不稳定边坡的预防和控制

崔利中

青海省木里煤业开发集团有限责任公司 青海西宁 810001

1 聚乎更三号井（原一露天）地质情况

1.1 地层

由老至新为上三叠统（T3），中侏罗统（J2）、第四系（Q）。

1.2 构造

勘查区处于聚乎更煤矿区北向斜东端，由于受矿区南北两侧推复构造向区内的推挤作用、使首采区形成波状褶皱和断裂。

1.3 含煤地层

中侏罗统（J2）含煤沉积建造，在本区含有较厚煤层，且分布面积广、稳定。含煤建造从冲积扇沉积开始，经历扇三角洲沉积阶段，其中发育有包括下含煤组（木里组）和上含煤组（江仓组）的泥炭沼泽沉积，深水沼泽沉积（含薄煤或不含煤）至湖泊沉积告终，构成一个完整的含煤沉积旋回序列。

1.4 水文地质条件

①含水层与隔水层。露天矿区的地层有第四纪、侏罗纪、上三叠纪三部分、夏季第四纪活动层中有泉出露，流量很小。冬季露天矿东端下哆嗦河河床有冰椎出现。三叠纪分布於露天矿边缘，夏季有流量很小的泉从活动层中流出。侏罗纪地层是露天的主要组成者。中下侏罗纪地层为不含水的泥岩、粉砂岩和含水微弱的砂岩、砾岩组成。②矿床充水因素分析。地下水：三个含水带与下1、下2煤层无良好的隔水层，并有断裂沟通，开采时地下水可突破薄弱隔水层或通过断裂带流入采矿场。当揭露隔水层时，便可直接流入采矿场。地表水：下哆嗦河从露天东端流过，被纵断层切割，应是采矿床充水因素之一。但从露天所有钻孔、槽井探未发现融区这一点看，其影响不会很大。只有河床融区且与断层沟通时，其影响才是很大的。

2 影响聚乎更三号井（原一露天）边坡稳定性因素

2.1 岩石性质

聚乎更三号井（原一露天）位于聚乎更矿区北向斜东端，井田由一组向斜和一组小背斜组成，往东延伸小背斜逐渐渐灭。岩层由于受矿区南北两侧推复构造向区内的推挤作用、使首采区形成波状褶皱和断裂，矿井岩层发育不稳定，节理和裂隙较明显。

2.2 冻土影响

由于多年冻土广布，冻土层上季节融化层及冻胀性影响，会产生不均匀沉降造成边坡不稳、地面建筑物不同程度损坏，容易产生不良的工程地质问题。冻土对相应边坡稳定有很大的影响，其滑动模式应在常规的滑动模式基础上进行修正，但由于目前缺乏这方面的研究，暂不能确定相应参数，只有依靠采取一定的特殊处理方法来进行防治。

2.3 地下水

三个含水带与下1、下2煤层无良好的隔水层，并有断裂沟通，开采时地下水可突破薄弱隔水层或通过断裂带流入采矿场。当揭露隔水层时，便可直接流入采矿场。

3 采坑四周边坡稳定分析

3.1 采坑东帮

采坑东端帮边坡高为8-27m，与二采区无缝衔接原采区终了东边坡，最终边坡角为15°。本次设计选取了该边帮的特征剖面如下：边坡高度为27m，边坡最终边坡角为15°，边帮上没有较陡的边坡。参照边帮附近钻孔资料，揭露的地层从地表往下依次为表土层12.1m、粉砂岩5.2m、泥岩1.5m、煤0.4m、粉砂岩5.9m、细砂岩1.9m，对岩层的产状按水平考虑。

3.2 采坑西帮

采坑西帮边坡高为80-87m，为原采区终了西边坡，最终边坡角为13.5°。本次设计选取了该边帮的特征剖面如下：边坡高度为87m，边坡最终边坡角为13.5°边帮上没有较陡的边坡。参照边帮附近钻孔资料，揭露的地层从地表往下依次为表土层14m、泥岩73m，岩层产状按水平考虑。本方案设计分别从不同角度进行了稳定性计算。经计算其边坡的稳定系数为1.848，而《煤炭工业露天矿设计规范》推荐的稳定系数为1.3-1.50。

3.3 采坑南帮

采坑南帮边坡高为28-40m，为原采区终了南边坡，最终边坡角为10°-19°。一般台阶高度10-15m，局部台阶高度达到20m，一般台阶平台宽度为10-15m。本次设计选取了该边帮的特征剖面如下：边坡高度为40m，边坡最终边坡角为19°边帮上没有较高的台阶。参照边帮钻孔资料，揭露的地层从地表往下依次为表土层11.9m、粉砂岩6.7m、煤层0.50m、砂质泥岩20.9m，岩层产状按水平考虑。本方案设计分别从不同角度进行了稳定性计算。经计算其边坡的稳定系数为3.088，而《煤炭工业露天矿设计规范》推荐的稳定系数为1.3-1.50。

3.4 采坑北帮

采坑北帮边坡高为26-56m，为原采区北帮终了边坡，最终边坡角为12°-24.5°。东段一般台阶高度8m，局部坑口台阶高度达到18m，台阶平台宽度40m左右，西段一般台阶高度8m，局部坑口台阶高度达到18m，台阶平台宽度一般在12-45m。

4 防护措施

①采坑周边边坡预计为张裂缝——圆弧型滑面，在采坑整治过程中，尤其应加强对有张裂可能的区域边坡监测和管理，安排专门监测人员进行日常巡视检查，发现张裂缝隙异常应及时采取处理措施。②高度重视露天坑边坡管理工作，建立健全边坡安全管理机构制度，整治前应严格按照设计给出的边坡角、平台进行削帮处理，严禁高台危檐下进行作业，详查露天采坑内部及周边的边坡实际情况，有针对性的调整边坡角。③加强边坡变形监测工作，及时掌握边坡变形的动态情况和规律。对于出现的任何局部、小规模的边坡坍塌滑落要进行专门的分析和提出治理方案设计和具体措施，及时进行处理。④夏季暴雨会给采坑边坡稳定性带来威胁，此时要加强疏干，特别是断裂带和煤岩层顶底板的弱层，一定要详查，避免因之造成坍塌滑落而产生伤害事故。⑤要建立日常的巡查监测制度，特别是春季解冻期、雨季或坡面上出现沉陷裂缝时更要加强巡查监测，一旦发现异常情况（如边坡有明显失稳先兆）及时预警避让，或采取防治工程措施。⑥由于边坡发育的动态性、时效性、复杂性、阶段性及循环性，因此边坡是一个复杂的动态工程地质问题，贯穿于整个施工过程的全过程。施工期间的边坡防治工作必须坚持动态设计、信息化管理的原则，随时调整边坡角参数，及时采取防治滑坡措施，确保工程与施工人员的安全。