貴州某露天礦變形監測實例探討及技術改進分析

在分析露天礦山邊坡特點的基礎上,介紹了露天礦變形監測的重要性,以及變形監測的任務、內容、常用的觀測方法與手段,並結合貴州錦豐礦業邊坡實例探討了邊坡滑坡預報的具體措施。

貴州某露天礦變形監測實例探討及技術改進分析

0前言

貴州錦豐礦業有限公司露天礦位於黔西南州貞豐縣境內,距離貞豐縣70km。西北至東南長約1000m,東北至西南長約450m,呈橢圓形分佈,其中,東南角邊坡高度超過200m,最低邊坡高度位於西北角,其高度也超過130m,最大坡比近1:1.5,屬高徒邊坡。礦區的地質條件:該礦屬卡林型金礦,從最高處750平臺到490平臺,邊坡岩石因地下水、地表水影響,破碎易風化,含水層,斷層和岩層節理髮育,穩定性差,支護難度大,出現多次局部滑坡現象,屬地質條件複雜的邊坡。根據生產要求,需要開展露天採坑各邊坡的變形監測。

1露天礦邊坡特點

(1)邊坡為岩石物質的較多,邊坡幅度比較高,邊坡相對較陡,安全係數比較低。

(2)因為礦體常年開採,所以露天礦邊坡逐漸增高,因此,就有一定的開採。

(3)裸露狀態是正常狀態,自然風化直接影響礦體裸露地方,並經常受如爆破等因素影響。

(4)如果是金屬類型的礦體,因為受到淺部構造的影響,具有比較複雜的工程地質條件。

2變形監測目的

(1)通過對邊坡進行變形監測,掌握其變形移動規律和災變徵兆,為保護邊坡穩定和施工人員安全生產提供信息。

(2)掌握、分析露天邊坡治理的效果。

(3)積累礦山工程變形監測的工作經驗,不斷改進監測方法,提高監測水平。

3檢驗露天礦的邊坡

3.1佈置邊坡換測站

一條直線上的工作點和控制點組成觀測線,控制點佈置在露天礦的邊坡或表面,滑體上佈置工作點,一條觀測線上方兩個控制點,第一個工作點到控制點的距離為50~100m,部分面線長度所在的工作測點要根據邊坡的傾斜方向設定。一般以5~15m為一個工作測點的距離,具體參數需要根據露天礦的臺階的高度和寬度、本身的深度設定,同一個臺階上應該至少設有兩個觀測點,其中一個靠邊坡低,另一個靠邊坡頂,觀測點要設置在每一個臺階上,觀測人員的安全性和測量數據的方便性為首先考慮到的觀測點所設位子。應佈置在工程地質條件比較複雜的地方;受地下水和地表水危害較大;已形成的或以服務較長時間的邊坡;正在治理的邊坡;如:運輸樞紐、斷層、岩層、破碎帶、風化帶等地方。

要設有專門的觀測點在該具有特徵性的部位進行檢測,當觀測到移動的低端時,就在該觀測點的左、右、上、下增加觀測點,這樣就能準確的確定邊坡的移動範圍了。

3.2邊坡的檢測

導線法是我們最常用的露天礦邊坡檢測法,在此基礎上再配合水準測量法對工作點的高度進行測量。進行觀測工作時要將全部觀測點埋設10~15天后才可以,觀測時要將露天礦的基本控制網點和觀測站的控制點並聯進行觀測,平面聯測工作5分經緯儀導線或5分小三角進行,四等級的水準進行高層聯測。並聯後的觀測點,即可按露天礦I級高程和露天礦I級導線測量方法和精度要求對工作點的高程和片面位子進行測定,兩次測定要相互獨立,如果兩次測量結果的平面座標均符合露天礦I級經緯導航儀的精度要求,則原始數據位測量值的平均值。

如果想要在以後觀測時能更方便一些,那麼在計算各點的平面座標時,應採用以觀測線方向(以觀測線兩控制點方向為X軸,以據觀測點較近的控制點為座標原點的假定座標系統)。露天礦邊坡正常觀測工作主要有如下內容:

(1)觀測警戒:用來確定是否正常的邊坡滑動,可根據觀測

線及季節的具體情況進行水準測量。

(2)滑動其測量:根據邊坡活躍程度確定滑動期測量週期。

(3)滑坡後觀測:包括觀測點高程及滑體的大小、平面位子、記錄滑落時間的變化情況等。

如果是地勢陡峭的露天礦邊坡,常採用前方交會的方法對觀測點的平面位子進行測定,也可使用邊角交會進行測定。基點是觀測法測定的,可以根據在礦區現有基本控制網點,因為要採用強制歸心,所以,必須建設混凝土觀測墩在基點上。控制點必須設在不容易破壞且非移動的地方。可用水準測量法觀測高程,也可用三角高程測量,該方法與導線法幾乎相同。正常觀測與導線法有相同的週期、內容等。得到觀測結果後,計算共工作點的作座標是可以按平差解析方法,然後求的位移量與首次觀測結果相比較。

觀測結果整理的主要內容:根據觀測點高程和平面位置,計算變形值和位移,繪製變形曲線和移動圖。

(1)剖面圖的檢測:圖上應表示邊界在滑坡前後的外形,各臺階物質、標高、地質構造界限、岩層、其移動量及各觀測點。如果又相差較大的觀測方向和滑動方向,滑動方向剖面圖需要另畫。

(2)滑坡區平面圖:圖上應表示標高及地形、滑體邊界、地物、觀測線、裂縫或滑坡前後臺階等,繪出各觀測點的移動向量。

(3)如果一些測點具有代表性,需繪移動速度或位移隨時間的變化曲線。

4變形監測工作

4.1變形監測網的佈設

按照變形監測網的佈設原則,以遠離採坑的測量控制點M10和JF28作為固定控制基點,在採坑邊緣選取相對固定、觀測視線較好的地方,新建D1、D2、D3、D4四個控制點作為觀測站,隨著生產的進度的進行,又增加了D5、D6、D7三個控制點作為觀測站。實際位置如圖所示:

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圖1露天礦變形監測控制網點分佈圖

4.2變形監測點佈設的一般原則

監測點的佈設按照岩石力學工程師的建議及生產的實際需要佈設,以便更能反映邊坡岩石的移動規律,在1200×600m2的採坑內,監測點的密度為40×40,在局部特殊區域應該加密佈

設。為了對所測數據的加工和整理,並能直觀的反映局部地域的變化規律,我們將露天採坑分為6個區域,分別為:東部邊坡、南部邊坡、西部邊坡、北部邊坡、西部580,西部擋牆530。如圖所示:

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圖2露天礦變形監測點分佈圖

表1變形監測點的精度要求表

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4.3監測頻率的確定

根據露天礦山生產工作的實際情況,按照變形監測的一般要求,每週、每日進行監測,在雨季或大爆破前後進行加密監測。根據邊坡巖體的性質,對於硬巖、軟巖和風化巖邊坡,監測點水平或垂直位移分別大於14mm、20mm、和30mm時,即認為滑坡期開始,應進行全面監測。

4.4觀測的方法

變形監測宜採用相同的測量方法,由固定的測量人員使用同一儀器和設備,在基本相同的條件下進行。我們目前使用的是全站儀,通過在已知觀測點設站,後視另一個已知觀測點,應用地形測量程序對所有監測點進行觀測。

4.5變形監測資料的整理和分析

(1)數據採集後,及時將所測數據通過SURPAC軟件加工成線性文件,然後,導出觀測數據,通過EXCEL加工原始數據。

(2)預測:各觀測點是否發生移動和移動的原因和特點。

(3)綜合邊坡地質工作,對可能發生滑坡的滑動面位置、形狀、大小、傾角和滑動體的大小、形狀、滑落方向作出判斷。

(4)對邊坡移動巖體的滑動地段、滑落的時間以及危害程度做出推斷。

(5)圖件

根據所測數據製作每個監測點的位移矢量圖,直觀地顯示各監測點的變化情況。下面以西邊坡530各監測點在3月份1至8日觀測數據為例,顯示變化如圖3:

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圖3位移矢量圖

通過圖3可以看出總體變化很小,西部擋牆530邊坡目前處於相對穩定狀態。

5結論及技術改進

綜上所述,通過每天都對重點監測區域進行監測,對礦山的安全生產起到至關重要的指導作用;對邊坡巖體移動及塌陷起到預警作用。但是,其影響因素也有很多,如人為誤差的加大,受氣象條件以及觀測時間不同的影響,因與其它測量工作發生衝突,不能實時進行監測,數據分析繁瑣,精度差,以及耗費很大的人力和物力等。


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