論露天礦滑坡預測方法

王建法++邢光杰++王昌益

摘 要：傳統露天礦滑坡預測方法存在嚴重缺陷。爆破構成了露天礦滑坡的加載作用。要準確預測露天礦滑坡，就必須建立滑坡與其控制因素之間關系描述的正確理論。該文確定了預測露天礦滑坡災害的新理論與新方法，為露天礦滑坡預測研究開辟了新道路。

關鍵詞：露天礦滑坡 預測方法 研究方法

中圖分類號：TD164 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）02（a）-0037-02

滑坡構成了露天礦安全生產的一大災害。因此，長期以來，人們十分重視露天礦邊坡穩定性、預測與防治滑坡災害的研究。目前，國內外研究露天礦邊坡穩定性、預測滑坡的方法如下：（1）工程地質類比法；（2）結構分析法；（3）極限平衡分析法；（4）數值分析法；（5）概率分析法。雖然這些方法應用了很長一段歷史時期，但由于傳統基礎理論和應用基礎理論對作用與變化關系規律認識的不全面性，對作用、變化、材料性質概念及其統一關系規律認識的不準確性，導致了人們對露天礦邊坡性質概念和露天礦滑坡與其控制因素之間關系規律認識的不準確性。因此，露天礦滑坡問題至今也沒有得到很好的解決。

1 當前露天礦滑坡預測理論的缺陷

歸結起來，目前滑坡預測研究理論主要存在如下缺陷：

沒有正確表述滑坡運動與其控制因素之間關系的正確理論與方程，從而導致人們在進行滑坡預測研究中不能正確確定需要觀測哪些必要的物理量，不能準確建立滑坡與其控制因素之間的關系方程，也就難以準確描述和有效分析預測滑坡事故孕育、發展與發生過程。在滑坡預測實踐中，研究人員不只是走了一些彎路問題，而且大部分研究工作都是在做無用功。由于研究方向不正確，人們在觀測研究中獲取的觀測數據常常是與滑坡預測需要不相干的數據，在數據分析問題上也總是偏離核心，分析來分析去，始終找不到滑坡預測所需要的最終數據，獲取的結果常常是無效數據。人們對滑坡事故發生與其控制因素之間的定量關系規律認識極其模糊，如對爆破、大氣降水、地表地下水、在邊坡上運行的車輛和行人與滑坡孕育、發展、發生過程之間定量關系規律的認識，迄今為止，國內外都不很明確。實際上，在爆破理論中，目前也很難找到關于爆破與巖層破壞之間關系規律描述的直接關系理論公式。

爆破對滑坡構成是一種加載作用。如果在滑坡體上爆破，炸藥爆炸產生的作用合量幾乎全部用于驅動滑坡體運動；如果在滑坡體以外爆破，炸藥產生的作用量會有一部分用于驅動滑坡體運動。在露天礦生產階段，爆破是滑坡孕育、發展、發生整個過程的直接驅動因素。至于滑坡體是否滑坡，還與其他作用如重力、大氣降水作用有關，還與滑坡面的性質有關。用爆破震動速度、加速度和對應的頻率等數據作為判據是不合適的，判別是否存在滑坡危險性的判據應該根據滑坡運行的基本規律來確定，不是隨意可選的數據。能夠確切反映滑坡危險性的數據主要是滑面的性質及其變化率：在作用控制下表現為滑動還是不滑動？滑面生成速度緩慢還是很快？滑面的可滑性指數（或不可滑性指數）的變化率大還是小？這種數據才能直接告訴人們是否具有滑坡災害發生的危險！爆破震動速度、加速度的大小不能體現是否具有滑坡危險性。基本認識不正確，是滑坡預測不準確、工作效率低下的根本原因。

總之，目前露天礦滑坡災害事故預測與防治的困難，其關鍵原因在于理論力學與應用力學體系存在不科學的思想方法和不科學的理論內容。

2 露天礦滑坡預測方法研究

2.1 露天礦滑坡基本方程的建立和工作方向、目標和工作內容與任務的確立

根據發明專利“一種露天礦滑坡預測方法”（專利號為2016100588313），滑坡運動與其控制因素之間的關系可用如下方程式表述：

式中，m表示滑坡體的質量；A表示驅動滑坡體運動的主動作用量；E表示滑坡體的可滑程度（活動性指數，叫虛度）；T表示滑坡體的不可滑程度（穩定性指數，叫實度）；θ表示滑坡角（滑面傾角）；t表示滑坡體存在的時間（滑坡現象孕育、發展、發生時間）。其中，A=Ft，F表示驅動滑坡體運動的主動作用力。

在露天礦邊坡穩定性探測和滑坡預測研究工作開展之前，首先必須明確露天礦滑坡與其控制因素之間關系的理論方程，然后，確立工作方向、工作內容、工作目標和工作任務。根據上述基本理論方程，在露天礦工程地質勘探階段、生產設計階段、生產階段，研究露天礦邊坡物質性質、進行滑坡預測的主要工作方向、目標、內容與任務是確定上述方程中涉及到的作用量、作用力、虛作用量、虛作用力、實作用量、實作用力、虛度、實度、虛度變化率、實度變化率、滑坡角、滑坡質量、滑坡體與滑面間的接觸面或將來可能形成的滑面、可能形成的滑坡動力、滑坡預測方案與滑坡防治措施。

2.2 測量控制露天礦滑坡的作用量

與爆破有關的露天礦滑坡，其控制作用量主要有如下幾個：

3 結語

實踐、實驗和理論研究結果表明：爆破構成了控制露天礦滑坡的加載作用，露天礦滑坡是在各種作用控制下發生的，預測露天礦滑坡，必須建立滑坡與其控制因素之間關系的正確理論方程，然后才能通過觀測研究和理論計算有效地預測露天礦滑坡事故。傳統露天礦滑坡預測方法存在嚴重缺陷。爆破構成了露天礦滑坡的加載作用。該文確定了預測露天礦滑坡災害的新理論與新方法，為露天礦滑坡預測研究開辟了新道路。

參考文獻

[1] 陶干強，任鳳玉.灰色理論Verhulst模型用于滑坡預測的研究[J].礦業研究與開發，2002（4）：11-13.

[2] 李寧.基于數字攝影和圖像分析的邊坡監測預報研究[D].鄭州大學，2006.