矿山最终边坡稳定性预测分析与安全措施研究

矿山最终边坡稳定性预测分析与安全措施研究

文博扬

金丰矿业（安徽）有限公司   安徽省宣城市242500

摘要：非煤矿山露天开采一定期限后形成的高陡边坡，对矿山的安全生产产生了极大的安全隐患，是影响矿山员工安全的最重大安全因素之一，所以对露天矿山最终边坡进行稳定性预测分析并提出切实可行的防治安全措施十分必要。本文主要分析矿山最终边坡稳定性预测分析与安全措施。

关键词：最终边坡；石灰岩矿；赤平投影；定性评价；安全平台

引言

矿山地质灾害具有突发性，滑坡是其中最常见的一种灾害类型。滑坡的发生与地质矿层所受压力有关，灾害过后会严重破坏矿山边坡结构的稳定性，因此，维持边坡的稳定始终是矿山地质灾害治理工作的重难点。边坡结构失稳与滑坡，主要分为人为主观因素与自然客观因素，要想有效治理滑坡，需要全面了解滑坡的形成因素，以此为依据选择科学的治理方法，从而提高边坡的稳定性，避免滑坡灾害的发生，保证矿山开采施工的安全。

1、矿山现有工程布局概况

矿山现为生产矿山，矿山总平面布置主要为露天采场、运矿道路，该矿区没有设置排土场。设计工程布局，矿山露天采场。矿区位于丘陵地貌，总体呈南北向展布，南北长约262m，东西宽约125m，最高海拔标高1684.00m，面积约0.1559km2，最低海拔标高1609.00m，相对高差75m。为山坡型露天开采，最低开采标高+1615m，矿山台阶高度为10m，安全平台宽度4m，清扫平台宽度6m，每2个安全平台设置一个清扫平台。台阶坡面角70°，采场最终边坡角53°。本矿区最终边坡要素参数确定见表1。

表1最终边坡参数表

（2）矿山道路。矿区内部运矿道路为简易公路和采场斜坡道，矿区外部运输为当地乡村公路，安排适当人力和财力进行洒水降尘和路面维护。（3）其他辅助设备。矿山其它辅助设施如机修房、设备仓库、加油站等布置在办公生活区附近，便于机械的维修。（4）开拓运输方案。本矿山已生产多年，现有公路－汽车开拓运输系统已相当完善，此次预测分析是针对原露天矿体延伸开采，因此，矿山仍采用公路开拓-汽车运输方式。根据矿山的年生产能力、选用的运输设备及道路的行车密度，设计道路等级为二级，泥结碎石路面。公路设计纵坡不大于8%，最小转弯半径10m，双车道，路面宽度为5m，路肩宽度lm。汽车拐弯处设置不小于600m的缓坡段，道路施工及维护应根据矿山二级道路标准进行施工及维护。（5）排土场。因矿山采出的覆盖层剥离物可作为水泥黏土质原料，而夹石层可与矿石进行搭配使用，可搭配使用的夹石堆放至临时堆场内，故矿山未设置排土场。

2、边坡监测

根据《金属非金属露天矿山高陡边坡安全监测技术规范》要求露天矿山采场应结合边坡分区的安全监测等级要求：本矿山安全监测等级为三级，本次设计监测内容主要有：边坡表面位移监测、降雨量监测。边坡表面位移监测：设计采用高精度全站仪自动监测技术对高边坡进行监测，实现同期高精度观测。降雨量监测：采用翻斗式雨量计对降雨信息进行监测。（1）边坡表面位移监测。①监测点布置。边坡每30m高差布设一排监测点，监测点的距离：边坡长度小于300m时，宜取20～100m，结合现场实际情况，边坡面上共设置监测棱镜点位20个，在边坡面以外坚固的山体设置1台智能全站仪对监测点位进行监测，在坡面外坚固山体上每台全站仪设置2个监测棱镜后视点。②监测误差要求。边坡地表水平位移监测精度要求：监测等级为三等，相邻点点位中误差±3mm：地表垂直位移监测精度要求：监测等级为四等，相邻点点位中误差±1mm。③监测频率。监测网和监测点的初次观测应在埋设标石10~15d后进行。边坡变形监测频率应根据边坡位移速率和季节来确定。新布设点一周内每天应观测1次；位移趋于稳定后每月应观测1~2次，雨季适当增加观测次数，暴雨前后增加观测密度。在边坡位移剧烈时，每小时观测不应少于2次。监测网的观测应定期进行，建网的初期宜每个月观测1次，一年后可每3个月观测1次。有异常情况时应随时进行观测。监测期间，个别监测网点和监测点被破坏时，应补救恢复并应进行监测结果的校核。（2）降雨量监测。根据本矿山露天边坡面积，本次设计共布置2个降雨量监测点。（3）监测点布置汇总。该矿山设计最终边坡最大高度约45m，最终边坡角介于40～55°之间，其中矿区南侧边坡最长，总长度约1000m。

3、边坡安全防治措施

3.1剥离台阶和工作台阶参数严格按设计要求进行

矿山今后生产过程中，结束一个水平台阶开采时，应按设计要求检查台阶高度和坡面角；临近最终边坡的采掘作业，必须按设计的宽度，预留安全平台和清扫平台，保持阶段坡面角，不得超挖坡底。岩层破碎带或稳定性差的岩层应采取支护措施。

3.2加强作业现场管控

如果遇到可能滑坡坍塌区域，必须坚持“先排险后作业”，不能立即处理的，应划定危险区、设立警示标志，撤出相关人员，待制定出安全可行的施工方案后再采取措施。

3.3做好边坡稳定的监测工作

当采场边坡形成最终边坡时，应根据最终边坡的稳定类型、分区特点确定各区监测级别。对存在不稳定的最终边坡应长期监测，发现问题及时处理。在建立健全一系列的边坡管理和检查制度的情况下，可有效地减少边坡的稳定性对安全生产可能构成的隐患。矿山在今后的生产过程中，除了严格按设计规定的各项参数进行开采外，还应加强边坡管理和制定边坡安全防范措施和事故应急预案，认真贯彻落实设计和安全预评价报告提出的各项安全措施，确保采场边坡的稳定。

3.4安全辅助钢筋网

矿山地质灾害治理工程有着广泛的建设范围，岩体脆弱的地区极易在施工期间发生滑坡或塌方等问题。因此，为了维护矿山地质灾害治理工作的安全，可以使用安全辅助钢筋网。通常情况下，安全辅助钢筋网的使用规格为20cm×20cm，并且还需要用到48mm的钢管。如果在施工区域存在破碎的部分，那么就需要全面采集区域内的各项地质参数，在安装工作中放置合理数量的脚手架。为了维护施工场地的安全，要尽可能地增加钢筋网绑扎的面积，确保钢筋网面可以与破碎岩石的表面紧密贴合。

3.5降低边坡的应力变形

在重力作用下边坡会发生变形，然后在开采中因应力过大而受损。边坡断裂情况依据边坡破坏模式和应力变化特点，可以分为拉裂开裂、平移变形、倾倒以及楔形体变形四种。倾倒：倾斜力矩的形成主要受岩体自重的影响。由于力矩超过了岩石的承载力，岩石很容易失稳，落在边坡较大的岩石上。特别是当岩石不连续时，更容易在断裂方向发生倾斜变形，最终导致块体弯曲和崩塌。拉裂开裂通常发生在滑动构造或倾斜较低的顺层边坡上，受岩体自重的影响，边坡与节理之间的裂隙会互相剪切。当周围的约束条件被移除时，坡度等于岩石的内摩擦角，一旦矿点发生了爆破或是降雨造成岩块的结构稳定性降低，岩块很容易沿着滑移面形成平移拉开的断裂形式。

结束语

边坡支护工程是在矿山地质灾害治理中采取的一项非常有效的措施。在先进飞材料和技术手段的有力保障下，通过加固矿山外部，可以使矿山斜坡更加稳定，提高矿山开采工作的安全性和经济性。边坡防护工程在许多矿山地质灾害管理中都得到了广泛的应用。因此，本文对矿山地质灾害管理中边坡支护的应用措施进行了具体的分析，以便做到精准施策，实现保护生态环境以及促进经济的可持续发展的目的。

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