露天金屬礦山邊坡穩(wěn)定性影響因素及防治措施

范國敏，呂海棟

（中國黃金集團(tuán)內(nèi)蒙古礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 滿洲里 021400）

1 露天礦山邊坡穩(wěn)性影響因素分析

（1）巖石自身的結(jié)構(gòu)以及特點(diǎn)。巖石自身的特征一般情況下包括重量、孔隙程度、內(nèi)部聚合力以及抗壓和抗剪強(qiáng)度。這些巖石的自身特征對(duì)于露天礦山的邊坡穩(wěn)定性有著一定程度上的影響，最為明顯的還是巖石抗剪強(qiáng)度，這一點(diǎn)對(duì)于邊坡會(huì)否滑動(dòng)繼而產(chǎn)生滑坡事故有著最為直接的影響，一般情況下邊坡的穩(wěn)定程度和抗剪強(qiáng)度之間呈現(xiàn)出一種正比例關(guān)系。巖石的地質(zhì)構(gòu)造、節(jié)理裂隙、軟弱夾層等對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響非常大，當(dāng)節(jié)理面埋深較淺且節(jié)理面與邊坡坡面近似平行時(shí)，邊坡最容易發(fā)生半滑坡或全滑坡[1]。

（2）采礦活動(dòng)的影響。在進(jìn)行采礦活動(dòng)的過程中，對(duì)于邊坡穩(wěn)定性的影響因素主要包括因爆破而誕生的震動(dòng)以及附加荷載、開采工作的實(shí)際順序以及方向推進(jìn)。在進(jìn)行露天礦山的爆破環(huán)節(jié)時(shí)，會(huì)對(duì)邊坡中巖石的實(shí)際應(yīng)力造成一定的影響，在這個(gè)應(yīng)力的集中區(qū)域不斷擴(kuò)大并達(dá)到一定程度之后，就會(huì)相應(yīng)的引發(fā)邊坡滑坡事故[2]。爆破工作而產(chǎn)生的震動(dòng)荷載主要決定因素就是邊坡自身接收到的振動(dòng)頻率以及速度。這里提及到的附加荷載指的就是與礦產(chǎn)資源開采相關(guān)的設(shè)施以及廢棄用料因?yàn)樽陨碇亓慷鴮?duì)礦山整體帶去的荷載，這個(gè)荷載同樣也會(huì)對(duì)邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生相應(yīng)的影響。除此之外，礦山開采工作的順序以及方向也會(huì)對(duì)邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響。開采的順序不合理或者是采取掏采的方式進(jìn)行礦產(chǎn)資源開采，就會(huì)導(dǎo)致諸多空洞等現(xiàn)象的出現(xiàn)，同樣會(huì)影響到邊坡整體的穩(wěn)定性。

（3）水分對(duì)于邊坡穩(wěn)定的影響。在對(duì)于露天礦山邊坡穩(wěn)定性的實(shí)際影響因素中，水分對(duì)其的影響主要對(duì)其巖石的沖刷以及侵蝕現(xiàn)象，并且尤為以地表水的影響最為明顯。這種影響還主要集中在雨季以及冰雪消融的季節(jié)上[3]。在這些水分不斷的侵入中，巖石自身裂縫就會(huì)受到充水的影響，使得原有的裂縫逐漸擴(kuò)大，巖石所原有的約束力也就自然而然的失去了效果。巖石自身被水分侵入之后，邊坡中的巖石會(huì)發(fā)生相應(yīng)的軟化現(xiàn)象，也就是巖石的溶解性，就直接降低巖石原有的強(qiáng)度，繼而降低了整體邊坡的穩(wěn)定性。除此之外，巖石的抗凍性也是影響邊坡穩(wěn)定性的一項(xiàng)重要因素，由于構(gòu)成巖石的各種物質(zhì)之間的膨脹系數(shù)不同，當(dāng)溫度變化時(shí)，巖石內(nèi)部各種物質(zhì)脹、縮不均導(dǎo)致巖石結(jié)構(gòu)破壞，從而降低巖石強(qiáng)度。

（4）巖石自然風(fēng)化的相關(guān)影響。在對(duì)露天礦山邊坡穩(wěn)定性有所影響的因素中，還包括如下的幾個(gè)方面：第一，邊坡自身巖石的構(gòu)造力。在這個(gè)影響因素的實(shí)際作用中，巖石自身的構(gòu)造力而附帶的應(yīng)力主要還是在觸發(fā)式以及累積式的效應(yīng)中體現(xiàn)最為明顯。第二，巖石自身的風(fēng)化作用。在露天礦山附近的空氣、溫度、降水量以及積雪等自然因素的共同影響下，巖石十分容易發(fā)生風(fēng)化現(xiàn)象，最終致使巖石原本以及因?yàn)闃?gòu)造力而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)面進(jìn)行相應(yīng)的擴(kuò)大。

2 解決當(dāng)前露天礦山邊坡失穩(wěn)問題的具體對(duì)策

（1）地質(zhì)勘查工作力度的增強(qiáng)。在進(jìn)行露天礦山的資源開采工作之前，需要交由專業(yè)的地質(zhì)勘查工作人員借助于相關(guān)儀器，對(duì)礦山附近的地質(zhì)條件進(jìn)行全面細(xì)致的地質(zhì)勘查工作，并將最終得到的結(jié)果編制成相應(yīng)的報(bào)告，對(duì)于礦山附近的地質(zhì)條件的總體情況、地質(zhì)較為薄弱之處以及資源的分布方向和水分流量的實(shí)際變化等方面在報(bào)告中予以詳細(xì)的描述，使得礦山的管理人員對(duì)于整體地質(zhì)條件形成一個(gè)全面立體式的了解。并在這些實(shí)際數(shù)據(jù)的支持下對(duì)礦產(chǎn)資源開采的具體順序以及開采方向做出合理的規(guī)劃。除此之外，還需要借助于現(xiàn)代技術(shù)的幫助，完善自身的邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過使用諸如微震監(jiān)測(cè)、GPS、三維激光掃描儀、邊坡雷達(dá)等監(jiān)測(cè)技術(shù)，掌握邊坡穩(wěn)定性的變化規(guī)律，并通過對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的深入研究介意采取對(duì)應(yīng)的防治措施，提升邊坡的穩(wěn)定性。

（2）礦山附近排水系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)完善。通過對(duì)地表以及地下水資源具體流量的實(shí)際變化，針對(duì)地表水資源對(duì)巖石的沖刷以及侵蝕，可以通過建設(shè)相應(yīng)的引水以及排水渠將這部分因?yàn)橛昙净蛘呤潜┤诨乃忠氲狡皆貐^(qū)的地下或者是河流之中，將地表水資源對(duì)邊坡中巖石的沖刷以及侵蝕作用降至最低。除此之外，對(duì)于地表和地下水分的滲入而造成的巖石原有裂縫擴(kuò)大的問題，可以建設(shè)相應(yīng)的防滲工程，這種防滲工程在防止巖石自身的風(fēng)化方面也起著一定的作用。無論是排水工程或者是防滲工程，在正式施工之前，都需要對(duì)地下水或地表水的流量以及滲透量的實(shí)際數(shù)據(jù)全面的掌握，對(duì)于工程各個(gè)方面按照礦山地形特征制定出合理、科學(xué)、經(jīng)濟(jì)的工程實(shí)施方案。

（3）采礦行為以及方式的規(guī)范化。在地質(zhì)勘查工作得到的相應(yīng)數(shù)據(jù)的支持下，首先對(duì)整體的開采順序以及具體開采方向及其延伸做出符合地質(zhì)條件特點(diǎn)的規(guī)劃。此外，對(duì)于爆破的方式的選擇也需要進(jìn)行綜合考慮之后予以確定，在進(jìn)行爆破的工作的時(shí)候，除了方法得當(dāng)之外，最好也將爆破工作劃分成不同的層次，將炸藥的用量始終控制在一個(gè)合理安全的范圍之內(nèi)。此外，對(duì)于因?yàn)槭┕ぴO(shè)施以及開采廢料堆積而產(chǎn)生的附加荷載，開采方需要做到對(duì)開采設(shè)施進(jìn)行統(tǒng)一的停放管理，避免隨處停車的現(xiàn)象，同時(shí)對(duì)于生活以及開采廢料進(jìn)行定期的清理，將附加荷載始終控制在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)，將這方面對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響降至最低。并且在開采過程中嚴(yán)禁掏采現(xiàn)象的出現(xiàn)，避免因?yàn)榭斩催^多而造成邊坡滑坡、坍塌等問題。

（4）選取合適的邊坡失穩(wěn)防止措施。除了預(yù)防措施之外，對(duì)于一些已經(jīng)存在失穩(wěn)問題的邊坡，需要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)清理以及修整工作，也就是將邊坡上的一些堆積物進(jìn)行清理，對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)崩塌現(xiàn)象的邊坡進(jìn)行相應(yīng)的修整，對(duì)這些邊坡做出相應(yīng)的平整以及刷幫工作，將這些已經(jīng)有所崩塌的邊坡的形狀進(jìn)行更改，從而提升其穩(wěn)定性。此外，對(duì)于一些自身巖石構(gòu)造、節(jié)理以及裂隙上有所缺陷的容易發(fā)生邊坡滑坡或者是崩坍現(xiàn)象的一些地質(zhì)構(gòu)造附近的邊坡，需要采取諸如抗滑擋墻、抗滑樁、邊坡注漿等人工干預(yù)加固邊坡的方式，做到將邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)一步提升。同時(shí)也需要對(duì)其開展定期的巡查以及維護(hù)工作，確保這些加固工程的持久性。

3 總結(jié)

露天礦山邊坡監(jiān)測(cè)只能起到數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理、分析、存儲(chǔ)和預(yù)警等作用，減少或避免邊坡災(zāi)害造成的損失，而不能從根本上抑制邊坡災(zāi)害的發(fā)生。要想避免邊坡災(zāi)害的發(fā)生，首先要根據(jù)邊坡實(shí)際地質(zhì)情況及穩(wěn)定性影響因素制定防治措施。因此，就需要通過相應(yīng)的地質(zhì)勘查工作力度提升、防排水系統(tǒng)的完善、采礦行為的規(guī)范、在線監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的建立和數(shù)據(jù)分析以及針對(duì)邊坡失穩(wěn)采取相應(yīng)的防治措施，防止或減小邊坡災(zāi)害對(duì)采礦造成的損失，借此來確保礦產(chǎn)資源的合理安全開采。