浅谈影响露天矿边坡稳定性的安全因素

浅谈影响露天矿边坡稳定性的安全因素

王强

神华新疆奇台能源有限责任公司新疆乌鲁木齐830011

摘要：露天采矿作业中形成的露天矿边坡属于特殊结构物，且其稳定性直接影响着矿业工作人员的人身安全，也关系着煤矿企业的经济效益。设计煤矿开采过程中，露天矿边坡稳定性受多种安全因素的影响，一方面是自然作用力，另一方面则是人类的采矿活动。本文通过分析影响露天矿边坡稳定性的安全因素，指出了提升其稳定性的措施与方法。

关键词：露天矿边坡；稳定性；安全因素

在进行露天矿开采的过程中,露天矿边坡存在着稳定性的问题,导致在开采的过程中容易发生危险的事情,不利于开采人员的安全。因此,地质勘探工作人员需要对露天矿边坡稳定性的安全因素进行相关的研究,并且采取相应的确保露天矿边坡稳定性的安全措施,这样才能够进一步确保露天矿的安全开采。

1.露天矿边坡特征

根据边坡类型，露天矿边坡可以被分为岩石边坡、泥土边坡以及沉积物边坡等；而根据几何形状，边坡又可以被分为倾斜边坡、外鼓边坡以及内陷边坡。一般而言，在露天矿开采过程中，边坡的形成具备一定的动态性，且由地表开始，起初只有一个或几个台阶，最终会形成数十个台阶的高达岩体边坡，且边坡工程的形成也意味着煤矿工程的结束。首先是露天矿边坡的较高，一般为几十米到几百米，甚至还会达到几千米的高度。且边坡周边的地质情况相差较大，岩体的完整性较低，且强度较差。其次是露天矿由上至下形成边坡，且上边坡具备较长的服务年限，而下边坡的服务年限较短，因此上下边坡的稳定性也会存在差异。再次是露天矿场每天都需要爆破以及穿孔作业，岩体边坡经常受震动影响。最后，边坡随着露天矿的开采而形成，因此稳定性也处于动态变化过程中。

2.露天矿边坡稳定性的安全因素

2.1岩体结构

不同岩体结构的边坡稳定性也会存在较大差异，一般由以下三个方面决定，首先是结构面倾角，反坡结构面边坡的稳定性较好，而缓坡的稳定性较差。其次是结构面的走向，当边坡坡面与结构面走向几乎平行时，边坡的稳定性最差，之后其坡面与结构面夹角变得越来越大时，才可以提升边坡的稳定性。最后是结构面的不连续性结构，在露天矿的边坡岩体结构方面，连续性的结构面边坡的稳定性较好，但这属于一种理想状态，一般的结构面都呈不连续性存在，因此也会降低边坡的稳定性。

2.2岩石组成

岩石的组成成分也会影响边坡的稳定性，一般强度较大的岩石边坡稳定性更好，反之，强度较低的边坡则稳定性较差。同时，岩石的层理结构以及片理结构等也会影响其稳定性。

2.3地下水

实际调查发现，边坡滑坡问题大多发生于雨季或者冬转春季节，这两个季节的雨水量较大，这也表明，地下水量也会影响边坡的稳定性，且实际开采过程中，静水压力、浮托力以及动水压力等均属于影响边坡稳定性的安全因素。边坡岩体位移会使得张开的裂隙缝处入水，从而产生静水压力，增大了边坡的破坏程度。同时，裂隙中的水分在沿着破坏面向下流时，当水流至坡脚并溢出水面时便会产生浮托力，从而减少了边坡面的摩擦力，降低了边坡的稳定性。

2.4其他因素

除了上述提到的三种影响因素外，露天边坡稳定性的安全影响因素还存在很多种，比如受开采技术的限制，受人为因素、风化作用以及爆破震动的影响等。在开叉技术方面，露天边坡稳定性与坡角存在较大联系，且边坡角度越小，则其稳定性越高，边坡出露时间越长，其稳定性越低。在人为因素方面，由于煤矿企业缺乏完善的培训制度，以致工作人员的素质较低，没有充分认识边坡稳定性的重要性，以致出现人为破坏边坡的问题。比如在坡体上部堆积废石或者建造建筑物等。或者由坡脚开始开采，减少了阻力作用，增大了边坡的不稳定性。在风化作用方面，风化会破号岩石原生结构，使其产生风化裂隙等次生结构。且长时间的风化作用也会降低岩石的强度，严重影响了边坡的稳定性。在震动爆破方面，露天煤矿难免需要进行爆破作业，但期间产生的强烈震动会破坏岩体的基本结构，尤其在长期爆破作业中，岩体会增加很多裂隙，从而降低了其稳定性。

3.提升露天矿边坡稳定性的措施

3.1合理安排开采顺序

在开采露天煤矿之前，企业应确定合理的开采顺序，比如可以进行分层开采，且掌握合理的边坡高度，从而实行台阶式的开采方法，这种开采方式可以减低边坡高度，提升了其稳定性与安全性。除此之外，对于不能实行分层开采的情况，也应根据开采作业采取相关的解决措施，在遵循降低边坡高度的原则下，严格控制边坡的稳定性。

3.2进行排水疏干工作

在露天煤矿的开采期间，应对边坡进行排水疏干工作，降低地表水对边坡稳定性的影响程度。比如可以在边坡岩体位置修建地表水排水沟，有效排出地表水。也可以在岩体上钻水平方向的排水孔，从而降低静水与动水压力。除此之外，企业还可以在边坡岩体的外部建造疏干井，并在井内安装潜水泵，从而降低地下水位高度。

3.3人工加固措施

除了采用上述措施外，增强露天矿边坡稳定性还可以采用人工加固方法，这种方法不同于上述几种方法的原理，它主要通过增强岩体的结构强度提升边坡的稳定性，且在实际开采过程中，这种方法得到了广泛使用，它不但可以有效稳定边坡，且减少其位移量，还可以在加固后提升露天矿的采矿量，提高了采矿效率。

3.4建立监测系统

为了进一步增强露天矿边坡的稳定性，企业还应建立完善的监测系统，对边坡进行定期的测量与监测工作。实际开采过程中，煤矿边坡与地表之间的轻微移动很难被看出，但若没有及时采取有效的处理措施，则会为此后的煤矿开采工作留下诸多安全隐患。为此，在露天矿边坡位置进行开采时，应由专业技术人员做好边坡及地表的监测工作，定期进行测量分析，及时控制边坡出现的滑动问题，提升边坡的稳定性，从而促进露天煤矿开采工作的顺利进行。

结束语

露天矿边坡稳定性受外部及内部等多种因素的影响，对此煤矿企业应深入分析其安全因素，并针对性的制定预防措施，从而降低滑坡事故的发生频率，确保露天矿场的安全生产。

参考文献

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[2]周衡,谢珊珊.基于GEP的露天矿边坡稳定性预测[J].矿业研究与开发,2016(06).

[3]程武祥,于卫阳.软弱夹层对露天矿边坡稳定性的影响[J].内蒙古煤炭经济,2016(02).