试论露天矿区的边坡防护

【摘要】露天矿山的边坡直接影响到矿山的安全生产，边坡管理不好，将给作业人员和生产设备带来极大的危害。加强边坡管理,维护边坡稳定,一直贯穿矿山安全生产管理的始终。随着采矿工程的不断延伸,最终边坡高度在不断地增加,加强边坡管理与维护,确保露天矿边坡稳定,对保证矿山安全生产具有十分重要的现实意义。本文从水文地质、爆破震动与管理三方面对边坡的影响，来分析矿区边坡稳定,并对今后边坡管理采取的防护措施进行探讨。

【关键词】爆破震动、水及管理；露天矿边坡稳定；防护措施

1.影响露天矿边坡稳定的主要因素

露天矿边坡是露天采矿工程活动形成的一种特殊结构物，它经受各种自然营力的作用和露天开采工艺的影响。影响露天矿边坡稳定的因素很多,主要可分为内在因素和外部因素。内在因素包括：组成边坡的岩石性质、地质构造、岩体结够、地应力、水文地质等；外部因素包括工程载荷、爆破震动、边坡形态以及管理方面的影响等。其中水、爆破震动以及管理是影响边坡稳定的三个重要因素。

（1）水对边坡稳定性的影响是多方面的，是非常有害的。许多露天矿的边坡有“大雨大滑、小雨小滑、无雨不滑”的特点，资料统计,地下水压可使边坡的稳定程度降低20%～30%。地表水的渗入和地下水的活动，是导致滑坡的重要因素之一。露天矿的滑坡多发生在雨季或解冻期（水结冰时，其体积可增大10%左右）。当地下水赋存于岩石弱面中时，水的物理、化学作用相配合，将使风化作用向岩体深部发展和扩散，水的作用显著增大了岩体的滑动力和减小弱面间的摩擦力，从而使岩体的破坏更为严重，边坡的稳定性降低。因此在露天矿的设计、施工等过程中,对矿区范围内的地表水和地下水的活动规律以及赋存状态要进行详细地勘察,并结合矿山的实际情况进行合理、经济地治理。

（2）爆破震动作为一种外加的动荷载对边坡稳定影响极大, 露天矿爆破作业产生的震动波，瞬时向四周传播，促使边坡岩体中的张裂隙扩展或产出新的裂隙，从而导致岩体产生变形和破坏，造成边坡破坏。如爆源位置、一次起爆药量的大小、起爆方式等是边坡破坏失稳的一些重要外部因素。爆破作业量大,爆破次数频繁,边坡经受振动的次数也频繁。

（3）管理方面的影响：由于不正确的生产活动，人为地促使边坡破坏。如挖掉被动岩体、破坏坡脚、在主动岩体上面堆积废石和设备，建筑房屋等，从而增大了主动岩体的重量、降低了边坡的稳定。铲装作业临近边坡铲装作业时,未按边坡设计要求进行铲装作业,容易造成边坡超挖、欠挖,从而改变了边坡的设计参数。

2.露天边坡防护措施的探讨

露天矿滑坡防治是矿山边坡研究和日常边坡管理的重要组成部分，滑坡防治对露天矿可能发生和已近发生的滑坡进行预防与治理。目的是确保露天矿正常生产，确保设备和人员的安全，为露天开采创造经济效益。

滑坡应立足于防，而治次之。滑坡防治的方法按其特征可分为三类：减少下滑力增大抗滑力、增大边坡岩体强度、用人工建筑物加固不稳定边坡。其防治工程的顺序应为：①截集并排出流入矿区的地表、地下水；②采取疏干措施降低地下水位；③采取削坡减载或反压坡脚等工程措施；④采用人工加固工程。具体措施有：排水疏干、控制爆破、修坡或减载以及人工加固（设置坡脚护墙、抗滑桩工程、锚固工程、危岩清理工程、土方工程、坡面防护工程、注浆工程）。

滑坡不仅要防、治，对露天矿边坡的监测，也是边坡防治工程中的一个重要组成部分，是预报滑坡、减少滑坡事故所不可忽视的工作。通过对运动中的边坡进行位移观测，不仅可以得出边坡移动速度、方向等直观资料，而且将这些资料进行整理，分析，可得出一些有关岩移和整治滑坡的重要资料。如果把观测资料和调查资料综合分析，就可预报滑坡。边坡监测是通过简易观测、设站观测和仪表观测，来监测边坡的变形位移、边坡水文地质、边坡整治效果、风化程度、边坡受力状况等等。

为此，滑坡的防治，可通过排水、控制爆破、加强监测、加强生产过程中边坡管理以及局部边坡的削坡减载或人工加固相结合的方法来综合防护、治理。

以下从排水疏干、控制爆破和边坡管理三方面来浅析边坡的稳定与防治。

（1）排水疏干：

水是影响边坡稳定性的一个重要因素。地下水对边坡岩土体通常具有产生静水压力、动水压力及降低岩土体的强度参数等方面的作用。地下水压力改变着边坡岩体的力学性状和应力状态,地下水压力的增加,导致边坡稳定性明显降低。改善和提高边坡稳定性方面,排水降压是一项经济而有效的工程治理措施。

（2）控制爆破：

爆破震动是露天矿边坡稳定性影响因素中的重要人为因素。首先,边坡在承受爆破震动力作用下,坡体中潜在的滑体会附加一贯性力(矩),从而使潜在滑体的下滑力(矩)增大；其次,因爆破而引起的后冲作用会使边坡内部岩体产生大量的微裂纹(隙),降低了岩体的强度,致使边坡潜在滑体的抗滑力矩下降；第三,爆破中的过度破碎会使边坡表面部分岩体产生程度不等的破坏；第四,露天矿中的生产爆破存在于矿山的全部服务期限,对边坡岩体产生疲劳破坏作用。从而,当边坡频繁地遭受生产爆破引起的震动时,其稳定性逐渐变差,尤其是高陡边坡以及岩体强度差的地段,当爆破震动达到一定值时,就会产生局部坍塌甚至整体滑塌。因此控制爆破是维护露天矿边坡稳定比较有效的方法之一,对于矿区高陡边坡而言,采用控制爆破对于维护边坡的稳定具有重要的意义。

（3）边坡管理：

加强边坡的日常管理是矿山边坡防护工作的重要组成部分。边坡日常维护工作应包括以下一些内容:①巡查边坡稳定情况(有无滑坡、裂缝产生,边坡坡面水流出水情况等),并进行图件及文字记录。②及时清理水沟,保持水沟流水畅通。③修补边坡零散缺口,防止雨水洗刷扩大,进行植被工作。保养维护好通向台阶上的永久道路。④雨季前要做好排水系统的全面检查和边坡的整治工作,保证台阶水沟水流畅通。雨季期间要坚持雨中巡查,使边坡上的隐患及排水系统中的问题能及时发现处理。对于局部不稳定地段边坡的管理应作好以下几方面的工作。①应详细进行工程地质、水文地质调查,并测绘边坡工程地质图,提供详细的地质资料。②适当加密岩石位移观测点,缩短观测周期,尽快提供边坡位移平面图、断面图和移动变形曲线。同时要进行多种手段的监测,为稳定性研究和加固处理措施提供可靠的岩移资料和水文资料。③根据提供的地质资料及岩石位移观测资料,进行不稳定地段边坡滑动模式分析及稳定性专题评价。④边坡出现滑坡征兆时,应及时加强预报工作,并采取削坡减载,人工加固措施,预防滑坡。当预防不了时,应根据预报及时将人员设备撤离。

3.结束语

在露天矿开采过程中,保证露天采矿场边坡在其过渡状态和终了状态时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。　[科]

【参考文献】

［１］唐廷宇,陈福民.影响露天矿边坡稳定的主要因素及防范措施[J].矿业工程,2008,(02).

［２］朱宪国.岩体结构面与露天矿边坡稳定的关系[J].煤炭技术,2006,(04).