露天礦滑坡的原因和防治

胡大治，蔣 勇

（河南省地礦局第五地質勘查院，河南鄭州450001）

露天礦滑坡的原因和防治

胡大治*，蔣 勇

（河南省地礦局第五地質勘查院，河南鄭州450001）

露天礦的開采，是把礦巖劃成一定厚度的水平層，自上而下逐層開采，在露天礦場的周邊形成階梯狀的臺階，多個臺階組成的斜坡就是露天礦邊幫即露天礦邊坡。由于邊坡過高、過陡，導致邊坡穩定性事故時有發生，如果不對這些邊坡加以安全管理和采取有效的治理措施，就會嚴重影響露天礦山的安全生產和健康發展。

露天礦滑坡；原因和防治；事故處理

1 露天礦邊坡的特點

（1）露天礦邊坡一般比較高，從幾十米到幾百米都有，走向長從幾百米到數公里，因而邊坡暴露的巖層多，邊坡各部分地質條件差異大，變化復雜。

（2）露天礦最終邊坡是由上而下逐步形成，上部邊坡服務年限可達幾十年，下部邊坡則服務年限較短，底部邊坡在采礦時即可廢止，因此上下部邊坡的穩定性要求也不相同。

（3）金屬礦的邊坡巖石主要是火成巖、變質巖，巖石堅硬強度高，但巖體的斷層、節理發育，滑坡常沿斷層、解理發生。露天礦的邊坡巖石主要為沉積巖，層理明顯，軟弱夾層較多，巖石強度較低，滑坡主要沿層面、軟弱夾層發生。

（4）露天礦每天頻繁的穿孔、爆破作業和車輛行進，使邊坡巖體經常受到震動影響。

（5）露天礦邊坡是用爆破、機械開挖等手段形成的，坡度是人為地強制控制，暴露巖體一般不加維護，因此邊坡巖體較破碎，并易受風化影響產生次生裂隙，破壞巖體的完整性，降低巖體強度。

（6）并且邊坡的不同地段要求的穩定程序也不相同，露天礦邊坡的穩定性隨著開采作業的進行不斷發生變化。

2 露天礦滑坡的危害

露天礦山的邊坡直接影響到礦山的安全生產，由于邊坡不穩定因素的影響和邊坡安全管理的不善，將會導致露天礦邊坡巖體滑動或崩落坍塌，有的切斷運輸線路，有的推倒、掩埋或破壞設備，破壞地面建筑，甚至迫使礦山停產，給人員安全、國家財產和礦產資源帶來嚴重的危害和損失。

3 造成滑坡事故的原因

3.1 確定邊坡角不合理

邊坡角設計過緩，邊坡穩定性較高但增加剝離工作量和成本，但可減少邊坡維護費。增大邊坡角，穩定性較差，剝離工作量和剝離成本減少，但帶來人身和設備不安全。

3.2 地質因素對邊坡的影響

巖體是由多種巖石所組成，巖體中存在著各種結構面，結構面在巖體中分布和多寡，影響邊坡巖體的穩定性。大量滑坡實例表明，滑坡體的滑動面和邊緣輪廓都是受巖體的結構面控制的。

3.3 巖體中的地下水

地下水能改變巖石的物理力學性質，在巖體的裂隙中產生靜壓力和浮力作用，地下水在破碎巖體中的裂隙內流動時，這些坡碎巖將受到水的動壓力作用，從而使邊坡的穩定性降低。

3.4 爆破作用

由于爆破產生的地震可以使巖體的節理張開，甚至使巖石破碎，影響邊坡穩定。

3.5 邊坡的幾何形狀

露天采礦中，當坡面角不變時，邊坡愈高愈不穩定。當邊坡高度不變時，邊坡角愈大愈不穩定。從水平斷面看，邊坡愈多愈不穩定，這是因為凡突向采場的邊坡易受拉而破壞，不利于邊坡的穩定。

3.6 影響邊坡的其它因素

有管理方面的因素，如超挖坡腳、在邊坡上部堆置廢石和設備、建筑房屋等，風化作用的影響，地震活動的影響，都會降低邊坡的穩定性。

4 露天礦滑坡的預防和治理

4.1 露天礦滑坡的預防

確保露天礦邊坡安全是一項綜合性工作，包括確定合理的邊坡參數，選擇適當的開采技術和制定嚴格的邊坡安全管理制度。

（1）確定合理的臺階高度和平臺寬度。合理的臺階高度對露天開采的技術經濟指標和作業安全都具有重要的意義。確定臺階高度要考慮礦巖的埋藏條件和力學性質、穿爆作業的要求、采掘工作的要求，一般不超過15m。

平臺寬度不但影響邊坡角的大小，也影響邊坡的穩定。工作平臺寬度取決于所采用的采掘運輸設備的要求和爆堆的寬度。

（2）正確選擇臺階坡面角和最終邊坡角。臺階坡面角的大小與礦巖性質、穿爆方式、推進方向、礦巖層理方向和節理發育情況等因素有關。工作臺階坡面角的大小在各類礦上安全規程都做了詳細的規定。在一般情況下，其大小取決于礦巖的性質：松軟礦巖，工作臺階坡面角不大于所開采礦巖的自然安息角；較穩定的礦巖，工作臺階坡面角不大于50°；堅硬穩固的礦巖，工作臺階坡面角不大于75°。

最終邊坡角與巖石的性質、地質構造、水文地質條件、開采深度、邊坡存在期限等因素有關。由于這些因素十分復雜，因此通常參照類似礦山的實際數據來選擇礦上最終邊坡角。

（3）選用合理的開采順序和推進方向。在生產過程中要堅持從上到下的開采順序，堅持打下向孔或傾斜炮孔，杜絕在作業臺階底部進行掏底開采，避免邊坡形成傘檐狀和空洞。一般情況下應選用從上盤向下盤的采剝推進方向，做到有計劃、有條理的開采。

（4）合理進行爆破作業，減少爆破震動對邊坡的影響。由于爆破作業產生的地震可以使巖體的節理張開，因此在接近邊坡地段盡量不采用大規模的齊發爆破，可以采用微差爆破、預裂爆破、減震爆破等控制爆破技術，并嚴格控制同時爆破的炸藥量。在采場內盡量不用拋擲爆破，應采用松動爆破，以防止飛石傷人，減少對邊坡的破壞。

（5）礦山必須建立健全邊坡管理和檢查制度。當發現邊坡上有裂陷可能滑落或有大塊浮石及傘檐懸在上部時，必須迅速進行處理。處理時要有可靠的安全措施，受到威脅的作業人員和設備要撤到安全地點。

（6）設立專人負責邊坡的管理工作。礦山應選派技術人員或有經驗的工人專門負責邊坡的管理工作，及時清除隱患，發現邊坡有塌滑征兆時有權制止采剝作業，并向礦上負責人報告。

（7）加強安全技術措施和定點觀測。對于有邊坡滑動傾向的礦山，必須采取有效的安全措施。露天礦有變形和滑動跡象的礦山，必須設立專門觀測點，定期觀測記錄變化情況。

4.2 露天礦滑坡的治理

滑坡防治方法根據其特征可分為3類：一是減小滑體下滑，增大抗滑能力；二是增大邊坡巖體強度；三是用人工建造支擋物以加固不穩定邊坡。

（1）用錨桿或錨索加固邊坡。錨桿是一種高強度鋼桿，而錨索則是一種高強度的鋼索或鋼繩。錨桿有兩種：普通錨桿（長度1～1.5m）和預應力錨桿。錨桿（長為2.5～3m），錨桿也可采用砂漿鋼筋錨桿或其它型式的錨桿，錨桿可以和錨索配合作用。

這種方法可使用于明顯弱面的加固，普通錨桿多用于加固臺階邊坡；預應力錨索因長度可達百米，適用于加固大型滑坡。

（2）用抗滑樁加固邊坡。抗滑樁可用木材、鋼材和鋼筋混凝土制做，這種抗滑樁具有布置靈活，施工不影響滑體穩定性，施工工藝簡單、速度快、工效高等優點，可以配合其它方法使用。

（3）用噴射混凝土加固邊坡。噴射混凝土多是對邊坡進行表面處理，它可以及時封閉邊坡表層的巖石，使其免受風化、潮解和剝落，同時又可加固巖石提高巖石強度，可以單獨使用也可和錨桿配合使用。

（4）擋墻防止滑坡。擋墻是一種人工構筑的墻，是依靠本身的重量及其強度來抵抗滑坡體的下滑力和傾倒，可單一用于小型滑坡的阻欄物，也可做大型滑坡防治的綜合措施之一。

（5）用注漿法穩定滑坡體。這種方法就是通過一根注漿管把漿液注入到邊坡巖體的裂隙中去，當這些注漿液在裂隙中凝結硬化后，能把一些破碎巖石粘結為一整體，提高圍巖強度，同時可以堵塞地下水通道，減少水對邊坡的危害。 （6）采用控制爆破技術防治滑坡。采用控制爆破技術，可以減少由于爆破而引起的邊坡失穩。

（7）采用排水疏干的辦法防治滑坡。水是產生滑坡的主要因素之一，為此要排除地表水，防止水滲透到巖體中去；另一方面，又要積極排除地下水。

5 露天礦滑坡事故的處理

（1）首先應撤出事故范圍和受影響的人員，并設立警戒，防止無關人員進入危險區。

（2）積極組織人員搶救被滑坡埋壓的遇險人員。搶救人員要遵守“先易后難，先重傷后輕傷”的原則。

（3）認真分析造成滑坡的主要原因，并針對性地制定安全救災措施。

（4）在搶險救災前，首先檢查采場架頭頂部是否存在再次滑落的危險，如存在較大危險應及時進行處理。

（5）在整個搶險救災過程中，在采場架頭上、下都應選派有經驗的人員觀察架頭情況，發現問題要立即停止搶險工作。

（6）應采取措施阻止滑落的礦巖繼續向下滑動。

（7）在危險區范圍內進行搶險工作，應盡可能使用機械化裝備，并控制搶險工作人員人數。

TD824.7

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1004-5716(2015)04-0007-03

2014-03-31

胡大治（1977-），男（漢族），河南平頂山人，工程師，現從事安全管理技術工作。