露天礦山邊坡的安全問題及治理方法探究

廖 勇

（貴州有色地質(zhì)工程勘察公司，貴州 貴陽 550000）

1 露天礦山邊坡

采礦場的邊坡主要由四部分組成，分別為清掃平臺結(jié)構(gòu)、安全平臺結(jié)構(gòu)、臺階坡面結(jié)構(gòu)以及運(yùn)輸平臺結(jié)構(gòu)。隨著開采工作的推進(jìn)，這四部分結(jié)構(gòu)的狀態(tài)都在發(fā)生變化，由此可見整個邊坡系統(tǒng)是非常復(fù)雜的，其結(jié)構(gòu)形變范圍必須控制在工程標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)才能保證邊坡的穩(wěn)定性。邊坡維穩(wěn)控制技術(shù)是一項(xiàng)綜合性交強(qiáng)且難度較高的技術(shù)。

2 露天礦山邊坡安全問題

（1）外在影響因素。①振動因素。露天礦山邊坡中常見振動因素主要包括施工設(shè)備的運(yùn)行振動、采礦爆破振動或者地震導(dǎo)致的振動。振動波在巖體中進(jìn)行傳遞的時候，從橫縱兩個方向進(jìn)行傳播，但是絕大多數(shù)情況下都是以縱波的形態(tài)進(jìn)行傳遞。這些振動因素容易導(dǎo)致邊坡中的飽水砂土發(fā)生液化反應(yīng)，導(dǎo)致砂土從巖石裂縫中擠出，進(jìn)而導(dǎo)致邊坡變形臺階失穩(wěn)的情況出現(xiàn)。②技術(shù)問題。在進(jìn)行露天開采的時候，通常技術(shù)人員需要注意的技術(shù)控制要點(diǎn)包括回采順序、邊坡角度控制、工作面推進(jìn)模式的選擇、邊坡臺階組成以及爆破技術(shù)的應(yīng)用等。如果其中某個環(huán)節(jié)技術(shù)應(yīng)用出現(xiàn)問題，邊坡的穩(wěn)定性就會受到影響。③施工管理問題。部分礦山施工單位在進(jìn)行施工管理工作的時候忽略了礦山邊坡的維護(hù)和管理工作，導(dǎo)致部分施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)違規(guī)操作，邊坡意外受損。④氣候因素。在礦山解凍階段，或者遭受強(qiáng)降雨天氣之后，很容易發(fā)生滑坡問題，礦山邊坡中通常包括粘性土巖，這種物質(zhì)遇水之后體積會發(fā)生膨脹，主體強(qiáng)度大大降低，受到自身重力作用之后，很容易出現(xiàn)自由滑動的情況，一旦滑動會產(chǎn)生動壓威脅邊坡巖體的穩(wěn)定，導(dǎo)致其崩塌。地下水累計(jì)時間越長，邊坡發(fā)生滑坡現(xiàn)象的可能性就越高。

（2）內(nèi)部影響因素。①地質(zhì)分布情況。露天礦山的地質(zhì)成分組成主要由裂隙層結(jié)構(gòu)、軟夾層結(jié)構(gòu)、節(jié)理、軟面結(jié)構(gòu)、破碎帶結(jié)構(gòu)等。這些結(jié)構(gòu)的實(shí)際分布情況直接決定了邊坡的穩(wěn)定性，此外，山體巖石的力學(xué)性質(zhì)與邊坡穩(wěn)定性的關(guān)系也非常密切。通常情況下，山體巖石硬度越高，邊坡穩(wěn)定性就越強(qiáng)，大多數(shù)邊坡崩塌滑坡等現(xiàn)象都是發(fā)生在灰?guī)r、砂質(zhì)巖或者泥巖巖層中。②巖體結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)面。巖體的結(jié)構(gòu)體與結(jié)構(gòu)面，共同決定了巖體特性，對邊坡穩(wěn)定性的影響也至關(guān)重要。沉積巖是露天邊坡的重要組成部分，其含有大量軟弱巖層與斷層破碎帶，遇水變塑性，巖體的流變特性是導(dǎo)致邊坡受損的最根本原因。

3 露天礦山邊坡安全治理方法

（1）邊坡安全治理原則。露天礦山邊坡治理方式可細(xì)分為兩種，一種為補(bǔ)救性處理方式，一種為預(yù)防性處理方式。一般來說，補(bǔ)救式處理方式就是用于處理已經(jīng)出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象的邊坡以及嚴(yán)重?fù)p壞的邊坡。而預(yù)防性處理方式就是用來避免邊坡潛在危險事故的發(fā)生。實(shí)際處理過程中要進(jìn)行邊坡檢測和風(fēng)險評估，再確定正確的處理方式。

（2）邊坡安全預(yù)警體系的應(yīng)用。這種系統(tǒng)能夠?qū)吰陆Y(jié)構(gòu)存在的潛在風(fēng)險進(jìn)行預(yù)知和分析，并發(fā)出預(yù)警提醒。邊坡安全預(yù)警體系能夠24小時全天工作，實(shí)時監(jiān)督邊坡的安全狀態(tài)。系統(tǒng)中設(shè)置了詳細(xì)的預(yù)警指標(biāo)，一旦超出預(yù)設(shè)指標(biāo)，系統(tǒng)就會自動發(fā)出警報(bào)，并且能夠準(zhǔn)確定位邊坡中存在的風(fēng)險位置。這種系統(tǒng)能夠直接通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，無需到場就能全面監(jiān)控施工開采過程。邊坡預(yù)警系統(tǒng)的功能主要有兩個方面，一方面是危險預(yù)測功能，一方面就是預(yù)先警報(bào)功能。其中危險預(yù)測細(xì)分成兩部分，一部分是空間預(yù)測，一部分是時間預(yù)測。通過預(yù)警系統(tǒng)施工單位可以基本明確事故發(fā)生的嚴(yán)重性和波及范圍，提前預(yù)制邊坡可能發(fā)生的滑坡系數(shù)，從而提前采取相關(guān)對策，盡可能抑制事故的發(fā)生，降低損失。通過這種預(yù)警系統(tǒng)，工程內(nèi)部能夠有效預(yù)防落石問題和爆破等問題引發(fā)的邊坡塌落，有效提升到邊坡安全治理效率。

（3）邊坡穩(wěn)定性分析。想要正確處理邊坡的相關(guān)安全問題，技術(shù)人員必須進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析，對于不同類型的破壞機(jī)制，分析過程中使用的計(jì)算方式和研究手段也存在差異。一般來說，在進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析的時候主要包括兩方面工作，一方面師定量分析，一方面是定型分析。所謂定量分析就是結(jié)合邊坡類型和分析目的，確定治理方式，進(jìn)行定量分析的時候一般使用的研究方法是極限平衡法，或者數(shù)值分析法。定型分析就是全面分析邊坡穩(wěn)定性干擾因素，然后結(jié)合邊坡實(shí)際結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行評價，其中常用研究方法有圖解法、類比法或者自然歷史研究法等。

（4）實(shí)施邊坡狀態(tài)檢測。邊坡狀態(tài)檢測是露天礦山邊坡施工中關(guān)鍵環(huán)節(jié)，技術(shù)人員要結(jié)合邊坡中土體特征，以及礦山巖體的力學(xué)特征，制定完善的安全管理體系和檢測流程，保證對邊坡施工實(shí)施全程動態(tài)監(jiān)管。檢測期間需要重點(diǎn)關(guān)注的參數(shù)有邊坡臺階的寬度設(shè)置、邊坡的長度設(shè)置、邊坡高度設(shè)置、臺階邊坡角度設(shè)置、保土剝離寬度以及臺階樹木等。對于已經(jīng)成型的高陡邊坡，技術(shù)人員要設(shè)置專門的觀測點(diǎn)，定期派人觀測，并詳細(xì)記錄，從中發(fā)現(xiàn)問題要及時采取安全控制措施。

（5）邊坡處理技術(shù)的應(yīng)用。首先是防護(hù)加固技術(shù)的應(yīng)用，在邊坡施工中最為常見的就是滑坡問題，技術(shù)人員需要在事故高發(fā)區(qū)域?qū)嵤┘庸烫幚?，將區(qū)域中的渣土徹底清除，然后設(shè)置擋墻進(jìn)行加固，其中擋墻由錨桿鋼筋混凝土組成。其次是應(yīng)急處理技術(shù)的應(yīng)用。技術(shù)人員要全面掌握邊坡施工常見事故類型，一旦發(fā)生突發(fā)事故，要立即明確現(xiàn)場事故現(xiàn)狀，然后對事故邊坡進(jìn)行取樣分析，判斷其物料組成、巖體性質(zhì)及地層厚度等，準(zhǔn)確計(jì)算滑坡參數(shù)，為現(xiàn)場安全處理工作提供理論援助。第三是治理參數(shù)的合理控制。為了盡量減少邊坡施工事故，技術(shù)人員必須做好重要參數(shù)分析控制工作，安全治理參數(shù)控制能夠?yàn)槭鹿侍幚硖峁┯行б罁?jù)，其中包括臺階坡面角度的控制、臺階高度控制、邊坡最終角度控制等。

（6）合理控制開采條件。想要提升邊坡穩(wěn)定性，合理控制開采條件是非常必要的。在能夠達(dá)到工程開采要求的基礎(chǔ)上，管理人員要科學(xué)設(shè)置開采作業(yè)的施工順序和開采臺階的高度值，嚴(yán)格遵守邊坡施工秩序，從上倒下依次完成施工作業(yè)。作業(yè)臺階區(qū)域的底部位置，不得實(shí)施掏底作業(yè)，防止邊坡結(jié)構(gòu)出現(xiàn)空洞區(qū)域，發(fā)生塌陷。露天礦山進(jìn)行邊坡施工的時候通常要進(jìn)行分層開采，使用機(jī)械開采期間注意臺階高度控制，避免出現(xiàn)嚴(yán)重誤差影響邊坡穩(wěn)定。

（7）防水排水技術(shù)的應(yīng)用。通過應(yīng)用防水排水技術(shù)，能夠避免因水導(dǎo)致邊坡巖體強(qiáng)度降低而引起邊坡失穩(wěn)；在露天采場外圍和采場內(nèi)主要平臺修建截排水溝，防止境界外圍雨水及其他地表水進(jìn)入露天采場沖刷邊坡，及時排出境界內(nèi)的雨水，避免裂隙積水，在已經(jīng)形成的張裂縫中及時填充適當(dāng)材料。

4 結(jié)語

礦山露天邊坡的安全防護(hù)與治理措施，應(yīng)該結(jié)合露天邊坡的實(shí)際情況，重點(diǎn)考慮露天邊坡中常見的安全風(fēng)險及影響因素，進(jìn)而改善邊坡安全防護(hù)與治理的措施，維護(hù)好露天邊坡結(jié)構(gòu)。露天邊坡結(jié)構(gòu)中全面落實(shí)安全防護(hù)與治理措施，防止邊坡中出現(xiàn)安全風(fēng)險。