露天矿闭坑环境灾害防治技术研究 联系客服

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治原则与规划、兼顾经济条件与客观需要。

危险边坡的整治有三大途径:一是终止或减轻各种形成因素的作用;二是改变边坡内部力学特征,增大强度使变形终止;三是直接阻止滑坡起动发生。

滑动面是滑坡的关键要素。滑动面的深浅直接控制滑坡的规模,其形状直接控制着滑坡的稳定状态,是滑坡研究、勘测、稳定性分析、灾害预测预报以及整治工程设计的对象或依据。所以滑坡勘测主要是探明其滑动面的状态极其力学性质。整治滑坡的工程措施主要是削方减载、抗滑挡墙、各类抗滑桩、抗滑锚索以及各种排水工程等等。各种措施都有其使用条件,对于不同滑面形态和不同的滑面地段,工程效果和施工难度均不相同。整治滑坡大体原则上分为两种情况:一是为针对病因采取的措施,以制止滑坡或控制滑坡发展为主;一是为针对危害采取的措施,要经受住滑坡的作用或避开危害。两者均须对滑坡变形产生的基本条件、主要原因和变形过程弄清楚,然后才能针对病因采取整治措施。 5.7.1 削方减重法

滑坡之所以发生,是因为坡体的力学平衡条件遭到破坏,滑动力大于抗滑力,增大抗滑力的办法,使坡体从新达到力学平衡条件。削方减重是将滑坡体(变形体)上部驱滑部分的岩、土挖除一部分,压在前缘阻滑部分滑动面剪出口附近,这样就可达到减小滑体的下滑力,增大滑体抗滑力的作用。使滑坡稳定下来(变形斜坡停止变形),达到新的力学平衡。在滑坡防治中最常用的工程治理方法。具有投资少,施工简单等特点。加上中国劳动力丰富而价廉,更为广泛使用。但仍需对清除后的坡体进行地面排水、整平、绿化等工作,并修建相应的防止坡面风化及日后可能生成岩土溜滑危害的工程措施。

由于海州矿非工作帮煤层底板下赋存有多个弱层,其内摩擦角往往小于岩层的倾角;有的弱层与煤层相交,故原设计沿煤层底板设置边坡的方案已被证明是不可行的。因次对整个非工作帮必须采取缓坡清理措施。按清帮设计,应将原设计非工作帮边坡角18°~20°削坡减缓到16°~18°。清帮总量为5.216×107m3。显然,削坡减荷对非工作帮整体稳定起到重要作用。

为保证整体边坡稳定和防止局部不稳定区滑坡,还必须根据影响滑坡产生的因素来采取其他相应的措施。 5.7.2 减少水对边坡稳定的影响

水对露天矿边坡的稳定性影响很大,绝大部分的滑坡生成尤其是大中型及巨型滑坡,几乎均具备对滑带有供水或水气软化其岩土的条件。促使滑坡变形发展者多数与补

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给滑带岩土的地下水有变动(包括水量、水压、水化学作用)的作用有关。因此,在滑坡防治中应尽量设法截、排、疏干坡边坡岩层的地下水,故有“ 治坡先治水”之说。。地下水来源的方式主要有二种:一是大气降水渗入坡体,转化为地下水;二是变形体后山地下水补给。为此防治的途径相应有两个:一是阻止或减少变形体后山地下水排入量;二是排除变形体内上层滞水,降低地下水位。这样就可使斜坡变形速率减慢,甚至停止变形。

海州露天采场排水与疏干系统由地表境外截水沟,采场内水沟,排水坑及北帮排水疏干巷道组成。

(一)地面排水

为了防止地表径流流入露天影响边坡稳定,于露天矿地表境界外围修建四条永久性的截水沟,用来阻截地表径流进入采场内部,其中七号水沟主要拦截南帮西半部外围地表径流,二矿联合水沟拦截南帮东部外围地表径流,三号水沟拦截东帮地表径流,二号水沟拦截西帮地表径流,所有截水沟有效地截住了进入采场的地表泾流,截水沟的水全部都流到细河中。其中外围三号水沟在四开养殖场,高德矿职高等地段多次出现险情,矿对此非常重视,在这些地段多次进行局部加固、清淤等,保证了水沟正常排水。

(二)采场内排水系统

(1) 采场内排水系统由排水坑和采场内水沟组成。

露天坑内排水主要排除露天坑内大气降水。其排水方法是在露天已到边界平盘设置永久性纵向水沟,并每隔500-800m距离设置一条横向水沟,雨期各平盘纵向水沟汇入横向水沟流入露天深部坑底煤沟,通过煤沟至▽-200的排水上山,流入▽-200疏干巷道,最后进入▽-200水仓,然后用水泵抽水排至地表,以保证雨期露天边坡稳定性。

自1991年至2002年末,采用铁溜子与砌石相结合方法,延深加固了12条主顺水沟,在线路间及其北侧采用砼垫层及挡墙水沟等联合措施,即保证了边坡的稳定,又起到了良好的防排水作用。1997年开始露天矿先后对东帮的10#、9#、8#水沟及西帮1#、2#水沟进行了改造,不但保证了防汛的要求,又为这两个区域的内排创造了较大空间,取得了良好的经济效益,为海州矿各项经济指标完成提供了强有力的保障。1991年~2002年末,共修筑砼垫层2000m2,砌毛石水沟2500m,铁溜子500m,水沟改造1000m。

(2) 排水坑

排水坑是将煤沟中的水和岩体的水导入地下疏水巷道,然后用水泵排至地表。 -200水平排水坑共有疏水平共7条,即▽-90、▽-10、▽-200各有2m,▽-130水

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平一条。

自91年以来相继施工了露天东煤沟▽-82疏水巷道101m,▽-90大巷防水墙6.8m3,露天▽-82~▽-130疏水下山180m。露天西区-90~▽-170疏水下山200m。西沟至中沟疏水平巷800 m,▽-200水仓清淤下山290 m。▽-170疏水道41m,▽-170疏水上山63m,▽-90清淤下山245m。目前全矿共有10台水泵,其中200D65?8型6台,200D65MB?8型4台,每台排水能力280m2/h,水泵电机总功率>650km,排水管路6条,均为10寸管,总长8 142m,平时开两台泵即可,只有遇到特大暴雨时才开多台,以满足需要。

(3) 北帮潜水疏干法治理局部滑坡

第四纪冲击层潜水沿岩层露头渗入弱层是造成滑坡的重要原因,为拦截细河到采场北帮之间的冲击层潜水进入坑内和北帮弱层内,采用巷道疏干。疏干巷道1956年建成,基本与北帮平行,距当时北帮150~1300m,长3800m,巷道底嵌入基石0.5~1.0m,用料石、毛石、砼砌注碹拱,潜水通过预留在巷道北侧的滤水窗和滤水孔进入巷道,沿纵向流入3#和4#排水坑,用于选煤厂选煤及坑下消火用水。目前在4#排水坑已建成水厂,生产出的纯净水供应给发电厂及矿内自用,2000年对3#和4#水坑之巷道进行了全面清淤,对部分巷道破损的地段进行了修缮和支护,疏干巷道结构见图5-4、5-5。

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图5-4 北帮疏干巷道剖面示意图 100