露天矿边坡稳定性的安全因素探析

露天矿边坡稳定性的安全因素探析露天矿边坡稳定性的安全因素探析陈焰峰贵州建工集团有限公司建筑工程摘要：本文从内外因的角度对露天矿边坡稳定性的主要原因进行分析，并结合原因，探究保证露天矿边坡稳定性的有效措施。关键词：露天开采；边坡稳定性；安全因素；有效措施1引言露天矿边坡是露天采矿工程活动形成的一种特殊结构物，它不仅要经受各种自然力的作用，还要受到露天开采工艺的影响。而对影响露天矿边坡稳定性因素的分析，对于提高露天开采效率，保证边坡维护效果具有重要意义。2露天矿边坡稳定性的主要原因露天采矿的过程中，由于重力或者外力作用的影响下，矿山的边坡会发生坍塌、滑坡等危险。目前我国的露天矿山开采主要采用大型机械采掘和爆破两种方式，这两种方式均会产生强作用力，而露天矿山在边坡随着高度、角度的增加，土层的稳定性也会逐渐减弱，再加上外力作用的侵蚀，很容易出现失稳的问题。影响露天矿边坡稳定与安全的因素可以从内外因两个角度进行探讨：2.1内因露天矿的由于高度的增加，土质结构也会呈现出分层变化，而不同土质层的由于土壤成分、结构不同，也会对其稳定性产生相应的影响。从内因的角度看，会造成露天矿边坡失稳的因素主要有：（1）岩层结构，从力学角度讲，岩层的容重、层面、节理、断层等因素会影响其承重能力，如果露天矿在边坡存在可溶性岩石，且吸水性、软化性较强，在风化作用的侵蚀下会加速其松散、解体的速度，从而使得边坡在重力或外力作用下出现脱落；（2）岩石的结构体和结构面，在露天矿的边坡中比较常见的是沉积岩，这些岩石由于结构体较软、透水性强，在外力作用下会出现变形，而这种存在流变危险的岩石层则是影响边坡稳定的重要原因；（3）地质结构，地质主要有破碎带、节理、层理断层、不稳定软夹层、裂隙等构成，不同地质结构的硬度差异很大，通常情况下，对于露天矿的边坡而言，裸露位置的岩石层硬度较大，则其稳定性较强，如果裸露部位多层理断层、不稳定软夹层、裂隙，则稳定性和安全性则会受到威胁。2.2外因外应通过内因产生作用，露天矿边坡的稳定性取决于其主要的岩石结构，但是外力作用的影响也是不容忽视的，在某种情况下，外力作用甚至能占据主导地位，成为导致边坡脱落、坍塌的主要原因。目前从露天矿的开采情况来看，外因的影响主要体现在以下几个方面：（1）震动作用，前面已经提到，在露天矿的开采中，常用的方法主要是机械采掘或爆破，而这种强大的作用力能够产生强大的振动波，振动波沿着边坡纵向传播，它不仅能够在共振的作用下，使岩石的结构发生错位，还会使某些地质层出现液化，从而造成边坡失衡、变形、沉降等危险；（2）水的作用，露天矿在户外要历经风霜雨雪，一些透水性强的岩石层的含水量会逐渐增加，这样在遇到寒冬天气就会出现结冰的现象而单位体积的冰要大于单位体积的水，从而对岩石产生膨胀的作用力，造成了岩石层的不稳定，而在解冰期间，这些岩石层长期处于水的作用下，也会产生软化、松动的迹象，从而提升边坡失稳的风险；（3）气候条件的影响，在露天开采中，不可避免要经历风化作用，尤其是在缺少遮蔽物的风口位置，边坡风化、碎裂、松散的速度非常快；（4）人为因素，在露天矿的开采中，由于管理不当，会有施工人员在边坡位置堆放废弃物，或者对边坡的底部过度采掘，增加了重力作用，影响了边坡稳定；（5）开采技术不当，在露天矿开采中由于对技术控制不到位，对爆破口的选择不当增加了边坡震动作用，或者缺乏对开采流程的控制，导致边坡失稳；（6）维护与管理不合理，边坡维护的责任落实不到位，或在维护中存在违规操作，从而影响了边坡的稳定性。3提高露天矿边坡稳定性的有效措施3.1做好边坡的地质勘查工作地质勘查是做好露天矿边坡稳定工作的前提。在露天开采之前，技术人员就应该通过系统的技术勘察，对矿山的边坡结构进行数据收集与研究，如采集边坡岩石层的样本，对边坡岩石的主体结构进行确定，根据岩石的硬度、边坡的角度、开采的强度等因素确定边坡的承载力，进而确定开采与维护工作的重点。3.2做好露天开采的技术控制开采技术的控制能够有效减轻对边坡的震动作用，从而降低其脱落的风险，如在利用采掘机进行开采的过程中，应该做好分段划分，并在开采与运输过程中尽量减少震动；在爆破的过程中，应该根据力学原理，准确选择爆破口，严格限制药量，并利用分段爆破的方式减轻振动波对其他边坡岩石层的冲击，进而维护边坡稳定。3.3做好防水排水工作岩石层的透水性和含水量会严重影响边坡的稳定，因此在露天矿的开采中，施工人员应该根据需要设置防水排水设备，例如施工人员可以依据边坡的走势修建排水渠，以避免在降水季节出现边坡积水；利用防水材料做好边坡的处理，以避免外界水分的渗透于冲刷；在已经出现透水问题的边坡填充相应材料，以维持岩石层的原有结构，避免发生脱落的危险。3.4对边坡进行人工加固处理在露天矿的开采中，利用人工手段对边坡进行加固处理也是保证其稳定性的重要途径。如在加固处理中，技术人员可以采用灌浆法，将一定比例的固化剂填充到岩石层中，以填充岩石结构之间的缝隙，维持边坡稳定；利用抗滑桩对边坡进行支护，以减轻岩石层的承重压力。在人工加固过程中，项目管理者应该做好成本效益分析，避免因过度投入抬高开采成本。3.5做好边坡的安全管理工作露天矿的边坡存在一定的安全隐患，因此，在开采过程中，相关部门应该坐好边坡的安全管理，例如对露天矿的开采流程进行严格规划，并根据边坡的勘测数据以及稳定性，确定开采方向，以确保边坡稳定；避免边坡附近退房废弃物，减轻边坡的承重力，确保边坡的安全。3.6完善边坡结构的监测体系随着信息技术在露天开采工作中的应用，对边坡结构的监测工作也更加便利。在开采过程中，管理者应该设置专门的技术监测机构，并增加对系统的维护与完善的资金与设备投入；任用专门的技术人员进行监测管理，以保证对边坡的岩石层结构进行数据收集与分析，以及时发现边坡失稳风险，做好预防措施。3.7做好边坡的维护工作自爱露天矿的开采中，每天都会产生大量的废弃物，如果任由其堆积，不仅会影响矿产资源的顺利运出，还会对边坡的稳定性造成一定的威胁，因此，做好边坡的日常维护工作则是保证其稳定性的重要方法。在边坡维护中，相关部门应该利用责任制对边坡的清扫工作进行检查，以及时清理脱落的碎石，保证矿产资源的生产与输出。4结束语总之，在露天矿开采过程中，保证露天采矿场边坡的长期稳定是矿山管理至关重要问题之一。边坡的破坏不但涉及人身设备安全，也直接影响着矿山经济效益。加强边坡管理与维护，确保露采边坡稳定，对保证矿山安全生产具有十分重要的现实意义。参考文献：[1]于卫阳,程武祥.露天矿边坡稳定性的安全因素分析[J].内蒙古煤炭经济,2016(2):29+32.[2]刘翔宇,卢刚.浅析露天矿边坡稳定性的安全因素[J].江西建材,2014(4):106+108.[3]贾传志.露天矿边坡稳定性的安全因素分析[J].黑龙江科技信息,2017(13):90.79