分析高陡邊坡下采礦安全問題及處理

沈斌

摘 要：在高陡邊坡下實施采礦的相關工作，會產生很多的隱患和安全問題，也是采礦事故發生最多的因素。由于地質結構以及巖體結構之間會存在很大的差異性，空采區域的位置以及應用的開采方式有很大的不同，所以產生的情況和后果也各不相同。有時會產生崩塌情況、有時會產生滑坡的情況。甚至地表出現了開裂，但是邊坡以及山體還非常穩定。因此，對于高陡邊坡下怎樣才能全面保證采礦的安全性要給出深入的探究，制定相應的解決措施。所以，本文針對高陡邊坡下采礦安全問題及處理做出了進一步探究，對工程概況、邊坡變形安全監測、爆破震動安全以及監測給出了詳細的分析。

關鍵詞：高陡邊坡；采礦安全；問題；處理

中圖分類號：TD861.1 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）20-0194-02

高陡邊坡下實施采礦工作，會存在一些安全方面的問題，所以對于高陡邊坡下的采礦工作，為社會非常關注的問題。在近年來出現的多起安全事故中，采空區上邊坡穩定問題，一直引發安全事故的重要因素。在對采空區上邊坡場進行詳細的分析之后，發現并不是所有的采空區上坡都會產生事故。因為地質結構以及巖體結構之間會存在很大的差異性，空采區域的位置以及應用的開采方式有很大的不同，所以產生的情況和后果也各不相同。有時會產生崩塌情況、有時會產生滑坡的情況。甚至地表出現了開裂，但是邊坡以及山體還非常穩定。所以說，空采區上邊坡的穩定性是非常復雜的一項問題，針對不同情況產生的安全問題，要制定不同的解決策略。

1 工程概況

某露天采礦場當中，由20世紀70年代的山坡露天礦轉為了深凹露天礦進行開采，開采最低的區域已經到了-168m，邊坡的最高處已經達到了440m，其高陡情況非常嚴重。當前，東露天采場已經實施了閉坑，轉為地下進行開采的形式，但邊幫的區域有非常多的掛幫礦體，為了對資源進行回收，要針對北幫的2掛幫礦體實施擴幫。2掛幫礦體主要為尖山主礦體當中留下的殘留礦，走向大約有65m，其厚度有45m左右，并且礦體被整個大斷層橫穿。因為掛幫礦賦存的條件，存在一定的特殊性，在實際開采的過程中，一直都是需要重點探究的問題，其中涉及到了地質學以及采礦工程、巖土工程安全性等眾多個問題。采礦邊坡當中的掛幫礦，為強制進行開采的行為，存在的安全問題主要包括兩個方面：①為在采動條件下坡，對巖體自身的穩定性進行保留；②在回采的過程中涉及到的安全問題。兩者相互之間存在很大的聯系，相互之間進行影響，只有保障兩者的絕對安全，才能真正實現進高效開采的目標。

2 邊坡變形安全監測

在對露天況進行開采的過程中，會受到很多安全因素的影響，在各項因素的共同影響下，會導致巖體發生破壞的情況，出現嚴重的邊坡變形，其中導致邊坡失去了穩定性，出現了滑坡等安全事故。因為邊坡變形是從微觀變形慢慢向宏觀變形進行轉化的一項過程，通常情況下，從發生自變形一直到最后失去穩定性，會經歷一段時間[1]。所以，在產生變形的過程中，要使用恰當的形式對其實施監測，以便對變形的過程進行嚴格的控制，保障邊坡的穩定性。利用變形監測的實施，還可對邊坡變形的變化以及發展的規律進行掌握，及時預報變形的情況防止邊坡失去穩定性，提升安全性。

2.1 監測的具體方案

結合當前已經有的設備和工程需求，變形監測的重點項目為表層巖體水平以及垂直位移監測。

2.2 布置測點的原則

邊坡監測斷面一般會在地質條件比較差的地方。由于在該項工程當中，2掛幫礦的實際開采工作，會因為斷層產生很大的影響[2]。開采區邊坡被破壞的形式為散體塌落以及側向楔形破壞。所以，對于制定的監測方案，要對正上方當中的巖體變形和斷層上盤因開采產生的側向變形給予高度的重視。

2.3 監測設備

應用礦山當中現有的設備，檢測儀器為瑞卡徠卡TPS400電子全站儀。

2.4 監測的具體要求

監測的具體周期可以每月進行一次，在雨季和測量發生異常的情況下，要提升測量的密度[3]。在完成測量之后，要做好相應的記錄，明確記錄好其中的控制點以及觀測點，標記好坐標等，以便對時間和氣溫等進行詳細的觀測。

2.5 監測數據以及分析

結合實際的開采進度，對于邊坡的監測，獲取了掛幫礦開挖過程當中的邊坡變形數據。結合露天礦的相關監測方式，可對計算成果表格進行構建，經過詳細的分析統計之后，便可獲取2掛幫礦開采當中的邊坡變形特征。

（1）在對掛幫礦進行開采的過程中，邊坡會發生相應的變形，特別是在斷層處的邊坡，產生的變形非常大。

（2）邊坡的變形向開挖臨空面推進，變形的具體量與邊坡所在的區域位置以及高程有著直接的關系。

（3）結合回歸分析，X、Y、Z三向累計位移量會逐步穩定，這時產生滑坡的可能性逐漸減小。

3 爆破震動安全以及監測

3.1 爆破參數的相關優化設計

在一定的工程地質條件當中，礦山當中容易產生不同的爆破振動，對高陡邊坡的穩定性會造成十分嚴重的影響，特別是在裂縫比較多，以及出現破碎的發育帶當中，產生的后果會更加嚴重[4]。該露天礦的相關開采工作為在之前的采場高陡坡下實施的，加之斷層對礦體進行橫穿的情況，要對回采爆破給予保障，以便提升高陡邊坡的穩定性。所以，要使用減震控爆的相關技術，對爆破的參數進行詳細的優化，以便對爆破的震動危害進行減小。

（1）在境界線當中，有條件的需要使用預裂爆破，可產生一條裂縫，以便隔絕爆破地震波向保留巖體的相關傳播。對于光面爆破的使用，可最大程度的減少爆破對邊坡產生的危害。

（2）要對生產爆破的最大用藥量進行嚴格的控制，使用勤放炮以及放小炮的形式，對爆破的危害進行嚴格控制，一次最大用藥量不能小于600kg。

應用單排逐孔進行爆破，可將單響的最大用藥量減小。簡單來說便是，每次一排炮孔進行爆破，并將前斷和后斷的起爆時間，在最開始的時候，使用最大級級別的雷管，并設置好跳段。

3.2 爆破震動的監測工作

（1）測試系統。爆破振動測試使用最多的為電測法，應用磁場當中敏感元件的相對運動，使振動和產生構成電信號，之后利用二次儀表以及記錄裝置，獲取相應的振動信號。

（2）監測設備，監測儀器為TS3850爆破振動儀。

3.3 監測結果分析

（1）在對掛幫礦實施爆破開采的過程當中，不同測點當中的垂直方向振速與水平振速并沒有太大的差別，其中最大的振動速度比危險邊坡臨界振動速值還小，所以可認為當前的爆破參數是可以實施的[5]。

（2）爆破主振動的頻率與邊坡的自振頻率進行比較，會更大一些，所以邊坡不會被破壞[6]。

（3）爆破振動的持續時間，通常會保持在500ms以內。

4 結束語

總之，在對采空區上邊坡實施詳細分析的過程中，要對高陡邊坡下相關采礦工作的安全性給予高度的重視。其中要對采礦區域的地質情況、巖體情況等實施詳細的分析，并結合巖層被破壞的實際情況，制定相應的解決措施。對于某些開采方式的應用，會由于采空區面積的增長逐漸增大，不斷對力的作用進行傳遞，最后邊坡便失去了穩定性。由于這一過程是從微觀慢慢開始變化的，所以應用監測的形式對其進行控制，以前對其變形等有所了解，制定有針對性的解決措施。

參考文獻

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[3]李 博，楊志強，高 謙.深凹露天轉地下開采對高陡邊坡穩定性影響數值分析[J].礦業研究與開發，2015，35（02）：65～68.

[4]朱華碧，陶干強，段利波.采礦爆破荷載作用下高陡邊坡穩定性數值模擬分析[J].現代礦業，2010，26（03）：70～73.

[5]李 揚，梅林芳，周傳波.露天轉地下崩落法開采對高陡邊坡影響的數值模擬[J].礦冶工程，2008（03）：14～18+21.

[6]蔡路軍，馬建軍，江 兵，虞 玨，章啟忠.高陡邊坡下采礦安全問題分析探討[J].礦業快報，2006（03）：33～35.

收稿日期：2018-6-2

作者簡介：沈 斌（1983-），男，壯族，廣西貴港人，工程師，本科，主要從事礦山方面的工作。