矿山安全基础知识

矿山安全基础知识

一、露天边坡灾害及防治技术

露天矿边坡滑坡是指边坡体在较大的范围内沿某一特定的剪切面滑动，一般的滑坡是滑落前在滑体的后缘先出现裂隙，而后缓慢滑动或周期地快慢更迭，最后骤然滑落，从而引起滑坡灾害。

(一)边坡的破坏类型

岩质边坡的破坏方式可分为滑坡、崩塌和滑塌等几种类型。

1滑坡

滑坡是指岩土体在重力作用下，沿坡内软弱结构面产生的整体滑动。滑坡通常以深层破坏形式出现，其滑动面往往深入坡体内部，甚至延伸到坡脚以下。当滑动面通过塑性较强的土体时，滑速一般比较缓慢；当滑动面通过脆性较强的岩石或者滑面本身具有一定的抗剪强度时，可以积聚较大的下滑势能，滑动具有突发性。根据滑面的形状，其滑坡形式可分为平面剪切滑动和旋转剪切滑动。

2崩塌

崩塌是指块状岩体与岩坡分离向前翻滚而下。在崩塌过程中，岩体无明显滑移面，同时下落的岩块或未经阻挡而落于坡脚处，或于斜坡上滚落、滑移、碰撞最后堆积于坡脚处。

3滑塌

松散岩土的坡角大于它的内摩擦角时，表层蠕动使它沿着剪切带表现为顺坡滑移、滚动与坐塌，从而重新达到稳定坡角的破坏过程，称为滑塌或称为崩滑。

(二)边坡滑坡的影响因素

露天矿山边坡的变形、失稳，从根本上说是边坡自身求得稳定状态的自然调整过程．而边坡趋于稳定的作用因素在大的方面与自然因素和人类活动因素有关。

1自然因素

(1)岩层岩性。岩石的物理力学性质及矿物成分，结构与构造，对整体岩层而言，是确定边坡的主要因索之一。相间成层的岩层，其厚度、产状及在边坡内所处的部位不同，稳定状态亦不一样。

(2)岩体结构。岩体结构面是在地质发展过程中，在岩体内形成具有一定方向、一定规模、一定形态和不同特性的地质分割面，统称为软弱结构面，它具有一定的厚度，常由松散、松软或软弱的物质组成，这些组成物质的密度、强度等物理力学属性较之相邻岩块则差得多。在地下水作用下往往出现崩解、软化、泥化甚至液化的现象，有的还具有溶解和膨胀的特性，具有这样软弱泥化的结构面的存在．就给边坡岩体失稳创造了有利的条件。

(3)风化程度。岩层的风化程度愈深，则岩层的稳定性愈低，要求的边坡坡度愈缓。

例如花岗岩在风化极严重时．其矿物颗粒问失去连接，成为松散的砂粒。则边坡的稳定值近似于砂土所要求的数值。

(4)水文地质。地下水对边坡稳定的主要影响有：使岩石发生溶蚀、软化，降低岩体特别是滑面岩体的力学强度；地下水的静水压力降低了滑面上的有效法向应力，从而降低了滑面上的抗滑力；产生渗透压力(动水压力)作用于边坡，使岩层裂隙间的摩擦力减小，其稳定性大为降低；在边坡岩体的孔隙和裂隙内运动着的地下水使土体容重增加．增加了坡体的下滑力，使边坡稳定条件恶化。地表水对边坡的影响主要是冲刷、夹带作用对边坡造成侵蚀形成陡峭山崖或冲洪积层，引发牵引式滑坡。

(5)气候与气象。在渗水性的岩土层中，雨水可下渗浸润岩土体内．加大土、石容重，降低其凝聚力及内摩擦角，使边坡变形。我国大多数滑坡都是以地面大量降雨下渗引起地下水状态的变化为直接诱导因素的。此外，气温、湿度的交替变化．风的吹蚀，雨雪的侵袭、冻融等，可以使边坡岩体发生膨胀、崩解、收缩，改变边坡岩体性质，影响边坡的稳定。

(6)地震。水平地震力与垂直地震力的叠加，形成一种复杂的地震力，这种地震力可以使边坡作水平、垂直和扭转运动，引发滑坡灾害¨地震触发滑坡与地震烈度有关。

2人为因素

影响边坡稳定性的人为因素，主要是在自然边坡上进行露天开挖、地下开采、爆破作业、坡顶堆载、疏干排水、地表灌溉、破坏植被等行为。

(1)坡体开挖形态。露天边坡角设计偏大，或台阶没按设计施工，会显著增加边坡滑坡的风险。发生采动滑坡的坡体几何形态大多有如下特点：从平面形状来看．采动滑坡大多发生在凸形或突出的粱峁坡体上；在竖直剖面上看，采动滑坡或崩塌主滑轴线方向的剖面大多在总体上呈凸形状态，即坡顶比较平缓，坡面外鼓．坡角为睦坎；或坡体的上、下部均成陡坎状．中间有起伏的不规则斜坡或直线斜坡。

(2)坡体内部或下部开挖扰动。施工对边坡的最大扰动是工程开挖使得岩土体内部应力发生变化，从而导致岩体以位移的形式将积聚的弹性能量释放出来．由此带来了边坡结构的变形破坏现象。尤其是在坡体内部或下部施工．由于地应力的复杂变化，造成的滑坡风险更加难以预测。

(3)工程爆破。大范围的工程爆破对山体有很大的破坏作用，瞬时激发的强大地震加速度和冲击能量会导致岩层或土层裂隙的增加．使边坡整体稳定性减弱。

(4)坡顶堆载。在边坡上进行工业活动，将固体废弃物堆放在坡顶，可能导致下滑力增加，当下滑力大于坡体的抗滑力时，会引起边坡失稳。

(5)降水或排水。由于人为的向边坡灌溉、排放废水、堵塞边坡地下水排泄通道，或破坏防排水设施，使边坡地下水位平衡遭到破坏，进而破坏边坡岩土体的应力平衡，增加岩层容重，增加滑动带孔隙水压力，增大动水压力和下滑力，减小抗滑力，引发滑坡。

(6)破坏植被。植被可以固定边坡表土，避免水土流失。对边坡上覆植被的破坏．会增大地表水下渗速度．导致下滑力增大，抗滑力减小．诱发滑坡o

(三)露走边坡事故的原因

露天边坡的主要事故类型是滑坡事故．即露天边坡岩体在较大范围内沿某一特定的剪切面滑动的现象。露天边坡滑坡事故发生的原因主要有：

l露天边坡角设计偏大．或台阶没按设计施工；

2．边坡有大的结构弱面；

3自然灾害，如地震．山体滑移等；

4滥采乱挖等。

(四)滑坡事故防治技术

1．合理确定边坡参数

合理确定台阶高度和平台宽度。合理的台阶高度对露天开采的技术经济指标和作业安全都具有重要意义。平台的宽度不但影响边坡角的大小，也影响边坡的稳定；

正确选择台阶坡面角和最终边坡角。

2选择适当的开采技术

选择合理的开采顺序和推进方向。在生产过程中必须采用从上到下的开采顺序，应选用从上盘到下盘的采剥推进方向。

合理进行爆破作业。减少爆被震动对边坡的影响。

3．制定严格的边坡安全管理制度

合理进行爆破作业必须建立健全边坡管理和检查制度。有变形和滑动迹象的矿山，必须设立专门观测点，定期观测记录变化情况，并采取长锚杆、锚索、抗滑桩等加固措施。露天边坡滑坡事故可以采用位移监测和声发射技术等手段进行监测。

二、排土场灾害及防治技术

排土场又称废石场，是指露天矿山采矿排弃物集中排放的场所。排土场作为矿山接纳废石的场所．是露天矿开采的基本工序之一，是矿山组织生产不可缺少的一项永久性工程建设。当排土场受大气降雨或地表水的浸润作用，排土场内堆积体的稳定状态会迅速恶化，引发滑坡和泥石流等灾害。

(一)排土场事故厦原因