露天礦邊坡穩(wěn)定性的安全因素及防治策略試析

李建華

（新疆金寶礦業(yè)有限責(zé)任公司，新疆 富蘊(yùn)縣 836100）

我國(guó)目前露天礦的開采，逐漸進(jìn)入到了白熱化的階段，邊坡穩(wěn)定是露天礦開采過程當(dāng)中不可缺失的重要安全因素，穩(wěn)定的控制技術(shù)也是不可忽視的，露天礦的邊坡一旦變形，那么就會(huì)造成非常嚴(yán)重的后果。因?yàn)槁短斓V在建設(shè)的過程當(dāng)中，難免會(huì)遇到很多復(fù)雜的因素，導(dǎo)致其出現(xiàn)不穩(wěn)定性，所以對(duì)于露天礦邊坡的破壞特點(diǎn)和成因的分析工作是不可缺少的，這對(duì)指導(dǎo)露天礦的邊坡穩(wěn)定技術(shù)，能夠起到非常重要的影響作用。

1 露天礦邊坡失穩(wěn)的特點(diǎn)分析

邊坡失穩(wěn)主要指的就是在采礦的過程當(dāng)中，邊坡土體因?yàn)槭艿搅俗陨碇亓σ约巴饨缱饔昧Φ挠绊懴?，而產(chǎn)生了失去原本平衡的問題，并且出現(xiàn)了滑坡以及坍塌等相關(guān)的現(xiàn)象。首先露天礦邊坡一般情況下都較高，幾十米一直到幾百米都是存在的，走向甚至可以達(dá)到數(shù)公里之長(zhǎng)，因?yàn)檫吰陆衣兜膸r層相對(duì)較為復(fù)雜，各個(gè)地區(qū)的地質(zhì)條件差異也很大，變化及其多端，所以難免會(huì)遇到一些問題。其次，露天礦邊坡大多都是從上到下逐步的形成，不同區(qū)域的邊坡服務(wù)年限差別很大，所以在實(shí)際生產(chǎn)的時(shí)候，對(duì)上部和下部穩(wěn)定性的要求也是不一樣的，露天礦當(dāng)中必然會(huì)產(chǎn)生很多爆破活動(dòng)，甚至還有一些大型的車輛進(jìn)行碾壓，這些行為會(huì)產(chǎn)生不利的影響，這也是導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)非常重要的因素。而且露天礦的邊坡巖體因?yàn)槭艿搅吮品矫娴挠绊懀暾杂锌赡軙?huì)遭受極其嚴(yán)重的破壞，按照邊坡失穩(wěn)之后所表現(xiàn)出來的問題，邊坡失穩(wěn)破壞的類型也是非常明顯的[1]。如圖1。

圖1 露天礦邊坡穩(wěn)定性的安全因素及防治策略

2 影響露天礦邊坡穩(wěn)定性安全的因素分析

2.1 開采技術(shù)條件

主要包括邊坡角，以及邊坡形式，開采程序等相關(guān)的因素，邊坡角更小，那么邊坡將會(huì)更加穩(wěn)定，上部較緩，下部較陡的邊坡，和上部較陡，下部較緩的邊坡比起來，也相對(duì)更加穩(wěn)定，邊坡出露的時(shí)間更短，那么在進(jìn)行開采的過程當(dāng)中，邊坡將會(huì)更加穩(wěn)定，爆破以及震動(dòng)的作用對(duì)邊坡穩(wěn)定性也會(huì)造成一定的影響[2]。如圖2。

圖2 露天礦邊坡穩(wěn)定性的安全因素及防治策略

2.2 水文地質(zhì)條件

主要包括地表水滲透等幾個(gè)因素。露天礦山的滑坡，大多都產(chǎn)生在雨季，或者是冰雪解凍的時(shí)期，一旦水存在于巖石弱面當(dāng)中的時(shí)候，那么在實(shí)際開采的時(shí)候，水的作用明顯有所增加，掩體滑動(dòng)力也會(huì)因此而有所上升，而弱石表面的摩擦力會(huì)有所減少，這也可以讓邊坡穩(wěn)定性明顯降低。

2.3 爆破振動(dòng)影響

在進(jìn)行露天礦生產(chǎn)的時(shí)候，爆破作業(yè)產(chǎn)生是非常頻繁的，而爆破震動(dòng)很有可能會(huì)導(dǎo)致邊坡穩(wěn)定性受到不良影響。爆破地震波在傳播于巖體當(dāng)中的時(shí)候，對(duì)巖體潛在的破壞面有可能會(huì)附加一些震動(dòng)力，這也會(huì)促使原生結(jié)構(gòu)面以及構(gòu)造結(jié)構(gòu)面的規(guī)模在不斷的增加，甚至?xí)虼硕霈F(xiàn)次生結(jié)構(gòu)面等，對(duì)巖體整體的結(jié)構(gòu)造成影響，使其整體的強(qiáng)度有所降低。長(zhǎng)久以來的爆破作業(yè)，對(duì)巖體有可能會(huì)產(chǎn)生一種疲勞效應(yīng)，從而促使邊坡穩(wěn)定性受到不良的影響。

2.4 其他因素

巖石的組成以及巖石的結(jié)構(gòu)等對(duì)邊坡都會(huì)造成一定的破壞，巖石礦物成分以及結(jié)構(gòu)的構(gòu)造，對(duì)于巖石工程的地質(zhì)性質(zhì)等都會(huì)起到主要的作用，一般情況下，強(qiáng)度比較高的巖石邊坡穩(wěn)定性也更加顯著，否則邊坡的穩(wěn)定性也會(huì)因此而有所降低。

外部因素，也就是在進(jìn)行露天采礦作業(yè)的時(shí)候，因?yàn)橛幸恍┑V場(chǎng)的生產(chǎn)工人，其綜合素養(yǎng)相對(duì)較低，而且對(duì)邊坡穩(wěn)定性的一些安全因素的認(rèn)知度不足，因此在完成邊坡坡腳挖掘工作的時(shí)候，有可能會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)一些破壞，甚至?xí)a(chǎn)生邊坡失穩(wěn)的情況。

根據(jù)人為角度，不難發(fā)現(xiàn)，有一些施工人員的違章施工行為非常嚴(yán)重，也就是在邊坡上堆積了一些設(shè)備或者是廢石，從而使邊坡整體的承重有所增加，并且出現(xiàn)了掩體下滑的情況。不僅如此，在露天采礦施工的過程當(dāng)中，所涉及到的爆破技術(shù)等都是非常密集的，但是因?yàn)樯喜勘容^陡，下部比較緩的邊坡，其穩(wěn)定性相對(duì)較差，所以如果爆破作業(yè)出現(xiàn)的震動(dòng)，已經(jīng)超過了邊坡能夠承擔(dān)的范圍，就很有可能會(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)的問題。

不僅如此，在進(jìn)行露天采礦的時(shí)候，降雨的頻度等自然現(xiàn)象，對(duì)邊坡穩(wěn)定性也會(huì)造成一定的影響，而構(gòu)造應(yīng)力以及震動(dòng)等，都是露天礦邊坡穩(wěn)定性最為重要的安全因素，所以，為了能夠盡量避免露天礦所產(chǎn)生的滑坡事故，需要具有針對(duì)性的來完成安全因素的控制工作。

地下水所帶來的因素，也是非常重要的。露天礦滑坡大多都產(chǎn)生在雨季，或者是一些解凍的期間。因此不難發(fā)現(xiàn)，地下水對(duì)于邊坡穩(wěn)定性造成的影響也是非常顯著的。對(duì)于在目前邊坡穩(wěn)定性討論的過程當(dāng)中中，對(duì)掩體的地下水所賦存的情況，以及對(duì)邊坡穩(wěn)定性所造成的影響和防治措施的各方面，都必須要詳細(xì)的進(jìn)行討論，并且給予定量評(píng)價(jià)。

3 露天礦邊坡失穩(wěn)的危害

邊坡不穩(wěn)定，會(huì)讓露天礦生產(chǎn)出現(xiàn)很大的危害。隨著目前露天開采的規(guī)模在不斷的擴(kuò)張，露天開采深度也因此有所增加，而露天礦邊坡出路高度也因此變得越來越大，有很多露天礦甚至已經(jīng)形成了凹陷采礦或者是深凹采礦。因?yàn)檫吰虏粔蚍€(wěn)定，因此其中的因素所造成的影響，以及邊坡的安全管理不夠，有可能會(huì)導(dǎo)致邊坡的坍塌等相關(guān)問題。這就會(huì)讓礦山的機(jī)械損壞，甚至?xí)?dǎo)致礦山的生產(chǎn)活動(dòng)中斷。讓人員安全以及其他方面都受到極其嚴(yán)重的危險(xiǎn)性損失。所以礦山企業(yè)對(duì)不穩(wěn)定邊坡監(jiān)控必須要重視起來，并且要采取更加有效的措施，避免滑坡出現(xiàn)，從而使生產(chǎn)人員以及設(shè)備更加安全。

4 露天礦邊坡穩(wěn)定性防治的策略分析

4.1 做好地質(zhì)勘察

因?yàn)樵谶M(jìn)行露天采礦的時(shí)候，積雪等都會(huì)在很大程度上而導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)的情況發(fā)生，所以在實(shí)踐的過程當(dāng)中，工作人員需要具有針對(duì)性的來勘察露天礦的邊坡地質(zhì)情況，同時(shí)對(duì)礦區(qū)的巖性以及水文地質(zhì)等相關(guān)情況，也需要進(jìn)行深入分析。

不僅如此，預(yù)防塌方以及滑坡的現(xiàn)象也是非常重要的，要能夠有效地根據(jù)地質(zhì)勘察的資料，對(duì)礦區(qū)的設(shè)計(jì)和開采等相關(guān)工作進(jìn)行有效的規(guī)劃。因?yàn)檫吰碌慕Y(jié)構(gòu)和露天礦邊坡的穩(wěn)定性之間有著非常密切的關(guān)系，所以在穩(wěn)定性地質(zhì)勘查工作的過程當(dāng)中，需要具有針對(duì)性的對(duì)開采技術(shù)條件等進(jìn)行相關(guān)的考察，之后再和考察結(jié)果相結(jié)合，確定參數(shù)，從而充分的滿足露天礦的作業(yè)條件。

除此之外，為了防止降雨的頻度等，對(duì)邊坡穩(wěn)定性造成破壞，需要在實(shí)施露天采礦工作的時(shí)候，對(duì)邊坡監(jiān)測(cè)的相關(guān)工作有所加強(qiáng)，而且在進(jìn)行邊坡監(jiān)測(cè)的過程當(dāng)中，要有效地觀察自然條件影響之下邊坡變形產(chǎn)生的規(guī)律，比如地下水位等，之后再按照變形的規(guī)律，采取更加有效的手段進(jìn)行治理[3]。

4.2 避免水以及爆破振動(dòng)的影響

首先，在實(shí)施露天采礦作業(yè)的時(shí)候，為了盡量降低水對(duì)于露天礦的邊坡穩(wěn)定性造成影響，要避免出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)的問題，需要在滑坡的邊界位置修筑一些截水溝，之后再把露天礦邊坡的作業(yè)外圍地表水盡量阻截在滑坡區(qū)以外的位置，讓滑坡事故產(chǎn)生的可能性降低。

不僅如此，在維護(hù)露天礦邊坡穩(wěn)定性的過程當(dāng)中，需要修筑排水溝，并且覆蓋人造植被，防止地下水都軟化，使邊坡穩(wěn)定性得以保障。

4.3 加寬局部的安全平臺(tái)

在完成邊坡工作的時(shí)候，因?yàn)闀?huì)受到爆破作業(yè)所產(chǎn)生的震動(dòng)等不同因素的影響，很有可能會(huì)導(dǎo)致邊坡產(chǎn)生裂縫，對(duì)其穩(wěn)定性造成嚴(yán)重的干擾。所以，為了能夠有效的避免邊坡巖土體的問題產(chǎn)生，有關(guān)工作人員需要對(duì)露天礦的邊坡開采區(qū)域進(jìn)行科學(xué)的削方處理，使徒體的邊坡角度以及臺(tái)階坡面角度等都符合安全要求，從而使露天礦的邊坡穩(wěn)定性能夠達(dá)到理想的狀態(tài)。

不僅如此，在設(shè)計(jì)局部安全平臺(tái)的過程當(dāng)中，為了讓露天礦的邊坡穩(wěn)定性效果得到維護(hù)，需要對(duì)露天礦的邊坡力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行全面了解，在掌握土層力學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)之上，進(jìn)行科學(xué)的治理，避免邊坡的結(jié)構(gòu)因?yàn)楫a(chǎn)生了應(yīng)力而出現(xiàn)失穩(wěn)[4]。

4.4 合理安排開采的順序

合理的開采順序是非常重要的，首先需要確定一個(gè)科學(xué)的臺(tái)階高度，完成分層回采的要求。對(duì)于一些小型的礦場(chǎng)，有條件的情況下，都需要利用分層開采的方式來完成開采任務(wù)。讓較高的礦場(chǎng)分成幾個(gè)不同的臺(tái)階來完成開采，從而使邊坡高度降低。

有一些暫時(shí)無法分層的礦場(chǎng)，也需要采取相關(guān)的措施，使邊坡穩(wěn)定性得到控制，比如可以讓邊坡角減小，提前對(duì)山頭部分開挖等方式。

4.5 做好人工加固

防水以及疏干排水都是利用降低巖體強(qiáng)度的方式改善邊坡穩(wěn)定性，人工加固主要是增加巖石強(qiáng)度，讓邊坡穩(wěn)定性得到改善。

防排水或者是其他的方式代價(jià)更高，無法達(dá)到使用要求，才能夠使用人工加固的模式。人工加固也是一種非常有效的邊坡加固的方法，不但可以對(duì)不穩(wěn)定邊坡進(jìn)行加固，同時(shí)也可以提升邊坡多波少踩的可能性，讓礦山的經(jīng)濟(jì)效益有所提升。

4.6 對(duì)邊坡進(jìn)行疏干處理

在對(duì)于邊坡的巖體外，進(jìn)行排水溝修筑的過程當(dāng)中，對(duì)地面水的排除，可以避免其流入到邊坡表面的裂隙當(dāng)中。對(duì)于以有張烈希必須要及時(shí)使用材料來進(jìn)行充填。鈴木美們其次就是鉆水平的排水口，要能夠盡量讓裂隙或者是破壞面附近的水壓能夠有所降低。在邊坡的巖體外圍部分打疏干井，并且裝備深井泵或者是潛水泵來完成排水的工作，可以讓地下水位降低。

在巷道當(dāng)中，需要打出扇形的排水孔，從而使梳干效果提升。玩在實(shí)際工作的過程當(dāng)中，可以按照邊坡巖體的水文地質(zhì)條件，使用多種不同的方式來綜合治理地表水以及地下水。

建立起邊坡的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也是非常重要的，在邊坡的變形監(jiān)測(cè)等各方面使用最多的就是一種地表位移的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。礦山需要建立在地表的巖層移動(dòng)監(jiān)測(cè)站當(dāng)中，要能夠按時(shí)對(duì)于地表以及坡面水平或者垂直的位移進(jìn)行測(cè)量。要能夠建立起邊坡的穩(wěn)定技術(shù)討論以及管理的相關(guān)機(jī)構(gòu)，并且構(gòu)建其專職的維護(hù)隊(duì)伍。

為了能夠讓邊坡以及地面的變形分析還有控制，獲得更加可靠的依據(jù)，打下更加堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過這樣的方式，也可以讓露天的邊坡穩(wěn)定性，安全因素，或者是防治策略能夠獲得顯著的提升，從而促使我國(guó)經(jīng)濟(jì)獲得發(fā)展。

5 結(jié)束語

綜上所述，在進(jìn)行露天礦邊坡施工的過程當(dāng)中，因?yàn)槭艿蕉喾N因素的限制，導(dǎo)致其經(jīng)常出現(xiàn)滑坡等相關(guān)的問題，對(duì)采礦作業(yè)的效果會(huì)造成一定的干擾。所以，為了能夠打造一個(gè)更加安全的環(huán)境，防止事故產(chǎn)生威脅人身安全，需要盡量減少水爆破震動(dòng)等各方面的影響，使安全平臺(tái)得到加寬，對(duì)地質(zhì)勘察工作也需要重視起來，從而促使我國(guó)的露天采礦工作能夠獲得發(fā)展。