勘查技术在矿山危岩治理中的应用

苏 弦

（核工业柳州工程勘察院，广西 柳州 545005）

关键字：勘查技术；矿山危岩治理；应用

危岩体本身就是正在产生变形破坏的不安全因素,如需要在危岩体上进行勘查施工,其安全隐患远比其他工程更大。基于此，开展危岩勘查非常有必要。

1 工程概况

危岩位于柳江县百朋镇六羊屯西南侧山体矿山上，场地处于柳江县郊峰林谷地地貌，地形较开阔。矿区场地原始地面标高127.80m～129.60m，山顶高程269.50m～300.50m，相对高差100m～173m。山体陡峻，山腰以上多为悬崖峭壁。山体植被生长矮小灌木丛及剌蓬。

2 地质环境条件

（1）气象水文。场地地处北回归线北侧，属亚热带季风气候区。影响柳江的大气环流主要是季风环流，夏半年盛行偏南风，高温、高湿、多雨，冬半年盛行偏北风，寒冷、干燥、少雨。地表水不甚发育。

（2）地层岩性。区内山体出露矿体体系系中统（C2d）大埔组灰矿体，平地为第四系覆盖，自上而下为：①第四系（Qel）：分布于山脚谷地，为溶余堆积矿山沉积物，厚度≥4.20m。②石炭系中统（C2d)：为浅灰色、灰色灰矿体，区域厚度＞68m。

（3）地质构造。场地位于河表向斜西翼，波庙断层东侧、三门江断层西侧。区内山体矿层倾向南东东，倾角8°～10°。受构造影响，矿体主要发育2组节理：265°∠80°，165°∠80°，密度均为3条/m～5条/m，裂隙裂面较平直，多呈张开状，裂宽5mm～300mm，多为空隙，延长3m～20m或贯穿山顶。两组节理相切。

（4）水文地质。场区地下水类型主要为上层滞水和碳酸盐岩裂隙溶洞水。①上层滞水：赋存于红粘土层表层，主要受降雨入渗补给，不具统一水位，水量贫乏。②碳酸盐矿矿体裂隙水：赋存于碳酸盐矿体类裂隙溶洞中，主要接受大气降水补给。据矿区内水文地质资料，本区水文地下水富水性属中等，正常水位埋深标高在79m～80m左右。

3 矿山危岩特征及其稳定性分析

（1）危岩特征。该矿区矿体由大埔组（C2d)灰矿组成，矿体的基本质量等级为Ⅲ级。矿层倾向南东东，倾角8°～10°。受到矿山构造影响，矿体主要发育2组节理：265°∠80°，165°∠80°，密度均为3条/m～5条/m，矿带裂隙裂面较平直，多呈张开状，裂宽5mm～300mm，多为空隙，延长3m～20m或贯穿山顶。两组节理相切。受节理、层理切割和长期的风化侵蚀作用，山体陡崖（坡）上的少量矿体已脱离母矿体而形成矿山危岩。经勘查，在高差约64m～100m的矿山陡崖段发育有6处矿山危岩体，体积约10.50m³～288.00m3，均为小型高位危岩。此外，矿山范围内的陡崖、斜坡上还存在一些小块的松动岩体或孤石（约160m3），在暴雨、震动、自重力及风化等作用下易发生向山下滑动、崩塌，危及山下矿区工作人员和财产的安全，在危岩治理过程中应逐个清除。

（2）危岩体稳定性分析。主要采用以地质历史调查方法为主定性评价方法，结合古崩滑体形成机理分析进行类比，并参考极限平衡法计算结果，对危岩体的稳定性进行综合评价，据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》DZ/T0219-2006中的划分标准，滑坡防治工程级别为Ⅱ级，防治安全系数取1.30，并按此系数对危岩边坡的稳定性进行评价，具体如表1所示。

4 矿山治理

（1）治理设计。本次矿山地质勘查在现场和拍摄角度允许的条件下，力求对每个矿山点进行实际调查，查明矿山地质体结构、空间几何特征和体积、节理裂隙发育程度，并逐一拍照。上述成果满足本次危岩治理设计的要求，可作为编制本危岩治理设计的依据。

（2）现场施工条件概况。①工作区山高坡陡，山上灌木杂草丛生，使地面卷扬机安装等工程布置受到极大限制，使工效降低。②工作区危岩主要分布在陡崖上，工程布置如索道安装难度大，使上山材料及山上危石二次搬运工作量增大。

③场区内具备施工用水用电，但线路较长，辅助工程量较大。综上所述，工作区山高坡陡，危岩分布在陡崖上，山上灌木杂草丛生，施工安全风险性大，各项安全措施辅助工程量大，费用较高。

表1 危岩体稳定性综合评价一览表

（3）危岩治理的方案确定。根据勘查结果，危岩体分布于场地山体的北东、南东侧陡崖上，危岩失稳方式为倾倒、滑塌形式。本设计针对各危岩特征，采用了膨胀剂清除、锚杆加固治理方案。①对变形特征显著、稳定性差，没有加固条件，一旦失稳则威胁较大的危岩体，采用膨胀剂清除方法治理。②对规模相对较大且又有加固条件的危岩体，采用锚固加固措施。危岩锚固治理设计采用粘结式锚杆加固，锚杆杆体统一采用Φ25mm的Ⅱ级热轧钢筋；单根锚杆孔径不小于Φ50mm，两根锚杆径不小于Φ110mm；锚杆进入有效锚固段≥3.0m，锚杆与滑面交角为60°～90°。由于本次勘查未对危岩结构面的抗剪强度进行原位测试，故本次锚固设计不考虑软弱结构面的残余强度，即假想外倾软弱结构面的抗剪强度为零。

（4）危岩施工安全防护。本设计方案危岩施工安全防护设计采用三级防护：一是主动性防护，利用脚手架和竹跳板对工作面采用全封闭式作业方式进行防护，并对危岩体采用锚杆联结钢绳及钢绳网进行防护（一级防护）；二是根据危岩分布情况及地形条件，对危岩分片分区集中防护（即山上二级防护）；三是在山脚缓坡地带与拟建建筑物场地之间设置最后一套防护带（即山下三级防护）。

5 结论

露天开采矿山危岩的勘查和设计治理、施工是一项高危风险工种，尤其是在高陡山体的植被茂密区域，危岩往往具有隐蔽性强的特点，勘查过程中无法进行详细排查。因此，危岩治理应因地制宜，结合勘查治理区的地质环境条件，采用合理的勘查、设计方案以及安全施工、防护显得尤为重要，并在设计治理中采用施工勘查结合动态设计和信息化施工。