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露天矿运输站场边坡稳态远程监控及工程对策

范文

张平安

【摘要】滑坡是一种十分常见的地质灾害，露天煤矿的边坡经常会出现滑坡、地质变形等等自然灾害，严重影响煤矿的正常生产秩序，损害国家的经济财产，威胁矿山作业人员的生命安全，因此必须加强露天矿山边坡的监控，确保矿山的安全，尽可能延长矿山开采服务年限。

【关键词】露天矿运输站边坡稳态远程监控

煤炭资源是一种十分重要的不可再生资源，促进了国家经济的发展，长期以来，我国煤炭工业都将露天采矿作为优先发展战略，有效地促进了露天矿规模的扩张，在实际的露天矿开采过程中采场的边坡经常会出现地表变形、滑坡等等自然灾害，为了确保露天煤矿生产的安全，矿山管理人员必须加强矿场边坡稳定性监控及预测问题，本文结合某露天矿场的实际情况就露天矿运输站场边坡稳态远程监控的具体实施过程进行简单的分析。

一、边坡地层及岩性特征

影响非工作帮边坡稳定性的地层主要是上部第四系表土层以及下部杏园组砂岩—页岩层。其中上部的第四系表土层岩组结构松散，南区上部属第四系上更新统，北区上部属第四系上全新统，南区第四系地层比北区要厚，层中间夹有钙质结核，这些钙质结核层状分布，厚度在1～30m左右，中部属中更新统，主要是夹有砾石层的砂质黏土，层底夹杂坡积玄武岩砾石，下部为第四系下更新统坡积物，厚度在3～5m之间，主要是绿泥层及灰绿色砂砾石，砂砾石的主要成分是长石和石英。东北帮第四系黄土的厚度比较薄，下部主要是冲积砂砾石层。下部下部杏园组砂岩—页岩层主要由灰白色细、中粒砂岩、砂砾岩及粗砂岩构成，灰白色细、中粒砂岩较多，砂岩顶板之下有一层断续分布的薄煤层，厚度在0.2～0.6m之间，砂岩的主要成分为长石、石英。砂质、泥质胶结，比较松散，强度相对较低，矽质、钙质胶结则比较致密、坚硬，主要呈层状分布，砂岩之下分布着砂质页岩、砂岩泥岩互层。与其他岩层相比力学指标明显较低的称为弱层，本文研究的非工作帮站场的边坡属于顺层边坡，它的产状与岩层一致，是滑坡灾害产生的主要原因，直接影响了边坡的整体稳定性，对可能影响边坡稳定性的区域进行勘测后一共发现了5个薄层软泥岩弱层，厚度在0.02～0.43m之间，将它们分别编号，其中1～4号弱层被证实已经出现过滑坡灾害，弱层分布情况如图1所示。

二、监控设计及实施

1、监控设计。在边坡加固施工中预应力锚索是十分有效的工具，本次边坡预应力锚索加固设计工程量为98000m，现阶段已经完成40.01%的作业量，通过远程监控系统能够对边坡的稳定状态进行实时监测，为锚索加固设计的动态调整提供依据，监控设计的重点是排布远程监控点，远程监控点选择时必须保证监控设备能够及时的检测到边坡应力的变化情况，因此一般选择在边坡内应力变化比较敏感的区域，由于本次施工的监控区域较大，因此设计人员将边坡分为南北两个监控区，共设置远程监控点15个，其中北部6个，南部9个。

2、监控施工。具体的安装过程中首先在监控锚索上安装传感装置，注意传感器与锚索锁具的形心应重合，然后在端部安装采集发射系统的保护设施，随后回填掩埋。为了避免传感装置，信号采集、发射系统别破坏，需要安装一个坚固防雨的保护装置。信号的接受及分析工作有工作室内的远程接收分析系统完成，为了保证现场信号接收的连续性，信号接收器必须随时开通，计算机主机始终处于开机状态，计算机显示器的开关不影响远程信号的接收及处理，因此计算机不操作时可以将显示器电源关闭。

三、成果分析及工程对策

远程计算机接收到现场数据之后会自动生成监控曲线，相关工作人员对各监控点的监控曲线进行观察分析之后发现，该矿场边坡各监控点监控曲线总体上来说保持一个斜率，走势比较平稳，仅有部分监控点的应力在某一段时间内出现了短期的波动，波动范围达到58 k N，其他各点都没有出现大范围的波动，曲线十分平稳且在逐渐缓慢的降低，由此可见该矿场工作帮加固区域的边坡岩体总体上比较稳定。

对整个监控曲线的形态进行分析发现，该曲线近似水平，只是局部地区出现跳跃，随即又很快恢复，对这些监控点现场的工作情况进行分析发现，曲线局部跳跃主要是因为排土运输火车影响之下，局部地区的应力暂时加大引起。由远程监控结果可以看出，该加固工程前期的预应力加固工作能够满足实际的稳定性需求，暂时不需要再增加加固设计工程量，剩余的59.91%的设计锚索可以不用安装。

结束语：通过对露天矿场加固边坡的远程监控，能够帮助相关工作人员及时的了解站场的稳定状态，便于边坡加固施工人员及时调整加固方案及施工进度，对于加固施工决策十分有利，同时能够降低施工成本。

参考文献

[1]韩雪，何满潮，张斌.露天矿运输站场边坡稳态远程监控及工程对策[J].黑龙江科技学院学报.2010（01）

[2]赵锡刚.露天煤矿边坡地质灾害及其影响因素分析[J].现代矿业.2013（01）

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