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某金属露天矿山边坡治理安全技术治理措施探究

发表时间：2020/1/10 来源：《防护工程》2019年18期作者：李喜明许洪亮贾帅

[导读] 可能造成巨大的人员伤亡或经济损失。所以，为了确保金属露天矿山的开采安全，必须注重对边坡的妥善治理。

中勘冶金勘察设计研究院有限责任公司河北保定 071000
　　摘要：在金属露天矿山的施工中，边坡的问题十分重要。根据我国实际情况来看，边坡通常都有较大的高度，同时面临着复杂的工程地质条件。在矿上开采作业当中，有可能会出现边坡滑坡的严重事故，造成人员伤亡或财产损失。因此，对于金属露天矿山边坡要加强智力，保证安全。本文以某金属露天矿山为例，介绍了其基本情况、地形地貌、地层岩性等。在此基础上，分析了金属露天矿山边坡存在的问题，进而提出了边坡治理的安全技术治理措施。
　　关键词：金属露天矿山；边坡治理；安全技术；治理措施
　　
　　
　　前言：
　　我国当前很多金属矿山，都是以露天开采的形式为主，其中比较多见的是建筑材料的矿山。所以，金属矿山露天开采，对于很多行业的发展，特别是建筑行业的发展，有着重要的作用和价值。而在金属露天矿山中，边坡问题是一个不容忽视的重要问题，由于施工作业及地质因素、环境因素的影响，边坡很容易发生变形破坏，甚至引起边坡滑坡的严重事故，可能造成巨大的人员伤亡或经济损失。所以，为了确保金属露天矿山的开采安全，必须注重对边坡的妥善治理。
　　一、某金属露天矿山边坡的概况分析
　　在某金属露天矿山中，边坡治理区段1325米平台以上，发生滑坡事故，滑坡体后缘为凸起性状，标高1398米，滑坡体高度46米，宽度67米，厚度10米到16米，斜长超过90米，滑坡后缘、滑坡水平之间，有113米的距离。该矿山边坡治理区段，原始地形为西南高、东北低，地表覆盖黄土，有两条冲沟发育，冲沟上方覆盖黄土梁，是黄土高原冲蚀沟谷地貌。下面为开采台阶坡，排土场渣土、前期胶带机路覆盖了部分台阶坡。不同台阶高度，都在20米到25米之间。台阶土质为土质边坡，坡面角度为70度左右。边坡底层岩性方面，主要包括了5层，第一层为杂填土，主要包括潮湿、松散的废矿渣。第二层为粉土，主要包括中密度或大密度粉土。第三层为粉质黏土，具有较大的密度、黏性和可塑性。第四层为含有砾土的黏土，主要包括云母、氧化硅等。第五层为强风化斜长角闪闪片岩，主要包括石英、角闪石、绢云母、斜长石、绿泥石等。
　　二、金属露天矿山边坡存在的问题
　　（一）难以保证边坡稳定动态平衡
　　矿山边坡的稳定动态平衡，是金属露天矿山开采安全的重要保障，也是避免边坡滑坡事故发生的重要基础。但是随着当前社会对于金属矿需求的增加，采矿设备、采矿技术都得到了很大的发展，所以露天矿山的开采深度也进一步延伸。而在采矿深度增加的同时，深凹露天矿所出露的边坡高度也大大增加[1]。另外，在矿山开采中，有时需要使用爆破等操作，其产生的振动是有很多增加。以及受到的地应力及地下水作用，边坡稳定动态平衡将会发生改变，进而影响矿山的开采安全。目前，随着采矿技术的发展进步，很多金属露天矿山正在从山坡露天向深凹露天发展，边坡的高度也在不断增加。而在边坡高度增加的同时，也会造成滑坡事故发生率的增加。边坡将更容易遭到破坏，滑体规模也有所扩大，人们在控制边坡稳定性方面难度大大增加。
　　（二）边坡灾害事故频繁发生
　　随着经济和可及的快速发展，我国采矿业也取得了很大的进步。而露天开采难度不断增加，在很多金属露天矿山边坡，也正在出现越来越多的灾害事故。目前，对矿山安全造成威胁的灾害类型中，边坡滑坡灾害已经占据了很大的比重。而且，露天边坡发生滑坡事故的频率不但增加，其也正在造成越来越大的危害，在所有矿山事故中，占据第一的位置。因此，露天边坡灾害事故，已经成为了矿山重大事故的主要来源之一[2]。

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在矿山露天开采不断延伸的情况下，一些露天金属矿山，会逐渐转入地下开采阶段，而地下开采中会增加用水量，地应力增加，地质条件恶劣。因此在开采中，如果对于采场稳定开采隔离层厚度，露天和地下采场爆破控制关系，界定开采范围条件等问题做好处理，都将导致边坡灾害事故的频繁发生，使矿山开采安全受到更大的威胁。
　　三、金属露天矿山边坡治理的安全技术治理措施
　　（一）安全应急治理技术
　　在边坡治理中，安全应急治理技术是非常重要的。在治理边坡的过程中，应当对已发生的边坡事故实际情况详细分析，并对事故现状加以了解。通过钻孔取样、台阶开挖边坡取样、开挖基坑原状土取样等方式进行取样，然后在实验室开展土工试验[3]。统计分析实验结果，分析土的物料组成、滑坡区地层厚度、物理力学性质等，并对滑坡的相关参数、水文地质条件等加以了解。1325米平台上的应激削方处理，需要基于现场边坡实际情况，原始地形条件等，多次计算分析滑坡，从而在后续边坡治理工程中，提供有力的条件。在1325米以下的平台，可利用分层开挖的方法，分层加固不同平台，进而对阶段坡安全加以确保。
　　（二）防护治理加固技术
　　对金属露天矿山边坡的不同位置，采取区域性加固治理策略，将渣土清除，使用锚杆钢筋砼挡墙的加固模式[4]。使用15米长度的锚杆，使用0.45米以上厚度的钢筋砼挡墙。在土质边坡上也能欧使用锚杆钢筋砼挡墙的加固形式，使用15米到18米长度的锚杆，两个锚杆之间，保持2米的间距，同时采用0.45米以上厚度的钢筋砼挡墙。在其它没有加固的台阶坡上，使用C20挂网喷砼进行防护，保持15米的厚度，可使用双层钢筋网。岩质边坡上使用锚杆喷射砼加固，使用12米长的锚杆，保持3米的布设间距。
　　（三）强化边坡参数控制
　　要对露天矿山边坡采取综合性治理措施，以防止边坡滑坡事故的出现。在综合治理当中，要重视对边坡参数的控制，如最终边坡角度、台阶坡面角度、平台宽度、台阶高度等。其中，边坡宽度根据平台用途加以确定，如运输品台、工作平台、清扫平台，一般都有不同的宽度要求。例如，安全平台需要2米到3米的宽度，工作平台需要30米左右的宽度，运输平台需要7米左右的宽度，清扫平台需要6米左右的宽度。在台阶高度方面，需要根据矿岩力学条件、穿爆工艺要求、采掘工作布置等因素加以考量[5]。而对于台阶坡面角的大小，需要结合矿岩结构面产状、矿岩性质加以确定。
　　（四）控制开采技术条件
　　对开采技术条件应当加强控制，对开采台阶高度进行合理控制，并对开采顺序科学制定。应用科学的推进方向，在实际开采当中，开采顺序要严格遵循由下向上的标准，打孔时要向下打孔。作业台阶底部，不可采取掏底开采的方法，防止边坡上有空洞出现。对于露天矿山，需要采用分层开采的方式，使用的开采机械，不能比开采台阶的高度超出15米以上，以保证开采过程中的边坡安全。
　　（五）边坡检测监控治理
　　在实际开采当中，对于边坡安全管理制度，需要严格制定，同时根据相关制度，做好边坡管理工作[6]。对于稳定性较差的边坡，要进一步强化监控治理。在边坡管理过程中，对于边坡长度、高度，边坡台阶树木、边坡角、台阶宽度、表土剥离宽度等，都要做好监控治理，将可能影响边坡安全性的因素消除，以确保边坡安全。
　　四、结论
　　金属露天矿山在开采作业当中，时常会发生边坡滑坡的事故，对作业安全有着很大的威胁。结合某金属露天矿山边坡治理实际情况，对其安全技术治理措施加以明确，进而为边坡的安全性和稳定性提供更大的保障，确保矿山作业安全。
　　
　　参考文献：
　　[1]何祥，杨天鸿，南世卿，等. 虚拟现实技术在露天矿边坡工程中的应用[J]. 金属矿山，2015，44（2）：133-138.
　　[2]张艳博，李海洋，邱宇，等. 水对露天矿山边坡致灾机理及治坡研究[J]. 金属矿山，2016，45（12）：144-149.
　　[3]何金保，明星，宋玉庆. 关于露天采矿边坡控制性爆破施工技术的探讨[J]. 世界有色金属，2017，22（8）：177-178.
　　[4]郭晓旭，常来山，李振涛. 露天矿裂隙岩体边坡离散单元法模拟分析[J]. 有色金属：矿山部分，2019，12（3）：30-33.
　　[5]曹兰柱，李亚雷，王东，等. 软弱基底排土场变形破坏治理措施研究[J]. 中国安全生产科学技术，2015，17（8）：83-89.
　　[6]李响，曹慧楠，贾世真，等. 露天边坡安全防护和治理方案研究[J]. 测绘与空间地理信息，2016，15（5）：133-135.