01 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

本礦山位于安徽省寧國(guó)市，為水泥廠配套礦山，年產(chǎn)符合水泥生產(chǎn)需要的石灰石礦650萬(wàn)t，水泥配料用砂巖60萬(wàn)t/a，合計(jì)年開(kāi)采規(guī)模為710萬(wàn)t。依據(jù)提供的資料，設(shè)計(jì)采場(chǎng)終了邊坡角和邊坡高度見(jiàn)表1。

1.1 砂巖礦區(qū)

設(shè)計(jì)最終邊坡最大高度24m，最低處無(wú)邊坡。南東邊坡邊坡走向20°，為直交坡，最終邊坡高度24m;南西邊坡邊坡走向116°~132°，為順向坡，最終邊坡高度10m;北西邊坡走向199°，為直交坡，最終邊坡高度16m;北東向邊坡走向79°~137°，為逆向坡，最終邊坡高度24m，石頭山組成邊坡巖石為風(fēng)化的志留系砂巖，屬穩(wěn)定邊坡。

1.2 石灰?guī)r礦區(qū)

本礦區(qū)為已分成三個(gè)平臺(tái)兩級(jí)邊坡。由南東向北西分別為+92m、+104m、+116m平臺(tái)。+92平臺(tái)邊坡為斜交邊坡;+104m平臺(tái)邊坡走向大致為47。，邊坡角35°~50°，為斜交坡。設(shè)計(jì)采場(chǎng)最終邊坡最高為37m，最低處無(wú)邊坡。其中北西、北東側(cè)無(wú)邊坡;南東側(cè)邊坡走向17°~42°，為斜交-直交坡，最終邊坡高度36m;南西側(cè)邊坡走向135°~155°，為順向坡，地層傾角小于邊坡角，最終邊坡高度19m，組成邊坡巖石為南陵湖組灰?guī)r，巖石較堅(jiān)硬-堅(jiān)硬，風(fēng)化程度低，屬基本穩(wěn)定邊坡。

02 邊坡工程安全等級(jí)

根據(jù)邊坡危害程度和邊坡高度兩個(gè)條件，分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)等級(jí)，結(jié)合寧國(guó)水泥廠海螺山礦區(qū)水泥用灰?guī)r、砂巖礦開(kāi)采終了采場(chǎng)邊坡的狀況，其邊坡如若發(fā)生破壞，將嚴(yán)重影響生產(chǎn)，極有可能對(duì)運(yùn)輸車輛及人員、采場(chǎng)設(shè)備及工人造成重大傷亡及財(cái)產(chǎn)損失，預(yù)計(jì)直接經(jīng)濟(jì)損失大于100萬(wàn)元，得出采場(chǎng)邊坡危害等級(jí)定為Ⅰ級(jí)。

經(jīng)計(jì)算，開(kāi)采終了邊坡高度最大45m(H≤100)，其位于礦區(qū)采場(chǎng)東南側(cè)，采場(chǎng)邊坡工程安全等級(jí)為Ⅱ級(jí)。

03 邊坡穩(wěn)定性計(jì)算

邊坡設(shè)計(jì)安全系數(shù)是衡量邊坡穩(wěn)定性的最終定量指標(biāo)，最小設(shè)計(jì)安全系數(shù)的確定對(duì)整個(gè)邊坡工程的經(jīng)濟(jì)性和安全性尤為重要。

本次分析采用極限平衡法進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性計(jì)算，碎裂巖體邊坡，當(dāng)破壞模式為圓弧形破壞時(shí)，宜采用簡(jiǎn)化Bishop法和Morgenstern-price法進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。根據(jù)邊坡特點(diǎn)及破壞模式，本次評(píng)價(jià)選用極限平衡分析法中簡(jiǎn)化Bishop法計(jì)算。簡(jiǎn)化Bishop法其計(jì)算公式為：

由于開(kāi)采終了邊坡高度最大高差45m，位于采場(chǎng)東南側(cè)，本次在礦山采場(chǎng)選取了A-A′剖面邊坡進(jìn)行計(jì)算，采用數(shù)值模擬確定其破壞模式，并結(jié)合極限平衡法計(jì)算穩(wěn)定性系數(shù)。

結(jié)合規(guī)范要求，考慮不同的荷載組合工況，計(jì)算得出其邊坡安全系數(shù)，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖1。邊坡穩(wěn)定性分析最小安全系數(shù)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

從分析結(jié)果看，礦山總體邊坡穩(wěn)定性情況較好，但由于礦體的力學(xué)參數(shù)采用類比法確定的，其結(jié)果有一定的不確定性。

04 邊坡監(jiān)測(cè)

根據(jù)《金屬非金屬露天礦山高陡邊坡安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》要求露天礦山采場(chǎng)應(yīng)結(jié)合邊坡分區(qū)的安全監(jiān)測(cè)等級(jí)要求(表3)：本礦山安全監(jiān)測(cè)等級(jí)為三級(jí)，本次設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要有：邊坡表面位移監(jiān)測(cè)、降雨量監(jiān)測(cè)。

邊坡表面位移監(jiān)測(cè)：設(shè)計(jì)采用高精度全站儀自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)高邊坡進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)同期高精度觀測(cè)。降雨量監(jiān)測(cè)：采用翻斗式雨量計(jì)對(duì)降雨信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

(1)邊坡表面位移監(jiān)測(cè)。

監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置。邊坡每30m高差布設(shè)一排監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的距離：邊坡長(zhǎng)度小于300m時(shí)，宜取20~100m，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，邊坡面上共設(shè)置監(jiān)測(cè)棱鏡點(diǎn)位20個(gè)，在邊坡面以外堅(jiān)固的山體設(shè)置1臺(tái)智能全站儀對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在坡面外堅(jiān)固山體上每臺(tái)全站儀設(shè)置2個(gè)監(jiān)測(cè)棱鏡后視點(diǎn)。

②監(jiān)測(cè)誤差要求。邊坡地表水平位移監(jiān)測(cè)精度要求：監(jiān)測(cè)等級(jí)為三等，相鄰點(diǎn)點(diǎn)位中誤差±3mm：地表垂直位移監(jiān)測(cè)精度要求：監(jiān)測(cè)等級(jí)為四等，相鄰點(diǎn)點(diǎn)位中誤差±1mm。

③監(jiān)測(cè)頻率。監(jiān)測(cè)網(wǎng)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)的初次觀測(cè)應(yīng)在埋設(shè)標(biāo)石10-15d后進(jìn)行。邊坡變形監(jiān)測(cè)頻率應(yīng)根據(jù)邊坡位移速率和季節(jié)來(lái)確定。新布設(shè)點(diǎn)一周內(nèi)每天應(yīng)觀測(cè)1次;位移趨于穩(wěn)定后每月應(yīng)觀測(cè)1?2 次，雨季適當(dāng)增加觀測(cè)次數(shù)，暴雨前后增加觀測(cè)密度。在邊坡位移劇烈時(shí)，每小時(shí)觀測(cè)不應(yīng)少于2次。監(jiān)測(cè)網(wǎng)的觀測(cè)應(yīng)定期進(jìn)行，建網(wǎng)的初期宜每個(gè)月觀測(cè)1次，一年后可每3個(gè)月觀測(cè)1次。有異常情況時(shí)應(yīng)隨時(shí)進(jìn)行觀測(cè)。監(jiān)測(cè)期間，個(gè)別監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)被破壞時(shí)，應(yīng)補(bǔ)救恢復(fù)并應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)結(jié)果的校核。

(2)降雨量監(jiān)測(cè)。根據(jù)本礦山露天邊坡面積，本次設(shè)計(jì)共布置2個(gè)降雨量監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

(3)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置匯總。該礦山設(shè)計(jì)最終邊坡最大高度約45m，最終邊坡角介于40?55°之間，其中礦區(qū)南側(cè)邊坡最長(zhǎng)，總長(zhǎng)度約1000m。本次設(shè)計(jì)邊坡監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置匯總，見(jiàn)表4。

05 結(jié)論

綜上所述，根據(jù)邊坡穩(wěn)定性分析及計(jì)算，本礦山邊坡為穩(wěn)定邊坡，但考慮到生產(chǎn)開(kāi)采過(guò)程中爆破震動(dòng)及雨水的影響，應(yīng)進(jìn)行邊坡表面位移監(jiān)測(cè)、降雨量監(jiān)測(cè)。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)予以高度重視，建立邊坡監(jiān)測(cè)站，制定邊坡管理制度，嚴(yán)格執(zhí)行邊坡到界靠幫操作規(guī)程。建立有效的邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以確保礦區(qū)生產(chǎn)期的邊坡安全。