露天金属矿山边坡稳定性的影响及分析

2020-12-10王泽军

中国金属通报 2020年3期

王泽军

（中国黄金集团内蒙古矿业有限公司，内蒙古呼伦贝尔 021400）

近几年来随着城市现代化建设进程的加快，各施工队伍和建设企业对金属矿产的使用需求在不断的增长，这极大的促进了我国金属矿产行业通过提高生产力来赚取更多的利益发展企业。但是在此过程中，由于受到技术水平的限制以及不良管理效果的影响，露天矿山开发过程中边坡的质量和稳定性问题已经造成了非常严重的人员伤亡和财产损失。这种不良现象如果不得到及时的解决，那么将会进一步演变为对生产企业社会形象和行业地位都非常不利的事故。在这种情况下，很多金属矿产研究人员深入分析了影响矿山边坡稳定性的因素，进而通过有效措施的应用改善了边坡稳定性问题[1]。

1 露天金属矿山边坡工程特征分析

露天金属矿山边坡工程与传统的建设工程存在着很大区别，尽管这是一项辅助性质的工程项目，但是该工程对于保障矿山开发施工安全和提高企业经济效益却具有重要的作用。此外，由于矿山边坡工程距离爆破震源较近并且周围环境恶劣，因此对于施工的质量和精度要求也相对较高[2]。

1.1 边坡工程具有很高的时效性

较高的时效性是边坡工程的主要特点，大部分露天金属矿山开采工程中应用边坡工程时，采用的大多都是暂时性的边坡设置。产生这种现象的原因主要在于矿山开发过程中由于爆破和开采，会使周围地质环境产生很大的变化，而边坡工程则主要起到稳定施工和保障安全的作用，所以在工作较长时间之后便会产生一定的结构变化和稳定性变化。因此为了确保边坡工程的时效性，大多数建设企业都采用了临时搭建和快速安装的施工策略，同时在设置施工期限时也会选取较短时间的范围，而施工单位则需要负责在规定的工期内将边坡工程高质量的完成，以确保其时效性能够得到充分的发挥。

1.2 边坡工程形式复杂多样

矿产开发工程项目的施工环境相较于其他建设工程项目要复杂和恶劣很多，尤其在局部区域内多变气候的影响下，很多金属矿山边坡工程都会由于暴雨地质活动等因素的影响从而产生一定程度的损坏。因此为了使边坡工程能够在露天金属矿山开采过程中，发挥出更加稳定的作用和提供可靠的保障功能，大多数施工单位都会根据施工现场周围的地质状况和气候条件设计边坡工程的施工形式，这便造就了边坡工程复杂且多样的特点。

1.3 边坡工程质量与强度具有动态性变化

伴随着金属矿山开采深度的逐步加深，边坡工程的外在形态、施工质量以及结构强度，都会因此而产生很大的变化，而这种动态性变化便是边坡工程能够有效的保障矿山开采过程中的施工安全与结构稳定的关键所在。通常情况下，施工单位对于边坡工程的施工质量和建设标准一般都要求较高，但是在施工过程中其管理的力度却相对较为松散，只要能够保障稳定性和安全性，一些轻微的损伤和破坏也是在工程允许范围内的。

2 影响露天金属矿山边坡稳定性的因素

2.1 岩体构造对边坡稳定性的影响

岩体自身结构及其变化情况，对于金属矿山边坡稳定性的影响是非常巨大的，大量的实践经验和施工报告分析我们可以看出，岩体构造因素影响是造成滑坡等不安全现象的主要原因。一般施工单位在进行边坡设计与建造时，通常都会对施工现场周围的岩体情况进行深入的实地考察与研究，并通过较为全面的样品采集和科学的岩层分析，判断该区域是否适合进行露天技术矿山边坡工程的施工。而工作人员的判断依据也主要是根据岩体结构面的表面性能是否足以抵抗自然因素和施工因素的影响，目前常见的不良岩体结构主要是弱面结构。这种弱面表面结构很容易受到周围恶劣自然环境的影响而产生分化或者表面开裂的现象，而一旦岩体表面裂纹积聚过多，那么对于边坡的质量和稳定性便会造成极大的损害[3]。

2.2 岩性土层影响边坡稳定性

金属矿山边坡稳定性不仅仅与岩体结构有着密切的关系，同时还会受到岩性土层及其内部的结构与性能的影响，例如硅质和铁质的岩性土层对于边坡稳定性的影响也存在着很大差异。而从根本上来看，岩性土层不同性能的差异产生原因主要在于不同类型的矿物质，在地下通常会不同的连接形式组合到一起构成主要的岩体结构。这些物质一部分采取了结晶连接的形式，而另一部分则是以胶连接的形式存在于金属矿上周围，常见的结晶结构包括变质岩等都可以用作良好的矿山边坡搭建基础，但是大部分的胶结结构都会对岩体结构以及边坡稳定性造成不良的影响，严重时甚至会引起滑移和滑坡等危险现象。

2.3 后天自然因素影响边坡稳定性

在金属矿山边坡工程中，影响其稳定性的后天自然因素主要包含地下水侵蚀、风化、温度变化以及来自自然环境的压力因素。

其中风化对于岩体表面结构会产生一定程度的破坏，在自然风的影响下岩体表面层会在扩张力的作用下产生裂纹，一旦裂纹数量超过了限制便会极大的降低岩体结构稳定性。而温度的急剧变化则会使岩底内部和外部受力不均，在膨胀和收缩的作用下便会导致岩体开裂。

而地下水侵蚀对于岩体结构和矿山边坡的稳定性影响是最为严重的，水体在破碎的岩石结构及裂纹中流动，时间久了便会造成裂纹的扩张和岩石颗粒的流失。这种侵蚀变化虽然缓慢，但是对于边坡结构稳定性的长久影响确是值得研究人员重点关注的[4-6]。

2.4 人为因素破坏了边坡稳定性

人为活动对于露天金属矿山边坡稳定性造成的影响也是非常显著的，而大部分影响因素都来自于矿山开采过程中的爆破和机械设备运行。一方面随着爆破的产生会使地下岩体结构之间形成横向滑移力，在滑移力的作用边坡的稳定性及安全性将会极大的降低，极易产生滑坡的危险事故。而另一方面，爆破和机械运行产生的震动会破坏岩体内部的结构稳定和表面层稳定，岩体结构面会在震动的作用下产生一定的延展，同时大量的裂纹和空隙出现在岩体内部中，使岩体结构的安全性与可靠性达不到矿山边坡施工的标准。

3 提高露天金属矿山边坡稳定性的有效措施

想要从根本上解决露天金属矿山边坡稳定性问题，便应该尽量避免岩体强度下降和边坡结构与性能受损等问题，具体可分为以下几点：首先，要进一步提高对岩体监测的准确性和精确程度，很多影响矿山边坡稳定性的因素都来自于岩体内部细微的变化。其次，应合理利用仿真模型，对岩体受损变化以及边坡稳定性破坏过程进行模拟与分析，进一步探究消除这些影响因素的办法。同时，要提高矿山边坡施工的实效性，时效性的提高可以降低自然环境因素以及地质变化对边坡工程的长久性不良影响。最后，有关部门及施工单位加强对边坡工程的监督与管理力度是最直接解决办法，可以通过制定管理条例或者寻求专业管理部门的帮助，提高边坡工程安全性和稳定性的检测与管理力度。