张昇明、张贵永
紫金矿业集团股份有限公司
摘要：在经济和科技不断发展的背景下，我国的矿业也在不断发展，露天开采的难度在不断增大，露天矿山边坡灾害也越来越多，边坡滑坡等灾害已经成为威胁矿山安全的重大灾害。从实际的情况来看，露天边坡滑坡坍塌不仅数量在增多，造成的危害也在不断加大，在矿山事故中占据首位，金属露天矿山边坡灾害已经成为了金属非金属露天矿山重大事故源。由于露天开采不断延伸，很多露天矿上都会进入到地下进行开采，而在地下进行开采，涌水量增多，受到的地应力也在不断增大，地质条件更加恶劣，如果在开采过程中没有解决好、露天与地下采场爆破的控制关系、采场稳定的开采隔离层厚度以及界定开采范围与条件等问题，都会导致边坡灾害的发生，带来巨大的危害。本文对露天矿山边坡滑坡灾害发生机理及防范措施进行分析。
关键词：露天矿山；边坡灾害；发生机理；防范措施
1露天矿山边坡滑坡灾害发生机理
矿山边坡是指矿山四周的倾斜表面，大规模进行资源开采活动后会形成挖掘台阶，这些台阶组成的总斜坡被称为矿山边坡。近些年我国经济飞速发展，基础设施建设进程不断加快，为适应基础设施建设进程，资源开采活动也加快了步伐。欲速则不达，大规模的资源开采活动逐渐暴露出了诸多问题。对资源的过度和不合理开采不仅造成了许多自然资源的匮乏，还对地质结构的稳定性造成了极大影响。矿山边坡滑坡事故频繁发生，甚至在同一地区反复多次发生坍塌事故，逐渐使大型矿山边坡滑坡的分析和治理技术研究工作得到重视。
边坡滑坡的类型一般有平面滑坡、楔体滑坡、圆弧滑坡、倾倒滑坡、复合滑坡5种。边坡滑坡活动是在多种应力作用下，岩体从变形最终演变为崩落的现象。它的形成大致可分为3个阶段：第1阶段为不稳定因素积累阶段;第2阶段为重力崩坠阶段；第3阶段为平衡恢复阶段。第1阶段岩体在长期的地质应力和各种外界剪切力作用下，产生节理、裂隙或断裂，岩体整体性受到严重破坏，甚至被外界剪切力分割成支离破碎的块体，为滑坡运动奠定了基础。此阶段时间长短与岩石性质、岩石结构、岩石构造、边坡坡度、边坡形态、外界剪切力等相关联。第2阶段是滑坡体脱离母岩，沿最大重力梯度方向急剧崩落，然后堆积于坡麓。第3阶段是平衡恢复阶段，同时又是下次可能滑坡的准备阶段，如此周期变化。
2露天矿山边坡滑坡灾害防范措施
2.1建立健全的边坡管理和检查制度
首先必须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，专门负责边坡上的管理工作，及时清除隐患。雨季是边坡地质灾害多发季节，要搞好截水、排水，杜绝积水、外部山坡径流侵蚀软弱边坡，在暴雨季节应加强对边坡、采场的检查，发现边坡有塌滑征兆时有权制止采剥作业，撤出人员和设备，并向矿山负责人报告;当发现边坡上有裂陷可能滑落或有大块浮石及“伞檐”悬在上部时，必须进行及时处理，处理时要有可靠的安全措施，受到威胁的作业人员和设备要撤到安全地点;设立专门观测点，定期观测记录边坡变形和滑动情况;严格按照由上往下的开采顺序，严禁从下部分段掏采。采剥工作禁止形成伞檐、空洞等，严禁采用不分层的“一面墙”开采方式。
2.2合理确定边坡参数
边坡稳定是露天采矿的安全保证。工作台阶高度和宽度参数的设计，直接影响着露天开采的技术指标和安全指标。确定工作台阶高度要考虑的因素很多，比如矿体的埋藏地质条件、穿孔技术、挖掘机挖掘半径等，一般确定台阶高度不超过12m。采掘工作平盘宽度需要满足爆破、铲装和运输等作业要求，并随着采掘施工的推进而不断移动。
一般情况下，台阶坡面角的大小与开采推进方向、穿爆方式、矿岩性质、节理发育和矿岩构造情况等因素有关，但是主要取决于矿岩性质，软岩工作台阶坡面角不大于矿岩自然安息角；硬岩工作台阶坡面角最大不超过75°。在矿山设计中，应该根据矿山的地质条件、矿岩性质和铲装运输机械设备的型号确定正确的坡面角，根据坡面角大小估算最小工作平盘宽度。最终边坡角与岩石的性质、地质构造、水文地质条件、开采深度、服务年限、经济合理剥采比等因素有关，一般情况下，最终边坡角不超过60°。
2.3选择最佳的开采顺序和推进方向
一般情况下，露天矿山采用由顶部到底部的开采顺序。穿孔作业时，根据矿岩地质条件确定超深孔的深度值（穿孔深度大于台阶高度），防止松动爆破后出现大块和台阶根部出现根底。坚决杜绝在采掘作业过程中在台阶底部掏采等私挖乱采行为，在铲装作业工程中避免台阶边坡形成伞檐。露天采矿初始拉沟位置和推进方向的选择，应考虑矿体的地形地貌、构造、断层、向斜、背斜、埋藏深度、运输方式、生产能力、生产剥采比等因素,做到科学开采。
2.4采用先进的中深孔松动爆破技术
中深孔松动爆破技术是目前国内露天矿山剥离的主要爆破方式，采用钻孔深度大于5m，以非电起爆系统为主的多段微差爆破，实践证明中深孔松动爆破技术实用各类矿山。具有安全可靠性高，操作简单，爆破矿岩能力大，大块率低，爆破器材购买方便，松动矿岩位移可控，飞石较少，爆破成本可以接受，对台阶边坡震动较小，可以减少对边坡的破坏。
2.5灾害预警分析
灾害预警与应急就是在边坡位移、应力监测基础上，对边坡可能出现的滑坡类型和形式、滑塌时间和体积、滑塌危害等作出科学、准确的预测，并报告给相关生产、技术、安全、管理部门。同时，作出滑坡后的应对措施和应急预案。
（1）经验预警模型。经验预警模型是基于大量试验与观测数据积累的经验、滑坡影响因素与滑坡稳定性关系以及滑坡演变过程中表现出来的变形破坏迹象，建立滑坡变形与时间之间的关系，来对滑坡变形破坏进行推断。此类方法为主要依靠经验进行判断，缺少理论支撑，预测预报效果难免不如人意，存在一定的局限性。（2）统计分析模型。统计分析模型是通过数值方法的处理和数据统计的剖析所构建的预测预报模型，对滑坡位移—时间曲线的拟合与优化是其主要特点。该模型主要是先进的数学理论的运用，没有考虑到和滑坡紧密相关的要素，如演变机制的联系等，因此预报可靠性受到了较大的影响。（3）非线性理论预警模型。非线性理论预警模型将分形、模糊、灾变、灰色、混沌、协同及神经网络等现代数理理论应用到滑坡失稳预报中。该类预测预报模型没有确定的方程式和表达式，而且模型的各种参数是动态变化的。（4）系统综合预警模型。系统综合预警模型具有定性和定量等特征，它代表了当前滑坡预测预报逐步向系统化和智能化方向发展。此类滑坡预测预报模型为滑坡预测预报的发展方向。
3结语
综上所述，近年来，露天矿山边坡滑坡事故频繁发生，已经引起全社会的共同关注。因此，为提高矿山开采作业安全性，必须要基于边坡实际情况，确定科学合理的处理方案，避免其在施工过程中出现失稳现象。本文通过合理确定边坡参数，选择合理的开采顺序和推进方向，采用先进的中深孔松动爆破技术,减少爆破震动对边坡的影响，建立边坡安全管理制度。对有滑坡迹象的边坡，应当采取边坡加固和边坡防护措施，定期进行边坡位移监测，坚决杜绝露天矿山边坡滑坡事故的发生，建立露天矿山安全生产的长效机制，保障露天矿山从业人员的人身安全，努力向矿山零死亡目标迈进。
参考文献：
[1]矿山边坡地质灾害治理方案的GAHP法优选[J].王高利,廉杰,胡崴.现代矿业.2019(03)
[2]露天开采边坡稳定性分析方法及灾害防治措施研究[J].孙骐.内蒙古煤炭经济.2015(09)