矿山高陡边坡稳定性分析及滑坡预警技术

陈启霖，姚 罗

（四川省冶勘设计集团有限公司，四川 成都 610051）

在我国绿色矿山的不断推进下，各个矿山企业也推进了矿山建设的标准化，同时矿山边坡稳定性也是绿色矿山十分重要考核指标，边坡稳定性是在矿山生产以及安全工作中有着十分重要地位，矿山是一种采矿作业面而存在，其形态可以在一定程度上受到采矿作业以及作业条件的影响，同时要求边坡工程可以满足采矿作业的要求，进而服务采矿技术，边坡工程的安全性也会在影响着采矿作业，掌握边坡稳定性的失稳原因以及防治措施，对指导边坡稳定工作和矿山以后的发展有着较为重要的作用。

1 矿山边坡相关概述

通常而言，矿山开采工作也是我国能源开采工作中十分重要工作，在其施工过程中，矿山边坡现象也会出现，并且其形成较长时间也会剥离以及采矿工作推进以后出现相关较为特别的安全建筑物。一般是通过岩石构造的。在矿山采矿工作的推进下，边坡也会形成一定的临空面，造成了之前的原本岩体承受应力的情况也会有改变出现。在矿山施工团队进行采矿推进前，也会把应力场自身平衡状态维持在合理的范围中。然而通过较长时间采矿推进，也会因为诸多因素导致之前应力平衡状态被打破，构成应力集中区，此种应力集中区通常在矿山边坡顶部的交线位置，导致之前应力平衡状态被打破构成了应力集中区，则其通常处于矿山边坡顶部交线的位置，此种应力则应该被扩散到一定范围后，那么就会导致出现边坡问题。

2 对边坡稳定性影响的主要因素分析

（1）地质因素的影响。在当地气候环境下会对岩石造成较大影响，比如说气候变化会影响到岩石风化程度，一旦岩石出现风化，导致硬度降低。此外，岩石的抗压能力和吸水能力也会影响到边坡稳定性。

（2）人为因素的影响。在进行矿山开采时，工作人员也会使用到爆破技术，在爆破的过程中会出现较为强烈的震动，进而对岩石内部结构造成一定影响，如此就会导致边坡的一些位置有裂缝发生。在进行开采中，一旦一些单位疏于管理造成了开采顺序较为混乱和开采方向出现问题，那么就会导致出现边坡失稳的情况。

（3）环境因素的影响。因为开采地环境也会对边坡失稳造成较大影响，一旦当地的降水量偏大同时雨季较为集中的话，则容易导致出现滑坡的情况。此外，温度变化也会对其有所影响。比如说温度其变化较快，就会造成岩石风化程度家中，导致硬度的降低，环境因素的影响作为不可控因素，因此要求人员提前进行了解，尽量选择当地的具体情况进行适合的防护措施。

3 增强矿山边坡稳定性的相关措施

（1）对开采顺序进行合理安排进而确定边坡参数。在矿山生产进行中，应该坚持从上到下的顺序，做好放井以及斜孔，禁止对工作台阶底部位置进行开采，避免边坡构成伞状岩石以及空隙。可以通过分层开采，高度比较高采场划分成为若干个台阶，可以降低边坡的高度。台阶高度应该依据岩石性质和采掘设备进行综合分析和考虑，一般取值10m～15m，台阶太低不经济，过高则会导致出现安全隐患。台阶坡面角的大小则从矿岩的性质入手进行分析，松软稳定狂言台阶坡面角通常不会高于自然安息角，比较稳固的矿岩台阶坡面则应该低于50°；坚硬稳定矿岩的台阶坡面角应该低于70°。最后的边坡角度应该依据岩石性质，水文地质环境、开采深度、边坡生存期等诸多因素进行考虑和分析，安全平台可以根据最后边坡角进行确定，进而综合考虑后期治理维护的需求。同时应该充分应用控制作爆破技术等来确保最后坡面的完整性。

（2）对开采环境进行严格控制。在实际中必须严格控制开采环境，有效降低边坡失稳情况，要求确保此地区的满足开采条件后，工作人员才能不断开展后续的规划工作。在正式开采之前，与之相关的单位根据以前制定方案，合理开展开采工作，为了避免边坡有空洞情况出现，在进行开采中，应该尽量避免出现掏底开采的形式，在底部有空洞出现后，则边坡整体稳定性有一定的影响。在实际施工中，与之相关的工作人员必须结合矿山的特征，采用合适的开采技术。

（3）控制各项参数。为了确保边坡的稳定性，那么就要求对其做好综合性治理工作，在该过程中，第一需要工作人员做好对各项参数的控制和监督，一般控制对象包括有平台的宽度和台阶的高度。边坡的宽度并非是固定的，要求从实际用途出发确定宽度范围，平台通常有三种类型；首先是应用在工作的平台，其次是应用在运输的平台，第三种是清扫平台。这三种类型对平台宽度要求有一定区别，工作平台要求宽度较宽，通常要求确保在30m的范围内，但是运输平台和清扫平台则需要控制在6m～7m的范围内容内。此外，台阶的高度也应该从实际情况出发进行确定，工作人员要求把爆破技术要求和矿岩的分布情况进行考虑。

（4）严格控制开采技术。为了确保开采效率符合要求，降低边坡失稳问题出现，那么就要求工作人员做好对开采技术严格管理。在工作期间，相关工作人员应该对开采台阶的高度做好控制，进而确保开采顺序符合要求。在工作中，相关人员必须遵守从上到下顺序，在选择开采技术时，尽量避免出现掏底开采，避免对边坡造成空洞问题。

（5）对采矿行为进行约束。在掌握矿区结构环境下，做好对整个开采流程进行合理规划，并且注重充分考虑道诸多方面的因素，选择合适的爆破形式。在进行爆破施工作业时，除了应该选择合适的爆破技术外，还需要对爆破工作区进行合理划分，把工作区的弹药量控制合理范围中。因为采矿废料出现堆积，机械设备的应用会出现较强的荷载力，因此在矿山开采进行中，要求对机械设备和废弃石料做好管理，同时定期清理生活垃圾以及爆破出现的废石料，可以把重力荷载控制在科学的范围中，进而在最大程度降低荷载对边坡稳定性的影响，需要注意的是，矿山开采禁止出现掏采，避免因为掏挖量较大而出现边坡失稳的问题。

（6）选择合适的边坡加固处理技术。除了使用相关预防措施外，对于初心失稳问题的边坡而言，要求开展清理以及加固处理，一般来说，主要是清理边坡上积累的垃圾杂物以及废弃石料，对出现崩塌的边坡做好修整加固，实现边坡安全稳定性提升。

与此同时，对岩石构造，纹路节理有着明显缺陷的边坡，可应用挡滑墙、抗滑桩和边坡注浆等人工干预措施，可以实现提升边坡稳定性。并且，定期开展边坡巡查以及维护，确保边坡的安全稳定性，增加开采作业的安全系数。

（7）全面统筹精心施工。在选择采矿技术、作业工作面以及采区布置等推进方式和采空区在应用中，可以结合边坡工程，进行统筹发展，同时实施排压脚滑坡防止措施，最大程度降低倾倒滑移，依据围岩形式结构，科学选择支护技术，不断提升边坡稳定性，合理控制边坡变形。降低边坡围岩暴露时间，对于比较破碎地带可以以预注浆，提升岩石强度以及封堵水流等措施进行推进。实现边坡稳定的安全标准化，严格依照开采设计说明书进行作业施工，并且可以预留充足的作业平盘宽度，控制工作帮和非工作帮边坡角。并且合理组织爆破施工，边坡较为频繁受到爆破震动会导致边坡稳定性降低，精细化爆破施工就会导致爆破震动控制在安全范围中，对边坡稳定性进行合理维护。

（8）加强边坡监测预警工作。保证矿山边坡稳定性是进行矿山安全生产的基础，必须科学应用技术措施，应用无人机跟踪巡查，同矿山建设工作进行结合推进，建立智能边坡安全监测体系，为了边坡日常养护，监测以及管理提供具体有，应该定期组织人员做好巡视监测工作，掌握边坡的位移以及便面裂缝和变形问题，对于边坡失稳的情况制定事故救援预案，避免事故的逐渐扩大。

（9）加强防水排水工作。第一应该做好矿山的防汛工作，对排水沟以及截水沟进行设计，可以贯通到主要的泄洪河道或者是远离边坡位置，降低采场积水以汇集到边坡位置。第二应该做好抑制延缓软岩边坡蠕动变形问题，做好疏干减压，降低因为地下水导致边坡变形，应用集水井、平孔排水以及渗井等措施，促使水不会在滑坡的范围中，增加边坡稳定性。根据矿山的具体实际，应该合理设计矿山疏干排水工程则是有效延缓边坡形状突变的措施。

4 矿山滑坡灾害预警措施

（1）人工智能模型的应用。可以对矿山滑坡灾害建立预警预报系统之时，第一应该对滑坡的状态信息做好检测，包括的内容有滑动机制、潜在诱发因素、阈值。并且需要对此种信息状态做好综合分析，把分析结果可以嵌入到预警预报系统中，进而充分发挥出预警预报系统的功能。那么就要求工作人员通过长期位移监测的形式来对滑坡变形失稳的情况进行检测，最大程度降低滑坡灾害导致的风险。

（2）突变理论预报模型的应用。一般对突变理论来说，第一应该是同法国数学家了勒内托姆提出，此理论的特点为，在其过程中具备着一定的连续性，并且结果不具备连续性。在滑坡出现前，地表结构位移有着连续性，然而在滑坡出现时，滑坡土体运动有着不连续性，其正好符合突变理论的特点的原则。所以对于突变理论来说，在滑坡灾害预报模型应用中，是一种较为科学合理的数学工具。

5 结语

根据前文所述，露天矿山边坡稳定性并非是通过单一性因素而有所影响，主要是在矿山内部同外部等诸多因素的共同影响下构成，内部因素为包含边坡自身岩体特征以及机构。外部因素包括内容有人类采矿活动的不断推进，植被、地表水等诸多因素的影响。对于解决这种问题，要求积极使用避免露天矿山边坡稳定性灾害方法进行解决，不断提升露天矿山边坡的稳定性质量，实现采矿效益的增加。