矿山边坡稳定性分析与安全治理措施研究

黄逢春 632127198611252815

摘要：矿山边坡受岩体构造水文条件开采扰动多重因素共同作用，边坡失稳会诱发滑坡崩塌等地质灾害，直接威胁矿山生产作业安全。开展边坡稳定性分析能够识别内部潜在风险，为安全治理提供依据。本文梳理影响矿山边坡稳定的主要因素，阐述边坡稳定性常用分析思路，从工程处置排水防护监测预警层面提出安全治理措施，为矿山边坡灾害防控提供理论与技术参考。

关键词：矿山边坡；稳定性分析；地质灾害；安全治理

引言：矿产资源开采会改变原有山体应力状态，形成大量人工开挖边坡，边坡岩体完整性、地下水活动、开采作业扰动都会改变边坡整体稳定状态。边坡失稳引发的地质灾害会造成设备损毁人员伤亡，制约矿山正常生产推进。重视矿山边坡稳定性研判，配套科学可行的安全治理手段，能够降低滑坡崩塌发生概率。围绕边坡稳定性开展系统研究，对落实矿山安全生产主体责任，化解地质安全风险具备重要现实意义。

1矿山边坡稳定性主要影响因素

1.1边坡岩体与地质构造条件

岩体自身物理力学属性是决定矿山边坡稳定状态的内在基础，岩体完整程度、岩石抗剪强度、软弱夹层分布都会改变边坡抗滑能力。岩体内部发育的节理裂隙会切割完整岩体，形成大小不一的分离块体，裂隙持续扩展会逐步弱化岩体整体强度。断层、软弱夹层等地质构造会构成潜在滑动界面，构造面的空间产状如果和边坡临空面形成不利组合，会大幅提升边坡发生滑移破坏的可能性。地质构造复杂区域，岩体风化程度随埋深出现梯度变化，表层岩体风化之后力学性能下降，更容易出现局部剥落垮塌，给矿山边坡埋下持续性安全隐患。

1.2地下水对边坡岩体的弱化作用

地下水是诱发矿山边坡失稳的重要外部因素，赋存于岩体裂隙当中的水体会从多方面改变边坡力学环境。水体浸润软弱结构面之后会降低结构面摩擦阻力，同时产生静水压力与动水压力，增大边坡下滑驱动力。地下水持续溶蚀岩体内部充填物质，会逐步扩大裂隙开度，加剧岩体破碎程度。降雨入渗会快速抬升边坡内部地下水位，短时间改变边坡应力平衡状态，很多边坡失稳现象都集中发生在强降雨之后。地下水的长期侵蚀作用具备隐蔽性，边坡外观不一定出现明显变化，内部力学条件已经持续劣化，提升边坡突发性破坏的风险。

1.3矿山开采作业带来的人为扰动

矿山开挖爆破、台阶修整、堆载作业等生产活动会对边坡形成人为扰动，打破岩体原本的应力平衡。爆破作业产生的震动冲击波会扩展岩体原有裂隙，造成岩体松动，降低边坡整体完整性。边坡开挖过程改变原有临空形态，台阶高度坡角调整会重新分配岩体内部应力，局部位置出现应力集中现象。边坡坡顶随意堆弃矿渣岩土，会增大边坡上部荷载，加大下滑作用力。

2矿山边坡稳定性分析核心思路

2.1边坡工程地质条件勘察研判

开展稳定性分析首先要完成工程地质勘察工作，查清边坡区域地层岩性，地质构造，裂隙发育特征以及地下水赋存情况。勘察过程探明软弱夹层、破碎带的空间分布范围，掌握不同层级岩体物理力学指标，厘清地下水补给排泄路径。结合勘察成果梳理边坡潜在可能的破坏模式，区分滑移、崩塌、剥落不同破坏类型，判断潜在滑动面的大致位置。地质勘察是稳定性分析的前置基础，勘察获取的岩体参数直接决定后续分析结果可靠程度，只有充分掌握边坡地质本底条件，才能够识别隐蔽的地质风险。

2.2边坡稳定性定量计算分析

依托勘察得到的岩体力学参数开展边坡稳定性定量计算，客观评判边坡当前稳定水平。结合矿山边坡实际破坏模式选取相适配的计算方法，按照边坡实际几何形态构建计算模型，充分计入岩体结构、地下水、外部荷载带来的影响。计算工作围绕边坡抗滑力与下滑力开展推演，得到边坡稳定系数，以此判别边坡所处稳定状态。计算过程需要充分考虑不同工况，分别对应自然状态、降雨入渗、爆破扰动等不同场景，对比多种工况条件下稳定系数变化情况，识别边坡最危险的工况条件，为后续治理方案设计提供定量依据。

2.3边坡现场变形迹象综合判别

定量计算之外还要结合边坡现场表观变形迹象开展综合判别，弥补理论计算存在的局限性。定期开展边坡现场巡查，观察坡面是否出现新生张拉裂隙，坡体平台是否发生错动位移，防护结构是否出现开裂破损，坡脚位置有没有岩土挤出垮落现象。关注降雨之后边坡的变化情况，观察坡面渗水点水量变化，捕捉边坡失稳前期显现的各类前兆特征。将现场变形迹象和定量计算结果相互对照，修正稳定性分析的判断结论，规避单纯依靠理论计算带来的研判偏差，实现对边坡稳定状态的综合判定。

3矿山边坡安全治理主要技术措施

3.1边坡削坡减载与加固工程处置

针对稳定性不足的矿山边坡，采用削坡减载与岩体加固相结合的工程手段改善边坡力学条件。削坡作业通过调整边坡台阶高度与坡面角，降低边坡下滑驱动力，消除局部高危突出岩体，优化边坡整体几何形态。对于岩体破碎存在潜在滑移风险的区域，选用锚杆锚索实现深部岩体锚固，约束岩体位移，提升潜在滑动面抗滑能力。坡面挂网喷射混凝土可以封闭表层破碎岩体，抵御风化剥蚀，防止表层岩体零星垮塌。工程治理方案要匹配前期稳定性分析得出的风险等级，兼顾矿山生产作业空间需求，在保障安全的前提下合理确定治理工程规模。

3.2构建地表地下协同排水防护体系

地下水是边坡失稳重要诱因，需要构建地表与地下协同的排水防护体系，削减水体对边坡的劣化作用。坡面修筑截排水沟，拦截边坡上方地表径流，引导雨水向外围排泄，减少雨水向岩体裂隙入渗。坡面裂隙采用封堵处置，防止地表水流顺着裂隙持续下渗。布设地下排水孔，导出边坡岩体内部赋存地下水，降低地下水位，消减地下水产生的孔隙水压力。排水设施需要定期开展疏通维护，避免泥沙碎石造成沟渠排水孔堵塞，保障排水体系长期通畅，从水理条件层面弱化诱发边坡失稳的关键因素。

3.3建立边坡变形监测与风险预警机制

工程治理完成之后不能忽视常态化监测预警，建立边坡变形监测机制掌握边坡动态变化。在边坡关键部位布设监测点位，持续采集坡体位移相关数据，跟踪边坡变形发展趋势。把降雨数据同步纳入监测体系，分析降雨过程和边坡变形之间的关联关系。设置分级预警阈值，当监测数据达到预警标准时及时发布预警信息，有序采取停产撤离等应急处置。同时坚持人工现场巡检，和仪器监测形成互补，及时发现仪器难以捕捉到的局部小型垮塌裂隙扩展。依靠监测预警可以提前捕捉灾害前兆，为矿山现场应急处置争取时间，实现风险主动防控。

结束语：矿山边坡稳定性受地质岩体地下水人为开采多重因素共同制约，稳定性分析要结合地质勘察定量计算现场判别综合开展。通过削坡加固排水防护监测预警多类技术手段落实边坡安全治理，能够有效化解滑坡崩塌地质风险。矿山企业应当重视边坡前期勘察分析，合理选取治理技术，完善常态化监测预警工作，将边坡安全管控贯穿矿山开采全周期，保障矿山生产活动安全平稳推进。

参考文献：

[1]何伟,林冬语,宋京雷,等.常州大石包山矿山边坡稳定性分析与治理措施[J].矿产与地质,2025,39(3):597-607.

[2]席政,席德美,席燕,等.矿山最终边坡稳定性预测分析与安全措施研究[J].水泥工程,2023,(2):74-76+79.

[3]冯德润.石灰岩矿山高陡路堑边坡稳定性分析及治理措施[J].现代矿业,2021,37(2):81-84.

...