金屬非金屬露天礦山邊坡安全管理

蘇文

（中鐵十九局集團礦業投資有限公司，北京 100000）

0 引言

隨著我國科技和經濟的發展為我國各領域的發展奠定了基礎，國家逐漸加大了對礦山資源整合的力度，逐步引導礦區向大型化、安全化、綠色化發展。相較于地下開采礦山，金屬非金屬露天礦山的開采具有回采率高、開采安全性好和生產規模大等優勢。隨著露天礦山的迅速發展，占比已超20%。在露天礦山的開采過程中，邊坡的穩定性與露天礦山安全生產和生產效率密切相關，而且邊坡滑坡、坍塌等現象的產生也將對露天礦山的自然形態以及生態環境造成重大影響。金屬非金屬露天礦山邊坡的穩定不僅受到其賦存的地質條件制約，還會受到地表水、地下水和地質構造等因素的影響，嚴重破壞邊坡的整體性以及穩定性，并且整體削弱地質構造處力學參數，從而嚴重影響金屬非金屬露天礦山生產的安全，同時爆破所產生的震動作用也將進一步擴大對地質構造的影響。因此，必須要加強對露天礦高陡邊坡的安全管理。

1 金屬非金屬露天礦山邊坡特點及安全管理的重要性

邊坡是金屬非金屬露天礦的重要組成部分，邊坡主要是由已完成開采工作的臺階所產生的，根據邊坡與礦體的空間相對位置，邊坡可分為邊坡上部、邊坡下部以及邊坡端部。金屬非金屬露天礦邊坡普遍存在邊坡高較高，走向較長，且露天礦邊坡的主要組成部分是沉積巖，層理明顯，但是巖石強度不高，存在較多的軟弱夾層，非常容易出現崩塌、滑坡以及泥石流等地質災害。與此同時，金屬非金屬露天礦邊坡都是在挖掘過程中逐漸形成的邊坡形態，邊坡長期處于自然環境當中，若是不加強對邊坡安全的管理，修建完善的邊坡維護設施，將會導致邊坡受風化影響出現松動，從而導致安全事故的發生。由于開采設備和運輸車輛需要經常在露天礦山的邊坡上行駛，隨著開采時爆破作業的同時進行，邊坡的穩定性將會大大降低[1]。此外，不同開采區域對于邊坡的穩定性也有著不同程度的要求，需要提升露天礦山開采過程中邊坡安全管理的合理性，并且保證邊坡安全管理的有效落實，從而保證開采過程的安全。

2 金屬非金屬露天礦山邊坡安全的主要影響因素

2.1 地質因素

首先，通常情況下，露天礦山地質災害治理工程施工期間的邊坡抵抗力與強度，主要是受到巖體物理性質的影響。而坡巖體結構中通常情況下存在很多黏土礦物質成分和清水礦物質成分等，并且還有層狀的結構巖石，例如：泥灰巖破碎巖石等。同時，在巖石內還可能會含有泥質填充物，此類巖體結構具有容易受到侵蝕的特征，不僅會威脅邊坡的穩定性，嚴重的還會引發滑坡事故。

其次，邊坡所在區域的巖體內部結構完整度也會對邊坡的穩定性產生直接影響。但是目前在露天礦山生產的過程中，很容易對巖體結構的層次造成破壞，導致出現巖體層次變化的現象。巖體結構的完整度降低，邊坡的穩定性難以確保，最終引發滑坡事故[2]。

與此同時，在礦山區域發生地質災害問題的情況下，也會導致巖體結構受到破壞，出現完整性降低的問題。巖體結構本身的抗剪度也會減小，中間部分的縫隙會逐漸增加，結構開始呈現出疏松的狀態。最終導致結構的抗滑性能降低，很容易產生滑坡災害。

2.2 施工因素

在金屬非金屬露天礦山開采深度的持續增加下，采石場的施工環境逐漸產生重大變化，邊坡的滑坡風險隨之加大，尤其是復雜的地質地貌，都會給開采作業帶來限制和影響，加劇露天礦山邊坡安全問題，通常金屬非金屬露天礦山的施工工期都比較長，在施工過程中會出現巖石結構變化、氣候變化等問題，若是在開采和生產作業中沒有采取正確的管理措施，將會給金屬非金屬露天礦山開采及生產造成嚴重的后果，從而引發重大的邊坡安全事故[3]。此外，爆破作業和運輸作業過程中所產生的振動也是增加邊坡滑坡的動力，爆破作業破壞了邊坡巖體的完整性，降低了邊坡的穩定性。爆破振動的破壞程度取決于巖體的振動速度，尤其是炸藥量和巖體本身的性質，必須通過制定合理的開采順序和推進方向，并在臺階下安全區域進行底部開采，從而避免邊坡安全問題的出現，保證金屬非金屬露天礦山邊坡的穩定。

2.3 水因素

靜水壓力的影響與巖石裂隙中水的靜水壓力有關。水向下流動時，會對沿著它的斜坡產生一定的浮力：動水壓力的影響。地下水流經地下水，對巖石施加一定的壓力。這種壓力是動水的壓力，沿水流切向減小，促使巖體下滑。在動態水壓條件下，巖石中的溶解度成分被帶走，對巖體造成侵蝕影響，降低其穩定性。當黏土巖體和節理裂隙較大的巖體中含有大量的水，黏聚力和摩擦力減小時，粘聚力和摩擦力減小[4]。

3 金屬非金屬露天礦山邊坡安全管理措施

3.1 建立健全露天礦山的監管機制

現階段，礦山行業往往專注于作業時期的礦山地質災害監管，但是對于廢棄礦山的監測卻較為忽視，由此導致礦山邊坡無人治理，地質災害頻發。所以為了避免這種現象，就要求相關人員加強廢棄礦山邊坡的監管，建立起完善的監督機制。首先，工作人員需要建立一套完善的礦山邊坡治理管理制度，選派工程技術人員和有經驗的工作人員，專門負責邊坡的管理工作，及時清除隱患。并加強對邊坡的檢查，發現邊坡有塌滑征兆，就需要及時地進行上報然后進行解決。此外，如果發現邊坡上有裂陷，相關人員就需要加強對邊坡的關注，通過監測裝置的設立對其進行全天候的動態監測，定期檢查其邊坡變形和滑動情況，避免安全隱患的發生。

3.2 監測手段的管控

由于巖土工程的復雜性，金屬非金屬露天礦邊坡受爆破震動、降雨、車輛運輸等因素的影響。在邊坡安全管理過程中，首先，要宣傳并且有效地應用地質災害監測工藝，并且還要進行有效的創新和發展，提升災害監督檢測的預警工作品質。在主要工作落實的過程中，還要利用3S 工藝對地質災害的防治體系以及相關管控平臺進行建設，對不同的信息以及數據進行整理和歸檔，落實預警工作，為以后的工作打下基礎[5]。其次，還要對監測工作的力度以及預報的程度進行加強。地質災害自身的可控性比較小，沒辦法對其進行有效的預判，因此危害比較大，因此，在災害很容易發生的地方要利用相應的預防體系落實，來提升對其實時的監控工作，監測數據發生異常，需按照重大安全隱患開展治理。

3.3 礦山生態修復的規范化開采設計

在采礦的前期工作中，要對礦山進行規范化的設計，為以后的生態修復打下良好的基礎。在采礦工作落實完成之后，采礦的相關部門要在其相應的位置進行植被的恢復。假如植被自身覆蓋程度比較低，而且采礦工作對其自身的生態環境產生了負面的影響，那么就會導致其生態環境的下降，甚至局部會產生地質災害。因此，對于采礦工作的環境保護以及生態修復的理念落實，相關的開采設計工作要對其重視。為了保證此項工作更好地落實，開采單位在生態修復中要選擇能夠與其環境相適應的植被，保證植被覆蓋率的提升，防止水土流失及地質災害的出現，保證周圍環境的生態化發展，避免安全隱患的產生[6]。

3.4 完善邊坡支護的計劃方案

為了有效避免在礦山地質災害治理工程施工期間出現邊坡穩定性的問題，降低滑坡災害事故的發生率，應制定較為完善的邊坡支護計劃方案，使得施工企業能夠利用有效的邊坡支護措施，增強邊坡結構的穩定性，規避滑坡災害問題。

（1）要求在邊坡支護施工方面，技術人員可以結合當地區域的地形地貌特點，邊坡開挖特點和支護工作需求等。以巖土結構的參數為基礎，合理進行邊坡支護的施工，確保支護施工的安全性、技術性和經濟性[7]。

（2）由于礦山出現地質災害問題，會導致邊坡結構的穩定性受到不利影響，如果不能按照實際情況制定邊坡支護方案，將會出現嚴重的滑坡災害。因此在預防邊坡穩定性問題期間，應按照工程具體狀況和邊坡結構特點，合理確定支護結構的規格、等級和安全級別，同時還需按照地質環境特征做好邊坡支護設計的檢測和調整，通過提高支護設計的科學性，有效完成邊坡的支護工作[8]。

（3）在制定邊坡支護方案的過程中，應著重強調各類原材料的科學配置，嚴格控制水泥砂漿材料，混凝土材料和鋼筋材料的質量，制定完善的材料配合比計劃方案，選擇普通硅酸鹽類型和等級較高類型水泥砂漿當作是灌漿原材料。按照工程項目特點明確材料中氯化物的含量標準和硫酸鹽含量標準，以免對錨桿鋼筋造成腐蝕影響支護效果[9]。

（4）在邊坡支護方案中應合理確定邊坡支護的施工方式，結合現場勘查的數據信息和資料等選擇合理的支護方法，增強支護施工的有效性。

3.5 定期排查邊坡安全風險

在非金屬露天礦山邊坡安全管理期間，風險隱患時有發生，因此，相關人員要把崗位職能充分發揮出來，著力排查邊坡安全風險，做好事前管理工作。由于在非金屬露天礦山邊坡安全管理中，安全風險影響因素比較多，所以在對風險進行排查期間，為有效提升非金屬露天礦山邊坡安全管理工作水平，應成立專門的管理機構，構建一支專業的人才隊伍，詳細分析影響邊坡安全性的各類因素，并進行深入探究。同時，要把技術、管理人員納入風險排查小組，進行實地考察，及時把影響因素找出來，有利于提前進行干預和處理。

安全管理人員要根據實際管理需求和生產現狀，首先要對邊坡穩定性影響因素進行明確，然后再采集信息采集，對安全管理機制進行完善，并且針對非金屬露天礦山邊坡影響因素，策劃安全應急管理預案。在排查風險期間，及時排除可能存在的風險隱患，全過程、全面監管露天礦山開采工作。基于動態化角度，排查和清除風險，以此在保障露天礦山開采質量以及開采效率的同時，確保開采期間的安全性[10]。在此期間，專業的人才隊伍發揮著重要作用，要提升相關管理人員和技術人員的安全意識、責任意識，并對其職業素養進行提升。為提升其專業技術水平，可以在日常生產和實踐中組織演練活動和技術培訓活動，通過對責任機制進行強化，使其工作積極性得以調動。

3.6 建立健全邊坡安全預警體系

通過邊坡安全預警體系建立健全，可以有效分析邊坡結構存在的潛在風險，并做出預警提醒。對于邊坡安全預警體系來說，其能夠全天24h 進行工作，對邊坡的安全狀態進行實時監督。預警指標在系統中有著詳細的設置，在超出預設指標的情況下，系統能夠自動發出警報，同時可以對邊坡中存在的風險位置進行準確定位。應用這種系統，可以通過網絡開展遠程控制，不需要到現場就能夠對施工開采過程進行全面監控。邊坡預警系統主要有危險預測和預先警報兩個方面的功能。其中危險預測成為空間預測和時間預測兩個部分。通過預警系統，施工單位能夠對事故發生的嚴重性和波及范圍做出基本了解，對邊坡可能發生的滑坡系數進行提前預制，以此提前做好針對性的對策，最大程度上避免發生安全事故，使損失得以降低。工程內部通過這種預警系統，可以有效避免落石問題和爆破等問題造成的邊坡塌落，使得邊坡安全治理效率得到進一步提升。

4 結語

綜上所述，在金屬非金屬露天礦山作業中，邊坡安全管理對于開采的順利開展具有重要作用，對于露天礦山生產質量以及人員財產安全具有決定性影響。為了提高采礦作業的安全性，必須加強對邊坡安全管理工作的重視，結合實際的邊坡情況制定科學合理的安全管理方案及防護措施，針對存在的邊坡安全風險問題和隱患采取有效措施排查邊坡隱患，并通過加強安全管理技術的應用以及邊坡安全管理制度的完善，保障安全防護和處理措施的全面落實，避免金屬非金屬露天礦山邊坡安全事故的出現，從而全面提升施工開采過程中邊坡的穩定性，從而在提高露天礦山作業效率，保障金屬非金屬露天礦山的安全開采，促進金屬非金屬開采事業的穩定發展。