露天開采邊坡穩定性分析及滑坡防治措施

張浩洋

摘 要 露天開采邊坡工程和其他工程相比，其具有一定的特殊性，本文首先分析了露天礦邊坡的特點、破壞形式以及影響邊坡穩定的因素，對邊坡穩定性進行了分析，最后提出幾點安全防治措施。

關鍵詞 邊坡穩定性 露天礦 邊坡特點、破壞形式 防治措施

中圖分類號：TU45 文獻標識碼：A

0引言

露天開采邊坡安全問題是現在礦山面臨的主要問題之一，邊坡的巖土物質性質、設計參數、生產工藝、生產技術、露天礦周邊環境以及管理員管理等因素，隨著社會經濟水平的不斷提高，露天礦山的開采規模也越來越大，開采深度也在不斷增加，然后會形成凹陷采場或深凹采場，這就造成了邊坡的又高又陡，會很容易造成滑坡事故，所以要及時采取相關措施避免該類事故的發生。

1露天礦邊坡的特點、 破壞形式以及影響邊坡穩定的因素

1.1露天礦邊坡的特點

露天礦山開采過程決定了邊坡的工程地質條件，隨著露天礦山的不斷開采，邊坡也總是處于動態變化的過程，在開采過程中，各種工作平臺、出入坑線以及塹溝等復雜的結構群體會使邊坡工程系統更加復雜，而邊坡穩定性只在礦山服務年限內有要求，可以允許巖體有一定程度的破壞和變形。

1.2露天礦邊坡破壞的形式

露天礦邊坡破壞形式主要受工程地質條件來控制，根據破壞機理的劃分，露天礦邊坡破壞的主要形式有四種：平面破壞、楔體破壞、圓弧形破壞。平面破壞主要指某一主要結構面發生的直線型滑動。楔體破壞指在邊坡巖體中有兩組或兩組以上的結構面和邊坡相交，然后在巖體相互交切處呈現楔形體發生的破壞。圓弧形破壞主要指邊坡在破壞時呈現出圓弧狀的下滑破壞。

1.3影響露天礦邊坡穩定性的因素

影響露天礦邊坡穩定性的主要因素有內在因素和外在因素，內在因素主要指組成邊坡巖土的性質、地質構造、巖體風化、巖體結構、巖體初始應力以及邊坡的坡度等；外在因素主要指外界水的影響、工程載荷條件、震動以及人為因素等。

2邊坡穩定性分析

2.1邊坡穩定性分析原理

計算邊坡穩定性的方法有兩種，一種是傳統的極限平衡法，另一種是數值分析法。結合目前生產實際情況看，極限平衡法是邊坡穩定性分析的基本方法。極限平衡法可以給出邊坡穩定性的定量評價值，就是我們計算的安全系數。極限平衡法主要以及極限平衡原理為基礎，將邊坡滑體作為剛塑體，并假設幾塊剛體組合而成，造成失穩的原因主要是由于巖體的自重造成巖體的剪切面收到破壞。

2.2邊坡潛在的破壞模式

露天礦邊坡破壞模式主要根據地質基礎來講的，主要取決于地質構造特征、巖體結構和巖體介質的力學特征。其中巖體各種不連續面和邊坡的組合關系是判定邊坡破壞模式的主要依據。邊坡破壞形式有很多種，不管怎樣變化，根據滑動面類型可以分為圓弧形、曲線型、同傾向單滑面型、同傾向雙滑面型和不同傾向雙滑面型等。

2.3露天邊坡穩定性計算中應考慮的幾個因素

露天邊坡的巖體特性具有特定的巖性和構造特性，另外又賦存在一定的應力環境、水交環境之中的地質體，所以會受到各種外部因素的影響，其中包括地震、冰雪金融或暴雨等，人為影響的因素有爆破震動或開挖不當等，這些因素在影響邊坡穩定時的權重是不一樣的，破壞邊坡穩定的決定性因素主要分為三種：組成邊坡的巖體結構特性、力學特性和賦水特性。巖體結構的特征是影響邊坡穩定的重要因素，尤其是巖體不連續面的特征參數，其決定了邊坡破壞的程度和破壞模式。地下水的存在以滲透壓力的形式作用于巖體，這種因素的存在減少了滑動面的有效正壓力，從而減少了抗滑的能力。地震對邊坡穩定性的影響主要表現在外力對邊坡的作用，尤其是水平方向的震動直接增加了坡體的下滑力。

3安全防治措施

3.1地表水安全防治措施

大氣降水是造成露天礦滑坡事故原因之一，大氣降水不僅補給地下水使水位升高，還會在上部巖土體中產生孔隙水壓力，這些孔隙會是巖土強度降低，從而造成邊坡的滑移，給采場帶來危險。為了避免此事故的發生，必須要做好采場地表水的截排水措施，對地表水進行有效攔截和排放，在露天采場的上盤邊坡頂部和下盤的邊坡頂部修建截洪溝，根據實際情況分段進行施工，截洪溝兩側要用塊石漿砌，用水泥護溝底，設置的排洪容量要滿足最大暴雨洪水量。在上盤邊坡的每個臺階處要設置排水溝，每隔200m要布置垂直邊坡走向的排水溝，然后連接各臺階處的排水溝，形成最終的排水系統。地表水的防治工作對露天采場以及邊坡有著重要作用，必須要嚴格按照要求，根據實際情況來進行施工。

3.2臨近邊幫的控制爆破

露天礦山的開采離不開爆破，爆破會影響邊坡的穩定性，輕的會使邊坡巖體松動、巖體破碎和使巖體的完整性受損，嚴重的會直接誘發滑坡的產生，這主要是因為爆破造成的破碎帶在風化和拉應力的作用下巖體會沿著隙面逐漸產生松動，從而使巖體產生滑移變形，最終造成邊坡的失穩。采取的主要措施有：在選擇爆破工藝時，要選用已經通過實踐總結出一套成熟的控制爆破技術，尤其在臨近邊幫爆破時，盡量采用緩沖減振爆破技術或預裂爆破技術。在進行爆破震動研究時，要定量研究爆破對邊坡穩定性的影響，另外還要確定在臨近邊幫處的爆破允許藥量。最后要制定嚴格的爆破管理制度和規范，處理好邊幫爆破和生產爆破之間的關系，從而確保采場的順利作業。

3.3邊坡位移監測

即使分析露天采場的邊坡是穩定的，也要對個別地段進行位移監測，有些地段地質條件比較特殊，加上一些不確定因素，所以一定程度上存在安全風險，所以有必要對采場邊坡進行變形位移監測，監測之前首先要對監測點進行合理布置，然后采用全站儀法、視準線法或電測法進行監測。其中全站儀是邊坡監測最理想的儀器，在日常生產測量工作中可以減輕測量人員的現場勞動強度，還可以解決大量計算工作，所以全站儀是邊坡監測的首選儀器。

4結語

邊坡穩定性分析是一個非常繁瑣和復雜的工程，需要結合現場實際情況，花費大量精力和時間去現場調研，另外還要做好巖石物理力學試驗，在分析時要考慮各方面的因素，從而采取有針對性的安全防治措施，保證露天邊坡的穩定性。

參考文獻

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