露天金屬礦山開采邊坡安全技術

秦俊峰

（中鐵十九局集團礦業投資有限公司，北京 100000）

0 引言

當前，有關部門非常重視礦山開采這種危險系數較高領域的安全問題，尤其是露天金屬礦山開采邊坡過程中礦體條件不斷發生變化，同時露天礦也更容易受到外界的影響，因此，探究露天金屬礦的邊坡穩定性對露天金屬礦的安全生產和經濟效益有著關鍵的作用。

1 露天金屬礦山邊坡的特性分析

1.1 影響邊坡穩定性的因素

歸類影響邊坡穩定性的因素，主要包括內在因素和外在因素兩個方面。內在因素主要是指巖體的性質、結構、風化以及初始應力，邊坡的坡度和地質構造等。外在因素包括環境因素和相關的人為因素。

1.2 穩定性不斷變化

在露天金屬礦山開采過程中，其邊坡穩定性持續發生變化，隨著塹溝逐漸加深、出入坑線逐漸降低、巖體逐漸變形導致操作平臺的復雜程度不斷提高。露天礦邊坡的穩定性也必定會不斷發生變化。邊坡的穩定性關乎邊坡的安全系數以及工作人員的生命安全。

1.3 邊坡滑動方式

根據作用機制和最終破壞方式，邊坡滑動方式主要有以下3 種類型：①圓弧形下滑，最終邊坡形狀呈現的狀態為圓弧狀；②楔體下滑，下滑時巖體與邊坡呈楔體形相交，可能是兩組相交也可能是兩組以上相交；③平面直線型下滑。

2 露天金屬礦山開采邊坡技術

2.1 高臺階采礦技術

近年來，我國金屬礦山開采生產技術不斷創新和發展，露天金屬礦開采邊坡使用的機械設備也在更新換代，且設備規模不斷擴大，因此，技術人員應該合理選擇與采礦技術相適應的設備，保證露天金屬礦邊坡開采工作的順利開展。在使用高臺階采礦技術時，需要注意以下技術要點：①要嚴格遵守使用高臺階采礦技術的流程規定，在掘進時根據從上到下的順序進行，并同步完成開采，在單次掘進的過程中技術人員需要合理控制掘進深度，防止掘進過深或過淺而影響開采下一層次[1]。②要根據實際施工場地的情況，選擇適合的挖掘設備，并且要把高臺階的高度控制在適合設備操作的范圍中。

2.2 陡幫開采技術

因為部分露天金屬礦邊坡開采初期所使用的開采技術不夠完善，或者開采年限比較久，造成開采工作進度緩慢，效率不能得到有效提升。陡幫開采是對于許多露天礦開采初期剝巖量較大、剝采比不平衡的現象而產生的，運用陡幫開采技術，可以有效均衡采礦工程的剝采比，推遲剝巖量，從而為金屬礦山企業節約更多資金，促進邊坡更加穩定。對于陡幫開采技術的運用，應注意以下要點：①應該選擇合適的作業方式，目前陡幫開采的作業方式主要有組合臺階開采方式、傾斜條帶開采方法以及并段穿爆、分段采裝等，技術人員應在開采前期深入了解礦體分布、面積、深度等參數信息，進行分析后選擇較為恰當的開采作業方式[2]。②合理控制臺階的長度、寬度，技術人員應根據之前開采作業的經驗，了解臺階的寬度和平盤寬度為反比關系，為保證開采工程具有足夠的安全性，需要合理控制作業平臺的寬度，使開采工作順利進行。

2.3 爆破技術

首先，有關工作人員進行在爆破工作之前，要全面勘查記錄礦山采礦區域的環境、地質和地理形勢等，從而更有針對性地開展爆破工作。還應該安排相關的專業技術人員檢查爆破設備，并定期維修更換。其次，應設計科學合理的爆破方案，設計方案是進行露天礦山開采邊坡處施工爆破的前提。設計方案必須嚴格遵循安全的原則，確保爆破工作安全進行。還必須不斷根據預先勘測好的數據和以往的爆破方案優化設計方案。并且在設計方案中，足以明確的具體的流程，精準進行爆破，以保證礦山邊坡的穩定[3]。另外，可以使用斜孔形式爆破。根據以往在露天礦山開采的爆破施工中的一些經驗可知，要想進行大范圍的爆破，使用垂直爆破遠不能滿足要求，還必須采用斜孔的形式進行爆破。采用斜孔爆破相比較于垂直爆破有很大的優勢，具體表現在能夠使爆落的物塊的大小均勻和爆破比較穩定等，而且不影響邊坡的穩定性。

2.4 排土作業

在露天金屬礦邊坡開采工作中，排土技術也是比較重要的環節之一，具有較強的實用性，排土工作的最終效果直接影響開采區域周邊的安全性。目前我國有著較多實用性較強的排土技術，比如，利用汽車和推土機形成配合排土，或利用推土機和卸料機形成配合排土。前者的使用范圍比較廣泛，具備靈活性高、機動性強和適合爬升等優點，可以在不同的生產環境中應用。有關工作人員需要注意，在開展實際作業之前，需要維修保養以及調試好所需使用的機械設備，從而確保排土工作的穩定性和連貫性，以免在工作中出現故障中斷，進而影響采礦工作整體開展進度。

3 露天金屬礦山開采邊坡安全問題

3.1 難以保障邊坡的穩定性

對于露天金屬礦邊坡開采工作而言，只有確保礦山邊坡的穩定性，才能有效降低發生滑坡和其他邊坡事故的概率。在實際作業中，隨著露天金屬礦邊坡開采工作的進行，開采區域的裸坡高度隨之增加，爆破振動增多，開采深度加深，地下水和土壤壓力產生變化，進而改變了邊坡的穩定性，嚴重影響采礦作業的安全性[4]。目前，由于科學技術的不斷進步，多數露天金屬礦山已逐步從地面傾斜向深凹的豎井轉變，邊坡的坡度越來越大，極易可能損壞邊坡，而且滑塊的比例也會增大，也就更容易出現滑坡現象，進而邊坡的安全性更難控制。

3.2 沒有良好的管理規范

如今，露天金屬礦山邊坡開采已經實現了全面機械化管理，并且許多機械設備在應用過程中的安全等級也得到了提升，為了確保金屬礦山邊坡開采安全，需要規范操作機械設備。但是在實際的生產作業中，部分工作人員由于自身缺乏安全意識，沒有形成良好的安全管理規范，也缺少相應的安全指導，導致了工作人員的安全意識比較低，沒有形成良好的安全管理氛圍。在開采過程中操作設備不夠規范，造成了安全事故的出現，不僅會威脅工作人員的生命安全，也會給企業帶來一定的損失。

3.3 設備管理不到位

在金屬礦山邊坡開采過程中面臨的環境復雜，并且開采工序、開采環境都是造成安全問題的關鍵原因。在開采過程中，為了達到開采效率，企業會使用到許多的機械設備，一旦機械設備的質量不符合相關標準，就會導致開采效率的下降，也不能保障開采現場的安全性。另外，在開采過程中，許多工作人員選用的機械設備存在不合理的情況，造成設備不符合開采標準，這一現象也會給邊坡開采工作造成不好的影響。

3.4 施工管理缺乏嚴謹性

①露天金屬礦山企業對目前工作人員的安全管理以及培訓不夠充足，導致了部分工作人員自身的安全意識較差，在金屬礦山邊坡開采過程中面臨的危險性極強，如果不能做好工作人員的安全培訓，就很有可能造成工作人員掌握的安全技術不足，很難落實金屬礦山邊坡開采的規范化工作，進而引起了安全事故。②安全管理制度建立不夠全面，在金屬礦山邊坡開采過程中，一些工作人員不夠重視小型安全事故，只是進行了簡單處理便繼續投入開采過程中，這樣會造成安全隱患的增加，并且許多工作人員自身的安全責任意識比較差，不能滿足礦山開采安全性的分析，造成在開采過程中受到不良影響[5]。③在金屬礦山邊坡開采過程中，沒有根據安全管理問題設置專門的管理部門，只是由其他部門負責金屬礦山邊坡開采的安全管理，而其他部門需要針對礦山開采的進度、質量等進行分析，從而忽略了對安全工作的管控。

3.5 安全標準化建設發展緩慢

在露天金屬礦山邊坡開采過程中，為了符合安全標準化體系的執行需要，投入較多的資金，滿足礦山管理的科學性和合理性。但是，許多企業在管理過程中不夠重視安全管理工作，并且許多企業只是追求眼前的經濟效益，忽略了安全生產的投入，并不愿意將過多的資金投入建設安全生產標準化方面。這一情況會造成金屬礦山邊坡開采過程中，很難建設安全標準化體系，不能滿足露天金屬礦山安全管理的要求，使開采工作人員的生命安全面臨著較大的威脅。

4 露天金屬礦山邊坡開采技術安全措施

4.1 防止邊坡坍塌

①在正式開展露天礦山邊坡開采作業過程中，要求所有參與工作的人員嚴格按“采剝并舉、剝離先行”及“自上而下、分層開采”兩項基本原則進行；②在實際邊坡開采期間，如果其中存在軟弱巖石、破碎帶等情況，需要在原有的臺階基礎上再次減緩，使其形成坡面角。對于局部坡面角，可在自然安息角的允許數值下，相應地處理其中存在的危石，也可以根據開采實際選擇加固方式進行處理；③露天金屬礦邊坡開采工作盡量避免在雨季進行，主要是因為雨季開采容易出現邊坡失穩的情況，造成礦體出現崩塌，引發不必要的安全事故。其次，如果開采期間出現臺風或暴雨等惡劣性質天氣，要立刻停止開采，并把開采工作用到的機械設備轉移到安全區域；④完成邊坡開采作業后，還要做好邊坡復綠工作，目的在于防止發生水土流失情況，預防邊坡坍塌、滑坡等事故的發生[6]。

4.2 預防水害

①對于露天金屬礦山邊坡開采工作而言，需要對當前礦山制訂有針對性的水文地質資料檔案庫，每隔一段時間，就要根據礦體開采情況制定相應的防排水措施，并做好對防排水措施執行力度的檢查工作；②在露天金金屬礦山所在區域的采場外部、排土場周邊設排水溝和截水溝，采場最終平臺內側的排水溝設計應嚴格按設計標準進行，在采礦期間，需要檢查排水設施是否完整，如果存在排水設施損壞的情況，需要在第一時間進行處理，如果遇到暴雨天氣，需要安排工作人員做好排水溝清理工作，以確保排水設施保持通暢狀態，以免出現積水，造成不必要的事故。

4.3 加大設備的投入

如今，科學技術不斷發展，我國的露天金屬礦山邊坡開采中技術和工藝也逐漸完善，市場上有著各式各樣的機械設備，這些機械設備能夠作為露天金屬礦山作業的輔助設備，從而提升作業的機械化水平。由于實現了金屬礦山機械化開采，造成在邊坡開采工作中，操作機械會存在一定的安全風險，因此對安全管理提出了更高的標準，為了確保金屬礦山邊坡開采的安全管理符合現代化的特點，每個金屬礦山企業都需要加大安全技術和設備方面的投入，持續更新最先進的安全技術和設備，確保安全防護工具、生產設備和設施等具有先進性，從而在發生安全事故的時候，先進的防護工具和安全設備等能夠發揮充分的保護功能。

4.4 完善開采監管工作

露天金屬礦山邊坡開采中需要制定安全管理機制，并嚴格執行，利用安全管理制度加強對露天金屬礦山的管理。通過安全檢查能檢查出施工現場是否符合安全標準，比如，在使用施工設備前進行檢修、清理干凈邊坡土渣以及檢查邊坡防護墻施工標準。但是部分地方依然存在問題，比如，在探測發現豐富的金屬礦物后，一些企業會激進開采，沒有考慮自身開采條件和防護水平，貿然的開采會造成塌方和滑坡的發生。因此，需要制定嚴格的施工制度，完善開采監管工作。

4.5 優化開采技術優化，嚴格遵循監督管理

為了有效控制露天金屬采礦區，應該對采礦臺階的高度進行限制，并制定合理的開采流程，根據科學的發展方向，對采礦順序嚴格執行。雖然是同一礦山，但是礦山邊坡的自然地形、水文地質環境條件和土壤應力條件等也會有較大區別。另外，每處邊坡和巖體的地質環境也不一樣，造成邊坡被破壞的情況非常復雜。因此，企業應該建立安全檢測小組，定期到開采現場檢測邊坡的安全性和穩定性，全面落實相關的管理政策，排除各種安全隱患，對于安全責任落實不到位的情況，要進行整頓。

5 結語

綜上所述，由于社會對礦產資源的需求不斷增加，因此，如何提升開采安全和效率，是露天金屬礦邊坡開采的關鍵問題。本文分析了露天金屬礦邊坡特征之后，從巖體構造、巖性土層和人為影響探究了影響邊坡安全的原因，提出了開采中防止邊坡坍塌的有效措施、預防水害的有效措施、開采監管各種的完善、開采技術的優化等嚴格遵循監督管理等露天金屬礦山邊坡開采技術安全措施，希望促進礦山企業經濟效益和社會效益的提升。