分析高陡边坡下采矿安全问题及处理

沈斌

摘 要：在高陡边坡下实施采矿的相关工作，会产生很多的隐患和安全问题，也是采矿事故发生最多的因素。由于地质结构以及岩体结构之间会存在很大的差异性，空采区域的位置以及应用的开采方式有很大的不同，所以产生的情况和后果也各不相同。有时会产生崩塌情况、有时会产生滑坡的情况。甚至地表出现了开裂，但是边坡以及山体还非常稳定。因此，对于高陡边坡下怎样才能全面保证采矿的安全性要给出深入的探究，制定相应的解决措施。所以，本文针对高陡边坡下采矿安全问题及处理做出了进一步探究，对工程概况、边坡变形安全监测、爆破震动安全以及监测给出了详细的分析。

关键词：高陡边坡；采矿安全；问题；处理

中图分类号：TD861.1 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）20-0194-02

高陡边坡下实施采矿工作，会存在一些安全方面的问题，所以对于高陡边坡下的采矿工作，为社会非常关注的问题。在近年来出现的多起安全事故中，采空区上边坡稳定问题，一直引发安全事故的重要因素。在对采空区上边坡场进行详细的分析之后，发现并不是所有的采空区上坡都会产生事故。因为地质结构以及岩体结构之间会存在很大的差异性，空采区域的位置以及应用的开采方式有很大的不同，所以产生的情况和后果也各不相同。有时会产生崩塌情况、有时会产生滑坡的情况。甚至地表出现了开裂，但是边坡以及山体还非常稳定。所以说，空采区上边坡的稳定性是非常复杂的一项问题，针对不同情况产生的安全问题，要制定不同的解决策略。

1 工程概况

某露天采矿场当中，由20世纪70年代的山坡露天矿转为了深凹露天矿进行开采，开采最低的区域已经到了-168m，边坡的最高处已经达到了440m，其高陡情况非常严重。当前，东露天采场已经实施了闭坑，转为地下进行开采的形式，但边帮的区域有非常多的挂帮矿体，为了对资源进行回收，要针对北帮的2挂帮矿体实施扩帮。2挂帮矿体主要为尖山主矿体当中留下的残留矿，走向大约有65m，其厚度有45m左右，并且矿体被整个大断层横穿。因为挂帮矿赋存的条件，存在一定的特殊性，在实际开采的过程中，一直都是需要重点探究的問题，其中涉及到了地质学以及采矿工程、岩土工程安全性等众多个问题。采矿边坡当中的挂帮矿，为强制进行开采的行为，存在的安全问题主要包括两个方面：①为在采动条件下坡，对岩体自身的稳定性进行保留；②在回采的过程中涉及到的安全问题。两者相互之间存在很大的联系，相互之间进行影响，只有保障两者的绝对安全，才能真正实现进高效开采的目标。

2 边坡变形安全监测

在对露天况进行开采的过程中，会受到很多安全因素的影响，在各项因素的共同影响下，会导致岩体发生破坏的情况，出现严重的边坡变形，其中导致边坡失去了稳定性，出现了滑坡等安全事故。因为边坡变形是从微观变形慢慢向宏观变形进行转化的一项过程，通常情况下，从发生自变形一直到最后失去稳定性，会经历一段时间[1]。所以，在产生变形的过程中，要使用恰当的形式对其实施监测，以便对变形的过程进行严格的控制，保障边坡的稳定性。利用变形监测的实施，还可对边坡变形的变化以及发展的规律进行掌握，及时预报变形的情况防止边坡失去稳定性，提升安全性。

2.1 监测的具体方案

结合当前已经有的设备和工程需求，变形监测的重点项目为表层岩体水平以及垂直位移监测。

2.2 布置测点的原则

边坡监测断面一般会在地质条件比较差的地方。由于在该项工程当中，2挂帮矿的实际开采工作，会因为断层产生很大的影响[2]。开采区边坡被破坏的形式为散体塌落以及侧向楔形破坏。所以，对于制定的监测方案，要对正上方当中的岩体变形和断层上盘因开采产生的侧向变形给予高度的重视。

2.3 监测设备

应用矿山当中现有的设备，检测仪器为瑞卡徕卡TPS400电子全站仪。

2.4 监测的具体要求

监测的具体周期可以每月进行一次，在雨季和测量发生异常的情况下，要提升测量的密度[3]。在完成测量之后，要做好相应的记录，明确记录好其中的控制点以及观测点，标记好坐标等，以便对时间和气温等进行详细的观测。

2.5 监测数据以及分析

结合实际的开采进度，对于边坡的监测，获取了挂帮矿开挖过程当中的边坡变形数据。结合露天矿的相关监测方式，可对计算成果表格进行构建，经过详细的分析统计之后，便可获取2挂帮矿开采当中的边坡变形特征。

（1）在对挂帮矿进行开采的过程中，边坡会发生相应的变形，特别是在断层处的边坡，产生的变形非常大。

（2）边坡的变形向开挖临空面推进，变形的具体量与边坡所在的区域位置以及高程有着直接的关系。

（3）结合回归分析，X、Y、Z三向累计位移量会逐步稳定，这时产生滑坡的可能性逐渐减小。

3 爆破震动安全以及监测

3.1 爆破参数的相关优化设计

在一定的工程地质条件当中，矿山当中容易产生不同的爆破振动，对高陡边坡的稳定性会造成十分严重的影响，特别是在裂缝比较多，以及出现破碎的发育带当中，产生的后果会更加严重[4]。该露天矿的相关开采工作为在之前的采场高陡坡下实施的，加之断层对矿体进行横穿的情况，要对回采爆破给予保障，以便提升高陡边坡的稳定性。所以，要使用减震控爆的相关技术，对爆破的参数进行详细的优化，以便对爆破的震动危害进行减小。

（1）在境界线当中，有条件的需要使用预裂爆破，可产生一条裂缝，以便隔绝爆破地震波向保留岩体的相关传播。对于光面爆破的使用，可最大程度的减少爆破对边坡产生的危害。

（2）要对生产爆破的最大用药量进行严格的控制，使用勤放炮以及放小炮的形式，对爆破的危害进行严格控制，一次最大用药量不能小于600kg。

应用单排逐孔进行爆破，可將单响的最大用药量减小。简单来说便是，每次一排炮孔进行爆破，并将前断和后断的起爆时间，在最开始的时候，使用最大级级别的雷管，并设置好跳段。

3.2 爆破震动的监测工作

（1）测试系统。爆破振动测试使用最多的为电测法，应用磁场当中敏感元件的相对运动，使振动和产生构成电信号，之后利用二次仪表以及记录装置，获取相应的振动信号。

（2）监测设备，监测仪器为TS3850爆破振动仪。

3.3 监测结果分析

（1）在对挂帮矿实施爆破开采的过程当中，不同测点当中的垂直方向振速与水平振速并没有太大的差别，其中最大的振动速度比危险边坡临界振动速值还小，所以可认为当前的爆破参数是可以实施的[5]。

（2）爆破主振动的频率与边坡的自振频率进行比较，会更大一些，所以边坡不会被破坏[6]。

（3）爆破振动的持续时间，通常会保持在500ms以内。

4 结束语

总之，在对采空区上边坡实施详细分析的过程中，要对高陡边坡下相关采矿工作的安全性给予高度的重视。其中要对采矿区域的地质情况、岩体情况等实施详细的分析，并结合岩层被破坏的实际情况，制定相应的解决措施。对于某些开采方式的应用，会由于采空区面积的增长逐渐增大，不断对力的作用进行传递，最后边坡便失去了稳定性。由于这一过程是从微观慢慢开始变化的，所以应用监测的形式对其进行控制，以前对其变形等有所了解，制定有针对性的解决措施。

参考文献

[1]张 科，范文臣，程赫明.高陡边坡稳定性评价与优化设计集成技术研究[J].地下空间与工程学报，2017，13（06）：1711～1716.

[2]陶志刚，郝振立，袁小峰，高毓山.南芬露天铁矿高陡边坡危险性区划研究[J].矿冶工程，2016，36（01）：20～25.

[3]李 博，杨志强，高 谦.深凹露天转地下开采对高陡边坡稳定性影响数值分析[J].矿业研究与开发，2015，35（02）：65～68.

[4]朱华碧，陶干强，段利波.采矿爆破荷载作用下高陡边坡稳定性数值模拟分析[J].现代矿业，2010，26（03）：70～73.

[5]李 扬，梅林芳，周传波.露天转地下崩落法开采对高陡边坡影响的数值模拟[J].矿冶工程，2008（03）：14～18+21.

[6]蔡路军，马建军，江 兵，虞 珏，章启忠.高陡边坡下采矿安全问题分析探讨[J].矿业快报，2006（03）：33～35.

收稿日期：2018-6-2

作者简介：沈 斌（1983-），男，壮族，广西贵港人，工程师，本科，主要从事矿山方面的工作。