚黏土、黏土层，以坡积为主。边坡下部为基岩，主要为碳酸盐岩岩组（简称灰岩组），由石炭系上统黄龙组（C2h）和船山组（CPc）石灰岩地层组成，中厚层-块状构造，层厚0.7 m以上，是主要矿体层，岩层主要产状120°～155°∠45°～70°，厚度约507 m[2]。边坡附近发育的断裂构造有3条，分别为F1、F2和F3断裂构造。其中F1和F2位于评估边坡顶部范围外，对评估边坡影响较小；F3断层分布于矿区的中部，穿越B边坡，该断裂带见有方解石脉充填，胶结性较好。经调查现有东南部高宕边坡后缘尚未发现拉张裂缝和剪切裂缝。

2）边坡空间特征，本次所评估的边坡系人工切坡，具有良好的临空面。与岩石的交汇情况见表1。

表1 边坡状况一览表

3）边坡使用年限，矿山现有高宕边坡最高标高为+510 m，《2019初步设计》确定的基建终了平台标高为+540 m，基建期为18个月。从基建开始到开采作业线移动至+510 m标高，预计需要3年，现有东南部高宕边坡现状就会随着矿山的深部开采而发生变化。当边坡位置、规模和参数等较大变化后，边坡的稳定性需按相关规定重新进行稳定性评估。根据矿山改扩建项目建设进度，矿山现有高宕边坡的使用年限约为3年，属临时边坡或暂时性边坡。

4）边坡工程安全等级，根据《非煤露天矿边坡工程技术规范》（GB51016-2014）相关规定，边坡工程的安全等级与组成边坡岩体的高度等级、结构类型、岩体完整程度和岩体质量级别等有关，与边坡破坏模式和边坡危害等级有关。

5）边坡高度等级，矿山现有东南部L0～L10线高宕边坡最大相对高差约为252 m，根据《非煤露天矿边坡工程技术规范》（GB 51016—2014）“3.0.2中边坡：H大于100 m小于或等于300 m”，本评估区属中边坡。但考虑边坡安全监测等因素，报告需确定评估区边坡的安全监测等级，根据《金属非金属露天矿山高陡边坡安全监测技术规范》（AQ/T 2063—2018）“4.2.2：根据GB50830……200 m以上（含200 m）的为高边坡”，本评估区又属高边坡。在充分考虑各规范相关规定后，出现行业规范要求严于国家规范要求时，本着就高原则，本报告按AQ/T 2063—2018执行，即确定本评估区属高边坡。4.6边坡岩体结构类型，根据《2018勘探报告》和边坡宕面现场调查分析，评估区边坡岩体属沉积岩，具层理构造，中厚层状-块状构造，层厚0.7 m以上。结构面主要为层理和少量贯穿性较好的节理裂隙，且多为不连续状的封闭性裂隙，裂隙面平直，层间错动较少。岩土工程特性表现为整体性强度较高，结构面相互牵制，岩体基本稳定。综上所述，根据GB 51016—2014“表A.0.1露天矿边坡岩体结构类型”，确定本评估区岩体结构类型总体为层状结构，局部为块状结构（层厚3 m以上）。

6）边坡岩体完整度，根据《2018勘探报告》，边坡岩石的平均饱和抗压强度为50 MPa，岩体结构面数Jv为6～9条/m3，参照GB/T 50218—2014“表3.3.2Jv与Kv的对应关系”，取Kv=0.65。根据GB51016-2014“表A.0.2露天矿边坡岩体完整程度的划分”，确定评估区边坡岩体完整程度属较完整。

7）边坡危害等级，评估区边坡均为临时边坡，宕底已停止作业，坡面设有运输道路，边坡破坏后可能造成人员受伤，潜在的直接经济损失为50万～100万元，综合评定破坏的结果为严重，参照GB51016-2014“表3.0.5边坡危害等级”确定评估区边坡危害等级属Ⅱ级。

8）边坡工程安全等级，综上所述，评估区边坡危害等级属Ⅱ级，边坡高度等级属高边坡，参照GB51016-2014“表3.0.6边坡工程安全等级划分”，确定评估区边坡工程安全等级属Ⅱ级。

5 结语

根据现场勘探和无人机航拍情况分析：宕面岩体较为完整，由沉积岩（石灰岩）地层构成，具层理构造，无明显的层间错动现象；节理裂隙较不发育，未见较大的滑坡体和不稳定楔形体，宕面后缘地表未发现拉张裂缝和剪切裂缝，未发生过崩塌、滑坡等地质灾害；顶部第四系残坡积层厚0～4 m，山顶植被完好，暂无水土流失隐患。综合以上分析，矿区基岩整体稳定性较好。