四川乐山金口河矿区山体滑坡致19人遇难---滑坡原因推测和采矿方法概述
与采矿工程相关的滑坡主要发生在露天开采,地下开采可能出现的滑坡主要发生在尾矿坝,假如这也可以称作滑坡的话。地下开采在选址(主井、副井、风井,工业和生活设施)时一般尽可能选在地形平坦,周围没有滑坡危险的区域。当然,南方与北方的自然条件不同,本次事故矿山位于山谷内,两侧均为高陡边坡,下图所示的是本次事故发生的滑坡位置(GoogleEarth)。北方的矿山很少有这种地形,例如在内蒙古西部的一些地下矿山,周围是一望无际的平川和沙漠,有的甚至方圆几公里寸草不生,因此没有发生任何自然滑坡的可能性。初步推测滑坡可能的原因:(1) 四川属于地震多发地带,频繁的地震松动了山体,金口河地区也不例外,几年前曾经出现过一次规模较大的地震,有可能引起土体液化。以前我们曾多次强调,如果不是震级大于7.0的摧毁性地震,当一个边坡受到地震震动时,即使瞬态应力达到岩石的抗剪强度,边坡也不一定会发生破坏。滑动面的安全系数在地震期间的有限时间内即使FOS<1,也不意味着边坡会发生严重的破坏,真正重要的是地震导致边坡出现的永久性位移。永久性位移在地震期间可能不会导致边坡立即破坏,但在地震后由于外部因素的作用边坡会发生破坏。(2) 降雨的作用。这是南方地区每年夏天必遇到的诱发滑坡的自然因素,连续的降雨导致了滑坡【秘鲁暴雨诱发的滑坡(Peru landslide)造成重大损失 | Fluid-Mechanical Interaction;7月8日: 两个由于暴雨引起的滑坡地质灾害】。(3) 目前还不清楚滑坡体上方是否有外载荷作用,从设计资料来看,排土场应该在滑坡的另一侧。(4) 地下采矿引起的地表塌陷,但目前还不确定滑坡区域是否在崩落区范围之内。
这个滑坡的矿山应该是乐山市金口河金开源矿业有限公司椒子岗磷矿,地下开采,设计开采规模为每年50万吨,属于中型建设规模,开拓方式为平硐-盲斜井,开采深度从2350m~1900m,约为450m,矿区面积约 2.41km,服务年限将近20年。采矿方法采用全面采矿法。矿山自上而下设 2280m 回风中段及 8 个生产中段,中段高度40m。矿区主要分为采场、废石场、矿山生活区、办公区、2200m坑口工业场地、2280m 坑口工业场地等。采场位于矿区范围内;2200平硐硐口位于采场南侧 2200主平硐硐口,为采场的运输出入口;废石场位于 2200 平硐硐口西侧;2280 平硐硐口作业场地位于2280 回风平硐硐口南侧;矿山生活区位于 2280 回风平硐硐口西北侧;办公区位于 2280m回风平硐硐口南侧。
开采顺序:矿山中段的回采顺序为沿矿体倾向自上而下进行开采;中段内采场的回采顺序为自北向南后退式回采。首采地段 2200m 中段。矿山开采移动范围:矿体上盘移动角:65°;矿体下盘移动角:70°;矿体走向两翼移动角:75°。
设计中段高度为 40m,斜长约为 178m。沿矿体走向布置采区,长度为 150m,采区上部设顶柱,斜长为 5m,下部设底柱,斜长为 9m,相邻采区之间由间柱相隔,间柱宽度为 13m,采场内视顶板稳定情况留不规则矿柱或采用废石垛、预制混凝土块垛等型式支护采场顶板,不规则矿柱规格为 4m×4m 或Φ4m。顶柱、底柱为连续矿柱,一系列采矿作业均在顶柱、底柱、间柱及不规则矿柱所划定的矿房内进行。
中段运输平巷沿矿体走向布置于底柱内,沿矿体走向每 150m 在采区间柱内开凿一条贯通上下中段的运输上山,形成采场运输矿石、上下人员、材料、设备及通风的通路,沿上山每隔 15~20m 向采场内掘进联络道,然后在采场顶部沿矿体走向开掘切割平巷至采场边界,即可形成最初的回采工作面。
采场回采工作沿矿体倾向自上而下进行,以切割平巷为自由面,自出运输上山一侧向采场另一侧逐步推进,工作面沿倾斜呈阶梯形布置,阶梯间超前距离>5 米。采区间柱、顶底柱和房间矿柱原则上应予以保留。若采场顶板稳固性较好时,可视具体情况在采场回采结束后对部分矿柱进行回收,矿柱采用浅孔爆破回采。