探究露天矿边坡稳定性的影响因素及防治措施

2019-01-03张华

中国金属通报 2019年6期

张华

（遂川县坚基矿业有限公司，江西吉安 343900）

露天矿边坡稳定性是矿产资源进行安全开采过程中十分重要的一个问题，边坡的稳定性是保证工程安全性的主要基础，同时也决定了矿场的采矿程度。随着矿体开采程度的不断加深，边坡的高度随之提高，所以边坡的安全稳定性会出现降低。对于矿产开采来讲，需要确保资源的充分回收，有效降低生产成本保证生产效益，因此对于边坡的安全稳定性需要做好实时监测和控制。

1 矿床边坡现状

本次所研究的露天矿主要分布于甘肃省金昌市金川区高石咀村，由于区域特殊地质应力的作用，从而产生了一系列的紧闭褶皱和剪切断裂伴生，再加上矿区受到各种人为因素的影响，地表矿石也出现了大量松动的现象，裂隙不断的发育，矿区底层破碎程度也不断加深，工程开展的地质条件越来越差，难以给采场边坡的稳定性提供有力的保持条件。随着当前露天矿边坡局部地区的裂缝越来越大，失稳的状况也越来越严重，因此后续的矿产资源回采工作难以顺利的进行。在回采工作中，露天矿会从最初的山坡型开采转化为凹型开采，在采场周围边坡垂直高差也会逐渐升高，因此各种潜在的威胁也在不断的增加。经过多年开采工作的进行，露天矿已经形成了一个巨大的露天开采矿场。随着开展工作的不断开展进行，矿场会慢慢的变成一个深凹采矿坑[1-3]。

2 露天矿边坡稳定性的主要影响因素

2.1 降雨量带来的影响

降雨是造成露天矿边坡产生移动的主要因素之一，降雨时雨水会对边坡周围的泥土产生一定的冲蚀与入渗现象，在边坡节理缝隙中的矿物颗粒则很容易受到雨水的冲刷作用而被带走，使得矿石内部的支撑性变小，并且由于矿石颗粒的减少，相关的应力状态也会发生一些变化，边坡的稳定性会难以控制。在降雨之后，矿石会经历雨水的冲刷，矿石之间的各种物质也就会越来越少，摩檫力减小，滑动力也就因此不断地增加，边坡也就会更容易出现失稳滑动的现象。虽然本次所研究矿区处于西北内陆，但是仍然会有一两次的大降水量，主要是夏季和秋季这两个季节都会有很大的降雨量，所以对于一些已经产生了裂缝的矿区边坡，在遇到较大降雨量所产生的影响是难以估量的。

2.2 爆破技术的影响

在露天矿的开采过程中，爆破过程中震动所产生的矿震波不断地对边坡体产生作用，给边坡体带来很大的影响，一些地层特性较差的矿体本身就会存在一些即将破碎的面，在经历了矿震波的震动影响之后，会在结构上发生很大的变化，并且还极有可能会产生次生结构面。在开采过程中，由于一次又一次的爆破震动影响，岩体表面则会产生很强的脱落现象，从而对露天边坡的稳定性会产生很大的影响。露天矿多采用排孔微差松动爆破技术，矿石和废石会采取分区爆破，使用的炸药量较大，所以在爆破的时候会传递很强的震动波，会给边坡的稳定性带来较大的影响。

2.3 露天矿开采技术条件的影响

在露天矿开采的过程中，边坡角、台阶组合形式等都是对边坡稳定性有一定影响的技术因素。在露天矿的开采过程中，工程生产的安全保证、经济效益和边坡角都有着很重要的联系。如果出现边坡角过小的情况则会增加剥离量，从而提升了矿石开发的成本，使得采矿工程的经济效益得到了大大的降低，而边坡角度一旦选择过大则会造成边坡失稳，给工程的开展带来更多的威胁。所以露天边坡角的确定需要进行综合的分析，不仅要考虑到安全稳定性，还需要确保生产技术条件满足要求。安全稳定条件主要指的是根据对边坡体数据的分析，对其稳定性做出合理的计算，确定最为适合的边坡角。在边界的设计阶段需要做好相关资料的考察，通过对相似矿山的实践资料进行参考，利用已经拥有的数据对边坡稳定性进行初步的分析和计算，对于开采技术的选择，则需要根据相关开采条件进行确定，并且还需要按照边坡的构成要素做好边坡角的确定[4,5]。

2.4 地层矿物的影响

地层和矿石类型以及其软硬程度和相关的内部结构都会对矿体的开采有很大的影响，这些地质类的因素决定了岩土的基本性质，例如岩土的抗风化能力和力学强度等，因此这些性质在发生变化时会进一步影响到边坡的稳定性。较软的岩体极易受到外来因素的影响，发生滑塌现象，而软硬相间的岩性则更容易出现风化的情况，虽然具有良好的隔水性，但是会给滑面的形成带来充足的地质结构条件，从而造成边坡滑塌的现象。

2.5 地质构造产生的影响

褶皱、断裂等地质构造会对地层产生挤压、切割等作用，在应力产生变化之后，会对原有的岩石产生机械破坏，所作用的部位矿石会发生破碎，裂隙更为发育，边坡失稳的可能性也就会增大。并且由于多期的构造运动作用，露天矿的矿石组合程度极其复杂。

3 边坡问题的预防治理措施

对于露天矿边坡稳定性的研究和边坡问题的预防治理是一项综合性极强的工作，同时也是一个耗时较久过程，会伴随露天矿回采阶段，直到矿石的开采工作最终完成为止，下面是如何提升边坡稳定性的一些措施。

3.1 进行边坡削裁

在现实的露天矿开采过程中，可以根据实际的情况对边坡进行一定的削裁，通过减轻边坡自身的重量来减小边坡产生的应力，从而可以适当的降低边坡角，有效的做到防止矿石的掉落，减少边坡滑落现象的产生。同时还需要做好对新岩层面的加固，防止岩石出现进一步的风化和渗水，最终确保边坡具有良好的稳定性。

3.2 加强人工巡视工作力度

为了保证现场的工作人员对边坡失稳现象有足够的认识，做到实时的监控，需要工作人员做好每天的巡查工作，从整体上去了解和认识矿场和边坡周围岩石变化的情况，及时发现其中存在的问题，并且在发现问题之后还需要进行及时的处理，减少损失。

3.3 加强监测和预警工作力度

当前露天矿边坡稳定性的远程智能监测系统中已经投入使用，对露天矿边坡采场会进行实时的监控和预警，此预警系统能够实时收集边坡动态数据，同时还会在边坡出现问题时做出预警，使得采场周围的工作人员有足够的离场时间，虽然此系统可以做到有效的实时监测，但是其对于边坡滑塌问题的出现缺乏了最为直接的帮助，因此需要完善系统的功能，实现对边坡问题的全面预防治理。