露天金屬礦山邊坡穩定性影響因素及防治措施

范國敏，呂海棟

（中國黃金集團內蒙古礦業有限公司，內蒙古 滿洲里 021400）

1 露天礦山邊坡穩性影響因素分析

（1）巖石自身的結構以及特點。巖石自身的特征一般情況下包括重量、孔隙程度、內部聚合力以及抗壓和抗剪強度。這些巖石的自身特征對于露天礦山的邊坡穩定性有著一定程度上的影響，最為明顯的還是巖石抗剪強度，這一點對于邊坡會否滑動繼而產生滑坡事故有著最為直接的影響，一般情況下邊坡的穩定程度和抗剪強度之間呈現出一種正比例關系。巖石的地質構造、節理裂隙、軟弱夾層等對邊坡穩定性的影響非常大，當節理面埋深較淺且節理面與邊坡坡面近似平行時，邊坡最容易發生半滑坡或全滑坡[1]。

（2）采礦活動的影響。在進行采礦活動的過程中，對于邊坡穩定性的影響因素主要包括因爆破而誕生的震動以及附加荷載、開采工作的實際順序以及方向推進。在進行露天礦山的爆破環節時，會對邊坡中巖石的實際應力造成一定的影響，在這個應力的集中區域不斷擴大并達到一定程度之后，就會相應的引發邊坡滑坡事故[2]。爆破工作而產生的震動荷載主要決定因素就是邊坡自身接收到的振動頻率以及速度。這里提及到的附加荷載指的就是與礦產資源開采相關的設施以及廢棄用料因為自身重量而對礦山整體帶去的荷載，這個荷載同樣也會對邊坡的穩定性產生相應的影響。除此之外，礦山開采工作的順序以及方向也會對邊坡的穩定性產生一定的影響。開采的順序不合理或者是采取掏采的方式進行礦產資源開采，就會導致諸多空洞等現象的出現，同樣會影響到邊坡整體的穩定性。

（3）水分對于邊坡穩定的影響。在對于露天礦山邊坡穩定性的實際影響因素中，水分對其的影響主要對其巖石的沖刷以及侵蝕現象，并且尤為以地表水的影響最為明顯。這種影響還主要集中在雨季以及冰雪消融的季節上[3]。在這些水分不斷的侵入中，巖石自身裂縫就會受到充水的影響，使得原有的裂縫逐漸擴大，巖石所原有的約束力也就自然而然的失去了效果。巖石自身被水分侵入之后，邊坡中的巖石會發生相應的軟化現象，也就是巖石的溶解性，就直接降低巖石原有的強度，繼而降低了整體邊坡的穩定性。除此之外，巖石的抗凍性也是影響邊坡穩定性的一項重要因素，由于構成巖石的各種物質之間的膨脹系數不同，當溫度變化時，巖石內部各種物質脹、縮不均導致巖石結構破壞，從而降低巖石強度。

（4）巖石自然風化的相關影響。在對露天礦山邊坡穩定性有所影響的因素中，還包括如下的幾個方面：第一，邊坡自身巖石的構造力。在這個影響因素的實際作用中，巖石自身的構造力而附帶的應力主要還是在觸發式以及累積式的效應中體現最為明顯。第二，巖石自身的風化作用。在露天礦山附近的空氣、溫度、降水量以及積雪等自然因素的共同影響下，巖石十分容易發生風化現象，最終致使巖石原本以及因為構造力而產生的結構面進行相應的擴大。

2 解決當前露天礦山邊坡失穩問題的具體對策

（1）地質勘查工作力度的增強。在進行露天礦山的資源開采工作之前，需要交由專業的地質勘查工作人員借助于相關儀器，對礦山附近的地質條件進行全面細致的地質勘查工作，并將最終得到的結果編制成相應的報告，對于礦山附近的地質條件的總體情況、地質較為薄弱之處以及資源的分布方向和水分流量的實際變化等方面在報告中予以詳細的描述，使得礦山的管理人員對于整體地質條件形成一個全面立體式的了解。并在這些實際數據的支持下對礦產資源開采的具體順序以及開采方向做出合理的規劃。除此之外，還需要借助于現代技術的幫助，完善自身的邊坡監測系統，通過使用諸如微震監測、GPS、三維激光掃描儀、邊坡雷達等監測技術，掌握邊坡穩定性的變化規律，并通過對監測數據的深入研究介意采取對應的防治措施，提升邊坡的穩定性。

（2）礦山附近排水系統的對應完善。通過對地表以及地下水資源具體流量的實際變化，針對地表水資源對巖石的沖刷以及侵蝕，可以通過建設相應的引水以及排水渠將這部分因為雨季或者是冰雪融化的水分引入到平原地區的地下或者是河流之中，將地表水資源對邊坡中巖石的沖刷以及侵蝕作用降至最低。除此之外，對于地表和地下水分的滲入而造成的巖石原有裂縫擴大的問題，可以建設相應的防滲工程，這種防滲工程在防止巖石自身的風化方面也起著一定的作用。無論是排水工程或者是防滲工程，在正式施工之前，都需要對地下水或地表水的流量以及滲透量的實際數據全面的掌握，對于工程各個方面按照礦山地形特征制定出合理、科學、經濟的工程實施方案。

（3）采礦行為以及方式的規范化。在地質勘查工作得到的相應數據的支持下，首先對整體的開采順序以及具體開采方向及其延伸做出符合地質條件特點的規劃。此外，對于爆破的方式的選擇也需要進行綜合考慮之后予以確定，在進行爆破的工作的時候，除了方法得當之外，最好也將爆破工作劃分成不同的層次，將炸藥的用量始終控制在一個合理安全的范圍之內。此外，對于因為施工設施以及開采廢料堆積而產生的附加荷載，開采方需要做到對開采設施進行統一的停放管理，避免隨處停車的現象，同時對于生活以及開采廢料進行定期的清理，將附加荷載始終控制在一個合理的范圍之內，將這方面對邊坡穩定性的影響降至最低。并且在開采過程中嚴禁掏采現象的出現，避免因為空洞過多而造成邊坡滑坡、坍塌等問題。

（4）選取合適的邊坡失穩防止措施。除了預防措施之外，對于一些已經存在失穩問題的邊坡，需要對其進行相應清理以及修整工作，也就是將邊坡上的一些堆積物進行清理，對于已經出現崩塌現象的邊坡進行相應的修整，對這些邊坡做出相應的平整以及刷幫工作，將這些已經有所崩塌的邊坡的形狀進行更改，從而提升其穩定性。此外，對于一些自身巖石構造、節理以及裂隙上有所缺陷的容易發生邊坡滑坡或者是崩坍現象的一些地質構造附近的邊坡，需要采取諸如抗滑擋墻、抗滑樁、邊坡注漿等人工干預加固邊坡的方式，做到將邊坡的穩定性進一步提升。同時也需要對其開展定期的巡查以及維護工作，確保這些加固工程的持久性。

3 總結

露天礦山邊坡監測只能起到數據采集、傳輸、處理、分析、存儲和預警等作用，減少或避免邊坡災害造成的損失，而不能從根本上抑制邊坡災害的發生。要想避免邊坡災害的發生，首先要根據邊坡實際地質情況及穩定性影響因素制定防治措施。因此，就需要通過相應的地質勘查工作力度提升、防排水系統的完善、采礦行為的規范、在線監測預警系統的建立和數據分析以及針對邊坡失穩采取相應的防治措施，防止或減小邊坡災害對采礦造成的損失，借此來確保礦產資源的合理安全開采。