矿山最终边坡稳定性预测分析与安全措
施研究
摘要：边坡稳定性分析是地质灾害防治工作中一项极其重要的工作，其评价
结果直接关系到人民群众的生命及财产安全。

对于边坡稳定性的分析主要采用极
限平衡法和数值分析法。

提出了极限平衡法，经过不断改进其逐渐成为边坡稳定
性评价中一项快捷有效的研究方法。

该方法通过静力平衡原理计算出稳定性系数，即以抗滑力与下滑力的比值来评价边坡的稳定性。

基于此，对矿山最终边坡稳定
性预测分析与安全措施进行研究，以供参考。

关键词：矿山；最终边坡；稳定性；预测分析；安全措施
引言
在露天矿山边坡稳定性分析中，重力、地下水、爆破振动力等通常是主要的
载荷组合。

矿山爆破振动是影响露天矿山边坡稳定性的最重要因素之一。

某大型
水泥建材矿山矿体为石灰岩，赋存范围大，在开采过程中常形成规模较大的高陡
石灰岩边坡。

石灰岩边坡易受大气降水、地下水侵蚀，不同埋深风化程度各异，
局部台阶可能形成落水洞，降低了边坡的自稳能力，不利于石灰岩边坡稳定性。

因此，该类矿山生产中应重点关注爆破活动及其产生的动力对边坡的影响。

1边坡工程安全等级
根据边坡危害程度和边坡高度两个条件，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个等级，结合矿
区水泥用灰岩、砂岩矿开采终了采场边坡的状况，其边坡如若发生破坏，将严重
影响生产，极有可能对运输车辆及人员、采场设备及工人造成重大伤亡及财产损失，预计直接经济损失大于100万元，得出采场边坡危害等级定为Ⅰ级。

经计算，开采终了边坡高度最大45m（H≤100），其位于矿区采场东南侧，采场边坡工程
安全等级为Ⅱ级。

2设计工程布局
（1）矿山道路。

矿区内部运矿道路为简易公路和采场斜坡道，矿区外部运
输为当地乡村公路，安排适当人力和财力进行洒水降尘和路面维护。

（2）其他
辅助设备。

矿山其它辅助设施如机修房、设备仓库、加油站等布置在办公生活区
附近，便于机械的维修。

（3）开拓运输方案。

本矿山已生产多年，现有公路－
汽车开拓运输系统已相当完善，此次预测分析是针对原露天矿体延伸开采，因此，矿山仍采用公路开拓-汽车运输方式。

根据矿山的年生产能力、选用的运输设备
及道路的行车密度，设计道路等级为二级，泥结碎石路面。

公路设计纵坡不大于8%，最小转弯半径10m，双车道，路面宽度为5m，路肩宽度lm。

汽车拐弯处设置
不小于600m的缓坡段，道路施工及维护应根据矿山二级道路标准进行施工及维护。

（4）排土场。

因矿山采出的覆盖层剥离物可作为水泥黏土质原料，而夹石
层可与矿石进行搭配使用，可搭配使用的夹石堆放至临时堆场内，故矿山未设置
排土场。

3边坡安全防治措施
3.1边坡监测
（1）边坡表面位移监测。

①监测点布置。

边坡每30m高差布设一排监测点，监测点的距离：边坡长度小于300m时，宜取20～100m，结合现场实际情况，边
坡面上共设置监测棱镜点位20个，在边坡面以外坚固的山体设置1台智能全站
仪对监测点位进行监测，在坡面外坚固山体上每台全站仪设置2个监测棱镜后视点。

②监测误差要求。

边坡地表水平位移监测精度要求：监测等级为三等，相邻
点点位中误差±3mm：地表垂直位移监测精度要求：监测等级为四等，相邻点点
位中误差±1mm。

③监测频率。

监测网和监测点的初次观测应在埋设标石10~15d
后进行。

边坡变形监测频率应根据边坡位移速率和季节来确定。

新布设点一周内
每天应观测1次；位移趋于稳定后每月应观测1~2次，雨季适当增加观测次数，
暴雨前后增加观测密度。

在边坡位移剧烈时，每小时观测不应少于2次。

监测网
的观测应定期进行，建网的初期宜每个月观测1次，一年后可每3个月观测1次。

有异常情况时应随时进行观测。

监测期间，个别监测网点和监测点被破坏时，应
补救恢复并应进行监测结果的校核。

（2）降雨量监测。

根据本矿山露天边坡面
积，本次设计共布置2个降雨量监测点。

（3）监测点布置汇总。

该矿山设计最
终边坡最大高度约45m，最终边坡角介于40～55°之间，其中矿区南侧边坡最长，总长度约1000m。

本次设计边坡监测点布置汇总。

3.2做好边坡维护和隐患排查
边坡安全管理小组应切实负起责任来，要定期定时加强安全检查与观测，专
人负责，并建立技术档案，加强边坡的监控和维护管理工作。

对采场工作坡面的
检查应每月检查一次，不稳定区域在暴雨后应及时检查，发现异常应立即处理。

3.3边坡加固措施
根据边坡加固前的稳定性分析结果，边坡在暴雨、地震、天然工况下均处于
不稳定状态，由此需要对边坡进行加固治理。

根据勘察资料并结合该区域地层分布、滑坡特征及场地条件，对该边坡采取削坡、锚杆格构加固的措施，对台阶坡
面采用挂网客土喷播绿化，而平台采用普通喷播绿化；同时每级平台设置排水沟
等截排水设施，减小降水对边坡稳定性的影响。

进行削坡处理后，每级平台宽度
为４ｍ，平台削坡比例为１∶１。

在坡面布置预应力锚杆，锚杆孔直径１３０ｍｍ，水平向下倾斜２５°，锚杆长度１１ｍ，材料为ＰＳＢ９３０Φ２５钢筋，
锚杆竖向间距为３．０ｍ，水平间距为３．０ｍ。

3.4剥离台阶和工作台阶参数严格按设计要求进行
矿山今后生产过程中，结束一个水平台阶开采时，应按设计要求检查台阶高
度和坡面角；临近最终边坡的采掘作业，必须按设计的宽度，预留安全平台和清
扫平台，保持阶段坡面角，不得超挖坡底。

岩层破碎带或稳定性差的岩层应采取
支护措施。

3.5采空区围岩稳定性理论分析
地下采空区对露天采场边坡稳定性的影响主要与采空区的跨度、位置以及走
向等因素有关。

已有研究表明，采空区影响下边坡稳定性会随着采空区跨度的增
大而逐渐降低。

当采空区的位置与边坡的走向垂直或近似垂直时，采空区对边坡
稳定性的影响较小；当其与边坡的走向平行或近似平行时，则对边坡的稳定性影
响较大。

本文在收集统计露天矿下部采空区的空间位置及形态数据的基础上，主
要分析采空区平行于或近似平行于边坡走向时的危险工况下边坡的稳定性问题。

边坡失稳的前提是岩体结构发生了破坏，分析采空区对露天采场边坡稳定性产生
的影响，需要分析其围岩的稳定性。

3.6安全系数选取
根据《非煤露天矿边坡工程技术规范》（GB51016-2014），对边坡危害等级、边坡工程安全等级进行划分，边坡危害等级为Ⅲ，边坡工程安全等级为Ⅲ。

根据
地质报告，本矿山最低开采标高高于当地最低侵蚀基准面及地下水位，该采场的
爆破作业属小型爆破工程，产生的爆破震动对边坡的影响不大，因此，边坡稳定
性不计算地下水、爆破振动力的影响，边坡工程设计取正常工况安全系数为1.15，非正常工况安全系数为1.10。

3.7加强作业现场管控
如果遇到可能滑坡坍塌区域，必须坚持“先排险后作业”，不能立即处理的，应划定危险区、设立警示标志，撤出相关人员，待制定出安全可行的施工方案后
再采取措施。

结束语
综上所述，根据边坡稳定性分析及计算，本矿山边坡为稳定边坡，但考虑到
生产开采过程中爆破震动及雨水的影响，应进行边坡表面位移监测、降雨量监测。

在实际生产过程中应予以高度重视，建立边坡监测站，制定边坡管理制度，严格
执行边坡到界靠帮操作规程。

建立有效的边坡监测系统，以确保矿区生产期的边
坡安全。

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