高石咀石英岩矿边坡稳定性影响因素及防治

与人渗 ，边坡节理裂隙中的岩石颗粒和岩体可溶解成份会被水带走 ，使岩石强度降低 ，改变岩土体应力
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２ ０ １ ５ 年３ 月第 ３ ５ 卷第 １ 期
四川地质学报
Ｖ ｏ １ ． ３ ５ Ｎ ｏ ． １ Ｍ ａ ｒ ． ，２ ０ １ ５
水 的局 部疏 干对 之影 响有 限 。对 设计 铁路 沿 线 的温泉 和热 水钻 孔 的影 响评价 应在 工勘 阶段 予 以查 明 。 铁 路工 程对 线 路两 侧一 定 范 围 内具 有一 定 的疏 干作 用 ，对 于 岩溶地 区 已有 的供 水 工程 影 响较 大 。特 别 是位 于隧道 路 基之 上 的地段 ，地下 水位 降低 巨大 ，水 资源 流失 和 疏干 作用 明显 。据 以往铁 路 、公 路 隧 道 的施 工 涌水量 分 析 ， 疏 干 区一般 位 于隧道 两侧 ２ ～ ５ ｋ ｍ 。
高石 咀石 英 岩矿 边坡 稳定 性影 响 因素及 防治
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２ 露天采场 边坡稳定性影 响因素
２ ． １地质 构造
褶皱、断裂等地质构造挤压 、切割地层 ，在应力作用 的机械破坏下 ，所经过部位岩石破碎 ，裂隙发 育 ，易造成边坡失稳。在地质构造作用下 ， 地层岩石会 由于挤压、错断，形成岩石结构面，影响边坡稳 定。高石咀石英岩矿 区经历 了自吕梁运动 以来多期构造运动的作用 ，使得矿区岩石组合较为复杂 。受 区 域构造控制和 Ｓ Ｗ、 Ｎ Ｅ向的挤压 ， 矿区部分岩系形成 Ｎ ＷＷ 向的紧闭褶皱和断裂 ， 并有一系列 Ｎ Ｅ和 Ｎ Ｗ 向的剪切断裂伴生 ，后期断裂作用使褶皱构造 的完整性受到破坏。矿区断裂活动次数较多 ，每次断裂作 用对 矿 区 的影 响不尽 相 同 。矿 区断层 主要 有 Ｆ １ 断层 、Ｆ ２ 断层 、Ｆ ３ 断层 及 一些 其它 较小 的断层 。其 中 Ｆ １ 断层横穿矿 区 ３ — ７ 行线 ， Ｆ ２ 断层横穿矿区 ｌ 一 ５ 行线 ， 且靠近采场北端边坡 。此外 ， 矿区小型褶皱遍布 ， 改变着矿区岩层产状 。在褶皱、断裂等地质构造作用下 ，矿 区边坡局部地段岩体节理 、裂隙 、结构面发 育 ，岩石 破 碎 ，极 易出 现裂 纹及 边坡 垮 塌等灾 害 事故 。 ２ ． ２ 地 层及 岩石 地层及岩石类型和软硬程度 以及层间结构决定 了岩土体力学强度和抗风化能力 ，进而影 响到边坡的 稳定性。岩石破碎 、裂隙发育 、岩性软弱的岩层或软硬相 间的岩层 比岩性均一的坚硬岩层易遭破坏 ，易 发生边坡 滑塌 。软硬相间的岩性易于风化 ，抗剪强度低 ，又是较好的隔水层 ，可以为滑面的形成提供 良 好 的地质结构条件 ，边坡滑塌多分布于这类岩层区域 。具体而言，砂岩 、泥岩 、以及砂岩 、页岩和泥岩 互层和页岩 、泥岩、板岩软硬相间的岩层所构成的边坡易发生滑塌 。 高石 咀石英 岩 矿 区地层 主要 可分 为 下古 生界 、泥 盆系 、石 炭 二叠 系及 第 三 、第 四系等 。岩 石 主要 有 紫红 色砾 岩 及砂 砾 岩 、绿 色泥 质砂 岩 、肉红 色 长石 砂 岩 、灰 白色 石英 粗砂 岩 、粘 土 岩 、页 岩及 泥岩 、绿 色变 质砂 岩 、紫灰 色板 状 石英 砂 岩 、紫 红 色千枚 岩 、灰色 碎 屑灰 千枚 岩 等 。上述 岩 石相 互 交错 ，接 触 分 布整个矿 区。除矿体外 ，矿区岩石基本属于砂岩 、页岩、泥岩等质软的岩石 。除石炭统一 二迭系 （ Ｃ ３ 一 Ｐ） 岩石质量指标 （ Ｒ Ｑ Ｄ） 值在 ４ ０ ％～ ５ ０ ％之间 ，完整性较好外 ，矿区其它地层岩石质量指标 （ Ｒ Ｑ Ｄ） 值都在 １ ０ ％以下 ，岩石极其破碎 ，裂隙较为发育 ，稳 固性较差 ，这就为矿 区边坡失稳创造 了条件。 ２ ． ３ 开采 技术 条 件 主要指露天矿开采的边坡角、台阶组合形式等技术 因素 。本文主要讨论边坡角。露天矿开采的边坡 角与露天矿生产安全和经济效益都有很大关系。边坡角过小将增加剥离量 ，增加开采成本 ，降低经济效 益 ，边 坡 角过 大 又会 增 加边 坡 失稳 的概率 ，影 响露 天矿 安全 生 产 。 因此 ，露 天矿 边坡 角 既要 考虑 安 全稳 定条件又要考虑生产技术条件 。安全稳定条件指根据边坡岩体的性质 ，通过稳定性分析计算 ，确定能保 证边坡稳定的边坡角。在境界设计 阶段 ，一般是参照类似矿 山实践资料选取稳定 的边坡角 ，并用 已有资 料对其稳定性进行初步分析和简要计算 。关于开采技术条件 ，是指按边坡 的构成要素确定边坡角。 高 石 咀石英 岩 露天 矿边 坡 角是参 照矿 山 目 前 实 际生 产情 况及 其 它类似 矿 山经 验 ， 采 用类 比法 确定 的。 设计边坡角北端为 ４ ３ 。 ，南端和东西两端为 ４ ５ ｏ ，阶段高度 １ ２ ｍ 。实地 自然边坡角在 ３ ６ ｏ～ ５ ５ ｏ之间 ， 平均 ４ ５ ． ８ 。。 目 前 ，石英岩露天矿边坡角与边坡稳定的最佳临界点还无法确定 ，关于边坡角是否合理还 缺 乏相 关 资料 ，有 待后 续观 察 。 ２ ． ４爆 破 露天采场 内爆破震动所产生 的地震波通过边坡岩体时，给岩性较差岩体 的潜在破坏面 以附加的振动 力 ，使原 生结 构 面 和构造 结 构面 的规 模不 断增 大 ，并产 生 次生结 构 面 （ 爆 破 裂隙 ） 。在 长期爆 破震 动 的影 响下岩体表面会发生脱落 ，进而影响露天边坡的稳定性［ ２ ］ 。高石 咀石英岩矿采用多排孔微差松动爆破 ， 矿石 和 废石 分采 分爆 ，穿孔 深度 １ ２ ． ５ ｍ，平 均抵 抗线 小 于 ４ ． ５ ～ ５ ． ５ ｍ，孔 位 以三 角形 或矩 形方 式布 孔 ，孔 距、 排 距均 为 ４ ． ５ ～ ６ ｍ， 多 数情 况下 爆 破孔 数都 在 ５ ０以上 ， 所用 铵 油炸 药每 次都 超过 ８ 吨 ，炸药量 较 大 ， 爆破时能量传递引起 的地面震动不可小觑 ， 对边坡稳定具有较大的影响。 ２ ． ５降雨 降雨是诱发露天采场边坡发生移动的一个重要 因素。降雨对边坡稳定 的影 响主要表现为降雨的冲蚀