露天矿山开采及地质灾害防治技术分析

引言

露天矿山开采作为矿产资源开发的重要方式，凭借其生产效率高、成本低等优势，在我国矿业经济中占据重要地位。随着资源需求攀升，露天矿山开采活动愈发频繁，开采深度与规模不断拓展。但由于地质条件复杂、开采技术应用不当等因素，地面塌陷、滑坡等地质灾害频发。因此深入研究露天矿山开采及地质灾害防治技术迫在眉睫。

、露天矿山开采流程分析

1.1 传统爆破开采

传统爆破开采是最常用的露天矿山开采方式之一。其流程为先利用钻机在矿岩上钻孔，装入炸药进行爆破，将坚硬矿岩破碎成适宜采装的块度，再通过挖掘机、装载机等设备将矿石或废石装载到运输车辆上，运往指定地点。这种方式效率高、成本低，适用于大规模开采硬岩矿层，但存在安全隐患大、爆破振动易引发地质灾害、粉尘与噪声污染严重等问题。

1.2 智能化开采

智能化开采依托物联网、大数据、人工智能等技术，实现矿山开采的自动化与信息化。在开采流程中，无人钻机可精准定位钻孔，无人矿卡依据规划路线自动运输矿石，AI 监测系统实时采集边坡位移、设备运行等数据，通过算法分析提前预警潜在风险。该方式显著提升了开采安全性与效率，减少人力投入，尤其适用于复杂地质条件或高风险作业场景，但前期设备与技术投入成本较高。

1.3 生态化开采

生态化开采以环境保护为核心，采用低污染设备与绿色工艺。在开采前，通过生态评估制定环保开采方案；开采时，使用低噪音、低粉尘的破碎设备，避免对周边生态造成破坏；开采后，及时进行土地复垦与植被恢复。部分矿山采用液压破碎锤替代爆破，减少震动与粉尘，同时将排土场边坡进行阶梯式修整，种植适宜植物，实现开采与生态保护的平衡，契合可持续发展理念。

二、常见地质灾害

2.1 地面塌陷

地面塌陷多因采空区顶板失稳或岩溶发育所致。在矿山开采过程中，地下矿层被采空后，若未及时进行有效的支撑或回填，随着时间推移，上覆岩土体在重力作用下逐渐变形，最终导致顶板垮塌，形成地面塌陷。塌陷坑不仅会破坏矿山基础设施，还可能引发周边建筑物损毁、人员伤亡，同时造成地下水系统紊乱，加剧水土流失。

2.2 边坡崩塌

边坡崩塌通常发生在陡峭的露天矿边坡。风化作用、爆破振动、雨水冲刷等因素会削弱边坡岩体的强度，使其逐渐松动。当岩体的稳定性无法承受自身重力时，便会突然崩落。崩塌产生的岩块高速坠落，可直接摧毁下方的机械设备、运输道路，对作业人员的生命安全构成极大威胁。在花岗岩、砂岩等硬岩矿山，由于岩石节理发育，边坡崩塌现象尤为常见。

2.3 滑坡

滑坡是露天矿山边坡常见的地质灾害之一，其形成与岩土体的物理力学性质、地形地貌及外部诱发因素密切相关。矿山开采过程中，不合理的边坡设计、超挖或开挖坡度过陡，会改变边坡原有的应力平衡状态；降雨入渗导致岩土体饱水软化，抗剪强度降低；地震、爆破等振动作用则进一步加剧边坡失稳。

2.4 泥石流

泥石流多发生于矿山排土场及沟谷地带。排土场堆放的松散土石在降雨、融雪等水流作用下，与水混合形成黏稠的流体，沿沟谷快速流动。泥石流具有流速快、流量大、破坏力强的特点，能够冲毁桥梁、道路，淤塞河道，掩埋农田和村庄。在雨季，部分矿山因排土场防护措施不到位，松散土石被雨水冲刷形成泥石流，对下游生态环境和居民

点造成严重破坏。

三、防治措施

3.1 塌陷防治措施

在处理地面塌陷方面，应该从开采前预测、开采中控制、开采后治理全过程着手。开采前，依托三维地质建模和数值模拟，精确地预测采空区的稳定性，科学规划和设计开采工作面，防止开采量过大，使得顶板失稳。开采过程中，在工作面底板实施充填采矿法，利用采出的废石、尾砂对采空区及时进行回填充塞，强化顶板支撑力。开采后，实施地面沉降监测网络，利用 InSAR 遥感技术和地面监测设备对地面变形情况进行实时监测，当出现不正常沉降时，实施及时的回填、注浆等救护处理，并对塌陷地进行土地复耕，种植植被，防止发生水土流失。

3.2 边坡崩塌防治措施

针对边坡崩塌的防治主要措施为提高边坡岩体的固有稳定性和减弱外部作用因素。在工程措施中，对高陡的边坡坡体进行削坡减载，降低边坡的坡高及坡角，通过锚杆、锚索强固边坡，加固不稳定岩体与其下部稳定的岩体连接在一起，从而提高边坡的整体抗滑性。同时通过对爆破方式进行技术优化和改变，如爆破的微差爆破以及预裂爆破等低振动爆破，以此减弱爆破对边坡岩体的冲击程度，从而起到减小外部作用因素的作用。

3.3 滑坡防治措施

综合治理，加强滑坡的排水、加固和监测治理。滑坡体截水沟是在滑坡体周围建造截流排水沟，阻止地表水进入滑坡区内，起到防治滑坡的作用。滑坡支挡是使用抗滑桩、挡土墙等支挡结构，抵抗滑坡体的下滑。对表层较薄的滑坡，可以使用植被护坡措施，使滑坡坡面通过植被固根抗滑效果，从而增加滑坡土体的抗滑性；建立滑坡智能监测网络系统，综合应用 GNSS 定位技术、光纤传感技术以及地下水位监控等监测系统，对滑坡体位移、应力、地下水动态信息实行 24 小时全过程实时监测，综合大数据处理和人工智能算法等对滑坡的发展做出预报，为滑坡的应急抢险提供科学的决策依据。

3.4 泥石流防治措施

泥石流防治宜以防为主，防重于治。泥石流排土场选线初期选择好位置，尽量选择在地形较为开阔和相对的区域，坡度小。在建设排土场时，碾压土石分层压实，并铺设反滤层以及建设排导井等排水设施，阻止松散的土石被水运移。采用工程防治，在沟谷上部修建拦砂坝来拦截泥石流中带有的大量固体物，以减缓泥石流规模，在沟中修建排导槽，以将泥石流导引至预定地点，以避免其冲击重要目标，在沟的下游部位设置停淤场，从而将泥石流中携带的泥沙石头沉淀下来。

3.5 其他防治措施

除了对于具体灾害的防治外，还可以利用加强管理、生态防治等方式提高露天矿山地质灾害防治能力，建立地质灾害防治责任制，落实企业主体和政府监管防治责任，经常进行矿山的安全风险性检查，督促进行整改；健全管理标准，落实好矿山开采方案的设计审定和验收制度，源头上把控地质灾害防治措施。

结语

本文系统剖析露天矿山开采技术及地质灾害防治策略，揭示了不同开采方式与灾害形成的内在联系，提出涵盖工程技术、监测预警、生态修复及制度管理的综合防治体系。研究成果为矿山安全开采与生态保护提供了科学依据。进一步深化智能化监测技术应用，完善多学科协同防治机制，推动露天矿山向绿色、安全、高效方向持续发展。

参考文献

[1] 乔 福 龙 . 露 天 矿 山 开 采 及 地 质 灾 害 防 治 技 术 研 究 [J]. 中 国 金 属 通报,2024,(11):30-32.

[2]沈俊.露天矿山开采及地质灾害防治技术探讨[J].中国金属通报,2023,(05):162-164.