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剛果(金)SICOMINES銅鈷礦2019年邊坡穩定性監測及數據分析

來源:未知|發布時間:2022-07-14|瀏覽次數:
       剛果(金)SICOMINES銅鉆礦是華剛礦業股份有限公司負責建設和管理的特大型礦山,是中剛一攬子合作項目的重要組成部分,也是我國“資源換項目”戰略的重要載體,程礦石處理量設計規模為一期、二期各455萬噸/年。露天釆場分為D坑和M坑,兩坑最終境界坡高均超過400m,2019年兩坑邊坡最大高度分別為220m和195m。邊坡穩定作為露天礦山的重大風險源之一,穩定性監測工作釆用先進的監測手段,實現邊坡臨滑預警,保證礦山生產安全。
復雜程度及影響程度

(1)地質構造發育華剛礦區位于剛果(金)東部盧菲利褶皺逆沖帶,推覆構造體中間厚四周薄,中部最大厚度大于1000m,其基座與推覆體界線清晰可見,滑動帶呈舒緩波狀,滑動距離達60-80km,滑動帶的次級或伴生牽引構造均較為發育。推覆體內不同級次的迭瓦狀斷裂構造發育,均呈近EW向展布,斷裂面傾向南,傾角25-45°。根據迭瓦狀斷裂構造面均傾向南的特點,顯示出推覆體的受力方向呈近SN向,自南向北推移。極其發育、極其復雜的次級構造使區內地層極其破碎,溶洞、砂層極其發育,為地下水的儲存和運移提供了充足場所和空間。這些都對邊坡穩定造成了不利影響。

(2)電力供應不足導致邊坡水位頻繁變動2019年初,當地新政府上臺執政,局勢不穩造成了電力供應不足,頻繁的拉閘限電嚴重影響了采場的疏干排水工作,造成了邊坡水位頻繁變動。這一方面在邊坡內部形成了比較大的動水壓力,另一方面對邊坡內的散體狀和碎裂狀巖體形成顯著的沖刷浸蝕作用,降低了邊坡巖體強度。兩方面共同作用下,邊坡穩定隱患顯著增加,導致年度內滑坡時間多大,對監測工作造成了巨大挑戰。

(3)降雨量增大影響邊坡穩定礦區屬于熱帶草原氣候。受赤道低壓帶和信風帶的南北移動的交替影響,一年之中干、濕季分明。歷年觀測記錄的平均降雨量為1188mm。2019年全年記錄降雨量達到1657mm,達到年平均值的150%。在雨季,隨著間歇性降雨過程的持續疊加,邊坡巖土體含水量呈往返式增加。特別是在雨季中期,降雨強度大,持續時間長邊坡含水量處于較高水平,邊坡穩定性系數相對較低。

(4)邊坡監測的安全等級高參照國內相關規范,采場邊坡高度超過200m,應劃為高邊坡,總邊坡角在30度左右,屬斜坡,工程地質水文地質條件復雜,綜合判斷邊坡監測的等級為二級。另一方面,因邊坡失穩造成的社會效應和間接經濟損失巨大,綜合判定邊坡危害程度為I級(很嚴重)。
 
技術特點

1技術裝備先進邊坡監測引進了當前最先進的真實孔徑雷達。真實孔徑雷達技術是針對露天采礦等人工高邊坡穩定監測要求而開發的新一代變形監測雷達技術,其更加適應現代巖土工程施工過程中產生的人工邊坡監測,無需DTM模型輔助,可直接獲得三維邊坡的變形數據同時具備移動性強的優勢,已逐漸成為工程邊坡監測領域的主流技術。項目采用的產自澳大利亞的SSR-XT邊坡雷達,最大量程2.5km,理論精度0.2mm,具有監測面寬、精度高的特點。同時,采用了基于智能型全站儀的測量機器人監測系統,能代替人進行自動搜索、跟蹤、辨識和精確照準目標,自動進行正倒鏡觀測并獲取角度、距離、三維坐標以及影像等信息。項目采用瑞典徠卡公司的TM30全站儀。其精度高、穩定性好、便于數據傳輸,在國內有較高的使用率,眾多的監測項目,積累了巨量的監測數據和使用經驗。
 
2多種監測手段相互配合采用基于邊坡雷達的表面位移監測,可實現邊坡重點區域的變形監測和臨滑預警;低于一般的隱患區域,推斷邊坡失穩的影響不大,設置固定的監測點,采用測量機器人,實現邊坡點位移的監測,觀察邊坡變形的發展趨勢;定期開展人工巡視,采用常規地質調查方法對坍塌、滑坡的宏觀變形跡象和與其相關的各種異?,F象進行定期的觀測、記錄,以便隨時掌握坍塌、滑坡的變形動態及發展趨勢,達到科學預報的目的,及時發現邊坡隱患,調整監測重點區域。
 
3及時開展邊坡安全評估,調整監測方案監測過程中,以歷次地質工作所取得的地質信息為基礎,建立邊坡模型。同時根據采剝揭露的巖層信息和邊坡結構,及時調整邊坡模型。采用科學方法對邊坡模型進行安全評估,并將評估結果與監測結果進行對比,及時發現新的隱患區域,根據推斷的滑坡機理,調整監測區城和監測手段。
 
4在監測實踐中改進滑坡時間預報方法針對目前邊坡巖體狀態及散體結構巖體和軟巖為主,結合目前的滑坡預報數據分析結果,當前滑坡以蠕變性破壞為主,選擇速度倒數法為主要的滑坡時間預報方法。該方法的關鍵點在于確定加速蠕變的開始時間點?;趯σ酝鶖荡位骂A報過程的總結分析,運用加速蠕變開始時間點的動態判斷方法,并基于此完善滑坡預警處置機制措施,保證滑坡預報與礦山生產工作的統一協調。
 
5采用擁有自主知識產權的《基于多種監測信息的露天礦山高邊坡綜合預警分析系統》(軟著登記號2017SR321624)該系統汲取了GTS強大的建模、計算與分析能力,綜合礦區的地質與工程地質資料,建立了符合礦區實際地質情況的可視化模型,直觀、精確,可一覽礦區概貌。并可對礦區各地質單元進行有限元分析,例如靜力分析、動力分析、滲流分析、應力-滲流耦合分析、開挖施工階段以及邊坡穩定性綜合分析等多種類型的分析,可使工程師最大限度地掌握礦區各重點部位的應力變化與邊坡運動趨勢,并及時布置相應的觀測方法或處理措施。系統在SSR雷達系統強大邊坡位移觀測能力的基礎上,綜合了機器人以及錨索應力觀測,各觀測方法相互驗證、相互補充。實時提供邊坡的位移與應力變化情況。并實時監控各方法的預警指標,一旦超越預警閥值及時報警。
 
6多次精準預報滑坡2019年度,采場共發生3次小規?;?、2次中等規模的滑坡。廊坊物深SCM監測項目部采用邊坡監測雷達及全自動全站儀相結合的辦法對礦區采場邊坡進行位移監測,對上述滑塌、滑坡準確預警,確保了該區域下方采剝作業人員,設備有足夠的撤離時間,避免了經濟損失,使采剝工作順利進行。
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