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摘要：在矿山的开采中，露天矿的边坡治理是长期存在的疑难问题，开采的深度越大，其边坡的滑动问题越加的凸显，在矿山的日常安全管理中，应给予足够的重视。本文将重点分析吕合露天矿发生边坡滑坡的原因及综合治理办法。
关键词：吕合露天矿；边坡滑坡；灾害分析；治理
一前言
吕合露天煤矿包括三个矿，即白坡露天矿、长坡露天矿及观音坝井工矿。吕合露天煤矿作为云南省地州级最大的露天煤矿，其年产褐煤量为45万吨。其中长坡露天矿的生产能力的设计值为450kt/a,并已完成生产达20多年，在深度上的延即将达到原设计的露天境界，其煤质优良。吕合露天煤矿安全、高质量地生产对整个云南省的煤炭生产来说意义重大，为实现持续的安全、高产煤炭生产，应严格控制煤矿的安全措施。据相关专家对吕合露天矿的安全分析可知，在吕合露天矿的东侧，存在大范围的滑坡，在滑坡体内含有大量因地质构造而形成的滑动面，为对滑坡体的滑动进行控制，应进行科学的分析及实施有效的维护措施，稍有不慎将会导致边坡滑移及塌方的事故的发生，如在2011年4月15日的15点30分许，由于在矿坑出现塌方，造成1名工人被埋的事故发生，由于事故处理及时，该工人顺利被救出，并被送往医院救治，经过救治已脱离了生命危险，在消防队员对矿坑内的气体完成检测后，为防止矿坑再次发生垮塌，救援人员使用钢条作为支撑，将木块搁置在钢条上，以防护较危险的矿坑口。虽然这次发生塌方的事故并不十分严重，但这对我们来说应该是一个安全的警示，是专家分析的边坡危险的一种体现。为避免类似的边坡滑移及塌陷的灾害再次发生，笔者认为应首先进行地质特点的分析计算，在此基础上有的放矢地采取综合治理措施，使边坡滑动得到一定控制，维持边坡的稳定状态，减少边坡事故的发生次数，进而减小因边坡失稳造成的经济损失，使露天矿安全、高效生产。下面将对吕合露天矿的地质及滑坡灾害进行分析，并最终提出露天矿边坡滑坡的综合治理措施。
二 地质及水文分析
（一）地质及水文分析
吕合露天煤矿的所在区域的基底是中生代上珠罗系红层，岩性紫红色细砂岩，其上是新老第三系煤系地层及第四系近代坡积、残积及冲积层。其中，第三系煤系地层是新第三系，其含有褐煤达12层，并按 来表示，而 的两层的厚度较大，且其分部的范围较广，占到了整个勘探区总的储量的68.67%，在新三系N 的中部的 之间的煤层中存在厚度达几米到几十米的隔水层，隔水层的上部为浅水层，而隔水层的下部则为承压水层；第四系疏松层中，砾石及细砂层内含有大量的潜水，虽有一定量的泉水出露，但由于其厚度较小，且分布不均匀，故对露天开采影响甚微。
（二）总结分析结果
由上述的地质及水文分析可知，在该区域内除需要对第三系的上部及下部的含水层注意以外，其它的各层影响甚微。从含水层的角度出发，可认为水量越小，其渗透系数就越小，疏干的效果就越不好，在煤的开采过程中，就应严格进行排水。还是以长坡露天矿作为例子来说明，在长坡露天矿区内有一条由北向南穿过采场的季节性河流—白衣河，该河的河床断面为5.62m ，对上游的五个自然村落及下游的两个自然村落的交通通道及农田灌溉起到联接的作用，最大流量为40m /s，最大的洪峰流量为23 m /s，为改善矿区的安全状况，矿山从2005年的8月份开始对白衣河实施四期的改河工程，在2005年至2008年之间，矿山公司共投资两千万元用于河道的改移与河道加固处理。但河道由于受到在长坡露天坑段出现断层及已废弃采空区的影响，每当雨季来临，采空区及河道附近的积水都会发生沿煤层含水层及裂缝发生渗漏的事故发生。在2008年进行“三防”的检查时，发现在河道的许多位置出现裂隙变形，在发现后及时进实施了铺设塑料布及加固河堤的处理措施，但该处理方式效果并不十分明显，随着时间的推移，在河道的上部台阶及河道下部的多个台阶上都出现了大范围的滑动，其发生滑动的滑体面积达95000m 之多，并且在河道下部的多个台阶上出现较为严重的渗水漏水现象，情形十分的危急。河道一旦发生断裂决堤，则会严重危及矿区的生产设备及工作人员的人身安全，甚至会导致矿坑停产及下游灌溉系统瘫痪的不良后果。
三 滑坡灾害的分析
在吕合露天煤矿发生的滑坡属于平面滑动面所形成的平面滑坡，在矿区可清晰地看到滑动面与坡面的斜交线，即从左向的深处延伸，在土体、均质岩体及散体结构岩体中较为常见。
水对边坡的力的作用是露天矿东侧发生滑坡的主要原因。通常地表会存在大量的大小不同的裂隙，即使位于煤层的上下部的地层具有良好的隔水层，但不能完全避免雨水由裂缝渗入各岩层的现象发生，这样便在岩层中形成净水压力、动水压力及浮托力，在此三个力的作用下，岩土的滑动体将被推出。下面将逐一介绍各个力确定及作用。
1 静水压力：
静水压力是指位于岩体裂隙中的地下水对裂隙两侧的岩壁所产生的水压力。总压力的计算公式为：
其中， 表示水的密度， 表示张裂隙充水深度，取80m。
所确定的静水压力的作用方向是与裂隙壁垂直，作用于 下的三分之一处，对边坡的破坏起到推动作用，是造成边坡滑动的作用力之一。
2 动水压力或渗透力：
当土体或破碎岩体中的地下水发生流动时，会与土颗粒或岩石碎块发生摩擦，使地下水受到摩阻力，而土颗粒或岩石碎块则会受到来自流动的地下水的反作用力，这种反作用力就是动水压力或渗透力，其作用的方向是水体的流动方向，作用力的数值大小与水受到的土颗粒或岩石碎块的摩阻力以致。在计算动水压力时，不进行每个土颗粒或岩石碎块的动水压力计算，而是计算作用于每个单位土岩体积内的所有的土颗粒或岩石碎块上的动水压力的总值，即动水压力是一种体积力。
3 浮托力：
浮托力是指，当位于裂隙中的水体沿发生破坏的破坏面向下持续流动时，当流到坡脚并流出坡面时，会在该坡面上产生水的作用力。
4 水对边坡岩体的物理化学破坏：
1）物理作用：
水在破坏面会成为一种润滑介质，使土颗粒或碎块与裂隙面的摩擦系数下降，加剧了滑动的破坏程度。
2）化学作用：
岩体与水之间会发生化学作用，即岩体在水的作用下，发生水化作用及脱水作用，进而使矿物体积不断发生膨胀或收缩，造成岩体发生松散或破碎。
（二）地质构造原因：
在东侧存在断层，从而形成边坡的滑动面，构成了滑坡的基础条件。
（三）白衣河改道：
在东侧改道后，使得岩土体发生断裂，为水体渗入岩土内提供了有利条件。
四 综合治理措施
（一）防地表水發生渗透：
1 修筑防洪沟：
在雨季到来前，应根据实际的气候条件及矿场实地情况确定防洪沟的修筑方案，以及时地拦截地表水，减少坑内及露天边坡的渗透水量。
2 地表处理：
除了修筑防洪沟外，还可采取运用黏土对地表进行地表裂缝封堵的办法来减弱地表水的渗透，可有效防止水进入岩体的含水层及裂隙，进而有效防止滑坡的出现。但不可采取注浆的方法来封堵裂缝，注浆法会使裂隙处的水镜压力增加，反而使边坡的内推力增加，起不到稳定边坡的作用。
（二）治理河道：
河道的现状是，由于河道水量充足，且长期被用于农田灌溉，使得其在每年的雨季易出现洪水泛滥的现象，对吕合露天矿的危害巨大。为解决这一潜在危害，应选择实施将河水通过穿山体的隧道排出的改河道工程，使吕合露天边坡不再受到洪水的影响。该河道工程应选在河道水量较少的旱季，以便于工程的建设。
（三）削坡减载:
1 理论分析：
在进行削坡减载的应用前，应首先进行削坡减载的“试验”，一般试验在松散细砂岩体中完成，并按照规定的计算方式，对沙体的侧压力F、三角形坡体线载荷Q及台阶边坡角 进行确定。
2 削坡减载的应用：
在完成以上的理论分析后，将高台阶分为多台阶进行修筑，不仅可以增加台阶坡面角，还可提高边坡的整体稳定性。在对第四系及第三系表土地层的边坡处理时，就采用了削坡减载的方法，工程效果明显。并结合吕合露天煤矿所发生的滑坡状况，对河堤的上部台阶时时乐削坡减载处理，以减小上部的压力，并在存在安全隐患较多的河道部分实施了加固防渗的综合处理措施。并采取削坡荷载的方法对东侧发生的滑坡进行加固。选取20米的台阶高度排土，其坡面角维持在45度。把台阶分成10米，台阶坡面角可提高至65度，从而提高整个台阶的边坡角，使剥采比下降，利于煤炭资源的回收。
五结语
通过滑坡形成原因的科学、全面的分析，可相应地采取行之有效地措施对滑坡进行控制，根据吕合露天煤矿的自身特点，可采取改河道、防地表水及削坡减载等方式对边坡滑动进行防治。
关键词：吕合露天矿；边坡滑坡；灾害分析；治理
一前言
吕合露天煤矿包括三个矿，即白坡露天矿、长坡露天矿及观音坝井工矿。吕合露天煤矿作为云南省地州级最大的露天煤矿，其年产褐煤量为45万吨。其中长坡露天矿的生产能力的设计值为450kt/a,并已完成生产达20多年，在深度上的延即将达到原设计的露天境界，其煤质优良。吕合露天煤矿安全、高质量地生产对整个云南省的煤炭生产来说意义重大，为实现持续的安全、高产煤炭生产，应严格控制煤矿的安全措施。据相关专家对吕合露天矿的安全分析可知，在吕合露天矿的东侧，存在大范围的滑坡，在滑坡体内含有大量因地质构造而形成的滑动面，为对滑坡体的滑动进行控制，应进行科学的分析及实施有效的维护措施，稍有不慎将会导致边坡滑移及塌方的事故的发生，如在2011年4月15日的15点30分许，由于在矿坑出现塌方，造成1名工人被埋的事故发生，由于事故处理及时，该工人顺利被救出，并被送往医院救治，经过救治已脱离了生命危险，在消防队员对矿坑内的气体完成检测后，为防止矿坑再次发生垮塌，救援人员使用钢条作为支撑，将木块搁置在钢条上，以防护较危险的矿坑口。虽然这次发生塌方的事故并不十分严重，但这对我们来说应该是一个安全的警示，是专家分析的边坡危险的一种体现。为避免类似的边坡滑移及塌陷的灾害再次发生，笔者认为应首先进行地质特点的分析计算，在此基础上有的放矢地采取综合治理措施，使边坡滑动得到一定控制，维持边坡的稳定状态，减少边坡事故的发生次数，进而减小因边坡失稳造成的经济损失，使露天矿安全、高效生产。下面将对吕合露天矿的地质及滑坡灾害进行分析，并最终提出露天矿边坡滑坡的综合治理措施。
二 地质及水文分析
（一）地质及水文分析
吕合露天煤矿的所在区域的基底是中生代上珠罗系红层，岩性紫红色细砂岩，其上是新老第三系煤系地层及第四系近代坡积、残积及冲积层。其中，第三系煤系地层是新第三系，其含有褐煤达12层，并按 来表示，而 的两层的厚度较大，且其分部的范围较广，占到了整个勘探区总的储量的68.67%，在新三系N 的中部的 之间的煤层中存在厚度达几米到几十米的隔水层，隔水层的上部为浅水层，而隔水层的下部则为承压水层；第四系疏松层中，砾石及细砂层内含有大量的潜水，虽有一定量的泉水出露，但由于其厚度较小，且分布不均匀，故对露天开采影响甚微。
（二）总结分析结果
由上述的地质及水文分析可知，在该区域内除需要对第三系的上部及下部的含水层注意以外，其它的各层影响甚微。从含水层的角度出发，可认为水量越小，其渗透系数就越小，疏干的效果就越不好，在煤的开采过程中，就应严格进行排水。还是以长坡露天矿作为例子来说明，在长坡露天矿区内有一条由北向南穿过采场的季节性河流—白衣河，该河的河床断面为5.62m ，对上游的五个自然村落及下游的两个自然村落的交通通道及农田灌溉起到联接的作用，最大流量为40m /s，最大的洪峰流量为23 m /s，为改善矿区的安全状况，矿山从2005年的8月份开始对白衣河实施四期的改河工程，在2005年至2008年之间，矿山公司共投资两千万元用于河道的改移与河道加固处理。但河道由于受到在长坡露天坑段出现断层及已废弃采空区的影响，每当雨季来临，采空区及河道附近的积水都会发生沿煤层含水层及裂缝发生渗漏的事故发生。在2008年进行“三防”的检查时，发现在河道的许多位置出现裂隙变形，在发现后及时进实施了铺设塑料布及加固河堤的处理措施，但该处理方式效果并不十分明显，随着时间的推移，在河道的上部台阶及河道下部的多个台阶上都出现了大范围的滑动，其发生滑动的滑体面积达95000m 之多，并且在河道下部的多个台阶上出现较为严重的渗水漏水现象，情形十分的危急。河道一旦发生断裂决堤，则会严重危及矿区的生产设备及工作人员的人身安全，甚至会导致矿坑停产及下游灌溉系统瘫痪的不良后果。
三 滑坡灾害的分析
在吕合露天煤矿发生的滑坡属于平面滑动面所形成的平面滑坡，在矿区可清晰地看到滑动面与坡面的斜交线，即从左向的深处延伸，在土体、均质岩体及散体结构岩体中较为常见。
水对边坡的力的作用是露天矿东侧发生滑坡的主要原因。通常地表会存在大量的大小不同的裂隙，即使位于煤层的上下部的地层具有良好的隔水层，但不能完全避免雨水由裂缝渗入各岩层的现象发生，这样便在岩层中形成净水压力、动水压力及浮托力，在此三个力的作用下，岩土的滑动体将被推出。下面将逐一介绍各个力确定及作用。
1 静水压力：
静水压力是指位于岩体裂隙中的地下水对裂隙两侧的岩壁所产生的水压力。总压力的计算公式为：
其中， 表示水的密度， 表示张裂隙充水深度，取80m。
所确定的静水压力的作用方向是与裂隙壁垂直，作用于 下的三分之一处，对边坡的破坏起到推动作用，是造成边坡滑动的作用力之一。
2 动水压力或渗透力：
当土体或破碎岩体中的地下水发生流动时，会与土颗粒或岩石碎块发生摩擦，使地下水受到摩阻力，而土颗粒或岩石碎块则会受到来自流动的地下水的反作用力，这种反作用力就是动水压力或渗透力，其作用的方向是水体的流动方向，作用力的数值大小与水受到的土颗粒或岩石碎块的摩阻力以致。在计算动水压力时，不进行每个土颗粒或岩石碎块的动水压力计算，而是计算作用于每个单位土岩体积内的所有的土颗粒或岩石碎块上的动水压力的总值，即动水压力是一种体积力。
3 浮托力：
浮托力是指，当位于裂隙中的水体沿发生破坏的破坏面向下持续流动时，当流到坡脚并流出坡面时，会在该坡面上产生水的作用力。
4 水对边坡岩体的物理化学破坏：
1）物理作用：
水在破坏面会成为一种润滑介质，使土颗粒或碎块与裂隙面的摩擦系数下降，加剧了滑动的破坏程度。
2）化学作用：
岩体与水之间会发生化学作用，即岩体在水的作用下，发生水化作用及脱水作用，进而使矿物体积不断发生膨胀或收缩，造成岩体发生松散或破碎。
（二）地质构造原因：
在东侧存在断层，从而形成边坡的滑动面，构成了滑坡的基础条件。
（三）白衣河改道：
在东侧改道后，使得岩土体发生断裂，为水体渗入岩土内提供了有利条件。
四 综合治理措施
（一）防地表水發生渗透：
1 修筑防洪沟：
在雨季到来前，应根据实际的气候条件及矿场实地情况确定防洪沟的修筑方案，以及时地拦截地表水，减少坑内及露天边坡的渗透水量。
2 地表处理：
除了修筑防洪沟外，还可采取运用黏土对地表进行地表裂缝封堵的办法来减弱地表水的渗透，可有效防止水进入岩体的含水层及裂隙，进而有效防止滑坡的出现。但不可采取注浆的方法来封堵裂缝，注浆法会使裂隙处的水镜压力增加，反而使边坡的内推力增加，起不到稳定边坡的作用。
（二）治理河道：
河道的现状是，由于河道水量充足，且长期被用于农田灌溉，使得其在每年的雨季易出现洪水泛滥的现象，对吕合露天矿的危害巨大。为解决这一潜在危害，应选择实施将河水通过穿山体的隧道排出的改河道工程，使吕合露天边坡不再受到洪水的影响。该河道工程应选在河道水量较少的旱季，以便于工程的建设。
（三）削坡减载:
1 理论分析：
在进行削坡减载的应用前，应首先进行削坡减载的“试验”，一般试验在松散细砂岩体中完成，并按照规定的计算方式，对沙体的侧压力F、三角形坡体线载荷Q及台阶边坡角 进行确定。
2 削坡减载的应用：
在完成以上的理论分析后，将高台阶分为多台阶进行修筑，不仅可以增加台阶坡面角，还可提高边坡的整体稳定性。在对第四系及第三系表土地层的边坡处理时，就采用了削坡减载的方法，工程效果明显。并结合吕合露天煤矿所发生的滑坡状况，对河堤的上部台阶时时乐削坡减载处理，以减小上部的压力，并在存在安全隐患较多的河道部分实施了加固防渗的综合处理措施。并采取削坡荷载的方法对东侧发生的滑坡进行加固。选取20米的台阶高度排土，其坡面角维持在45度。把台阶分成10米，台阶坡面角可提高至65度，从而提高整个台阶的边坡角，使剥采比下降，利于煤炭资源的回收。
五结语
通过滑坡形成原因的科学、全面的分析，可相应地采取行之有效地措施对滑坡进行控制，根据吕合露天煤矿的自身特点，可采取改河道、防地表水及削坡减载等方式对边坡滑动进行防治。