露天金屬礦山邊坡穩(wěn)定性的影響及分析

王澤軍

（中國黃金集團內(nèi)蒙古礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021400）

近幾年來隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)進程的加快，各施工隊伍和建設(shè)企業(yè)對金屬礦產(chǎn)的使用需求在不斷的增長，這極大的促進了我國金屬礦產(chǎn)行業(yè)通過提高生產(chǎn)力來賺取更多的利益發(fā)展企業(yè)。但是在此過程中，由于受到技術(shù)水平的限制以及不良管理效果的影響，露天礦山開發(fā)過程中邊坡的質(zhì)量和穩(wěn)定性問題已經(jīng)造成了非常嚴(yán)重的人員傷亡和財產(chǎn)損失。這種不良現(xiàn)象如果不得到及時的解決，那么將會進一步演變?yōu)閷ιa(chǎn)企業(yè)社會形象和行業(yè)地位都非常不利的事故。在這種情況下，很多金屬礦產(chǎn)研究人員深入分析了影響礦山邊坡穩(wěn)定性的因素，進而通過有效措施的應(yīng)用改善了邊坡穩(wěn)定性問題[1]。

1 露天金屬礦山邊坡工程特征分析

露天金屬礦山邊坡工程與傳統(tǒng)的建設(shè)工程存在著很大區(qū)別，盡管這是一項輔助性質(zhì)的工程項目，但是該工程對于保障礦山開發(fā)施工安全和提高企業(yè)經(jīng)濟效益卻具有重要的作用。此外，由于礦山邊坡工程距離爆破震源較近并且周圍環(huán)境惡劣，因此對于施工的質(zhì)量和精度要求也相對較高[2]。

1.1 邊坡工程具有很高的時效性

較高的時效性是邊坡工程的主要特點，大部分露天金屬礦山開采工程中應(yīng)用邊坡工程時，采用的大多都是暫時性的邊坡設(shè)置。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因主要在于礦山開發(fā)過程中由于爆破和開采，會使周圍地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生很大的變化，而邊坡工程則主要起到穩(wěn)定施工和保障安全的作用，所以在工作較長時間之后便會產(chǎn)生一定的結(jié)構(gòu)變化和穩(wěn)定性變化。因此為了確保邊坡工程的時效性，大多數(shù)建設(shè)企業(yè)都采用了臨時搭建和快速安裝的施工策略，同時在設(shè)置施工期限時也會選取較短時間的范圍，而施工單位則需要負(fù)責(zé)在規(guī)定的工期內(nèi)將邊坡工程高質(zhì)量的完成，以確保其時效性能夠得到充分的發(fā)揮。

1.2 邊坡工程形式復(fù)雜多樣

礦產(chǎn)開發(fā)工程項目的施工環(huán)境相較于其他建設(shè)工程項目要復(fù)雜和惡劣很多，尤其在局部區(qū)域內(nèi)多變氣候的影響下，很多金屬礦山邊坡工程都會由于暴雨地質(zhì)活動等因素的影響從而產(chǎn)生一定程度的損壞。因此為了使邊坡工程能夠在露天金屬礦山開采過程中，發(fā)揮出更加穩(wěn)定的作用和提供可靠的保障功能，大多數(shù)施工單位都會根據(jù)施工現(xiàn)場周圍的地質(zhì)狀況和氣候條件設(shè)計邊坡工程的施工形式，這便造就了邊坡工程復(fù)雜且多樣的特點。

1.3 邊坡工程質(zhì)量與強度具有動態(tài)性變化

伴隨著金屬礦山開采深度的逐步加深，邊坡工程的外在形態(tài)、施工質(zhì)量以及結(jié)構(gòu)強度，都會因此而產(chǎn)生很大的變化，而這種動態(tài)性變化便是邊坡工程能夠有效的保障礦山開采過程中的施工安全與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的關(guān)鍵所在。通常情況下，施工單位對于邊坡工程的施工質(zhì)量和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)一般都要求較高，但是在施工過程中其管理的力度卻相對較為松散，只要能夠保障穩(wěn)定性和安全性，一些輕微的損傷和破壞也是在工程允許范圍內(nèi)的。

2 影響露天金屬礦山邊坡穩(wěn)定性的因素

2.1 巖體構(gòu)造對邊坡穩(wěn)定性的影響

巖體自身結(jié)構(gòu)及其變化情況，對于金屬礦山邊坡穩(wěn)定性的影響是非常巨大的，大量的實踐經(jīng)驗和施工報告分析我們可以看出，巖體構(gòu)造因素影響是造成滑坡等不安全現(xiàn)象的主要原因。一般施工單位在進行邊坡設(shè)計與建造時，通常都會對施工現(xiàn)場周圍的巖體情況進行深入的實地考察與研究，并通過較為全面的樣品采集和科學(xué)的巖層分析，判斷該區(qū)域是否適合進行露天技術(shù)礦山邊坡工程的施工。而工作人員的判斷依據(jù)也主要是根據(jù)巖體結(jié)構(gòu)面的表面性能是否足以抵抗自然因素和施工因素的影響，目前常見的不良巖體結(jié)構(gòu)主要是弱面結(jié)構(gòu)。這種弱面表面結(jié)構(gòu)很容易受到周圍惡劣自然環(huán)境的影響而產(chǎn)生分化或者表面開裂的現(xiàn)象，而一旦巖體表面裂紋積聚過多，那么對于邊坡的質(zhì)量和穩(wěn)定性便會造成極大的損害[3]。

2.2 巖性土層影響邊坡穩(wěn)定性

金屬礦山邊坡穩(wěn)定性不僅僅與巖體結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系，同時還會受到巖性土層及其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)與性能的影響，例如硅質(zhì)和鐵質(zhì)的巖性土層對于邊坡穩(wěn)定性的影響也存在著很大差異。而從根本上來看，巖性土層不同性能的差異產(chǎn)生原因主要在于不同類型的礦物質(zhì)，在地下通常會不同的連接形式組合到一起構(gòu)成主要的巖體結(jié)構(gòu)。這些物質(zhì)一部分采取了結(jié)晶連接的形式，而另一部分則是以膠連接的形式存在于金屬礦上周圍，常見的結(jié)晶結(jié)構(gòu)包括變質(zhì)巖等都可以用作良好的礦山邊坡搭建基礎(chǔ)，但是大部分的膠結(jié)結(jié)構(gòu)都會對巖體結(jié)構(gòu)以及邊坡穩(wěn)定性造成不良的影響，嚴(yán)重時甚至?xí)鸹坪突碌任ｋU現(xiàn)象。

2.3 后天自然因素影響邊坡穩(wěn)定性

在金屬礦山邊坡工程中，影響其穩(wěn)定性的后天自然因素主要包含地下水侵蝕、風(fēng)化、溫度變化以及來自自然環(huán)境的壓力因素。

其中風(fēng)化對于巖體表面結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生一定程度的破壞，在自然風(fēng)的影響下巖體表面層會在擴張力的作用下產(chǎn)生裂紋，一旦裂紋數(shù)量超過了限制便會極大的降低巖體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。而溫度的急劇變化則會使巖底內(nèi)部和外部受力不均，在膨脹和收縮的作用下便會導(dǎo)致巖體開裂。

而地下水侵蝕對于巖體結(jié)構(gòu)和礦山邊坡的穩(wěn)定性影響是最為嚴(yán)重的，水體在破碎的巖石結(jié)構(gòu)及裂紋中流動，時間久了便會造成裂紋的擴張和巖石顆粒的流失。這種侵蝕變化雖然緩慢，但是對于邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的長久影響確是值得研究人員重點關(guān)注的[4-6]。

2.4 人為因素破壞了邊坡穩(wěn)定性

人為活動對于露天金屬礦山邊坡穩(wěn)定性造成的影響也是非常顯著的，而大部分影響因素都來自于礦山開采過程中的爆破和機械設(shè)備運行。一方面隨著爆破的產(chǎn)生會使地下巖體結(jié)構(gòu)之間形成橫向滑移力，在滑移力的作用邊坡的穩(wěn)定性及安全性將會極大的降低，極易產(chǎn)生滑坡的危險事故。而另一方面，爆破和機械運行產(chǎn)生的震動會破壞巖體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和表面層穩(wěn)定，巖體結(jié)構(gòu)面會在震動的作用下產(chǎn)生一定的延展，同時大量的裂紋和空隙出現(xiàn)在巖體內(nèi)部中，使巖體結(jié)構(gòu)的安全性與可靠性達(dá)不到礦山邊坡施工的標(biāo)準(zhǔn)。

3 提高露天金屬礦山邊坡穩(wěn)定性的有效措施

想要從根本上解決露天金屬礦山邊坡穩(wěn)定性問題，便應(yīng)該盡量避免巖體強度下降和邊坡結(jié)構(gòu)與性能受損等問題，具體可分為以下幾點：首先，要進一步提高對巖體監(jiān)測的準(zhǔn)確性和精確程度，很多影響礦山邊坡穩(wěn)定性的因素都來自于巖體內(nèi)部細(xì)微的變化。其次，應(yīng)合理利用仿真模型，對巖體受損變化以及邊坡穩(wěn)定性破壞過程進行模擬與分析，進一步探究消除這些影響因素的辦法。同時，要提高礦山邊坡施工的實效性，時效性的提高可以降低自然環(huán)境因素以及地質(zhì)變化對邊坡工程的長久性不良影響。最后，有關(guān)部門及施工單位加強對邊坡工程的監(jiān)督與管理力度是最直接解決辦法，可以通過制定管理條例或者尋求專業(yè)管理部門的幫助，提高邊坡工程安全性和穩(wěn)定性的檢測與管理力度。

4 結(jié)語

綜上所述，露天金屬礦山邊坡穩(wěn)定性問題仍然值得相關(guān)建設(shè)企業(yè)重點關(guān)注，并且根據(jù)其不同影響因素應(yīng)采取針對性的有效措施進行消除。施工單位應(yīng)強化巖體結(jié)構(gòu)檢測以及邊坡工程管理效果，為現(xiàn)場施工人員安全及企業(yè)經(jīng)濟效益提供可靠保障。