露天金属矿山开采边坡安全技术

秦俊峰

（中铁十九局集团矿业投资有限公司，北京 100000）

0 引言

当前，有关部门非常重视矿山开采这种危险系数较高领域的安全问题，尤其是露天金属矿山开采边坡过程中矿体条件不断发生变化，同时露天矿也更容易受到外界的影响，因此，探究露天金属矿的边坡稳定性对露天金属矿的安全生产和经济效益有着关键的作用。

1 露天金属矿山边坡的特性分析

1.1 影响边坡稳定性的因素

归类影响边坡稳定性的因素，主要包括内在因素和外在因素两个方面。内在因素主要是指岩体的性质、结构、风化以及初始应力，边坡的坡度和地质构造等。外在因素包括环境因素和相关的人为因素。

1.2 稳定性不断变化

在露天金属矿山开采过程中，其边坡稳定性持续发生变化，随着堑沟逐渐加深、出入坑线逐渐降低、岩体逐渐变形导致操作平台的复杂程度不断提高。露天矿边坡的稳定性也必定会不断发生变化。边坡的稳定性关乎边坡的安全系数以及工作人员的生命安全。

1.3 边坡滑动方式

根据作用机制和最终破坏方式，边坡滑动方式主要有以下3 种类型：①圆弧形下滑，最终边坡形状呈现的状态为圆弧状；②楔体下滑，下滑时岩体与边坡呈楔体形相交，可能是两组相交也可能是两组以上相交；③平面直线型下滑。

2 露天金属矿山开采边坡技术

2.1 高台阶采矿技术

近年来，我国金属矿山开采生产技术不断创新和发展，露天金属矿开采边坡使用的机械设备也在更新换代，且设备规模不断扩大，因此，技术人员应该合理选择与采矿技术相适应的设备，保证露天金属矿边坡开采工作的顺利开展。在使用高台阶采矿技术时，需要注意以下技术要点：①要严格遵守使用高台阶采矿技术的流程规定，在掘进时根据从上到下的顺序进行，并同步完成开采，在单次掘进的过程中技术人员需要合理控制掘进深度，防止掘进过深或过浅而影响开采下一层次[1]。②要根据实际施工场地的情况，选择适合的挖掘设备，并且要把高台阶的高度控制在适合设备操作的范围中。

2.2 陡帮开采技术

因为部分露天金属矿边坡开采初期所使用的开采技术不够完善，或者开采年限比较久，造成开采工作进度缓慢，效率不能得到有效提升。陡帮开采是对于许多露天矿开采初期剥岩量较大、剥采比不平衡的现象而产生的，运用陡帮开采技术，可以有效均衡采矿工程的剥采比，推迟剥岩量，从而为金属矿山企业节约更多资金，促进边坡更加稳定。对于陡帮开采技术的运用，应注意以下要点：①应该选择合适的作业方式，目前陡帮开采的作业方式主要有组合台阶开采方式、倾斜条带开采方法以及并段穿爆、分段采装等，技术人员应在开采前期深入了解矿体分布、面积、深度等参数信息，进行分析后选择较为恰当的开采作业方式[2]。②合理控制台阶的长度、宽度，技术人员应根据之前开采作业的经验，了解台阶的宽度和平盘宽度为反比关系，为保证开采工程具有足够的安全性，需要合理控制作业平台的宽度，使开采工作顺利进行。

2.3 爆破技术

首先，有关工作人员进行在爆破工作之前，要全面勘查记录矿山采矿区域的环境、地质和地理形势等，从而更有针对性地开展爆破工作。还应该安排相关的专业技术人员检查爆破设备，并定期维修更换。其次，应设计科学合理的爆破方案，设计方案是进行露天矿山开采边坡处施工爆破的前提。设计方案必须严格遵循安全的原则，确保爆破工作安全进行。还必须不断根据预先勘测好的数据和以往的爆破方案优化设计方案。并且在设计方案中，足以明确的具体的流程，精准进行爆破，以保证矿山边坡的稳定[3]。另外，可以使用斜孔形式爆破。根据以往在露天矿山开采的爆破施工中的一些经验可知，要想进行大范围的爆破，使用垂直爆破远不能满足要求，还必须采用斜孔的形式进行爆破。采用斜孔爆破相比较于垂直爆破有很大的优势，具体表现在能够使爆落的物块的大小均匀和爆破比较稳定等，而且不影响边坡的稳定性。

2.4 排土作业

在露天金属矿边坡开采工作中，排土技术也是比较重要的环节之一，具有较强的实用性，排土工作的最终效果直接影响开采区域周边的安全性。目前我国有着较多实用性较强的排土技术，比如，利用汽车和推土机形成配合排土，或利用推土机和卸料机形成配合排土。前者的使用范围比较广泛，具备灵活性高、机动性强和适合爬升等优点，可以在不同的生产环境中应用。有关工作人员需要注意，在开展实际作业之前，需要维修保养以及调试好所需使用的机械设备，从而确保排土工作的稳定性和连贯性，以免在工作中出现故障中断，进而影响采矿工作整体开展进度。

3 露天金属矿山开采边坡安全问题

3.1 难以保障边坡的稳定性

对于露天金属矿边坡开采工作而言，只有确保矿山边坡的稳定性，才能有效降低发生滑坡和其他边坡事故的概率。在实际作业中，随着露天金属矿边坡开采工作的进行，开采区域的裸坡高度随之增加，爆破振动增多，开采深度加深，地下水和土壤压力产生变化，进而改变了边坡的稳定性，严重影响采矿作业的安全性[4]。目前，由于科学技术的不断进步，多数露天金属矿山已逐步从地面倾斜向深凹的竖井转变，边坡的坡度越来越大，极易可能损坏边坡，而且滑块的比例也会增大，也就更容易出现滑坡现象，进而边坡的安全性更难控制。

3.2 没有良好的管理规范

如今，露天金属矿山边坡开采已经实现了全面机械化管理，并且许多机械设备在应用过程中的安全等级也得到了提升，为了确保金属矿山边坡开采安全，需要规范操作机械设备。但是在实际的生产作业中，部分工作人员由于自身缺乏安全意识，没有形成良好的安全管理规范，也缺少相应的安全指导，导致了工作人员的安全意识比较低，没有形成良好的安全管理氛围。在开采过程中操作设备不够规范，造成了安全事故的出现，不仅会威胁工作人员的生命安全，也会给企业带来一定的损失。

3.3 设备管理不到位

在金属矿山边坡开采过程中面临的环境复杂，并且开采工序、开采环境都是造成安全问题的关键原因。在开采过程中，为了达到开采效率，企业会使用到许多的机械设备，一旦机械设备的质量不符合相关标准，就会导致开采效率的下降，也不能保障开采现场的安全性。另外，在开采过程中，许多工作人员选用的机械设备存在不合理的情况，造成设备不符合开采标准，这一现象也会给边坡开采工作造成不好的影响。

3.4 施工管理缺乏严谨性

①露天金属矿山企业对目前工作人员的安全管理以及培训不够充足，导致了部分工作人员自身的安全意识较差，在金属矿山边坡开采过程中面临的危险性极强，如果不能做好工作人员的安全培训，就很有可能造成工作人员掌握的安全技术不足，很难落实金属矿山边坡开采的规范化工作，进而引起了安全事故。②安全管理制度建立不够全面，在金属矿山边坡开采过程中，一些工作人员不够重视小型安全事故，只是进行了简单处理便继续投入开采过程中，这样会造成安全隐患的增加，并且许多工作人员自身的安全责任意识比较差，不能满足矿山开采安全性的分析，造成在开采过程中受到不良影响[5]。③在金属矿山边坡开采过程中，没有根据安全管理问题设置专门的管理部门，只是由其他部门负责金属矿山边坡开采的安全管理，而其他部门需要针对矿山开采的进度、质量等进行分析，从而忽略了对安全工作的管控。

3.5 安全标准化建设发展缓慢

在露天金属矿山边坡开采过程中，为了符合安全标准化体系的执行需要，投入较多的资金，满足矿山管理的科学性和合理性。但是，许多企业在管理过程中不够重视安全管理工作，并且许多企业只是追求眼前的经济效益，忽略了安全生产的投入，并不愿意将过多的资金投入建设安全生产标准化方面。这一情况会造成金属矿山边坡开采过程中，很难建设安全标准化体系，不能满足露天金属矿山安全管理的要求，使开采工作人员的生命安全面临着较大的威胁。

4 露天金属矿山边坡开采技术安全措施

4.1 防止边坡坍塌

①在正式开展露天矿山边坡开采作业过程中，要求所有参与工作的人员严格按“采剥并举、剥离先行”及“自上而下、分层开采”两项基本原则进行；②在实际边坡开采期间，如果其中存在软弱岩石、破碎带等情况，需要在原有的台阶基础上再次减缓，使其形成坡面角。对于局部坡面角，可在自然安息角的允许数值下，相应地处理其中存在的危石，也可以根据开采实际选择加固方式进行处理；③露天金属矿边坡开采工作尽量避免在雨季进行，主要是因为雨季开采容易出现边坡失稳的情况，造成矿体出现崩塌，引发不必要的安全事故。其次，如果开采期间出现台风或暴雨等恶劣性质天气，要立刻停止开采，并把开采工作用到的机械设备转移到安全区域；④完成边坡开采作业后，还要做好边坡复绿工作，目的在于防止发生水土流失情况，预防边坡坍塌、滑坡等事故的发生[6]。

4.2 预防水害

①对于露天金属矿山边坡开采工作而言，需要对当前矿山制订有针对性的水文地质资料档案库，每隔一段时间，就要根据矿体开采情况制定相应的防排水措施，并做好对防排水措施执行力度的检查工作；②在露天金金属矿山所在区域的采场外部、排土场周边设排水沟和截水沟，采场最终平台内侧的排水沟设计应严格按设计标准进行，在采矿期间，需要检查排水设施是否完整，如果存在排水设施损坏的情况，需要在第一时间进行处理，如果遇到暴雨天气，需要安排工作人员做好排水沟清理工作，以确保排水设施保持通畅状态，以免出现积水，造成不必要的事故。

4.3 加大设备的投入

如今，科学技术不断发展，我国的露天金属矿山边坡开采中技术和工艺也逐渐完善，市场上有着各式各样的机械设备，这些机械设备能够作为露天金属矿山作业的辅助设备，从而提升作业的机械化水平。由于实现了金属矿山机械化开采，造成在边坡开采工作中，操作机械会存在一定的安全风险，因此对安全管理提出了更高的标准，为了确保金属矿山边坡开采的安全管理符合现代化的特点，每个金属矿山企业都需要加大安全技术和设备方面的投入，持续更新最先进的安全技术和设备，确保安全防护工具、生产设备和设施等具有先进性，从而在发生安全事故的时候，先进的防护工具和安全设备等能够发挥充分的保护功能。

4.4 完善开采监管工作

露天金属矿山边坡开采中需要制定安全管理机制，并严格执行，利用安全管理制度加强对露天金属矿山的管理。通过安全检查能检查出施工现场是否符合安全标准，比如，在使用施工设备前进行检修、清理干净边坡土渣以及检查边坡防护墙施工标准。但是部分地方依然存在问题，比如，在探测发现丰富的金属矿物后，一些企业会激进开采，没有考虑自身开采条件和防护水平，贸然的开采会造成塌方和滑坡的发生。因此，需要制定严格的施工制度，完善开采监管工作。

4.5 优化开采技术优化，严格遵循监督管理

为了有效控制露天金属采矿区，应该对采矿台阶的高度进行限制，并制定合理的开采流程，根据科学的发展方向，对采矿顺序严格执行。虽然是同一矿山，但是矿山边坡的自然地形、水文地质环境条件和土壤应力条件等也会有较大区别。另外，每处边坡和岩体的地质环境也不一样，造成边坡被破坏的情况非常复杂。因此，企业应该建立安全检测小组，定期到开采现场检测边坡的安全性和稳定性，全面落实相关的管理政策，排除各种安全隐患，对于安全责任落实不到位的情况，要进行整顿。

5 结语

综上所述，由于社会对矿产资源的需求不断增加，因此，如何提升开采安全和效率，是露天金属矿边坡开采的关键问题。本文分析了露天金属矿边坡特征之后，从岩体构造、岩性土层和人为影响探究了影响边坡安全的原因，提出了开采中防止边坡坍塌的有效措施、预防水害的有效措施、开采监管各种的完善、开采技术的优化等严格遵循监督管理等露天金属矿山边坡开采技术安全措施，希望促进矿山企业经济效益和社会效益的提升。