剛果金SICOMINES銅鈷礦(華剛公司)是由中國中鐵、中國電建組成的中方企業(yè)集團在積極實施國家“走出去”戰(zhàn)略、投資開發(fā)海外礦業(yè)資源的背景下與剛果礦業(yè)總公司根據(jù)“資源、資金與經(jīng)濟增長一攬子合作模式”在剛果民主共和國盧本巴希市共同發(fā)起設立的國際礦業(yè)公司,是“一帶一路”非洲地區(qū)的明星項目。礦山采用露天開采,設計最大境界深度約為440m。其中D坑西幫為固定幫,設計最大高度約420m,現(xiàn)狀高度約230m,屬高陡邊坡。
2017年,由煤科集團沈陽研究院提交的剛果金sicomines銅鈷礦深大復雜邊坡穩(wěn)定性分析及最終邊坡角優(yōu)化研究報告》中提出,在華剛采場D坑西幫發(fā)育有若干條軟弱結構面,其分布規(guī)模、產(chǎn)狀、連續(xù)性及結構面性質對邊幫的穩(wěn)定性有重大影響。隨后,礦山主管單位中鐵資源集團公司將華剛D坑西幫列為重大隱患治理項目之一。
在此背景下,華剛公司委托我廊坊物探開展邊坡勘察,要求查明弱層分布和結構面產(chǎn)狀,并配合進行邊坡穩(wěn)定性分析和治理方案研究。面對高陡邊幫臺階數(shù)量少、國外可用的勘察手段有限、弱面分布無明顯規(guī)律等不利狀況,采用了雙管單動和繩索取芯相結合的鉆探工藝,結合構造應力、地下水滲流作用、三維地質成型等條件,查明了邊坡軟弱構造帶的分布范圍、成因,產(chǎn)狀和工程性質,并對前期勘察推斷的弱面產(chǎn)狀進行合理調(diào)整,在此基礎上進行數(shù)值模擬和邊坡穩(wěn)定性分析,提出了整體邊坡穩(wěn)定,局部可能出現(xiàn)單臺階破壞的結論,得到了國內(nèi)權威專家的肯定。
過程中,項目組充分吸收國內(nèi)外先進技術,先后與
印度尼西亞GroundProbe公司、中國礦業(yè)大學等單位,在地質調(diào)繪、邊坡監(jiān)測、巖體試驗及穩(wěn)定性評價等方面進行合作。采用了我公司自行研制的管波測試儀器,與聲波測試及壓水試驗相結合,查明了邊坡深部溶洞的發(fā)育規(guī)模、成因、貫通性等;采用“一種動力觸探探桿上部固定裝置”和“鉆探清孔裝置”相結合,對邊坡上部松散巖土體進行了高標準原位測試,提供了接近實際狀態(tài)的巖土參數(shù);采用我公司專利產(chǎn)品“一種可精準檢測巖石裂縫的地質勘測裝置”對坡面裂隙進行了調(diào)查,高質量的完成了坡面裂隙的調(diào)查和分析;采用碎裂巖體三軸壓縮實驗和霍克布朗法修正巖體參數(shù),對結構面的強度指標進行了修正;引入的深部巖體位移實時監(jiān)測,也為整體滑坡的超前預報創(chuàng)造了條件。
后期配合長沙礦院科研團隊,完成了邊坡穩(wěn)定性評價,提出了優(yōu)化壓腳治理方案,減少剝離量約41萬m
3,壓礦量約5345 m
3。目前,隨著采深的加大,治理方案已進入逐步實施階段。綜合測算,該項目成果的應用可節(jié)省礦山成本828萬美元。與國內(nèi)同類項目相比,因大幅采用新技術,新方法,獲取的邊坡軟弱巖層的分布精確度大幅提高,提供的各巖組強度參數(shù)更接近于實際工作條件。應用勘察結論所進行的邊坡安全評價,安全系數(shù)明顯提高,并且與現(xiàn)場剝離揭露弱面情況和監(jiān)測情況相吻合。應用該項目,華剛公司可實現(xiàn)對較大規(guī)模滑坡的超前預報和小規(guī)?;碌呐R滑預報,提高了安全管理水平,與華剛打造國際一流礦業(yè)公司的目標一致。