露天矿边坡稳定工程安全技术措施的探究

摘要：本文聚焦露天矿边坡稳定工程安全技术措施展开系统探究。首先阐述露天矿边坡工程的基本特征，包括临时性、岩层可变形性、功能建设复杂性及稳定性评价的阶段性等。接着分析影响边坡稳定的要素，如岩体结构、地下水、爆破震动及其他因素。重点探讨削坡减载、排水疏干、边坡加固、植被恢复、监测预警等安全技术措施，详细介绍各措施的原理、实施要点及注意事项。这些措施相互配合构成完整保障体系，对保障露天矿边坡稳定、矿山安全生产至关重要。未来，随着科技进步与实践积累，相关技术措施将不断完善，为露天矿可持续发展提供有力支撑。

关键词：露天矿边坡；稳定性；安全技术措施；削坡减载；排水疏干

露天矿开采是重要的矿产资源开发方式，有资源回收率高、开采成本低等优点。但伴随着开采深度不断增加，开采规模持续扩大，露天矿边坡的稳定性问题就越来越明显。边坡失稳可能会引发设备损坏、人员伤亡等安全事故，还会污染周边环境，造成资源浪费。所以，探究露天矿边坡稳定工程的安全技术措施尤为必要。科学有效的边坡稳定措施能降低边坡失稳风险，保障矿山安全生产，提升矿山的可持续发展能力。

1 露天矿边坡工程的基本特征

1.1 边坡工程具有临时性

露天矿边坡工程通常是临时性的。在矿山开采初期，边坡随着开采过程逐步形成，其大小和形状会随着开采进度不断改变[1]。这种临时性要求边坡工程在设计、施工和维护时必须考虑时间因素，确保开采期间边坡稳定。但由于边坡是临时的，人们可能忽略它的长期稳定性，这会增加边坡失稳的风险。

1.2 边坡所在岩层存在可变形性

由于地质构造、岩性差异、风化作用等因素的影响，岩层在受力作用下容易发生变形和破坏[2]。这种可变形性使得边坡在开采过程中容易受到外界因素的干扰，如降雨、地震、爆破震动等，从而引发边坡失稳。

1.3 边坡功能建设具有复杂性

边坡是矿山开采的基础支撑结构，要承载开采作业的各种荷载，还要和排水、运输等关键系统配合，构建高效、安全的矿山生产体系。但这些系统的施工和使用会影响边坡稳定性。比如排水系统，如果设计不合理或者维护不好，地下水就会在边坡内部聚集，让边坡更容易下滑；修建运输道路时，要是不考虑边坡的地质条件和稳定性要求，就可能破坏边坡原有结构，削弱它的支撑能力。

1.4 边坡稳定性评价的阶段性

在矿山的整个服务年限内，开采作业通常会持续进行。对于可进行露天开采的矿山来说，其开挖过程本身就是一种极为高效且直接的地质探测与挖掘活动。随着矿层开采深度的不断增加，地质人员会逐步加深对矿山当地地质结构的认识与理解，这一过程具有明显的阶段性特征。因此，边坡工程的稳定性评价并非一成不变，而是需要随着矿层开采和地质勘测活动的不同阶段动态调整。

2 影响边坡工程稳定的要素

2.1 岩体结构

岩体结构是影响边坡工程稳定的重要因素之一。岩体内的结构面（如层面、节理、断层等）对边坡的稳定性产生重要影响。结构面的倾向、倾角、组数和数量等特征决定了边坡岩体的破坏模式和稳定性[3]。表1列出了不同工况下边坡安全系数，从中可以看出岩体结构对边坡安全系数的影响。

从表1能看出，结构面倾向和坡面倾向关系、结构面倾角、结构面组数等因素，对边坡安全系数有着显著影响。结构面和坡面同向且倾角小，边坡稳定性差，安全系数低；结构面和坡面反向，边坡稳定性相对好，安全系数高。另外，结构面组数越多，边坡岩体越破碎，稳定性就越差，安全系数也越低。

2.2 地下水

地下水是影响边坡工程稳定的关键因素，作用机制复杂多样，主要体现在静水压力和动水压力两方面。有静水压力时，地下水填充岩体孔隙，让边坡岩体有效应力降低，岩体内部摩擦力减弱，下滑力增大，边坡更易滑动。动水压力影响更复杂隐蔽，地下水流动时持续冲刷潜蚀边坡岩体，破坏其原有结构，降低抗剪强度，遇到降雨、地震或人为扰动等外力，边坡就易破坏[4]。此外，地下水还会软化边坡岩体，岩体长期泡在地下水里，矿物成分发生化学变化，强度降低，更易变形，增加了边坡滑坡风险。

2.3 爆破震动

爆破作业中，爆破震动是影响边坡稳定的最大因素。爆破瞬间产生的强烈震动以弹性波形式在岩体中迅速传播，使得岩体颗粒发生相对位移并产生剧烈振动。这种震动不仅会导致岩体结构面的错动与扩展，严重时甚至可能造成结构面的完全贯通，极大地破坏了边坡岩体的完整性和强度[5]。在结构面发育或岩体破碎的区域，这种震动效应尤为明显，可能直接触发边坡失稳，引发滑坡或崩塌等严重灾害。此外，长期频繁的爆破震动还会对边坡岩体造成累积损伤，使其变形和破坏过程加速。

2.4 其他因素

除了岩体结构、地下水、爆破震动等主要因素，还有其他因素影响边坡工程稳定性，像边坡几何形状、风化作用、人为因素等。边坡几何形状对稳定性影响很大。边坡向采场凸出，岩体受侧向拉力，会削弱稳定性；边坡向采场凹进，岩体受侧向压力，有利于稳定。风化作用也不能忽视，时间长了，它会侵蚀边坡岩体，破坏其结构，降低稳定性，气候恶劣地区影响更明显。人为因素也会破坏边坡稳定性。比如在边坡上堆废石，会增加边坡荷载，加大失稳风险；挖掘坡脚，会改变边坡原有结构，破坏平衡状态，不利于稳定。

3 露天矿边坡稳定工程安全技术措施

3.1 削坡减载

削坡减载是保障边坡稳定的有效安全技术措施。其核心在于削除边坡上不稳定的岩体和堆积体，通过降低边坡坡度与高度，减小下滑力，从而提升边坡整体稳定性。该措施尤其适用于坡度陡峭、存在明显不稳定岩体和堆积体的边坡，能快速改善边坡安全状况。实施削坡减载作业时，需依据边坡具体地质条件与稳定性要求，进行科学合理的规划设计。精确计算评估削坡范围和深度，确保既能消除安全隐患，又不会破坏边坡整体结构。其中，削坡角度的控制是关键，一般不超过45°，以保障边坡稳定。削坡深度则应根据不稳定岩体的分布和厚度来确定，通常要削至不稳定岩体底部，以彻底消除潜在安全风险。在削坡过程中，必须高度重视安全防护工作。应设置醒目的安全警示标志，划定安全作业区域，并配备专业安全监护人员，全程监控作业过程，确保施工人员安全[6]。削坡减载作业需先调查边坡状况，明确不稳定岩体和堆积体的位置与范围，再制定详细方案。施工时使用专业设备按方案操作，把控进度与质量。削坡后检查边坡是否达到稳定要求，若有问题需及时处理，保障作业有效且安全进行。

3.2 排水疏干

排水疏干是保障露天矿边坡稳定的另一项关键安全技术措施。它结合地表排水和地下排水，把边坡内的地下水排出去，降低地下水位，减少静水压力和动水压力对边坡稳定的影响。地表排水有设置排水沟和截水沟等办法。排水沟一般沿边坡坡脚设置，深度和宽度要根据边坡汇水面积和降水强度设计，通常深度不小于0.5米，宽度不小于0.4米，这样能及时排掉地表径流[7]。截水沟设在边坡可能受水侵蚀的区域上方，用来拦截和引导地表水，防止水直接冲刷边坡。地下排水措施有钻引水孔和设置排水巷道等。引水孔间距和深度要根据地下水分布和渗透性确定，一般间距5 - 10米，深度要穿透含水层。排水巷道用来收集和排出地下水，其断面尺寸和坡度要根据排水量和水流速度设计。实施排水疏干措施时，要考虑边坡地质条件和水文地质条件，合理确定排水系统布局和参数。还要加强排水系统维护管理，定期检查排水设施是否完好，及时清理堵塞物，保证排水系统正常运行。

3.3 边坡加固

边坡加固是提升露天矿边坡稳定性的关键举措，能增强边坡抗滑、抗冲刷与抗倾倒能力，保障边坡安全。常见加固方法有锚杆加固、喷射混凝土加固和设置挡土墙等。锚杆加固通过将锚杆锚入边坡岩体，利用其拉力增强稳定性。锚杆长度与间距需依边坡地质条件和稳定性要求设计，一般长度为10 - 15米，间距2 - 3米，且要确保锚固在稳定岩层[8]。喷射混凝土加固是在边坡表面喷10 - 15厘米厚的混凝土形成保护层，可提高抗冲刷能力、抵御风化、延长使用寿命。喷射时需严格把控混凝土配合比和喷射压力，保证层体均匀密实。设置挡土墙是在边坡下部构筑墙体，其高度和厚度根据边坡高度与土体性质确定，主要作用是阻挡岩体下滑。挡土墙基础要深入稳定岩层，墙体材料可选用混凝土或浆砌石等，以确保承载能力与稳定性。实施边坡加固时，需结合边坡实际情况和稳定性要求，选定适宜的加固方式与参数，并加强施工中的质量监控与安全管理，如检查锚杆安装、混凝土喷射及挡土墙施工质量等，以此保障加固措施有效可靠。

3.4 植被恢复

植被恢复作为生态环保的边坡稳定技术措施，对提升边坡稳定性意义重大。植被根系深入土壤形成网络，可固定土壤颗粒，防止雨水冲刷与风力侵蚀，提高边坡抗冲刷和抗风化能力；植被叶片能减缓雨水直接冲击，降低水土流失风险，为边坡构筑天然保护屏障。实施植被恢复时，需考虑边坡地质与气候条件。干旱地区应选耐旱植被，如沙棘、柠条等，这些植被能在缺水环境中生长，提供稳定植被覆盖；湿润地区则宜选生长快、根系发达的植被，像黑麦草、狗牙根等，能迅速覆盖边坡，形成有效保护层[9]。种植方式要结合植被特性和边坡实际灵活选择，可采用直播、扦插或移栽等，确保植被顺利生长。此外，植被养护管理也十分关键。需定期浇水、施肥、修剪，浇水要依据天气和土壤湿度调整，施肥要选对肥料并按量施用，修剪要及时去除枯枝病枝，如此才能保证植被恢复措施长期有效稳定边坡。

3.5 监测预警

监测预警是露天矿边坡稳定工程安全技术措施里重要的一环。安装高精度监测设备，像位移监测仪、应力计、水位计等，全天实时监测边坡位移、应力、地下水位等关键参数，能及时发现边坡变形和破坏的迹象，给应急处理留出时间[10]。实施监测预警措施时，要根据边坡地质条件和稳定性要求，合理确定监测点布局。监测点要覆盖边坡关键部位，比如坡顶、坡脚、潜在滑动面等，这样能全面捕捉边坡变形信息。监测频率也要根据边坡稳定性动态调整，稳定性差的边坡，要提高监测频率。监测数据的分析和处理也很重要。用专业数据分析软件实时处理和分析监测数据，能及时发现边坡稳定性异常变化，预测发展趋势。一旦发现边坡稳定性有问题，要马上启动应急预案，采取措施处理和修复。比如，如果发现位移数据突然增大，就要分析边坡是否有滑动迹象，然后立即派人去现场查看，根据实际情况采取相应措施。这样才能保证边坡安全稳定，避免发生事故。

4 结语

露天矿边坡稳定工程安全技术措施是保障矿山安全生产的关键环节。通过削坡减载、排水疏干、边坡加固、植被恢复和监测预警等措施的相互配合，能够共同构成一个完整的边坡稳定保障体系。在实际工程中，应根据边坡的具体情况和稳定性要求，合理选择和应用这些措施，并不断进行优化和改进。同时，还需要加强对边坡稳定性的监测和研究，及时掌握边坡的稳定性状况，为矿山的安全生产提供有力保障。未来，随着科技的不断进步，工程实践也会不断积累，露天矿边坡稳定工程安全技术措施会越来越完善，以更好的保障露天矿安全生产。

参考文献

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