探究露天礦邊坡穩(wěn)定性的影響因素及防治措施

張 華

（遂川縣堅(jiān)基礦業(yè)有限公司，江西 吉安 343900）

露天礦邊坡穩(wěn)定性是礦產(chǎn)資源進(jìn)行安全開采過程中十分重要的一個(gè)問題，邊坡的穩(wěn)定性是保證工程安全性的主要基礎(chǔ)，同時(shí)也決定了礦場的采礦程度。隨著礦體開采程度的不斷加深，邊坡的高度隨之提高，所以邊坡的安全穩(wěn)定性會(huì)出現(xiàn)降低。對于礦產(chǎn)開采來講，需要確保資源的充分回收，有效降低生產(chǎn)成本保證生產(chǎn)效益，因此對于邊坡的安全穩(wěn)定性需要做好實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制。

1 礦床邊坡現(xiàn)狀

本次所研究的露天礦主要分布于甘肅省金昌市金川區(qū)高石咀村，由于區(qū)域特殊地質(zhì)應(yīng)力的作用，從而產(chǎn)生了一系列的緊閉褶皺和剪切斷裂伴生，再加上礦區(qū)受到各種人為因素的影響，地表礦石也出現(xiàn)了大量松動(dòng)的現(xiàn)象，裂隙不斷的發(fā)育，礦區(qū)底層破碎程度也不斷加深，工程開展的地質(zhì)條件越來越差，難以給采場邊坡的穩(wěn)定性提供有力的保持條件。隨著當(dāng)前露天礦邊坡局部地區(qū)的裂縫越來越大，失穩(wěn)的狀況也越來越嚴(yán)重，因此后續(xù)的礦產(chǎn)資源回采工作難以順利的進(jìn)行。在回采工作中，露天礦會(huì)從最初的山坡型開采轉(zhuǎn)化為凹型開采，在采場周圍邊坡垂直高差也會(huì)逐漸升高，因此各種潛在的威脅也在不斷的增加。經(jīng)過多年開采工作的進(jìn)行，露天礦已經(jīng)形成了一個(gè)巨大的露天開采礦場。隨著開展工作的不斷開展進(jìn)行，礦場會(huì)慢慢的變成一個(gè)深凹采礦坑[1-3]。

2 露天礦邊坡穩(wěn)定性的主要影響因素

2.1 降雨量帶來的影響

降雨是造成露天礦邊坡產(chǎn)生移動(dòng)的主要因素之一，降雨時(shí)雨水會(huì)對邊坡周圍的泥土產(chǎn)生一定的沖蝕與入滲現(xiàn)象，在邊坡節(jié)理縫隙中的礦物顆粒則很容易受到雨水的沖刷作用而被帶走，使得礦石內(nèi)部的支撐性變小，并且由于礦石顆粒的減少，相關(guān)的應(yīng)力狀態(tài)也會(huì)發(fā)生一些變化，邊坡的穩(wěn)定性會(huì)難以控制。在降雨之后，礦石會(huì)經(jīng)歷雨水的沖刷，礦石之間的各種物質(zhì)也就會(huì)越來越少，摩檫力減小，滑動(dòng)力也就因此不斷地增加，邊坡也就會(huì)更容易出現(xiàn)失穩(wěn)滑動(dòng)的現(xiàn)象。雖然本次所研究礦區(qū)處于西北內(nèi)陸，但是仍然會(huì)有一兩次的大降水量，主要是夏季和秋季這兩個(gè)季節(jié)都會(huì)有很大的降雨量，所以對于一些已經(jīng)產(chǎn)生了裂縫的礦區(qū)邊坡，在遇到較大降雨量所產(chǎn)生的影響是難以估量的。

2.2 爆破技術(shù)的影響

在露天礦的開采過程中，爆破過程中震動(dòng)所產(chǎn)生的礦震波不斷地對邊坡體產(chǎn)生作用，給邊坡體帶來很大的影響，一些地層特性較差的礦體本身就會(huì)存在一些即將破碎的面，在經(jīng)歷了礦震波的震動(dòng)影響之后，會(huì)在結(jié)構(gòu)上發(fā)生很大的變化，并且還極有可能會(huì)產(chǎn)生次生結(jié)構(gòu)面。在開采過程中，由于一次又一次的爆破震動(dòng)影響，巖體表面則會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的脫落現(xiàn)象，從而對露天邊坡的穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生很大的影響。露天礦多采用排孔微差松動(dòng)爆破技術(shù)，礦石和廢石會(huì)采取分區(qū)爆破，使用的炸藥量較大，所以在爆破的時(shí)候會(huì)傳遞很強(qiáng)的震動(dòng)波，會(huì)給邊坡的穩(wěn)定性帶來較大的影響。

2.3 露天礦開采技術(shù)條件的影響

在露天礦開采的過程中，邊坡角、臺(tái)階組合形式等都是對邊坡穩(wěn)定性有一定影響的技術(shù)因素。在露天礦的開采過程中，工程生產(chǎn)的安全保證、經(jīng)濟(jì)效益和邊坡角都有著很重要的聯(lián)系。如果出現(xiàn)邊坡角過小的情況則會(huì)增加剝離量，從而提升了礦石開發(fā)的成本，使得采礦工程的經(jīng)濟(jì)效益得到了大大的降低，而邊坡角度一旦選擇過大則會(huì)造成邊坡失穩(wěn)，給工程的開展帶來更多的威脅。所以露天邊坡角的確定需要進(jìn)行綜合的分析，不僅要考慮到安全穩(wěn)定性，還需要確保生產(chǎn)技術(shù)條件滿足要求。安全穩(wěn)定條件主要指的是根據(jù)對邊坡體數(shù)據(jù)的分析，對其穩(wěn)定性做出合理的計(jì)算，確定最為適合的邊坡角。在邊界的設(shè)計(jì)階段需要做好相關(guān)資料的考察，通過對相似礦山的實(shí)踐資料進(jìn)行參考，利用已經(jīng)擁有的數(shù)據(jù)對邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行初步的分析和計(jì)算，對于開采技術(shù)的選擇，則需要根據(jù)相關(guān)開采條件進(jìn)行確定，并且還需要按照邊坡的構(gòu)成要素做好邊坡角的確定[4,5]。

2.4 地層礦物的影響

地層和礦石類型以及其軟硬程度和相關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)都會(huì)對礦體的開采有很大的影響，這些地質(zhì)類的因素決定了巖土的基本性質(zhì)，例如巖土的抗風(fēng)化能力和力學(xué)強(qiáng)度等，因此這些性質(zhì)在發(fā)生變化時(shí)會(huì)進(jìn)一步影響到邊坡的穩(wěn)定性。較軟的巖體極易受到外來因素的影響，發(fā)生滑塌現(xiàn)象，而軟硬相間的巖性則更容易出現(xiàn)風(fēng)化的情況，雖然具有良好的隔水性，但是會(huì)給滑面的形成帶來充足的地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件，從而造成邊坡滑塌的現(xiàn)象。

2.5 地質(zhì)構(gòu)造產(chǎn)生的影響

褶皺、斷裂等地質(zhì)構(gòu)造會(huì)對地層產(chǎn)生擠壓、切割等作用，在應(yīng)力產(chǎn)生變化之后，會(huì)對原有的巖石產(chǎn)生機(jī)械破壞，所作用的部位礦石會(huì)發(fā)生破碎，裂隙更為發(fā)育，邊坡失穩(wěn)的可能性也就會(huì)增大。并且由于多期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用，露天礦的礦石組合程度極其復(fù)雜。

3 邊坡問題的預(yù)防治理措施

對于露天礦邊坡穩(wěn)定性的研究和邊坡問題的預(yù)防治理是一項(xiàng)綜合性極強(qiáng)的工作，同時(shí)也是一個(gè)耗時(shí)較久過程，會(huì)伴隨露天礦回采階段，直到礦石的開采工作最終完成為止，下面是如何提升邊坡穩(wěn)定性的一些措施。

3.1 進(jìn)行邊坡削裁

在現(xiàn)實(shí)的露天礦開采過程中，可以根據(jù)實(shí)際的情況對邊坡進(jìn)行一定的削裁，通過減輕邊坡自身的重量來減小邊坡產(chǎn)生的應(yīng)力，從而可以適當(dāng)?shù)慕档瓦吰陆牵行У淖龅椒乐沟V石的掉落，減少邊坡滑落現(xiàn)象的產(chǎn)生。同時(shí)還需要做好對新巖層面的加固，防止巖石出現(xiàn)進(jìn)一步的風(fēng)化和滲水，最終確保邊坡具有良好的穩(wěn)定性。

3.2 加強(qiáng)人工巡視工作力度

為了保證現(xiàn)場的工作人員對邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象有足夠的認(rèn)識(shí)，做到實(shí)時(shí)的監(jiān)控，需要工作人員做好每天的巡查工作，從整體上去了解和認(rèn)識(shí)礦場和邊坡周圍巖石變化的情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，并且在發(fā)現(xiàn)問題之后還需要進(jìn)行及時(shí)的處理，減少損失。

3.3 加強(qiáng)監(jiān)測和預(yù)警工作力度

當(dāng)前露天礦邊坡穩(wěn)定性的遠(yuǎn)程智能監(jiān)測系統(tǒng)中已經(jīng)投入使用，對露天礦邊坡采場會(huì)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控和預(yù)警，此預(yù)警系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)收集邊坡動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，同時(shí)還會(huì)在邊坡出現(xiàn)問題時(shí)做出預(yù)警，使得采場周圍的工作人員有足夠的離場時(shí)間，雖然此系統(tǒng)可以做到有效的實(shí)時(shí)監(jiān)測，但是其對于邊坡滑塌問題的出現(xiàn)缺乏了最為直接的幫助，因此需要完善系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)對邊坡問題的全面預(yù)防治理。

4 結(jié)語

雖然露天礦邊坡問題的預(yù)防和治理不會(huì)給礦石的開采帶來直接的經(jīng)濟(jì)效益，但是處理了這個(gè)問題會(huì)有效的提升工程的安全性，促進(jìn)工程的順利開展，從而給礦場開采工作帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。在邊坡穩(wěn)定性問題的治理過程中，需要根據(jù)實(shí)際的邊坡情況制定具有針對性的計(jì)劃，綜合工程實(shí)際情況來治理。