露天采場底面常見的地質環(huán)境問題及成因分析

(1) 泥石流。

礦山泥石流的形成與發(fā)生主要原因是在山區(qū)礦產資源開發(fā)過程中廢石棄土堆排不合理造成的，也可稱為礦渣型泥石流。礦山泥石流具有人為性、易發(fā)性、重發(fā)性、危害集中性、可控性等特點。

(2) 滑坡、崩塌?；?、崩塌活動是在內、外動力作用下，巖土體發(fā)生變形崩落的現象。開采終了邊坡穩(wěn)定性較差時，易形成礦山滑坡和崩塌?；潞捅浪Ｊ苓吰碌膸r石力學性質、地質構造、節(jié)理、滑動面、斷層的交錯情況、地下水位、降雨等因素的影響。

(3) 水土流失。

礦山長期裸露開采，導致礦區(qū)大面積地表植被遭破壞，采礦和剝離廢石棄土造成礦區(qū)地形變化，形成大量的裸露地表，在雨水沖刷及地表徑流的作用下，會造成嚴重的水土流失?；隆⒈浪澳嗍鞯闹卫碇饕蕾嚬こ檀胧?，而水土流失則需要將工程、植物措施結合起來進行綜合治理。

視礦體水平厚度不同，露天采場底的位置可能有三種情況：當礦體水平厚度小于最小底寬時，露天礦底平面按最小寬度繪制；當礦體水平厚度等于或略大于最小底寬時，露天采場底寬取礦體水平厚度；若礦體水平厚度遠大于露天礦最小底寬時，則按最小底寬繪制底平面。其位置應能滿足可采礦石量最多、剝離巖石最少、采出礦石質量最好等于經濟效益最大的原則。

礦山露天采場的治理重點區(qū)域在不穩(wěn)定邊坡，主要內容包括邊坡穩(wěn)定性治理和植被恢復兩個方面，邊坡穩(wěn)定性治理主要采用工程措施來消除崩塌和落石，植被恢復則是主要通過植物措施來固土、滯塵、涵養(yǎng)水源，控制水土流失。

1、礦山露天采場治理恢復措施設計的重點

(1) 注重現場勘查。

邊坡治理恢復措施設計的基礎是做好立地條件調查。通過到現場進行全面、認真的實地踏查，了解項目區(qū)所在地的氣候、水文、地質、植被、環(huán)境等自然條件并進行詳細分析; 通過收集氣候氣象水文資料了解降水情況和植被生長狀況; 通過坡面地質勘察確定坡面的穩(wěn)定性。

(2) 進行限制性因素分析。

通過立地條件調查，進行限制性因子分析，篩選出邊坡治理恢復的限制性條件因子。生態(tài)系統(tǒng)被破壞之后，要進行恢復會遇到許多制約因子，如水分、土壤、溫度、光照等，在進行恢中國水土保持時要找出限制恢復的關鍵因子，找準切入點。明確邊坡治理恢復的限制性因子，有利于恢復工程的設計，有利于技術手段的確定，縮短恢復所需的時間。

邊坡治理恢復應在保證邊坡穩(wěn)定的基礎上，實現坡面植物的健康生長，營造邊坡生態(tài)系統(tǒng)。在工程實踐中，坡體穩(wěn)定性、土壤、水分等是常見的限制性因子，確認了限制性因子后，有針對性地通過工程、植物等技術措施，加以克服，突破該因子的限制性，實現邊坡治理恢復的目標。

(3) 把握措施設計的原則。

安全穩(wěn)定是邊坡治理恢復措施設計必須遵循的首要原則。根據對邊坡現場勘察的結果，進行坡體穩(wěn)定性分析，對于穩(wěn)定性差的坡面，設計采取有效的工程防護措施進行穩(wěn)定加固; 對于坡體自身穩(wěn)定的，避免由于坡面的防護工程施工再破壞其穩(wěn)定性。值得注意的是切忌過于強調安全而忽視生態(tài)效應，應結合坡面的立地條件，將植被防護與工程加固、防護有機結合，以建立既穩(wěn)定又有良好生態(tài)效應的坡面綜合防護體系。

(4) 坡面治理恢復措施的掌握和應用。

熟悉掌握相關的邊坡綠化和生態(tài)防護技術，才能更好地把理論運用于實踐當中。不同的技術模式具有不同的適用條件，只有掌握各種邊坡治理恢復技術的特點和適用范圍，才能針對不同立地條件的坡面，因地制宜地選用不同技術模式或模式組合，科學合理地對坡面進行綠化和生態(tài)防護。

(5) 重視基質條件的創(chuàng)造。

植被恢復依賴于一定的生態(tài)基質。生態(tài)基質一般由土壤、有機質、肥料、保水劑、穩(wěn)定劑、團粒劑、酸度調節(jié)劑等按一定的比例調配而成，其可提供植物生長所需的合理物質結構，長期提供植物生長所需的養(yǎng)分，長期保障植物生長的水分平衡，與植物共同作用防止坡面的分化剝落。

(6) 選擇合適的植物進行配置。

露天礦山關停后，大多環(huán)境惡劣，坡面巖石裸露，干旱、缺水、土壤貧瘠，難以形成自然綠化，因此要選擇適合的植物進行綠化。通過對項目區(qū)及周邊的植物品種和群落組成進行調查，根據具體的立地條件，選擇抗逆性強、根系發(fā)達和生態(tài)適應性好的鄉(xiāng)土樹種，便于實現群落演替，且成活率高、養(yǎng)護成本低、穩(wěn)定性好。

另外，所選植物品種要豐富，要具有良好的景觀效果，能與附近的植被和景觀協(xié)調，同時可適當選擇一些先鋒植物對坡面形成覆蓋，且為目標群落植物的生長提供養(yǎng)分。將選好的礦山治理恢復所需的植物恰當配置，可以促進植物生長，縮短植物演替周期，增強植物恢復效果。

2、礦山露天采場治理恢復的方法

（1）邊坡工程防護措施

工程措施的實施主要是為了保證邊坡的穩(wěn)定。礦山常見的邊坡穩(wěn)定防護工程包括砌石擋墻、現澆混凝土、抗滑樁、水泥砂漿噴錨、鐵絲石籠、落石防護等。

1)砌石擋墻。

根據防護強度不同分為干砌石、漿砌石擋墻，可以適用于不同坡度邊坡的坡腳防護，干砌石擋墻高度一般不超過2m，漿砌石擋墻一般不超過5m，超過時一般會分級或采取加筋等處理措施。

2)現澆混凝土。

施工方便，地形適應能力強，整體防護性好。對于坡比在1∶1～1 ∶0.5之間、高度小于3m的坡面，用現澆混凝土或混凝土預制塊護坡; 邊坡陡于1∶0.5的，可用鋼筋混凝土護坡。

3)抗滑樁。

根據抗滑體厚度、推力大小、防水要求和施工條件等，選用鋼樁、混凝土樁或鋼筋混凝土樁等。抗滑樁從結構類型上分為單樁、排樁、有錨樁和預應力錨索樁等。一般用于存在一定不穩(wěn)定隱患的高陡邊坡。

4)水泥砂漿噴錨。

對裸露的石質坡面噴射水泥砂漿進行防護，對于坡度較陡或欠穩(wěn)定的邊坡通過打錨桿掛防護網，增強防護效果。水泥砂漿噴錨護坡可以提高高邊坡巖土的結構強度和抗變形剛度，增強邊坡的整體穩(wěn)定性，適用于易風化、裂隙和節(jié)理發(fā)育、坡面不平整的巖石邊坡，當用于軟巖坡面時應加鋼筋網。這種防護措施一般適用坡比緩于1∶0.5的坡面。

5)鐵絲石籠。

鐵絲石籠一般做成箱式網籠和墊式網籠。石籠經石頭填充，構成具有柔性、透水性及整體性的結構，不但可以滿足一定的攔擋強度要求，而且具備一定土壤條件后可以恢復植被。石籠縫隙可以有效防止徑流對坡面的沖刷，攔截上游流失土壤，并過濾地表徑流。

6)落石防護。

常用的有防落石棚、擋墻加攔石柵、囊式柵欄、利用樹木做成的落石網、金屬網膜覆蓋等。這些措施具有足夠高的柔性和強度，能防治高能量崩塌落石危害，對原始地貌具有極強的適應性，可以在不做額外開挖的條件下進行設防施工，也可以多種形式布置在任何理想的位置，從而減小整體工程開挖量，不破壞原有坡體穩(wěn)定性和坡面植被。 2100433B

正在進行開采和將要進行開采的臺階所組成的邊幫叫露天礦場的工作幫。工作幫的位置是不固定的，它隨開采工作的進行而不斷改變。通過非工作幫最上一個臺階的坡頂線和最下一個臺階的坡底線所作的假想斜面，叫做露天礦場的非工作幫坡面或最終幫坡面。該幫坡面是代表露天礦場邊幫的最終位置，在分析研究問題時，用它代替邊幫的實際折線可使問題簡化并保證足夠的精確性。最終邊幫坡面與水平面的夾角叫做最終幫坡角或最終坡面角。

通過工作幫最上一個臺階坡底線與最下一個臺階的坡底線所作的假想斜面，叫做工作幫坡面。工作幫坡面與水平的夾角叫做工作幫坡角（1中的φ）。工作幫的水平部分叫做工作平盤。即臺階構成要素中的上部平盤和下部平盤，它是作為安裝設備進行穿孔爆破、采裝和運輸工作的場地。

最終幫坡角和工作幫坡角在露天礦設計和生產中有十分重要的意義，其大小直接影響露天開采境界和露天礦的生產能力。

最終幫坡面與地表的交接線為露天礦場的上部最終境界線。最終幫坡面與露天礦場底平面的交線為下部最終境界線。上部最終境界線所在水平與下部最終境界線所在水平的垂直高度為露天礦場的最終深度。

非工作幫上的平臺，按其用途不同可分為安全平臺、運輸平臺和清掃平臺。

安全平臺是用作緩沖和阻截滑落的巖石，同時還用作減緩最終幫坡角，以保證最終邊幫的穩(wěn)定性和下部水平的工作安全。寬度一般為臺階高度的1/30運輸平臺是作為工作臺階與出入溝之間的運輸聯系的通路。它設在與出入溝同側的非工作幫和幫溝上，其寬度由所采用的運輸方式和線路數目決定。

清掃平臺是用作阻截滑落的巖石，并用清掃設備進行清掃。它又起安全平臺的作用。每隔2～3個臺階在四周的邊幫上設一清掃平臺，其寬度依所采用的清掃設備而定。

在凹陷露天礦，由上而下進行掘溝、剝離和采礦工作。從上部工作水平依次的推進到境界，下部水平依次地開拓和準備出來，舊的工作水平依次不斷結束，新的水平陸續(xù)投產，這是露天礦在整個開采期間的客觀規(guī)律。掘溝、剝離和采礦三者之間的關系是相互依存和相互制約的。為了保證露天礦正常持續(xù)生產，它們在時間和空間上必須保持一定的超前關系，必須遵循“采剝并舉、剝離先行”的方針組織生產。否則露天礦的正常生產秩序必然遭到破壞，造成采剝失調，剝離欠量，掘溝落后，生產下降的被動局面．這在一些露天礦中有著深刻的教訓。因此在礦山生產中必須有計劃的組織好各項礦山工程的進行。

一、露天采場的邊幫。即露天采場的四周表面，由臺階坡面、傾斜干線的坡面和平臺所組成的表面總體。位于礦體頂盤的叫頂幫，位于礦體底盤的叫底幫，位于礦體走向兩端的叫端幫。

二、露天采場的工作幫（AD）。正在進行開采和將要進行開采的工作臺階組成的邊幫或邊幫的一部分。工作幫的位置是不固定的，它隨著開采工作的進行而不斷的移動。

三、工作幫坡面（KG）通過工作幫坡面最上和最下一個臺階的坡底線所做的假想平面。

四、工作幫坡角（φ）。工作幫坡面與水平面的夾角。

五、露天采場非工作幫（CD及AB）。由已經結束開采工作的非工作臺階組成邊幫或邊幫的一部分。非工作幫的位置是固定不動的。

六、非工作幫坡面（CD及AB）。通過露天采場非工作幫最上一個臺階的坡頂線和最下一個臺階的坡底線所作的假想平面，它代表露天采場的最終位置，所以必須保持穩(wěn)定。

七、露天采場最終邊坡角（β及γ）。非工作幫坡面與水平面的夾角。

八、上部最終境界線（B及C）。開采結束時，非工作幫坡面與地表相交的閉合線。

九、下部最終境界線（E及F）。開采結束時，非工作幫坡面與露天礦底平面相交的閉合線。

十、露天礦最終境界。露天礦開采結束時，由其上下部最終境界所限定的位置。 2100433B

露天開采中的主要技術和管理問題有：①見露天開采境界；②露天礦邊坡穩(wěn)定；③開采工藝；④開采程序（見露天采石方法）；⑤露天礦開拓(見石床露天開拓)；⑥疏干排水（見礦山排水，礦床疏干）；⑦礦山環(huán)境保護，礦山土地復用；⑧露天開采生產調度。

露天開采的各生產環(huán)節(jié)相互聯系，構成多環(huán)節(jié)的動態(tài)系統(tǒng)。為使系統(tǒng)整體最優(yōu)化，目前的方向是應用電子計算機、運籌學和系統(tǒng)工程等，來研究上述技術和管理問題。2100433B