露天矿山开采及地质灾害防治技术探讨

露天矿山开采及地质灾害防治技术探讨

杨兵   徐其均

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摘要：探讨露天矿山开采过程中的地质灾害防治技术，分析了开采活动对地质环境的影响，并提出了有效的防治措施。通过技术手段和管理策略，旨在减少矿山开采引发的地质灾害，保障矿山安全生产。

关键词：露天；矿山开采；地质灾害；防治技术

引言：随着矿产资源的不断开发，露天矿山开采已成为重要的资源获取方式。然而，开采活动往往伴随着地质灾害的风险，如滑坡、崩塌等，对环境和人类安全构成威胁。因此，研究并应用有效的地质灾害防治技术至关重要。

1.露天矿山开采概述

1.1开采方法与流程

露天矿山开采是一种直接从地表挖掘矿物资源的方法，其特点是作业面广阔，开采效率高。开采流程通常包括前期勘探、设计规划、剥离表土、矿体开采、运输和后期复垦等步骤。前期勘探阶段，通过对矿区地质结构的详细调查，确定矿体的分布、储量和品质，为后续的开采提供科学依据。设计规划阶段，根据勘探结果，制定详细的开采方案，包括开采顺序、剥离方式、运输路线等。剥离表土是开采的第一步，通过机械设备将覆盖在矿体上的表土和岩石剥离，暴露出矿体。矿体开采阶段，采用爆破、挖掘等手段，将矿石从矿体中分离出来，并通过运输设备运至加工厂或堆场。

1.2开采对地质环境的影响

露天矿山开采对地质环境的影响是多方面的。首先，剥离表土和矿体开采过程中，大量岩石和土壤被移除，导致地表形态发生显著变化，破坏了原有的地形地貌。其次，开采活动改变了地下水文地质条件，可能导致地下水位下降，影响周边地区的供水安全。再者，矿山开采产生的废弃物和尾矿，如果处理不当，可能造成土壤和水源的污染。

2.露天矿山常见地质灾害类型

2.1滑坡与崩塌

滑坡与崩塌是露天矿山常见的地质灾害类型。滑坡是指岩体或土体在重力作用下，沿一定的软弱面或带向下滑动的现象。崩塌则是指陡峭边坡上的岩体或土体突然断裂，整体或部分崩落的现象。这两种灾害的发生通常与矿山开采活动密切相关。开采过程中，剥离表土和矿体，改变了边坡的稳定性，增加了滑坡和崩塌的风险。

2.2地面沉降

地面沉降是露天矿山开采过程中另一个常见的地质灾害。地面沉降的发生主要是由于矿体开采后，地下空洞的形成和扩展，导致上覆岩层失去支撑，逐渐下沉。这种下沉过程可能持续较长时间，且影响范围广泛。地面沉降不仅破坏了地表的平整度，影响交通和建筑物的安全，还可能导致地下管线的断裂，引发供水、供电等基础设施的故障。

2.3矿山水害

矿山水害是指矿山开采过程中，由于地下水或地表水的异常涌入，导致矿井或采场被淹没的现象。矿山水害的发生可能与矿山开采活动对地下水文地质条件的改变有关。开采过程中，矿坑的形成和扩展，改变了地下水的流动路径，可能导致地下水位上升，甚至形成涌水点。此外，暴雨等极端天气事件，也可能导致地表水迅速汇集，通过裂隙或废弃的矿井口涌入矿坑。矿山水害不仅威胁矿工的生命安全，还可能导致矿山设备的损坏和生产的中断。

3.地质灾害防治技术

3.1 监测预警技术

在露天矿山开采过程中，地质灾害的监测预警技术是确保安全生产的关键环节。该技术通过实时监控矿山地质结构的变化，预测可能发生的灾害，从而为采取预防措施提供科学依据。监测预警系统通常包括地表位移监测、地下水位监测、岩体应力监测等多个方面。地表位移监测通过安装GPS、全站仪等设备，实时记录地表的微小移动，这些数据经过分析可以揭示潜在的滑坡、塌陷等地质灾害风险。地下水位监测则通过布设水位计，监控矿区地下水位的变化，水位的异常波动往往是地质灾害的前兆。

3.2 工程治理技术

工程治理技术是针对露天矿山开采过程中可能出现的地质灾害，采取的一系列工程措施。这些措施旨在通过改变地质环境，增强岩体的稳定性，从而达到防治地质灾害的目的。常见的工程治理技术包括边坡加固、排水系统建设、岩体锚固等。边坡加固技术通过设置挡墙、护坡、锚杆等结构，增强边坡的稳定性，防止滑坡的发生。排水系统建设则是通过建立完善的地下水和地表水排水网络，减少水体对岩体的侵蚀作用，降低地质灾害的风险。岩体锚固技术则通过在岩体内设置锚杆或锚索，将岩体固定，提高其整体的稳定性。

3.3 生态恢复技术

露天矿山开采对生态环境造成了严重破坏，因此，生态恢复技术是矿山开采后期的重要工作。该技术旨在通过一系列生态工程措施，恢复矿区的生态环境，减少对自然环境的长期影响。土壤重构技术通过添加有机质、改良土壤结构，为植被的生长创造良好的土壤环境。植被恢复则是通过选择适宜的植物种类，进行种植和养护，逐步恢复矿区的植被覆盖，提高生态系统的自我修复能力。生态恢复技术的实施，需要遵循生态学原理，注重生态系统的整体性和可持续性。在恢复过程中，应考虑到矿区的地质条件、气候特点、生物多样性等因素，制定科学合理的恢复方案。

4. 管理与政策建议

4.1 安全生产管理

安全生产管理是露天矿山开采过程中的核心任务，关系到矿工的生命安全和矿山的可持续发展。安全生产管理体系应包括安全教育培训、安全检查监督、应急管理等多个方面。安全教育培训旨在提高矿工的安全意识和操作技能，确保他们能够正确应对各种安全风险。安全检查监督则是通过定期的安全检查和隐患排查，及时发现并处理安全问题，防止事故的发生。安全生产管理的实施，需要建立健全的管理制度，明确各级管理人员的职责和权限。在日常管理中，应严格执行安全操作规程，确保各项安全措施得到有效执行。同时，安全生产管理还应与技术进步相结合，利用现代信息技术，提高管理的效率和精度。

4.2 法律法规支持

法律法规是保障露天矿山安全生产和环境保护的重要手段。相关法律法规应明确矿山开采的安全标准、环境保护要求、责任追究机制等内容。法律法规的制定，应充分考虑矿山开采的实际情况，确保其科学性和可操作性。法律法规的支持，还需要与时俱进，根据矿山开采技术的发展和环境保护的要求，及时修订和完善相关法律法规。在修订过程中，应广泛征求各方面的意见，确保法律法规的公正性和合理性。

4.3 技术创新与人才培养

技术创新是推动露天矿山开采技术进步和提高安全生产水平的关键因素。技术创新应围绕矿山开采的安全性、效率、环保性等方面展开，通过引进和研发新技术、新设备，提高矿山开采的整体水平。人才培养则是确保技术创新能够得到有效实施的重要保障。技术创新与人才培养的实施，需要建立产学研相结合的创新体系，鼓励企业、高校、科研机构之间的合作与交流。在技术创新方面，应注重基础研究和应用研究的结合，推动科技成果的转化和应用。在人才培养方面，应注重实践能力的培养，通过实习、实训等方式，提高矿工的实际操作能力。

结语：通过综合应用先进的监测预警、工程治理和生态恢复技术，结合有效的管理策略和政策支持，可以显著降低露天矿山开采过程中的地质灾害风险，实现矿业的可持续发展。

参考文献

[1]闫东飞.露天矿山开采及地质灾害防治技术的研究[J].中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术,2023,(03).

[2]薛静宇.露天矿山地质灾害的形成与防治措施探析[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术,2023,(05).

[3]彭勇.露天矿山开采过程中的地质灾害防治方法阐述[J].中文科技期刊数据库（引文版）工程技术,2021,(01).