露天矿开采边坡稳定性影响因素和防治措施

露天矿开采边坡稳定性影响因素和防治措施
摘要：随着科学技术发展,露天采矿工程边坡已经成为困扰矿山安全生产的重要
问题,其稳定性是保证矿山正常生产的先决条件。

露天矿山开挖后在一定程度上
破坏和扰动原来较为稳定的岩体而形成新的人工边坡,随着回采工作的逐年推进,
大量的永久性边坡随之形成。

它们的稳定性随着时间的延长逐渐降低,对生产、生
活的安全威胁将会随之增大。

因此,对露天边坡稳定性影响因素的分析也就变得尤
为重要。

本文就露天矿开采边坡稳定性影响因素和防治措施进行了分析。

关键词：露天矿开采；边坡稳定性；影响因素；防治措施
一、露天矿边坡的特点
第一，边坡坡度高的特点。

露天矿边坡一般较高，高度从几十米到几百米不等,边坡走向从几百米延伸可达数公里,因而边坡揭露的岩层多，边坡各部分地质
条件差异大、变化复杂。

第二，易受荷载影响较大的特点。

露天矿因大型机械作业设备施工频繁，边
坡容易受到荷载力的影响，使得边坡的稳定性逐渐降低，长此以往，边坡必将坍塌。

第三，易滑坡的特点。

露天矿的边坡稳定性具有下端稳定性强、上端稳定性
差的特点，并且上下区间软夹层是比较多的，长时间受到分化作用或者不同水质
条件侵蚀作用，产生滑坡问题。

露天矿在实际开采过程中上部边坡的服务时间长
于下部边坡的服务时间，因此，下部边坡的稳定性要求要高于上部边坡的稳定性。

第四，易破碎的特点。

因露天矿的边坡主要采用爆破的形式或者机械采掘的
形式形成的，严重破坏了岩体的稳定性，使得露天矿的边坡岩体受到外力作用的
条件下易产生破碎的情况，如露天矿开采中经常出现爆破活动，使得边坡很容易
受到震动，整体性较差的岩体就会产生破碎。

二、露天矿开采边坡稳定性影响因素
1、地质因素。

影响露天矿边坡稳定性的地质因素主要包括岩石性质、结构面、岩体孔隙度
和地应力等四个方面。

（1）岩石性质。

露天矿施工场地的岩石性质是影响边坡
稳定性最直接的因素，通常情况下，岩石的强度越高，露天矿边坡稳定性越好，
反之，岩石的强度越低，露天矿边坡稳定性越低。

（2）边坡结构面。

一般来说
结构面倾向和边坡坡面倾向一致，倾角小于坡角的稳定性较反向坡差，同向缓倾
坡中，岩层倾角愈陡，稳定性愈差，水平岩层稳定性较好，结构面走向与坡面走
向夹角愈大，对边坡的稳定愈有利，当边坡受多组相交的结构面切割时，岩体自
由变形的余地大，切割面、滑动面和临空面多，利于水的渗入，对边坡不利。

同时，结构面的起伏差和表面性质对边坡也有一定程度的影响。

（3）岩体孔隙度。

随着孔隙度增大和增多，岩石的强度降低、弹性模量减小，致使岩体的抗压、抗剪、抗弯和抗拉强度都发生变化，影响边坡的稳定性。

（4）地应力。

露天矿岩
体因地应力的作用倾斜于自由面，然后变形，相应增加了岩体的孔隙，影响露天
矿边坡的稳定性。

2、水文因素。

水对边坡的稳定性有显著影响。

露天矿滑坡大量发生在雨后、解冻时期,因疏
干排水方法不当所致。

地下水富集程度的提高一方面增大坡体下滑力；另一方面
降低软弱夹层和结构面的抗剪强度,引起孔隙水压力上升,降低滑动面上的有效正
应力,导致滑动面的抗滑力减小从而导致边坡失稳。

3、边坡参数及形状因素。

在已定的地质条件下，露天矿边坡的稳定性主要取决于边坡的高度、台阶坡
面角、最终边坡角等边坡参数。

坡角越小，边坡越稳定；上部缓下部陡的边坡较
上部陡下部缓的边坡稳定；边坡出露的时间越短越稳定；当边坡向采场凸出时，
岩体侧向受拉力，由于岩体抗拉能力低，此时边坡稳定条件差；当边坡向采场进时，边坡岩体侧向受压，边坡比较稳定。

4、开采过程震动力的影响因素。

开采过程中，爆破作业对于边坡稳定性有一定的影响，主要包括两方面原因：一是由于爆破时产生的震动力会使得边坡滑动力增加；二是由于爆破过程中，边
坡岩体被破坏，这不仅使得岩体的强度降低，致使地下水和雨水容易沿着爆破产
生的裂缝渗入岩石中，导致岩体风化加重。

露天矿边坡所受的震动力大多数来自
于爆破作业，除此之外还有部分作业设备产生的震动力，比如在露天矿台阶运行
的工作设备和运输设备，以及挖掘机工作时产生的震动力，但这些设备对于边坡
整体的稳定性损害很小。

一些矿山在近些年采用了控制爆破技术，如预裂爆破、
光面爆破和缓冲爆破等，对于减小边坡岩体的破坏有着良好的应用效果。

三、露天矿开采边坡稳定性防治措施
1、加强地质勘查。

对矿区地质进行勘查是确保边坡稳定性的基础，应对矿区岩石类型、水文地质、岩体结构面、自然边坡及滑落情况等进行深入透彻地了解。

2、建立边坡监测系统。

露天矿边坡的监测和防治是保证边坡稳定性的重要保障措施。

通常情况下露
天矿边坡监测主要包括三种：地表位移监测、岩体内部位移监测和水压监测。

在
实际应用最为广泛的是地表位移监测。

因此，露天矿山应该建立相应的地表位移
监测，有条件的矿山企业还应建立岩体内部位移监测和水压监测，建立相应的管
理制度、配备足够的管理人员，定期测试边坡的稳定性能，制定相应的紧急预案。

3、合理安排开采顺序。

需要首先确定合理的台阶高度，然后再进行分层回采操作。

针对小型的露天
矿或者采石场，如果条件允许均应该使用分层开采，将高度较高的采场分为多个
台阶进行开采，使得边坡的相对高度降低。

如果不能采用分层的矿场，也应该采
取一定措施，以控制边坡的稳定性，比如减小边坡角，首先开挖山头部分从而降
低边坡的绝对高度。

4、确保边坡疏水。

防排水的措施很多，对于地下水可采用巷道疏干，深井疏干，明沟疏干等方
法进行疏干。

在防水方面，对于地面水可采用河流改造，设截水沟、拦河护堤等
措施；对于地下水可以打探水钻孔，设防水门和防水墙，预留防水矿柱等措施。

实际边坡体内地下水是难以疏干的，在生产作业时，加强对地下水的观测和分析
也是必要的。

5、规范施工作业。

安全标准化是一个企业拥有长久安全机制的重要途径。

露天边坡稳定性的安
全标准化，是实现安全标准化完整建设的重要组成部分之一。

因此，需要对边坡
稳定性的安全标准化进行规范。

比如，在施工时需要按照开采设计说明书严格执行，预留足够的保安平盘以及作业平盘宽度，控制各个工作帮以及非工作帮边坡角，同时组织相关人士按区域定期进行巡视监测，对地表裂缝以及建筑物变形情
况要及时掌握，并对边坡的失稳事故订制紧急预案等。

四、结语
总之，在露天矿开采过程中，边坡岩体的破坏不但直接影响着矿山经济效益，给生产带来困难，甚至涉危及人身安全。

所以加强边坡维护、治理与管理，保证
露天矿开采边坡稳定性，对保证矿山安全具有十分重要的现实意义。

造成边坡失
稳的因素是多方面的，因此单一的措施无法有效的根治，在生产实践中我们要采
取以防为主，防治结合的综合治理方针，结合实际的矿山施工情况制定有效的方案，以确保露天矿开采边坡的稳定性。

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