露天煤矿边坡稳定分析及防治

露天煤矿边坡稳定分析及防治

张玉娇

新疆北山矿业有限公司  新疆奇台县  831800

摘要：我国人口众多，煤炭资源需求量大，煤炭开采的重要性不言而喻，做好煤炭开采工作可以有效的满足各个行业对煤炭的需求。但是煤矿开采本身就属于高危行业，容易受到地质环境、开采技术等多种因素的影响和干扰，对于露天煤矿来说，相较于井下开采的难度低一些，资源可以得到充分有效利用，大型机械施工得以高效便捷的应用，产量大，劳动生产率高，成本比较低。但是在实际的开采环节，边坡的稳定性容易受到影响和干扰，为了更好的解决该问题，文章尝试针对边坡稳定性问题进行论述。

关键词：露天煤矿；边坡稳定性分析；防治措施

引言

在开采工作的持续推进中，形成了高大的排土场和深大的露天矿坑。边坡治理是一项非常复杂的工作，所涉及到的内容众多，在任何环节存在失误或者是不足，都将会对最终的边坡稳定效果产生干扰和影响。针对露天煤矿边坡稳定性问题，必须要采取针对性措施予以治理，了解导致边坡不稳定的原因所在，然后有效解决相关领域问题，提高边坡的稳定性和可靠性，保证煤矿开采的安全性，减少各类开采事故发生率。

1煤炭保供基地露天煤矿资源分布

为强化能源安全保供基础设施建设，推动能源基础设施高质量发展，2022年9月，国家能源局提出建设山西、蒙西、蒙东、新疆、陕北五大煤炭供应保障基地，夯实煤炭煤电兜底保障基础。全国五大煤炭供应保障基地均有露天煤矿资源分布，分别位于晋北地区、神东地区、蒙东地区、新疆地区，是我国露天煤炭资源集中的区域。此外，云贵和陕北地区也有一定的适合露天开采的煤炭资源。

2边坡稳定性分析

2.1评价方法选择

极限平衡法原理是先认定边坡中存有潜在的滑面，然后对滑面上的滑体进行有效条分，最后生成相互作用的若干条块，进行稳定系数的分析。在若干条块处理中，一般要进行三步：①对单个条块进行静力平衡方程建设。②结合条块之间的作用关系、条块的静力平衡方程，实现宏观滑体的静力平衡方程建设。③结合滑面上的抗剪力、剪切力的比值，将其视为潜在滑体的稳定系数。目前极限平衡理论被不断优化和丰富，衍生出了较多更为便宜、有效的方法，在进行边坡的稳定系数计算中，可以应用Morgenstern-price法，该方法不仅采纳了全部边界条件，也能采纳平衡条件，可实现对传统计算方法缺陷的弥补，计算结果更有科学合理性。

2.2剖面位置选择、安全储备系数计算

在剖面位置的选择中，结合露天矿区的地质资料和一采区地表中国防道路的施工位置，为了满足道路建设、后期运营具有安全性，需要在一采区的西帮和南帮进行剖面分析。在进行安全储备系数的计算中，主要结合现存的边坡资料和《煤炭工业露天矿设计规范》，同时参考漏天矿区的水文地质条件和边坡工程地质等方面，对安全储备系数进行确定。不过针对国防道路的施工贯穿，最终对西、南帮边坡的安全储备系数确定为1.5。

2.3边坡稳定性计算

剖面的整体边坡稳定性为1.630，剖面中部的边坡稳定性为1.533，两者都超过安全储备系数（1.5），一采区剖面边坡稳定性良好。南帮剖面整体边坡稳定性系数为1.656，局部边坡稳定性系数为1.423，前者超过安全储备系数，边坡稳定性良好，而后者低于安全储备系数，在日常的开采中，容易出现台阶片帮的现象，需要在进行道路施工中预防一采区南帮出现石块滑落问题。作为研究对象的一采区边坡，在进行上述试验后，整体具有良好的稳定状态，不过伴随着局部台阶片帮的风险。虽然局部台阶滑坡不会对地表道路造成严重的威胁，在自然环境、人为因素的影响下，为了提高国防道路的通行安全性，需要落实好边坡防治综合方案。

3露天煤矿边坡治理措施

实际开采环节，针对露天煤矿边坡稳定性领域存在的问题，可以从以下方面着手，采取措施予以有效解决：

第一，针对规模比较大、难以有效整治的边坡，可以选择避开。因为相对来说，这一类边坡的稳定性差、规模大、治理难度增加，即便是要成功进行治理，也需要投入巨大的人力、物力和财力，而且最终的治理效果可能也不尽如人意。因此，针对这一类边坡最好是将其避开。

第二，针对前缘稳定性丧失的牵引式滑坡，比较常用的整治措施是在滑坡前缘修建石垛加载反压，增加抗滑部分的土重，这样可以使得滑坡获得全新的稳定性，规避安全事故。

第三，整治推移式滑坡，应在滑坡体上部采取减重措施。这样可以有效减少下滑力，使得滑坡更加稳定可靠，进而使得边坡得到有效稳定，避免边坡下滑事故发生。当然，在对边坡进行整治时，还需要考虑施工技术效果，如果施工技术不达标，也将会对施工质量效果产生干扰和影响，不利于相关工作的有序推进。因此，在整治期间要想解决相关问题，还需要加强监督和管理，以保证各类问题及时快速解决。

第四，结合季节变化，灵活制定滑坡措施。据相关研究表明，边坡出现滑坡问题主要集中在雨季，之所以出现相关问题主要是因为雨水会导致边坡中岩石的含水量增加，土体被湿润之后强度降低，导致滑体滑动速度加剧。基于这样的原因，防治期间应当加强对岩体含水量的控制，避免雨季时岩体含水量过多，导致边坡岩体发生变化。可以尝试设立水沟及时快速排水，以满足边坡排水需要，减少岩体含水量。

第五，针对部分中、深层次滑坡，如果常规措施难以有效防护，比如借助抗滑挡墙措施难以有效改善相关情况时，可以使用抗滑桩，这也是整治边坡比较有效的手段之一。针对浅层滑坡则可以采用重力式抗滑档墙予以整治，为增加墙身抗剪力，可以将基地制作成倒坡，这样也可以达到相应目的，保证一系列工作的顺利推进。

第六，可以利用锚杆对边坡进行加固，以达到防滑目的。主要措施是在滑坡体上设置若干排锚杆，锚固在滑动面以下的稳定地层之中，地面则使用梁或者墩当做反力装置给滑体施加预应力，然后达到稳定滑坡的目的。除此之外，还可以采用综合治理措施，即将上文所提到的措施，结合实际的边坡问题，联合使用多种治理措施以解决施工问题，保证施工质量效果，提高边坡的稳定性。

第七，对管理流程进行合理设置。管理流程在管理体系中十分重要，是将现有的经验以及理论知识进行总结和思考的成果。在管理工作的具体流程和体系形成之前，需要技术人员与管理人员协同合作，对日常工作中所出现的问题进行分析，并对形成的常识进行总结。管理流程的建立实际上是将工作中所获得的知识以及所形成的习惯进行汇总和再创造的过程。由于技术人员与管理人员分处不同岗位，所以各自在工作中表现出来的处理方式以及工作习惯存在一定差异，并且各自形成的经验以及在各自领域内的知识水平从整体层面来看不一定是最全面的，因此不论是技术人员还是管理人员都应当在经验总结的基础上对其进行细致且全面的思考，只有不断地整理和优化，才能让管理流程更加完善。制度性是管理流程的特点，同时也是知识性的产物，制度的执行需要理论作为支撑，因此管理流程的创造需要将知识以及管理进行结合。

结束语

在对露天矿边坡进行岩土力学性质试验后，结合数据资料完成参数指标的分析，可以获知试验区域边坡的潜在滑坡模式为圆弧形滑坡且存在小范围的片帮，同时试验边坡较为稳定，可以满足相邻道路的施工、通行需要。不过为了确保后期边坡仍然具有较高的稳定性，还需要做好边坡变形的监测与预警、加强疏干排水工作、注重边坡巡查与维护和提高岩体强度，避免后期受到多方面因素的干扰，发挥露天矿坑的综合价值。

参考文献

[1]马力,武璟,刘遵义,等.红沙泉露天煤矿外排土场边坡稳定性研究[J].煤炭工程,2022,54(3):12-16.

[2]赵海峰.大煤沟露天煤矿边坡稳定性分析及防治[J].煤矿现代化,2022,31(1):36-39.

[3]王刚.北山露天煤矿边坡稳定性评价及防治措施[J].露天采矿技术,2020,35(6):94-97.