淺析露天礦邊坡穩定工程安全技術措施

張 豪

（安徽宏泰礦山建設工程有限公司，安徽 池州 247000）

露天礦邊坡之所以會出現不穩定的情況，或是發生其他一些形狀變化的情況，和其周圍的地質條件，以及一些相關的環境因素有著非常密切的聯系，這些不確定的因素隨時可能發生變化，具有一定的復雜性和多變性，所以在很大程度上會導致不同的地理位置發生不同程度的邊坡變形，同時也會導致其位置發生一定的變化。因此，為了更好地探究露天礦邊坡失去平衡性和穩定性的原因，加強對防止邊坡穩固措施，提高邊坡的穩定性和生產的安全性，相關的工作人員必須要深入對露天礦進行調查和研究，從多方面角度尋找相關的影響的因素，制定出合理的解決方案，加強邊坡穩定工程安全技術措施的運用和發展。

1 露天礦邊坡工程的基本特征

1.1 邊坡工程具有臨時性

一般來說，露天礦的邊坡工程施工，是為了節省煤礦初期的開拓成本，減少基建項目的工程量與施工時間，使得露天煤礦能夠得到盡早的開采。因此，露天礦的邊坡項目多為臨時性的基建支護工程，所支護服務的時長會隨著露天礦的開采需求改變，所以每一個邊坡工程要求的穩定性也就由于實際需求的不同而大相徑庭了。邊坡工程的臨時性決定了其項目穩定性評價的時效性特點。

1.2 邊坡所在巖層存在可變形性

由于露天礦的開采難度相較井下煤礦而言降低不少，所以到了開采后期，露天礦對于邊坡工程的穩定性要求逐漸降低。不僅可以允許邊坡所在巖層的沉降變形，還不會過度修復巖層自身的塌陷與損壞，只要邊坡工程的變形程度不影響到煤礦的安全開采，至少在露天礦的開采年限到期前不出現大滑坡事故就可以。使用最低要求與最低工程量的邊坡支護來保障露天礦生產的經濟利益最大化。

1.3 邊坡工程建設具有復雜性

除了邊坡工程所在地質結構的空間分布隨機，巖層可能出現沉降變形外，露天礦的邊坡工程的復雜性還表現在兩個方面。首先，由于露天礦開采自身的特性，大多露天礦的上部邊坡都會進行人為提高坡度、封閉洼地、內部排土等操作，配合下方的井下開采，就會讓整個邊坡暴露在采礦巖的擾動范圍，可見邊坡工程人為活動的多樣性。其次，由于季節性的大量降水，會誘發地下水位的變化，水壓增高而帶到巖體震動爆破，被破壞損害。可見邊坡工程受周邊環境影響的耦合性。

1.4 邊坡穩定性評價的階段性

正常情況下，煤炭的開采作業會始終貫穿于礦山的整個服務年限。能夠露天開采的礦山而言，煤炭開挖本身就是一種最搞笑、最直接的項目探測、挖掘活動。隨著礦層的不斷深入挖掘，隊伍中的地質人員也會隨之不斷深入對礦山當地地質結構的了解與認識，具有階段性。由此可知，邊坡工程的穩定性評價也是隨之動態變化的，需要根據不同階段的煤炭開采、地質勘測活動來進行穩定性調整。

2 影響邊坡工程穩定的要點因素

2.1 所在巖層的地質構造

邊坡工程是否穩定，受所在巖層的結構體、結構面以及構成的巖體影響。由于露天礦邊坡結構具有一定的坡度，其滑動面有可能會把坡體內部的結構體剪斷，這與結構體自身自帶的抗剪強度有關聯。而由邊坡側面與邊坡頂面組合而成的便是結構體，其具有一定形態，如果出現大暴雨或雷雨大風天氣，就極有可能出現山體滑坡災害。塊狀結構的邊坡巖層才能確保其穩定性，一般該結構巖體多為完整度高的。露天礦的邊坡巖體屬于層狀結構的巖層。其穩定性的評價確定與層面性質、層面與邊坡的相對位置息息相關，如果層面傾角不大于邊坡傾角，那該露天礦的邊坡就有較不穩定，因此，要注意打造穩定性較好的頂幫邊坡和端幫邊坡。

2.2 開采期間的震動力量的影響

在對礦山進行挖掘和開采的過程中，如果實施爆破工程的話，對礦山的邊坡會帶來一定程度的影響，主要體現在以下幾個方面。第一是因為在進行爆破工作的過程中，其會產生一定的震動力量，而這種力量會加大邊坡的滑動力。第二是因為爆破工作具有一定的破壞性，所以容易導致邊坡巖體遭到一定程度是損壞，不但會弱化巖體的強度，而且很容易出現裂縫，雨水和地下水也會因此沿著這些縫隙慢慢地流進巖石當中，促進了巖體風化的速度。

2.3 邊坡中水體的影響

眾所周知，邊坡巖石里包含了一定的水分，而這些水通常情況下是由結合水和自由水構成的，所以水在很大程度上會影響露天礦邊坡的穩定程度。如果巖體內存在的水分比較多，那么極易給巖石帶來較為深層次的影響，比如說，會大大增加巖體的密度，會弱化巖石，減弱巖體的抗剪能力，同時也會加大邊坡所產生的動水壓力和靜水壓力，從而導致露天礦邊坡出現滑坡的問題。在一般情況下，露天礦出現邊坡滑坡的問題和事故，通常會發生在雨季和解凍的時候，所以工作人員應該及時對礦山進行排水疏通，防止水分給露天邊坡帶來不良的影響。

3 探究邊坡穩定性的分析方法

3.1 工程地質分析

所謂的工程地質分析，就是工作人員需要去施工現場對地質進行細致地勘察和探測，從而有效地分析出會影響該礦山邊坡穩定程度的一些要素，可能出現的一些形狀破壞和變化的方式，或是找出導致地質體發生變化的原因以及演化的規律等。根據對工程地質的詳細分析，從而確定邊坡穩定性的情況和未來的發展趨勢。

3.2 極限平衡分析

所謂的極限平衡分析，這是在開展邊坡穩定性分析的過程中比較常用的一種方法和手段。從大范圍的角度來說，這種方法也屬于一種數值分析法，但是因為其具備了較大的實用性質和通用性質，所以人們普遍將其當成是一種獨立的研究分析方法。通過極限平衡的方法，可以假設礦山的邊坡存在滑動面，但是其又處在一種極限平衡的狀態當中，然后把邊坡分成具有垂直邊界的剛體條塊，根據實際情況創建條塊之間達成靜力平衡的方程，最后進行精確的計算得出邊坡的安全系數。

4 確保露天礦邊坡穩定性的安全技術措施分析

4.1 科學控制邊坡的角度大小

為了提高露天礦邊破的穩定性，確保生產的安全性和可靠性，施工人員必須要科學控制好邊坡的角度大小。在明確邊坡大小的過程中，需要根據邊坡的巖石性質、構造特點以及巖石力學的強度參數等因素，來確定工作幫坡角和最終幫坡角的大小。針對以一些內排土場松散物料的邊坡，將兩個或者兩個以上組成臺階，而整體幫坡角需要保持在十八度到二十度之間，并通過一系列的科學計算，確保采區設置的合理性。

4.2 保證排水疏干工作的落實

為了提高露天礦邊坡的穩定性，還要保證施工場地的排水疏干工作要落實到位，確保水不會聚集在采場。所以在進行施工的過程中，應該在合理的位置設置排水溝和截水溝，使其可以和主要的泄洪河道相通，并且要保證和邊坡部位要有一定的距離，不會對邊坡帶來不良的影響。為了防止因為地下水壓而造成的露天礦邊坡的形變問題，以及軟巖邊坡出現蠕動變形的情況，施工人員還應該對施工礦地進行疏干和減壓，可以采取集水井或是平孔排水等一些方法，保證在滑坡范圍內不會出現水，從而來提高邊坡的穩定性。

4.3 加強露天礦山企業相關制度的完善

提高露天礦邊坡的穩定性和安全性，必須要有強有力的制度作為保障和支撐，因此，相關的管理部門應該加強對露天礦邊坡施工相關制度的完善，才能促進企業的安全化生產和發展。一套完整的制度建設，需要具備相關的獎勵機制、責任追究機制、施工規范機制等，將日常生產過程中可能出現的問題納入到制度規范當中，才能有效的促進露天礦山開發的安全性，促進工作人員的施工行為的合理性，為礦山企業帶來更多的經濟效益。

4.4 加強對礦山作業的監督和管理

要想保證露天礦開發的安全性，提高邊坡的穩定性，除了要具備完善的制度以外，還需要根據制度的要求，加強對礦山作業的監督和管理，才能促進企業的長久發展。露天礦整體生產建設的安全規范離不開對露天邊坡的安全標準化，因此，施工人員應該加強對邊坡穩定性安全標準化的規范。例如，在實際的施工過程中，要監督施工人員必須要嚴格遵循開采的設計方案，并且還要留出充足的保安平盤和作業平盤的寬度，及時調整和控制每個工作幫和非工作幫的邊坡角。技術人員在監督巡視的過程中，發現問題要及時上報，并制定出相應的緊急治理方案。

5 結語

綜上所述，在挖掘和開采露天礦的過程中，必須要考慮到露天礦邊坡穩定性的問題，只有保證邊坡工程的安全性，才能順利地進行后期的開采工作。在采取措施穩定邊坡的過程中，施工人員要加強對實地的考察，認真分析巖層的地質構造，科學控制好邊坡的角度大小，保證排水疏干工作的有效落實，同時，也要加強對制度的建設和完善，加強對礦山作業的監督和管理。