露天矿滑坡的原因和防治

胡大治，蒋 勇

（河南省地矿局第五地质勘查院，河南郑州450001）

露天矿滑坡的原因和防治

胡大治*，蒋 勇

（河南省地矿局第五地质勘查院，河南郑州450001）

露天矿的开采，是把矿岩划成一定厚度的水平层，自上而下逐层开采，在露天矿场的周边形成阶梯状的台阶，多个台阶组成的斜坡就是露天矿边帮即露天矿边坡。由于边坡过高、过陡，导致边坡稳定性事故时有发生，如果不对这些边坡加以安全管理和采取有效的治理措施，就会严重影响露天矿山的安全生产和健康发展。

露天矿滑坡；原因和防治；事故处理

1 露天矿边坡的特点

（1）露天矿边坡一般比较高，从几十米到几百米都有，走向长从几百米到数公里，因而边坡暴露的岩层多，边坡各部分地质条件差异大，变化复杂。

（2）露天矿最终边坡是由上而下逐步形成，上部边坡服务年限可达几十年，下部边坡则服务年限较短，底部边坡在采矿时即可废止，因此上下部边坡的稳定性要求也不相同。

（3）金属矿的边坡岩石主要是火成岩、变质岩，岩石坚硬强度高，但岩体的断层、节理发育，滑坡常沿断层、解理发生。露天矿的边坡岩石主要为沉积岩，层理明显，软弱夹层较多，岩石强度较低，滑坡主要沿层面、软弱夹层发生。

（4）露天矿每天频繁的穿孔、爆破作业和车辆行进，使边坡岩体经常受到震动影响。

（5）露天矿边坡是用爆破、机械开挖等手段形成的，坡度是人为地强制控制，暴露岩体一般不加维护，因此边坡岩体较破碎，并易受风化影响产生次生裂隙，破坏岩体的完整性，降低岩体强度。

（6）并且边坡的不同地段要求的稳定程序也不相同，露天矿边坡的稳定性随着开采作业的进行不断发生变化。

2 露天矿滑坡的危害

露天矿山的边坡直接影响到矿山的安全生产，由于边坡不稳定因素的影响和边坡安全管理的不善，将会导致露天矿边坡岩体滑动或崩落坍塌，有的切断运输线路，有的推倒、掩埋或破坏设备，破坏地面建筑，甚至迫使矿山停产，给人员安全、国家财产和矿产资源带来严重的危害和损失。

3 造成滑坡事故的原因

3.1 确定边坡角不合理

边坡角设计过缓，边坡稳定性较高但增加剥离工作量和成本，但可减少边坡维护费。增大边坡角，稳定性较差，剥离工作量和剥离成本减少，但带来人身和设备不安全。

3.2 地质因素对边坡的影响

岩体是由多种岩石所组成，岩体中存在着各种结构面，结构面在岩体中分布和多寡，影响边坡岩体的稳定性。大量滑坡实例表明，滑坡体的滑动面和边缘轮廓都是受岩体的结构面控制的。

3.3 岩体中的地下水

地下水能改变岩石的物理力学性质，在岩体的裂隙中产生静压力和浮力作用，地下水在破碎岩体中的裂隙内流动时，这些坡碎岩将受到水的动压力作用，从而使边坡的稳定性降低。

3.4 爆破作用

由于爆破产生的地震可以使岩体的节理张开，甚至使岩石破碎，影响边坡稳定。

3.5 边坡的几何形状

露天采矿中，当坡面角不变时，边坡愈高愈不稳定。当边坡高度不变时，边坡角愈大愈不稳定。从水平断面看，边坡愈多愈不稳定，这是因为凡突向采场的边坡易受拉而破坏，不利于边坡的稳定。

3.6 影响边坡的其它因素

有管理方面的因素，如超挖坡脚、在边坡上部堆置废石和设备、建筑房屋等，风化作用的影响，地震活动的影响，都会降低边坡的稳定性。

4 露天矿滑坡的预防和治理

4.1 露天矿滑坡的预防

确保露天矿边坡安全是一项综合性工作，包括确定合理的边坡参数，选择适当的开采技术和制定严格的边坡安全管理制度。

（1）确定合理的台阶高度和平台宽度。合理的台阶高度对露天开采的技术经济指标和作业安全都具有重要的意义。确定台阶高度要考虑矿岩的埋藏条件和力学性质、穿爆作业的要求、采掘工作的要求，一般不超过15m。

平台宽度不但影响边坡角的大小，也影响边坡的稳定。工作平台宽度取决于所采用的采掘运输设备的要求和爆堆的宽度。

（2）正确选择台阶坡面角和最终边坡角。台阶坡面角的大小与矿岩性质、穿爆方式、推进方向、矿岩层理方向和节理发育情况等因素有关。工作台阶坡面角的大小在各类矿上安全规程都做了详细的规定。在一般情况下，其大小取决于矿岩的性质：松软矿岩，工作台阶坡面角不大于所开采矿岩的自然安息角；较稳定的矿岩，工作台阶坡面角不大于50°；坚硬稳固的矿岩，工作台阶坡面角不大于75°。

最终边坡角与岩石的性质、地质构造、水文地质条件、开采深度、边坡存在期限等因素有关。由于这些因素十分复杂，因此通常参照类似矿山的实际数据来选择矿上最终边坡角。

（3）选用合理的开采顺序和推进方向。在生产过程中要坚持从上到下的开采顺序，坚持打下向孔或倾斜炮孔，杜绝在作业台阶底部进行掏底开采，避免边坡形成伞檐状和空洞。一般情况下应选用从上盘向下盘的采剥推进方向，做到有计划、有条理的开采。

（4）合理进行爆破作业，减少爆破震动对边坡的影响。由于爆破作业产生的地震可以使岩体的节理张开，因此在接近边坡地段尽量不采用大规模的齐发爆破，可以采用微差爆破、预裂爆破、减震爆破等控制爆破技术，并严格控制同时爆破的炸药量。在采场内尽量不用抛掷爆破，应采用松动爆破，以防止飞石伤人，减少对边坡的破坏。

（5）矿山必须建立健全边坡管理和检查制度。当发现边坡上有裂陷可能滑落或有大块浮石及伞檐悬在上部时，必须迅速进行处理。处理时要有可靠的安全措施，受到威胁的作业人员和设备要撤到安全地点。

（6）设立专人负责边坡的管理工作。矿山应选派技术人员或有经验的工人专门负责边坡的管理工作，及时清除隐患，发现边坡有塌滑征兆时有权制止采剥作业，并向矿上负责人报告。

（7）加强安全技术措施和定点观测。对于有边坡滑动倾向的矿山，必须采取有效的安全措施。露天矿有变形和滑动迹象的矿山，必须设立专门观测点，定期观测记录变化情况。

4.2 露天矿滑坡的治理

滑坡防治方法根据其特征可分为3类：一是减小滑体下滑，增大抗滑能力；二是增大边坡岩体强度；三是用人工建造支挡物以加固不稳定边坡。

（1）用锚杆或锚索加固边坡。锚杆是一种高强度钢杆，而锚索则是一种高强度的钢索或钢绳。锚杆有两种：普通锚杆（长度1～1.5m）和预应力锚杆。锚杆（长为2.5～3m），锚杆也可采用砂浆钢筋锚杆或其它型式的锚杆，锚杆可以和锚索配合作用。

这种方法可使用于明显弱面的加固，普通锚杆多用于加固台阶边坡；预应力锚索因长度可达百米，适用于加固大型滑坡。

（2）用抗滑桩加固边坡。抗滑桩可用木材、钢材和钢筋混凝土制做，这种抗滑桩具有布置灵活，施工不影响滑体稳定性，施工工艺简单、速度快、工效高等优点，可以配合其它方法使用。

（3）用喷射混凝土加固边坡。喷射混凝土多是对边坡进行表面处理，它可以及时封闭边坡表层的岩石，使其免受风化、潮解和剥落，同时又可加固岩石提高岩石强度，可以单独使用也可和锚杆配合使用。

（4）挡墙防止滑坡。挡墙是一种人工构筑的墙，是依靠本身的重量及其强度来抵抗滑坡体的下滑力和倾倒，可单一用于小型滑坡的阻栏物，也可做大型滑坡防治的综合措施之一。

（5）用注浆法稳定滑坡体。这种方法就是通过一根注浆管把浆液注入到边坡岩体的裂隙中去，当这些注浆液在裂隙中凝结硬化后，能把一些破碎岩石粘结为一整体，提高围岩强度，同时可以堵塞地下水通道，减少水对边坡的危害。 （6）采用控制爆破技术防治滑坡。采用控制爆破技术，可以减少由于爆破而引起的边坡失稳。

（7）采用排水疏干的办法防治滑坡。水是产生滑坡的主要因素之一，为此要排除地表水，防止水渗透到岩体中去；另一方面，又要积极排除地下水。

5 露天矿滑坡事故的处理

（1）首先应撤出事故范围和受影响的人员，并设立警戒，防止无关人员进入危险区。

（2）积极组织人员抢救被滑坡埋压的遇险人员。抢救人员要遵守“先易后难，先重伤后轻伤”的原则。

（3）认真分析造成滑坡的主要原因，并针对性地制定安全救灾措施。

（4）在抢险救灾前，首先检查采场架头顶部是否存在再次滑落的危险，如存在较大危险应及时进行处理。

（5）在整个抢险救灾过程中，在采场架头上、下都应选派有经验的人员观察架头情况，发现问题要立即停止抢险工作。

（6）应采取措施阻止滑落的矿岩继续向下滑动。

（7）在危险区范围内进行抢险工作，应尽可能使用机械化装备，并控制抢险工作人员人数。

TD824.7

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1004-5716(2015)04-0007-03

2014-03-31

胡大治（1977-），男（汉族），河南平顶山人，工程师，现从事安全管理技术工作。