摘要：随着中国露天煤矿产量规模和开采深度的不断增加，高陡边坡稳定性问题愈来愈突出.高陡边坡稳定性成为控制露天矿安全生产的关键技术问题之一。经过实践证明，高陡边坡围岩的破坏随着开采深度的增加破坏程度逐渐加大，若不及时采取适当的防治措施，势必对周边工业和民用的设备、设施及人民生命财产构成严重威胁。基于此，在接下来的文章中，将围绕露天矿高陡边坡变形破坏机理及稳定性方面展开详细分析。
关键词：露天矿；高陡边坡；变形破坏机理；边坡稳定性；基层建设
引言：我国的大多数大中型露天矿山己经或即将进入深部开采。随着边坡的加高加陡，露天边坡稳定性维护的难度和采场破坏的概率越来越大。由于矿体赋存条件的制约性，矿山边坡的变形破坏模式与地质构造特征、岩体结构特征的关系极为密切。为此，文章对露天矿高陡边坡变形破坏机理及稳定性方面进行分析，具有重要的现实意义。
一、露天边坡变形破坏模式以及特点
（一）露天边坡变形破坏模式
首先，危岩体崩塌。露天采场由于开挖卸荷产生卸荷裂隙，卸荷裂隙及边坡原有的各种结构面对坡体的切割、分离，为崩塌体的形成提供了有利条件，一期采场底界平台局部分布滚石，坡脚沿边坡走向均见崩塌体堆积，坡体中上部广泛分布危岩体；其次，楔形体破坏。采场西部边坡附近有大型楔形体破坏，该楔形体两侧结构面产状分别为332°∠83°和150°∠73°，楔形体沿两组结构面交线滑动，滑体宽度15ｍ，在坡脚形成大面积堆积；再次，平面滑动破坏。采场中发生平面滑动的位置大多位于粉砂岩、砂岩等沉积岩中，花岗岩中则少见。其原因主要是采场内构造运动强烈，在强烈的构造挤压作用下易发生层间错动形成软弱结构面，而矿山火成岩的强度普遍强于沉积岩，故在同等应力条件下，沉积岩更容易发生破坏，形成各种结构面；最后，倾倒破坏。调查结果显示采场内倾倒破坏多转化为崩塌。采场内岩体倾倒破坏以其后缘常常有陡倾结构面切割使其脱离边坡为特征，这主要与采场开挖形成大规模卸荷裂隙有关。
（二）露天边坡变形破坏模式
第一，露天矿边坡较高，走向较长；第二，露天矿边坡岩石主要是沉积岩，层理明显，软弱夹层较多，岩石强度较低；第三，露天矿边坡变形破坏的形式主要是滑坡；第四，露天矿边坡是开挖工程形成的边坡，边坡岩体较破碎，而且一般不加维护，因而易受风化作用的影响；第五，露天矿采场每日频繁的进行爆破作业，边坡上常有运输设备运行，因而边坡常受震动影响；第六，露天最终边坡由上至下是逐渐形成的，上部和下部的服务年限不同；第七，露天矿边坡的不同地段要求达到稳定程度不同；第八，露天矿边坡对地质条件无可选择的余地，不能因地质条件不良而改址。
（三）影响边坡稳定性因素分析
影响边坡稳定性的因素是多方面的，不但包括边坡岩体的介质结构、边坡结构、岩体结构、区域性地质背景、构造应力特征及构造条件等地质因素，而且包括各种人为的及自然的动力因素。这些动力因素主要是地下开采的扰动及坡脚切层开挖、爆破震动及地下水的作用等。地质条件虽然是决定或影响边坡定性的基础，但边坡的急剧变形或破坏都与各种人为的、天然的动力因素，有着密切的关系。大气降雨及水库蓄水是主要的自然动力因素，导致地下水状态的变化，减少了滑面的法向应力，降低了岩体的强度，改变了边坡岩体的稳定状态。就人为的动力因素来看，地下开挖显然有重要的影响，不但扰动破坏了上复岩体，且增加了岩体的渗透性，对边坡的变形破坏起到加速作用对于矿山边坡来说，爆破的动态效应对边坡的稳定亦有重要的影响，不但直接损害了岩体的完整性，且在重复爆破条件下，边坡岩体可能产生疲劳破坏，从而加速边坡破坏的过程[1]。
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二、变形区边坡防治建议以及露天矿基层建设
（一）变形区边坡防治建议
为了保障露天矿生产安全有序进行，提出以下边坡防治建议：第一，边坡局部加固与防治实施装置区与主滑体间的抗滑桩工程和裂缝带的注浆工程，以减小南帮变形对油厂拖拉牵引的影响，确保油厂的正常运营和生产；第二，地下水防治由于南帮边坡的持续变形，防排水设施已遭到严重破坏，修复和完善防排水系统才能确保汛期正常排水；第三，内排压脚回填压脚是当前治理南帮变形切实可行且有效的方法；第四，调整采矿布局为减小采矿活动对南帮边坡的扰动，应及时调整采矿布局，停止主变形区内的一切采矿活动，防止变形进一步加剧；第五，边坡变形监测在北帮安设一台边坡雷达监测预警系统（测量精度0.1mm），对南帮进行实时监测，此系统可在滑坡发生前2小时做出预警预报，能够保证在变形区内作业的人员、设备安全撤离。
（二）露天矿基层建设
首先，严格把好准入关。变招工为招生，完善规范人员准入体制机制，形成一线操作岗位专科生，技术岗位、管理岗位本科生、硕士生的人才格局；其次，认真把好选拔任用关。实施安全“一票否决”，坚持人才选拔任用年轻化、知识化、专业化，形成结构合理、接续有序、年轻化、专业化的人才队伍；再次，鼓励员工再学习、再深造。鼓励员工参加专业技术职称评审、执业资格考试以及各类继续教育，营造良好学习氛围，强化了员工业务素质；最后，强化岗位员工培训。按照“干什么、学什么，缺什么、补什么”的原则，对全体员工分岗位、分工种、分专业进行培训，不断提升员工的安全意识与业务技能水平[2]。
三、综合治理措施
露天采场边坡的稳定性主要受控于边坡产状、岩石和结构面力学性质、岩体结构、赋存环境特征以及降雨、爆破振动、工程扰动等，需采取有效措施对影响边坡变形破坏的因素进行控制，确保采场边坡的安全与稳定。第一，清除危岩和险情避让及时清理采场各平台边坡危岩、落石，对明显有变形破坏迹象的地段，应设置标语提醒人员避让。局部破碎地段，应进行清刷，必要时应对危岩体采取锚固措施。第二，有效排除降雨形成的地表水在采场边坡周围及各平台修筑截排水沟，防止山坡汇水流入坡体内特别是渗入张开的裂隙中。在边坡脚与周边山坡原始地形交接处以及平台顶面内侧设置排水沟，与已有的排水沟相连接，及时排除雨季时的地表水。第三，按设计坡率要求进行放坡控制采场边坡坡度，对未达到设计要求的坡率，应采取处置措施。边坡各级台阶高度和平台宽度应符合设计要求，对不符合的应进行整改。第四，减少人为扰动对边坡的影响施工振动和爆破动荷载对边坡稳定性有显著影响，可结合技术、经济条件采用控制爆破、小药量爆破、隔振等有效控制爆破振动技术，减少爆破对边坡产生爆振裂隙及导致节理岩体松弛的影响。第五，加强日常监测、巡视与管理工作应建立边坡监测系统，定期进行监测，特别是汛期应及时疏通内外截排水沟，详细检查排洪系统的安全情况。及时发现和反馈边坡变形破坏迹象，出现险情时，应根据边坡变形破坏特点采取积极治理措施。
结论
露天采场边坡岩体受多组节理裂隙切割影响，结构面分布广泛且形态各异，导致岩体呈非均匀性和各向异性，边坡具有、平面滑动破坏、楔形体破坏、倾倒破坏、圆弧滑动破坏等多种失稳模式，应采用多种评价方法对采场边坡进行分区评价[3]。
参考文献：
[1]陈月娥，吴芝兰，张连弟．金川露天矿边坡岩体移动和变形的光弹性软材料模拟实验研究[J]工程地质学报，2017，51（1）：91-96.
[2]白占平，曹兰柱，骆中洲．矿山层状反倾边坡岩体移动规律的试验研究[J]．工程地质学报，2017，5（01）：80-85
论文作者:邵宾
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/17
标签：露天矿论文; 结构论文; 露天论文; 稳定性论文; 裂隙论文; 楔形论文; 因素论文; 《基层建设》2018年第25期论文;