1、關(guān)于石灰石礦滑坡原因及防治措施討論論文關(guān)鍵詞:滑坡滑坡原因防治措施論文摘要:針對攀鋼石灰石礦消費(fèi)過程中出現(xiàn)的滑坡情況,分析了滑坡出現(xiàn)的地質(zhì)背景,滑坡機(jī)制及原因,并結(jié)合消費(fèi)實際提出了防治措施,以保證消費(fèi)的平安。攀鋼石灰石礦是攀枝花鋼鐵集團(tuán)公司唯一的熔劑原料消費(fèi)基地,原設(shè)計規(guī)模年產(chǎn)礦石2.5106t,1984年修改設(shè)計規(guī)模年產(chǎn)2.2106t,現(xiàn)年產(chǎn)1.0106t左右,其減小原因是自1980年以來采場先后發(fā)生4次大的滑坡,每次對消費(fèi)都造成極大的影響,其中采場西部最后一次滑坡,滑體總量達(dá)1.9107t,覆蓋采場面積50%,使采場工作線長度由1200縮短到540,消費(fèi)形勢極為嚴(yán)峻,很難保證集團(tuán)公司冶煉的

2、需要。且西部滑體是礦山采場消費(fèi)的主要運(yùn)輸通道,風(fēng)、水、電全部通過滑體,滑體的存在隨時威脅著礦山的生命財產(chǎn)及消費(fèi)平安,為此對滑體的滑坡機(jī)制及防治措施進(jìn)展研究成為必然。1滑坡區(qū)工程、水文地質(zhì)條件1.1滑坡區(qū)工程地質(zhì)特征根據(jù)滑坡區(qū)工程地質(zhì)勘察資料,走向東西,傾向南的單斜構(gòu)造為礦區(qū)主要構(gòu)造,既控制了礦體的賦存形態(tài),也控制了整個采場的邊坡構(gòu)造。巖層走向平行于邊坡,產(chǎn)狀為1701803050。1.1.1地層巖性滑坡區(qū)的巖層自上而下依次為;成份混雜、構(gòu)造松散、空隙大、透水性強(qiáng)、穩(wěn)定性差的滑坡松散堆積物(q4);灰白色、微晶細(xì)晶構(gòu)造、厚巨厚層狀構(gòu)造的石灰?guī)r(p1y5);灰黃灰褐色、細(xì)晶構(gòu)造、厚巨厚層狀構(gòu)造的白

3、云質(zhì)灰?guī)r(p1y4);灰深灰色、中厚厚層構(gòu)造的細(xì)晶灰?guī)r(p1y2+3);中厚層狀構(gòu)造的黑色鈣質(zhì)頁巖及泥質(zhì)灰?guī)r(p1y1);黑色梁山煤組粘土巖(p1l);震旦系燈影組白云巖(zbd2),各巖層的產(chǎn)狀情況見圖1。1.1.2地質(zhì)構(gòu)造滑坡區(qū)揭露斷層7條,可分為近南北向、北東向、東西向三組,與邊坡走向斜交或近于直交;節(jié)理發(fā)育,貫穿性好,主要優(yōu)勢構(gòu)造面有三組:4164、5250、9078。1.1.3邊坡巖體的工程地質(zhì)性質(zhì)組成邊坡的巖體工程地質(zhì)性質(zhì)分別為:滑坡松散堆積物(q4),主要為白云巖和石灰?guī)r組成,構(gòu)造松散、空隙大、透水性強(qiáng)、穩(wěn)固性差;厚層狀石灰?guī)r(p1y5)為礦區(qū)優(yōu)質(zhì)礦石,層理、裂隙均不發(fā)育;白云質(zhì)

4、石灰?guī)r(p1y4)致密堅硬,完好性好,其與上、下地層均呈漸變關(guān)系;細(xì)晶灰?guī)r(p1y2+3)為礦區(qū)的可采礦石層,底部夾有數(shù)層頁巖,層間有粘土,其強(qiáng)度較低,完好性較差;黑色鈣質(zhì)頁巖及泥質(zhì)灰?guī)r(p1y1)是礦區(qū)軟弱夾層之一;梁山煤組(p1l)強(qiáng)度最低,完好性較差,是邊坡中主要的軟弱夾層,特別是其中的粘土層,枯燥時尚有一定強(qiáng)度,浸水后即成塑態(tài),強(qiáng)度也急劇降低,對邊坡穩(wěn)定性極為不利;燈影組白云巖(zbd2)是該區(qū)出露的最古老地層,巖層致密堅硬,層面間距大,巖體完好性明顯較好,是構(gòu)成采場邊坡基底的理想地層。1.2水文地質(zhì)條件研究區(qū)內(nèi)水位較低,地下水對邊坡穩(wěn)定性影響較校但由于滑坡松散物質(zhì)雜亂堆積于邊坡上,在

5、滑坡后緣地表上形成的相對低洼處具有蓄水功能,而邊坡體下部的粘土層不透水,為邊坡的相對隔水層。2滑坡機(jī)制及成因分析2.1歷次滑坡概況石灰石礦自投產(chǎn)以來,影響消費(fèi)的滑坡共發(fā)生四次,歷次滑坡過程如下:(1)h1滑坡:1980年11月18日,采場按設(shè)計正常消費(fèi),在采場東端開挖,揭露細(xì)晶灰?guī)r(p1y2+3),使細(xì)晶灰?guī)r以上巖體臨空失去了支撐,于是產(chǎn)生了沿p1y2+3層間軟弱面滑動的滑坡量為36.4104t的滑坡(代號為h1),已全部去除。(2)h2滑坡:1981年6月10日15時50分,采場西端(即現(xiàn)滑體所在處)1400程度開拓采用硐室爆破,最大段藥量90t,采用秒差雷管起爆,在5h之后,滑坡產(chǎn)生,滑坡

6、從標(biāo)高16451400垂直高度達(dá)250左右,東西寬200,滑動量在1.0107t左右;滑坡在1500程度以上沿梁山組(p1l)軟弱夾層頂面滑動,在1500處剪出,再沿p1y2+3層間弱面下滑至1400處剪斷巖體而滑出,如圖1。(3)h3滑坡:h2滑坡發(fā)生后,1580以上已無滑坡堆積物,為原始地形,為處理h2滑坡,采礦消費(fèi)在15441532處進(jìn)展臺階靠幫爆破。1988年10月13日,在采場西北幫境界外1670的陡崖上兩塊宏大巖石突然崩塌掉在1544程度臺上,同時發(fā)生1568平臺坡頂線及西北部排洪溝處產(chǎn)生裂縫,其后1580程度以上發(fā)生褶皺變形,很快產(chǎn)生沿p1l粘土層底面滑動的h3滑坡(如圖2),剪

7、出口標(biāo)高在15201530,新滑坡量3.5106t。(4)h4滑坡:h3滑坡后,在1440處形成一滑坡堆積大平臺。1991年9月20日,在連續(xù)5日中、小雨后,雨水滲入滑體粘土夾砂石中來不及排出形成夾載大量砂石的泥石流,自上而下沖刷,并堆積于1440大平臺上,在滑體超過承載極限后再次沿滑坡堆積物與基巖之間接觸面下滑,使原滑坡向下推移了200多米,滑坡堆積物面積達(dá)0.35k2,滑坡總量1.9107t(如圖3)。2.2滑坡機(jī)制及成因分析h2、h3、h4幾乎是同一地段沿不同滑面滑動的三次滑坡。根據(jù)其滑坡情況,在同一剖面位置截出前后三次滑坡的地形地質(zhì)圖如圖1、2、3,同時結(jié)合邊坡工程地質(zhì)特征,可得出以下

8、結(jié)論:(1)組成邊坡的巖層順坡,且傾角緩,并有多層軟弱夾層,h1、h2、h3滑坡都是沿軟弱夾層滑動,說明組成邊坡的地形地質(zhì)體本身的不良工程地質(zhì)條件是邊坡破壞的內(nèi)在因素,同時決定了其破壞形式為簡單或復(fù)合型平面剪切破壞。(2)邊坡設(shè)計不當(dāng),設(shè)計部門沒有認(rèn)識到邊坡存在的不利條件,在邊坡設(shè)計中忽略了邊坡工程地質(zhì)特征及邊坡穩(wěn)定性在消費(fèi)中的重要性,人為地在開采過程中在采礦程度以上形成一個不穩(wěn)定坡體留在固定幫軟弱層之上,在消費(fèi)中一旦下部靠幫開挖就減少了保護(hù)層厚度,或使軟弱層之上的巖體臨空,降低了滑坡坡腳的抗滑力,滑坡自然就形成了。(3)爆破方法不當(dāng)加劇了邊坡的失穩(wěn),同時也是一個誘發(fā)因素。爆破是采礦消費(fèi)不可缺

9、少的環(huán)節(jié),邊坡在爆破動力作用下,巖體受到反復(fù)拉伸、壓縮、剪切,原有裂隙進(jìn)一步擴(kuò)展,同時又產(chǎn)生了新的節(jié)理、裂隙,使巖體強(qiáng)度再次降低,因此大大降低了邊坡的穩(wěn)定性。h1、h2、h3滑坡特別是h2滑坡的形成,硐室爆破使坡腳巖體破碎,從而與軟弱面貫穿形成統(tǒng)一滑面,經(jīng)計算,靠幫爆破在裝藥1t的情況下,使整體邊坡穩(wěn)定性降低8%12%。(4)水的作用不可無視,從前幾次滑坡看,大氣降水對滑坡的復(fù)活起促進(jìn)作用,對固定邊坡的影響較小,因本區(qū)地下水位低,所以地下水對邊坡穩(wěn)定性沒有影響,而大氣降水的入滲對滑體松散堆積物的軟化,將大大降低其強(qiáng)度,在這種地表水入滲到一定程度來不及排泄時,就極易產(chǎn)生滑坡或泥石流,h4滑坡就是

10、這樣形成的。(5)在以上諸因素及風(fēng)化營力作用下,已形成的邊坡隨著開挖卸荷也將產(chǎn)生時效變形,在重力作用下,出現(xiàn)異常,如坡頂張裂隙的出現(xiàn)并逐漸擴(kuò)大等現(xiàn)象,隨著時間的推移不可防止地會產(chǎn)生破壞。(6)根據(jù)以上分析及滑坡體構(gòu)造來看,整個滑體仍然具有以下潛在滑動面:滑體堆積物與基巖之間、p1y2+3層間軟弱夾層、層理面及p1l層。這些潛在滑面對消費(fèi)構(gòu)成極大威脅,消費(fèi)中必須采取措施保證消費(fèi)平安。3防治措施滑坡是一種常見的山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害,也是一種與人類有著親密關(guān)系的自然現(xiàn)象,而人類工程活動又促成、加劇了滑坡的發(fā)生和開展,人們在與這種地質(zhì)災(zāi)害比賽中已總結(jié)出了一套有效的工程方法。那就是在工程活動中,針對不同詳細(xì)情況

11、分別采勸避、“清、“保的措施,“避就是在工程選址時避開有滑坡的地段;“清就是在不能避開的情況下,去除滑體及潛在滑體;“保就是采取加固的措施,如上部卸荷,坡腳加大保護(hù)層及噴、錨、灌漿等方法,以保證平安。而石灰石礦本身的特殊性決定了不可能采取以上措施,因為必需要采礦,不可能避開;全部去除滑體不現(xiàn)實,這涉及到排土場容積等一系列問題;“保更施行不了,因這么大滑體本身及潛在多層滑面存在的實際,其工程投資遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其所采出的礦石價值。在研究中,為最大限度、經(jīng)濟(jì)合理地利用礦產(chǎn)資源,在礦山消費(fèi)中采取以下防治措施:(1)在修改設(shè)計中,對西部滑體留一定間隔 的平安區(qū),不宜再在滑體下部或緊靠滑體處開挖采礦。(2)加強(qiáng)

12、監(jiān)測,通過有效地對滑體施行監(jiān)測,建立恰當(dāng)?shù)谋O(jiān)測系統(tǒng),及時分析掌握動態(tài),以指導(dǎo)消費(fèi)。因為斜坡的失穩(wěn)破壞一般都不是突然發(fā)生的,破壞前都有相當(dāng)長時期的變形期,有些變形跡象便可作為邊坡即將失穩(wěn)的信號,為了很好地掌握這些變形跡象,就必須對滑體進(jìn)展監(jiān)測。變形和破壞往往又是一個漸變過程,有的有變形無破壞,有的從變形到破壞。通過監(jiān)測掌握變形以贏得時間采取措施?？傊?監(jiān)測是邊坡穩(wěn)定與否的監(jiān)視窗口,是采取工程措施的根據(jù),特別是對石灰石礦這種特殊的地質(zhì)條件及已有滑坡的情況下,又對礦山消費(fèi)具有如此的重要性,滑坡監(jiān)測更具有其現(xiàn)實意義,對于預(yù)防滑坡的偶爾發(fā)生至關(guān)重要。(3)完善地表排水泄洪措施,地表水的入滲對滑體的復(fù)活起到促進(jìn)作用,所以通過有效的將滑體以外的大氣降水所產(chǎn)生的地表水排泄掉,防止對滑體的沖擊,對保證已存在的滑體的穩(wěn)定性有積極作用。(4)采取控制爆破技術(shù),在消費(fèi)過程中特別是在靠近滑體部位爆破時一定采取預(yù)裂爆破技術(shù),嚴(yán)