孙金良

（潞安新疆煤化工有限责任公司，新疆哈密839003）

三道岭露天煤矿滑坡分析与防治措施

孙金良

（潞安新疆煤化工有限责任公司，新疆哈密839003）

通过露天煤矿南到界工作帮11#滑坡和3#地表滑坡，两处滑坡事故的分析，确定了事故发生危害程度及影响范围，提出了滑坡事故具体防治措施，有效确保了露天煤矿安全生产。

露天煤矿；边坡稳定性分析；滑坡产生机理；安全作业措施

0 引言

三道岭露天煤矿实行分区开采，到界的部分工作帮长期裸露，在地层结构薄弱和地层应力集中的区段，有可能出现大面积的滑坡，所以到界的最终边坡稳定性分析就显得尤为重要。随着东西采区工作帮逐步到界，工作帮边坡先后发生过3次大的滑坡事故，仅2016年，就发生过2次到界工作帮边坡滑坡事故，滑坡位置分别是东区南到界工作帮11#支线和西区南到界工作帮2#支线处。滑坡事故对露天煤矿安全组织生产造成了一定影响，对作业设备和人员也构成潜在的威胁。所以要做好全矿到界工作帮边坡和非工作帮边坡稳定性分析，重点对工作帮出现的滑坡事故提出合理的技术措施和安全作业措施，来应对滑坡事故的扩大，确保露天煤矿安全生产。

1 边坡稳定性分析

露天煤矿边坡稳定包括工作帮边坡稳定和非工作帮边坡稳定。对于非工作帮边坡有东区3#滑体和西区6#滑体，滑体特征明显，移动速度缓慢，安全危害程度不大。工作帮到界边坡的不稳定却存在极大的安全隐患，一旦出现滑体将产生大面积滑坡，滑体的移动速度相对较快，给下部平盘作业人员和设备带来极大的安全隐患。而到界工作帮边坡的稳定性则存在不确定性因素，边坡设计既要维持边坡有适当的稳定性，又不绝对排斥局部破坏以尽量加陡边坡，减少挖方量，提高经济效益。所以边坡稳定和经济效益要统一考虑。现场调查表明，影响三道岭露天煤矿边坡稳定的主要因素：①弱层弱面存在；②边坡角过大；③地下水作用下，弱层弱面地质应力遭到破坏，边坡巨大岩体生产的下滑力大于抗滑力所致。在不稳定地段建立了岩移观测站，并施工了检测钻孔，从地表和滑面两个方面实施监测。但随着采矿工程的开挖，非工作帮弱层、弱面和地质应力遭到破坏，非工作帮巨大岩体生产的下滑力大于抗滑力，边坡岩体随着弱层的变形（即裂缝的生产）就会沿着弱面发生滑坡[1-3]。

1.1 引起滑坡的主要原因

1）不良地质条件。当边坡矿岩处于不良地质条件段时，会破坏边坡的稳定性，诱发滑坡，不良地质条件主要指，断层接触面，矿岩破碎带，节理裂隙发育，软弱岩脉穿插。

2）采场地压。露天采场的开挖，影响了矿岩的整体性，应力失重时会产生岩体位移，通常情况下应力释放是一个缓慢的过程。

3）穿孔、爆破不当。露天采场深孔爆破时，如果爆破参数设计处理不当，也会破坏边坡稳定性，主要有炮孔深度不当，炮孔间距不当，装药量过大，坡底超挖形成。露天采场最终边坡的爆破作业应采用控制爆破。

4）雨水影响。矿岩中有含水层时且水量较大，应采取疏水措施，当降雨量大，露天坑顶部的截水沟和清扫平台上的排水沟不畅通时，雨水汇流后会直接冲刷边坡，诱发滑坡。

5）维护加固不当。当出现滑坡征兆时，应及时采取抗滑桩或长锚索进行加固，因施工水平和施工工艺存在问题，也会引起滑坡。

综上所述，滑坡时露天矿采场普遍存在危害因素，不仅影响露天采场的正常生产，而且对坑下作业人员和现场作业设备的危害将是非常严重的。

1.2 治理意见

1）加固采场北面防洪沟，提高其防洪，泄洪能力，防止雨水或雪山融水对采场造成威胁。

2）滑体走向长度达800余m，拟采取从滑体中部重新布置工作线，横向切入，排弃物就近直接压帮得方法，达到稳固滑体坡脚，防止滑坡的目的，还可以缩短汽车运距，节省费用。

3）东区内排土场边坡需继续观测，现有各观测点处于排土掌子及排土台阶上，而且中下部着火，有弱面，相对不稳定，所以移动较明显，加上排弃物料的自然沉降，对排土场的稳定有一定的影响。建议适当减小排土场边坡角度，若处雨季，应及时清除排土场积水，防止积水渗透，以确保排土场边坡稳定。

4）根据观测数据，对西区地表和古河床的监测维持现状即可，建议提高对地表的水平移动和沉降量的监测频率，以便及时发现滑动迹象，及时治理，防患于未然。

滑坡分析发现其变形破坏周期较短，并有分条块向外扩展的趋势，对露天矿的安全生产危害较大，其工程地质特征和变形破坏机理：边坡下部赋存有水平顺坡向缓倾斜软弱岩层，其上为胶结程度较差的岩层或破碎结构的硬岩层，当边坡角和边坡高度达到一定限度后，在岩层自重作用下，将发生沿弱层滑移的坐落滑移式滑坡。

2 滑坡实例分析

2.1 工作帮3#支线滑坡

露天煤矿西区地表3#支线东西，发生滑坡并产生明显的东西走向的裂纹，该变形区域在3#支线东74 m，西54 m，南20 m的范围。滑体区域面积2 407.4 m2，产生的原因是980和970形成的到界边坡的变形，失稳过程是下部的土黄色砂泥岩互层内部结构松散，在形成到界边坡后失去北部支撑，岩体随时间增加在自重作用下发生风化松弛或涨缩交替变形，各结体间位移量或位移速率差异使其前后相互分离或呈阶梯状。变形岩体脱离母体延970 m水平下部稳定岩层向北推出，在滑动区间内960 m及以下各平盘均末到界，如不进行清理再次产生的滑动将影响下部各平盘的到界施工，直接威胁着下部采区作业的设备和人员的安全。本次清方工作主要是对970及980平盘向南扩采形成新的台阶。970下部岩体为灰色砂岩、泥岩层，岩层间结构稳定可以保证边坡稳定[4-5]。

2.2 工作帮11#滑坡

露天煤矿南部到界工作帮11#支线东西，地表980 m水平至下部920 m水平之间有偏帮滑动迹象，危及该区间下部平盘近500 m范围内人员和设备作业安全。纵向滑动范围从地表至920 m水平，高约70 m，横向滑动长度约350 m，地表可见多条大的裂隙，并产生了沉降，产生滑动的原因为F2走向断层使该区域岩层倒转，加上外部排土场的压力，造成该区域岩层整体断裂向北滑动[6]。影响范围主要是下部为10#搭桥向东下盘煤上盘煤采区。汽车运输线路影响长度350 m，滑动影响下部上盘煤采煤工作面安全。由于滑体处岩石结构松散，在重力及自然风化的作用下易发生滑坡，如果突然滑坡将可能造成下部上盘煤作业设备损坏及人员伤亡。滑动具有突发性，对设备人员安全构成极大的威胁。

3 滑坡防治措施

3.1 工作帮3#地表滑坡治理

根据滑坡的裂隙范围，采用扩帮清理土方的施工方法，把滑坡裂隙范围内的980和970到界边帮，向南扩帮。其中980掌子向南扩帮平均在31 m，980掌子清方量在2.41万m3；970掌子向南扩帮平均在28 m左右，970掌子清方量在2.58万m3，共计清方量在4.99万m3。制定安全作业措施如下：

1）根据现场情况，合理制定出车沟线路方向，保证安全生产。

2）清方作业时，白班作业，夜班补作业，派专人监护设备作业。

3）清方作业时，汽车运输道路应设在采装设备南部稳定地层运行。

4）作业时应及时查看岩体变化情况，发现岩层移动，设备人员应及时撤出，待情况稳定后再进行作业。

5）对相邻地段地层进行查看，发现有滑动变化时，及时上报矿调。

6）采掘段应及时上报清方进度和清方区间的岩层变化，并做好清方设备人员的安全教育工作，保证安全生产。

3.2 南部到界工作帮11#滑坡治理

南部到界工作帮11#支线东西，地表980 m水平至下部920 m水平之间有片帮滑动迹象，滑动范围主要以经线68980—69380，900 m水平—地表。区间内950 m水平以上为黄土色风化岩层，岩层长期揭露后岩层具有结构松散，胶结差的特性，随着采矿工程的进行其内部原始应力遭到破坏，在大坡道运输过程中重型卡车在运行中形成外部载荷作用，重力下压使岩体向下压缩变形，存在严重安全隐患，直接危及该区间下部平盘近500 m范围内人员和设备作业安全[7]。为保证作业安全，制定如下措施：

1）生产技术科及时对该区间920到界水平及南部地表进行定期滑动观测，并做预报及时下发到相关单位。

2）工务段立即对设在地表滑坡危险区范围内的运输道路进行封堵，并在两侧设置警示标志，非作业人员禁止进入。

3）采掘段在下部危险区两端设立警示标志，明确作业工作面危险和安全区界线，以方便作业设备和人员就近撤离。

4）在滑坡危险区域，下部南侧现用运输通道，无关人员及设备禁止进入，及时在下盘煤北部，重新设置运输道路，以保障在该区间行驶时，设备及人身安全。

5）将滑坡危险区域，下部上、下盘煤作为重点进行回收，在此区间布置2台反铲进行露煤、收煤工作。加速到界以便尽早撤出人员和设备，最大程度地减少原煤损失。

6）在放炮作业时，必须设专人观察发现危险时，立即撤出人员设备，并汇报调度室。

7）在滑坡危险区进行爆破作业时，必须采用微差爆破，设备和人员应撤离到安全地点等待，响炮后仔细观察上部920 m水平以上有无掉块，滑落等现象，确定安全后，采运设备方可进入该区间作业。

8）反铲在该区间作业时，必须配备技术强、有责任心的人员随时观察危险区边坡的变化情况，如发现有片帮或滑动迹象应及时撤离到安全地带并向调度汇报。

9）作业前，设备机组人员必须认真检查设备各部控制器是否灵活好使，其行走部分必须良好可靠，以保障在发生滑坡危险时，能够及时规避。

10）反铲在该区间夜班停止作业，在白班长时间不作业时，将设备撤到安全地点。

11）矿用卡车及销售公司作业汽车进入该作业区间时，驾驶员必须不间断瞭望，及时观察周围情况，确保人身和设备安全。

滑体影响范围内的煤炭回收后，要加快进行纵向内排土工作，尽快形成内部排土场，对滑体形成抵抗作用。该滑体滑动面积大，滑动速度较快，在生产期间，按规定进行岩移观测，并做好预测预报工作[8]。该滑体影响范围内的剥离平盘不再向南推进，停止剥离作业，集中设备将该影响区域范围内的露煤量尽快采出。开采过程中若有滑坡迹象，必须放弃该区间的煤炭回收工作。如遇到大风等极端天气，要及时将人员及设备回撤到安全地点，待极端天气过后，观测确定无危险，方可继续作业。

4 结语

针对东西区到界工作帮边坡两起滑坡事故的分析，有效的防范了滑坡事故的扩大，确保了危险区域作业人员和设备的安全，也保证了露天煤矿的安全生产。同时对今后到界工作帮边坡稳定也提出了更高的要求，对潜在出现滑坡的到界区域要做好提前预防，减少滑坡事故的重复出现，保证露天煤矿生产接续正常。

［1］崔政权，李宁.边坡工程［M］.北京：中国水利水电出版社，1999.

［2］祝玉家.边坡可靠性分析［M］.北京：冶金工业出版社，1993.

［3］廖国华.边坡稳定［M］.北京：冶金工业出版社，1995.

［4］中国矿业学院.露天采矿手册［M］.北京：煤炭工业出版社，1987．

［5］邹畅.矿山地下开采与露天开采技术标准规范及安全评估技术手册（下册）［M］.天津：天津电子出版社，2005．

［6］高永新.露天矿场边坡稳定检测［M］.北京：中国劳动出版社，1992．

［7］牛成俊.现代露天开采理论与实践［M］.北京：科学出版社，1990．

［8］张先尘.中国采煤学［M］.北京：煤炭工业出版社，2002．

【责任编辑：解连江】

Landslide analysis and control measure in Sandaoling Open-pit Mine

SUN Jinliang
(Lu'an Xinjiang Coal Chemical Group Co.,Ltd.,Hami 839003,China)

Through analyzingsouth to boudary working slope11#and 3#landslide inopen-pit coal mine,the article identified the accident harm degree and effect scope,andputs forward some concrete prevention and control measures of the landslide,in order to effectively ensure the safety production in open-pit coal mine.

open-pit coal mine;slope stability analysis;landslide mechanism;safe operation measure

TD824.7

B

1671－9816（2017）02－0021－04

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.02.006

孙金良.三道岭露天煤矿滑坡分析与防治措施［J］.露天采矿技术，2017，32（2）：21-23.

2016-08-04

孙金良（1977—）男，汉族，河南人，工程师，2008年毕业于中国矿业大学，现在潞安新疆煤化工有限责任公司露天煤矿生产技术科从事采矿技术工作。