金属非金属露天矿山边坡安全管理

苏文

（中铁十九局集团矿业投资有限公司，北京 100000）

0 引言

随着我国科技和经济的发展为我国各领域的发展奠定了基础，国家逐渐加大了对矿山资源整合的力度，逐步引导矿区向大型化、安全化、绿色化发展。相较于地下开采矿山，金属非金属露天矿山的开采具有回采率高、开采安全性好和生产规模大等优势。随着露天矿山的迅速发展，占比已超20%。在露天矿山的开采过程中，边坡的稳定性与露天矿山安全生产和生产效率密切相关，而且边坡滑坡、坍塌等现象的产生也将对露天矿山的自然形态以及生态环境造成重大影响。金属非金属露天矿山边坡的稳定不仅受到其赋存的地质条件制约，还会受到地表水、地下水和地质构造等因素的影响，严重破坏边坡的整体性以及稳定性，并且整体削弱地质构造处力学参数，从而严重影响金属非金属露天矿山生产的安全，同时爆破所产生的震动作用也将进一步扩大对地质构造的影响。因此，必须要加强对露天矿高陡边坡的安全管理。

1 金属非金属露天矿山边坡特点及安全管理的重要性

边坡是金属非金属露天矿的重要组成部分，边坡主要是由已完成开采工作的台阶所产生的，根据边坡与矿体的空间相对位置，边坡可分为边坡上部、边坡下部以及边坡端部。金属非金属露天矿边坡普遍存在边坡高较高，走向较长，且露天矿边坡的主要组成部分是沉积岩，层理明显，但是岩石强度不高，存在较多的软弱夹层，非常容易出现崩塌、滑坡以及泥石流等地质灾害。与此同时，金属非金属露天矿边坡都是在挖掘过程中逐渐形成的边坡形态，边坡长期处于自然环境当中，若是不加强对边坡安全的管理，修建完善的边坡维护设施，将会导致边坡受风化影响出现松动，从而导致安全事故的发生。由于开采设备和运输车辆需要经常在露天矿山的边坡上行驶，随着开采时爆破作业的同时进行，边坡的稳定性将会大大降低[1]。此外，不同开采区域对于边坡的稳定性也有着不同程度的要求，需要提升露天矿山开采过程中边坡安全管理的合理性，并且保证边坡安全管理的有效落实，从而保证开采过程的安全。

2 金属非金属露天矿山边坡安全的主要影响因素

2.1 地质因素

首先，通常情况下，露天矿山地质灾害治理工程施工期间的边坡抵抗力与强度，主要是受到岩体物理性质的影响。而坡岩体结构中通常情况下存在很多黏土矿物质成分和清水矿物质成分等，并且还有层状的结构岩石，例如：泥灰岩破碎岩石等。同时，在岩石内还可能会含有泥质填充物，此类岩体结构具有容易受到侵蚀的特征，不仅会威胁边坡的稳定性，严重的还会引发滑坡事故。

其次，边坡所在区域的岩体内部结构完整度也会对边坡的稳定性产生直接影响。但是目前在露天矿山生产的过程中，很容易对岩体结构的层次造成破坏，导致出现岩体层次变化的现象。岩体结构的完整度降低，边坡的稳定性难以确保，最终引发滑坡事故[2]。

与此同时，在矿山区域发生地质灾害问题的情况下，也会导致岩体结构受到破坏，出现完整性降低的问题。岩体结构本身的抗剪度也会减小，中间部分的缝隙会逐渐增加，结构开始呈现出疏松的状态。最终导致结构的抗滑性能降低，很容易产生滑坡灾害。

2.2 施工因素

在金属非金属露天矿山开采深度的持续增加下，采石场的施工环境逐渐产生重大变化，边坡的滑坡风险随之加大，尤其是复杂的地质地貌，都会给开采作业带来限制和影响，加剧露天矿山边坡安全问题，通常金属非金属露天矿山的施工工期都比较长，在施工过程中会出现岩石结构变化、气候变化等问题，若是在开采和生产作业中没有采取正确的管理措施，将会给金属非金属露天矿山开采及生产造成严重的后果，从而引发重大的边坡安全事故[3]。此外，爆破作业和运输作业过程中所产生的振动也是增加边坡滑坡的动力，爆破作业破坏了边坡岩体的完整性，降低了边坡的稳定性。爆破振动的破坏程度取决于岩体的振动速度，尤其是炸药量和岩体本身的性质，必须通过制定合理的开采顺序和推进方向，并在台阶下安全区域进行底部开采，从而避免边坡安全问题的出现，保证金属非金属露天矿山边坡的稳定。

2.3 水因素

静水压力的影响与岩石裂隙中水的静水压力有关。水向下流动时，会对沿着它的斜坡产生一定的浮力：动水压力的影响。地下水流经地下水，对岩石施加一定的压力。这种压力是动水的压力，沿水流切向减小，促使岩体下滑。在动态水压条件下，岩石中的溶解度成分被带走，对岩体造成侵蚀影响，降低其稳定性。当黏土岩体和节理裂隙较大的岩体中含有大量的水，黏聚力和摩擦力减小时，粘聚力和摩擦力减小[4]。

3 金属非金属露天矿山边坡安全管理措施

3.1 建立健全露天矿山的监管机制

现阶段，矿山行业往往专注于作业时期的矿山地质灾害监管，但是对于废弃矿山的监测却较为忽视，由此导致矿山边坡无人治理，地质灾害频发。所以为了避免这种现象，就要求相关人员加强废弃矿山边坡的监管，建立起完善的监督机制。首先，工作人员需要建立一套完善的矿山边坡治理管理制度，选派工程技术人员和有经验的工作人员，专门负责边坡的管理工作，及时清除隐患。并加强对边坡的检查，发现边坡有塌滑征兆，就需要及时地进行上报然后进行解决。此外，如果发现边坡上有裂陷，相关人员就需要加强对边坡的关注，通过监测装置的设立对其进行全天候的动态监测，定期检查其边坡变形和滑动情况，避免安全隐患的发生。

3.2 监测手段的管控

由于岩土工程的复杂性，金属非金属露天矿边坡受爆破震动、降雨、车辆运输等因素的影响。在边坡安全管理过程中，首先，要宣传并且有效地应用地质灾害监测工艺，并且还要进行有效的创新和发展，提升灾害监督检测的预警工作品质。在主要工作落实的过程中，还要利用3S 工艺对地质灾害的防治体系以及相关管控平台进行建设，对不同的信息以及数据进行整理和归档，落实预警工作，为以后的工作打下基础[5]。其次，还要对监测工作的力度以及预报的程度进行加强。地质灾害自身的可控性比较小，没办法对其进行有效的预判，因此危害比较大，因此，在灾害很容易发生的地方要利用相应的预防体系落实，来提升对其实时的监控工作，监测数据发生异常，需按照重大安全隐患开展治理。

3.3 矿山生态修复的规范化开采设计

在采矿的前期工作中，要对矿山进行规范化的设计，为以后的生态修复打下良好的基础。在采矿工作落实完成之后，采矿的相关部门要在其相应的位置进行植被的恢复。假如植被自身覆盖程度比较低，而且采矿工作对其自身的生态环境产生了负面的影响，那么就会导致其生态环境的下降，甚至局部会产生地质灾害。因此，对于采矿工作的环境保护以及生态修复的理念落实，相关的开采设计工作要对其重视。为了保证此项工作更好地落实，开采单位在生态修复中要选择能够与其环境相适应的植被，保证植被覆盖率的提升，防止水土流失及地质灾害的出现，保证周围环境的生态化发展，避免安全隐患的产生[6]。

3.4 完善边坡支护的计划方案

为了有效避免在矿山地质灾害治理工程施工期间出现边坡稳定性的问题，降低滑坡灾害事故的发生率，应制定较为完善的边坡支护计划方案，使得施工企业能够利用有效的边坡支护措施，增强边坡结构的稳定性，规避滑坡灾害问题。

（1）要求在边坡支护施工方面，技术人员可以结合当地区域的地形地貌特点，边坡开挖特点和支护工作需求等。以岩土结构的参数为基础，合理进行边坡支护的施工，确保支护施工的安全性、技术性和经济性[7]。

（2）由于矿山出现地质灾害问题，会导致边坡结构的稳定性受到不利影响，如果不能按照实际情况制定边坡支护方案，将会出现严重的滑坡灾害。因此在预防边坡稳定性问题期间，应按照工程具体状况和边坡结构特点，合理确定支护结构的规格、等级和安全级别，同时还需按照地质环境特征做好边坡支护设计的检测和调整，通过提高支护设计的科学性，有效完成边坡的支护工作[8]。

（3）在制定边坡支护方案的过程中，应着重强调各类原材料的科学配置，严格控制水泥砂浆材料，混凝土材料和钢筋材料的质量，制定完善的材料配合比计划方案，选择普通硅酸盐类型和等级较高类型水泥砂浆当作是灌浆原材料。按照工程项目特点明确材料中氯化物的含量标准和硫酸盐含量标准，以免对锚杆钢筋造成腐蚀影响支护效果[9]。

（4）在边坡支护方案中应合理确定边坡支护的施工方式，结合现场勘查的数据信息和资料等选择合理的支护方法，增强支护施工的有效性。

3.5 定期排查边坡安全风险

在非金属露天矿山边坡安全管理期间，风险隐患时有发生，因此，相关人员要把岗位职能充分发挥出来，着力排查边坡安全风险，做好事前管理工作。由于在非金属露天矿山边坡安全管理中，安全风险影响因素比较多，所以在对风险进行排查期间，为有效提升非金属露天矿山边坡安全管理工作水平，应成立专门的管理机构，构建一支专业的人才队伍，详细分析影响边坡安全性的各类因素，并进行深入探究。同时，要把技术、管理人员纳入风险排查小组，进行实地考察，及时把影响因素找出来，有利于提前进行干预和处理。

安全管理人员要根据实际管理需求和生产现状，首先要对边坡稳定性影响因素进行明确，然后再采集信息采集，对安全管理机制进行完善，并且针对非金属露天矿山边坡影响因素，策划安全应急管理预案。在排查风险期间，及时排除可能存在的风险隐患，全过程、全面监管露天矿山开采工作。基于动态化角度，排查和清除风险，以此在保障露天矿山开采质量以及开采效率的同时，确保开采期间的安全性[10]。在此期间，专业的人才队伍发挥着重要作用，要提升相关管理人员和技术人员的安全意识、责任意识，并对其职业素养进行提升。为提升其专业技术水平，可以在日常生产和实践中组织演练活动和技术培训活动，通过对责任机制进行强化，使其工作积极性得以调动。

3.6 建立健全边坡安全预警体系

通过边坡安全预警体系建立健全，可以有效分析边坡结构存在的潜在风险，并做出预警提醒。对于边坡安全预警体系来说，其能够全天24h 进行工作，对边坡的安全状态进行实时监督。预警指标在系统中有着详细的设置，在超出预设指标的情况下，系统能够自动发出警报，同时可以对边坡中存在的风险位置进行准确定位。应用这种系统，可以通过网络开展远程控制，不需要到现场就能够对施工开采过程进行全面监控。边坡预警系统主要有危险预测和预先警报两个方面的功能。其中危险预测成为空间预测和时间预测两个部分。通过预警系统，施工单位能够对事故发生的严重性和波及范围做出基本了解，对边坡可能发生的滑坡系数进行提前预制，以此提前做好针对性的对策，最大程度上避免发生安全事故，使损失得以降低。工程内部通过这种预警系统，可以有效避免落石问题和爆破等问题造成的边坡塌落，使得边坡安全治理效率得到进一步提升。

4 结语

综上所述，在金属非金属露天矿山作业中，边坡安全管理对于开采的顺利开展具有重要作用，对于露天矿山生产质量以及人员财产安全具有决定性影响。为了提高采矿作业的安全性，必须加强对边坡安全管理工作的重视，结合实际的边坡情况制定科学合理的安全管理方案及防护措施，针对存在的边坡安全风险问题和隐患采取有效措施排查边坡隐患，并通过加强安全管理技术的应用以及边坡安全管理制度的完善，保障安全防护和处理措施的全面落实，避免金属非金属露天矿山边坡安全事故的出现，从而全面提升施工开采过程中边坡的稳定性，从而在提高露天矿山作业效率，保障金属非金属露天矿山的安全开采，促进金属非金属开采事业的稳定发展。