露天礦運輸站場邊坡穩(wěn)態(tài)遠程監(jiān)控及工程對策

張平安

【摘要】 滑坡是一種十分常見的地質(zhì)災害，露天煤礦的邊坡經(jīng)常會出現(xiàn)滑坡、地質(zhì)變形等等自然災害，嚴重影響煤礦的正常生產(chǎn)秩序，損害國家的經(jīng)濟財產(chǎn)，威脅礦山作業(yè)人員的生命安全，因此必須加強露天礦山邊坡的監(jiān)控，確保礦山的安全，盡可能延長礦山開采服務年限。

【關鍵詞】 露天礦運輸站 邊坡 穩(wěn)態(tài) 遠程監(jiān)控

煤炭資源是一種十分重要的不可再生資源，促進了國家經(jīng)濟的發(fā)展，長期以來，我國煤炭工業(yè)都將露天采礦作為優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略，有效地促進了露天礦規(guī)模的擴張，在實際的露天礦開采過程中采場的邊坡經(jīng)常會出現(xiàn)地表變形、滑坡等等自然災害，為了確保露天煤礦生產(chǎn)的安全，礦山管理人員必須加強礦場邊坡穩(wěn)定性監(jiān)控及預測問題，本文結(jié)合某露天礦場的實際情況就露天礦運輸站場邊坡穩(wěn)態(tài)遠程監(jiān)控的具體實施過程進行簡單的分析。

一、邊坡地層及巖性特征

影響非工作幫邊坡穩(wěn)定性的地層主要是上部第四系表土層以及下部杏園組砂巖—頁巖層。其中上部的第四系表土層巖組結(jié)構松散，南區(qū)上部屬第四系上更新統(tǒng)，北區(qū)上部屬第四系上全新統(tǒng)，南區(qū)第四系地層比北區(qū)要厚，層中間夾有鈣質(zhì)結(jié)核，這些鈣質(zhì)結(jié)核層狀分布，厚度在1～30m左右，中部屬中更新統(tǒng)，主要是夾有礫石層的砂質(zhì)黏土，層底夾雜坡積玄武巖礫石，下部為第四系下更新統(tǒng)坡積物，厚度在3～5m之間，主要是綠泥層及灰綠色砂礫石，砂礫石的主要成分是長石和石英。東北幫第四系黃土的厚度比較薄，下部主要是沖積砂礫石層。下部下部杏園組砂巖—頁巖層主要由灰白色細、中粒砂巖、砂礫巖及粗砂巖構成，灰白色細、中粒砂巖較多，砂巖頂板之下有一層斷續(xù)分布的薄煤層，厚度在0.2～0.6m之間，砂巖的主要成分為長石、石英。砂質(zhì)、泥質(zhì)膠結(jié)，比較松散，強度相對較低，矽質(zhì)、鈣質(zhì)膠結(jié)則比較致密、堅硬，主要呈層狀分布，砂巖之下分布著砂質(zhì)頁巖、砂巖泥巖互層。與其他巖層相比力學指標明顯較低的稱為弱層，本文研究的非工作幫站場的邊坡屬于順層邊坡，它的產(chǎn)狀與巖層一致，是滑坡災害產(chǎn)生的主要原因，直接影響了邊坡的整體穩(wěn)定性，對可能影響邊坡穩(wěn)定性的區(qū)域進行勘測后一共發(fā)現(xiàn)了5個薄層軟泥巖弱層，厚度在0.02～0.43m之間，將它們分別編號，其中1～4號弱層被證實已經(jīng)出現(xiàn)過滑坡災害，弱層分布情況如圖1所示。

二、監(jiān)控設計及實施

1、監(jiān)控設計。在邊坡加固施工中預應力錨索是十分有效的工具，本次邊坡預應力錨索加固設計工程量為98000m，現(xiàn)階段已經(jīng)完成40.01%的作業(yè)量，通過遠程監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)吰碌姆€(wěn)定狀態(tài)進行實時監(jiān)測，為錨索加固設計的動態(tài)調(diào)整提供依據(jù)，監(jiān)控設計的重點是排布遠程監(jiān)控點，遠程監(jiān)控點選擇時必須保證監(jiān)控設備能夠及時的檢測到邊坡應力的變化情況，因此一般選擇在邊坡內(nèi)應力變化比較敏感的區(qū)域，由于本次施工的監(jiān)控區(qū)域較大，因此設計人員將邊坡分為南北兩個監(jiān)控區(qū)，共設置遠程監(jiān)控點15個，其中北部6個，南部9個。

2、監(jiān)控施工。具體的安裝過程中首先在監(jiān)控錨索上安裝傳感裝置，注意傳感器與錨索鎖具的形心應重合，然后在端部安裝采集發(fā)射系統(tǒng)的保護設施，隨后回填掩埋。為了避免傳感裝置，信號采集、發(fā)射系統(tǒng)別破壞，需要安裝一個堅固防雨的保護裝置。信號的接受及分析工作有工作室內(nèi)的遠程接收分析系統(tǒng)完成，為了保證現(xiàn)場信號接收的連續(xù)性，信號接收器必須隨時開通，計算機主機始終處于開機狀態(tài)，計算機顯示器的開關不影響遠程信號的接收及處理，因此計算機不操作時可以將顯示器電源關閉。

三、成果分析及工程對策

遠程計算機接收到現(xiàn)場數(shù)據(jù)之后會自動生成監(jiān)控曲線，相關工作人員對各監(jiān)控點的監(jiān)控曲線進行觀察分析之后發(fā)現(xiàn)，該礦場邊坡各監(jiān)控點監(jiān)控曲線總體上來說保持一個斜率，走勢比較平穩(wěn)，僅有部分監(jiān)控點的應力在某一段時間內(nèi)出現(xiàn)了短期的波動，波動范圍達到58 k N，其他各點都沒有出現(xiàn)大范圍的波動，曲線十分平穩(wěn)且在逐漸緩慢的降低，由此可見該礦場工作幫加固區(qū)域的邊坡巖體總體上比較穩(wěn)定。

對整個監(jiān)控曲線的形態(tài)進行分析發(fā)現(xiàn)，該曲線近似水平，只是局部地區(qū)出現(xiàn)跳躍，隨即又很快恢復，對這些監(jiān)控點現(xiàn)場的工作情況進行分析發(fā)現(xiàn)，曲線局部跳躍主要是因為排土運輸火車影響之下，局部地區(qū)的應力暫時加大引起。由遠程監(jiān)控結(jié)果可以看出，該加固工程前期的預應力加固工作能夠滿足實際的穩(wěn)定性需求，暫時不需要再增加加固設計工程量，剩余的59.91%的設計錨索可以不用安裝。

結(jié)束語：通過對露天礦場加固邊坡的遠程監(jiān)控，能夠幫助相關工作人員及時的了解站場的穩(wěn)定狀態(tài)，便于邊坡加固施工人員及時調(diào)整加固方案及施工進度，對于加固施工決策十分有利，同時能夠降低施工成本。

參 考 文 獻

[1]韓雪，何滿潮，張斌.露天礦運輸站場邊坡穩(wěn)態(tài)遠程監(jiān)控及工程對策[J].黑龍江科技學院學報.2010（01）

[2]趙錫剛.露天煤礦邊坡地質(zhì)災害及其影響因素分析[J].現(xiàn)代礦業(yè).2013（01）