八、露天矿边坡事故预防——露天矿边坡滑坡及安全管理

随着露天开采技术的不断发展，开采深度、边坡暴露的高度、面积及维持的时间也不断增加，对露天矿应进行有效、合理开采。由于边坡不稳定因素的影响和边坡安全管理的不善，可能会导致露天矿边坡岩体滑动或崩落坍塌。给矿山人员安全、国家财产和矿产资源带来严重的危害和损失。因此，进行露天矿边坡的稳定性研究和定期检测，对于贯彻国家有关安全法规和保证矿山安全生产具有重要意义。

1.边坡的破坏类型

（1）边坡岩体的破坏类型。露天矿开采会破坏岩体的稳定状态，使边坡岩体发生变形破坏。边坡破坏的形式主要有崩落、散落、倾倒坍塌和滑动等。边坡岩体的破坏类型按破坏机理可分为四类，如图5-6所示。

①平面破坏［图5-6（a）］。边坡沿某一主要结构面，如层面、节理或断层面发生滑动，其滑动线为直线。

②楔体破坏［图5-6（b）］。在边坡岩体中有两组或两组以上结构面与边坡相交，将岩体相互交切成楔形体而发生破坏。

③圆弧形破坏［图5-6（c）］。边坡岩体在破坏时，其滑动面呈圆弧状下滑破坏。

④倾倒破坏［图5-6（d）］。当岩体中结构面或层面很陡时，每个单层弱面在重力形成的力矩作用下向自由空间变形。

（2）边坡岩体的滑动速度和破坏规模。当边坡岩体发生滑动破坏时，由于受各种因素和条件的影响，其滑动的速度是各不相同的。有的滑动破坏是瞬间发生的，而有的滑动破坏是缓慢的，在一段时间内完成整个破坏过程。

①边坡岩体破坏时的滑动速度大小，严重影响矿山事故的发生。按照边坡岩体的滑动速度，边坡岩体的滑动破坏可分为以下四种类型。

a.蠕动滑动：边坡岩体平均滑动速度小于10-5m/s。
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b.慢速滑动：滑动速度在10-5～10-2m/s。

c.快速滑动：快速滑动在0.01～1.0m/s。

d.高速滑动：滑动速度大于1.0m/s。

②露天矿边坡岩体发生破坏时所产生的后果，不但取决于其破坏的类型、破坏的速度，还取决于破坏的规模，即下滑岩体体积的大小和滑动岩体的范围。

边坡岩体的破坏规模可分为以下四种类型。

a.小型滑落：滑落的岩体体积在1万立方米以下。

b.中型滑落：滑落的岩体体积一般在1万～10万立方米。

c.大型破坏：滑落的岩体体积一般在10万～100万立方米。

d.巨型滑落：滑落的岩体体积一般在100万立方米以上。

边坡破坏形式、破坏岩体的滑动速度、破坏规模三个要素，在每次边坡破坏过程中都能反映出来。三个要素的综合作用决定了一次边坡破坏过程可能造成的危害。如果在事故发生前能较正确地预测这三个要素，就能提前采取有效的措施，制止边坡破坏的发生或使边坡破坏时所造成的危害减小到最低程度。

2.边坡安全管理

确保露天矿边坡安全是一项综合性工作，包括确定合理的边坡参数、选择适当的开采技术和制定严格的边坡安全管理制度。

（1）确定合理的台阶高度和平台宽度。合理的台阶高度对露天开采的技术经济指标和作业安全情况都具有重要的意义。确定台阶高度要考虑矿岩的埋藏条件和力学性质、穿爆作业的要求、采掘工作的要求，一般不超过15m。平台宽度不但影响边坡角的大小，也影响边坡的稳定性。工作平台宽度取决于所采用的采掘运输设备的要求和爆堆的宽度。

（2）正确选择台阶坡面角和最终边坡角。台阶坡面角的大小与矿岩性质、穿爆方式、推进方向、矿岩层理方向和节理发育情况等因素有关。工作台阶坡面角的大小在各类矿山安全规程都做了详细的规定。在一般情况下，其大小取决于矿岩的性质：松软矿岩，工作台阶坡面角不大于所开采矿岩的自然安息角；较稳定的矿岩，工作台阶坡面角不大于55°；坚硬稳固的矿岩，工作台阶坡面角不大于75°。最终边坡角与岩石的性质、地质构造、水文地质条件、开采深度、边坡存在期限等因素有关。由于这些因素十分复杂，因此通常参照类似矿山的实际数据来选择矿山最终边坡角。

（3）选用合理的开采顺序和推进方向。在生产过程中要坚持从上到下的开采顺序，坚持打下向孔或倾斜炮孔，杜绝在作业台阶底部进行掏底开采，避免边坡形成伞檐状和空洞。一般情况下应选用从上盘向下盘的采剥推进方向，做到有计划、有条理的开采。

（4）合理进行爆破作业，减少爆破震动对边坡的影响。由于爆破作业产生的地震可以使岩体的节理张开，因此在接近边坡地段尽量不采用大规模的齐发爆破，可以采用微差爆破、预裂爆破、减震爆破等控制爆破技术，并严格控制同时爆破的**量。在采场内尽量不用抛掷爆破，应采用松动爆破，以防止飞石伤人，减少对边坡的破坏。

（5）建立健全边坡检查和管理制度。当发现边坡上有裂陷可能滑落或有大块浮石及伞檐悬在上部时，必须迅速进行处理。处理时要有可靠的安全措施，受到威胁的作业人员和设备要撤到安全地点。

（6）选派专人管理。矿山应选派技术人员或有经验的员工专门负责边坡的管理工作，及时清除隐患，发现边坡有塌滑征兆时，有权制止采剥作业，并向矿上负责人报告。

（7）其他措施。对于有边坡滑动倾向的矿山，必须采取有效的安全措施。露天有变形和滑动迹象的矿山，必须设立专门观测点，定期观测记录变化情况。