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摘要 ：矿产资源在经济社会发展中起到了重要的支 撑作用，这极大地推动着采矿业的发展。矿产开采时，露 天矿山开采极为常见，其具有开采效率高、成本低的优 势，但对工艺技术有着较高的要求，同时也面临着严峻的 地质灾害风险。为达到安全采矿的目的，做好露天矿山开 采技术管理及地质灾害防治工作具有重要的现实意义。本 文首先概述了露天矿山开采工艺技术， 然后分析了露天矿 山开采地质灾害原因， 最后探讨了露天矿山开采地质灾害 防治措施。
社会快速发展的背景下，对矿产资源的需求量越来 越大。露天采矿是目前采矿业常见开采模式，受到地质、 地势、地形等因素的影响，露天矿山开采作业时极易发生 地质灾害、地质环境问题，轻则影响矿山开采进度，重则 引发人员伤亡，造成恶劣社会影响及财产损失，在此背景 下，做好露天矿山开采技术应用管理及地质灾害防治工作 迫在眉睫。
1 露天矿山开采工艺技术概述
1.1 穿孔
露天采矿时，穿孔是首道工序，需要在计划开采区 域内使用穿孔设备穿凿炮孔，方便后期爆破作业。穿孔 时要严把穿孔质量关，避免对后续爆破效率及质量产生 不利影响。要合理控制穿孔作业成本，一般占总成本的 10% ～ 15%。要次用适宜的穿孔方法，当前主要采用机械 破碎法、热力破碎法两种方法。穿孔时需结合开采规模、 炮孔直径、矿岩可凿性等方面的因素合理选用穿孔设备， 如 ：火钻、钢绳式冲击钻、潜孔钻、牙轮钻、凿岩台车等等， 相比较而言牙轮钻的应用更加广泛。
1.2 爆破
穿孔作业完成后，即可进行爆破作业。露天矿山爆破 时，应当选用适宜的爆破方法，目前常用的爆破方法主要 包括 ：浅孔爆破法、深孔爆破法、硐室爆破法、药壶爆破 法、裸露爆破法等，需结合实际情况灵活选用。露天矿山 开采爆破作业时最常用的是台阶深孔爆破法之微差爆破。 爆破作业时，应当重点控制弹药装填量，确保达到最佳的爆破作业效果。
1.3 采装
露天矿山爆破作业完成后，即可进行采装作业，要严 格遵循工作面准备→挖掘机举斗就位→车辆入位→装车 →车辆装满驶出等顺序和流程进行采装作业， 同时推土机 要协同做好工作面维护作业。采装环节挖掘机应当和矿山 保持密切的配合， 提升采装效率。
1.4 运输
露天矿山采装作业完成后，即可进行运输作业，其主 要是将矿石利用运输设备运输至破碎站、堆浸场、废石 场。运输环节应当合理选择运输方法，包括铁路运输、胶 带运输机运输、自卸车运输等，必要时可采用联合运输 法，提升运输效率， 降低运输成本。
1.5 排岩
排岩即排土，是当前露天矿山开采时的一项至关重要 的工作，是不可缺少的环节。众所周知，露天采矿时需剥 离覆盖在矿床上的岩石、表土，才能够让充分暴露矿石， 方便开采作业。在矿山持续开采环节所产生的大量岩石、 表土，应当将其统一运输至指定场所内堆弃。要合理选择 排土场位置，并对排土工艺予以进一步的优化，提升排土 效率。需要注意的是， 排土场禁止占用农田。
2 露天矿山开采地质灾害原因分析
矿山开采前，矿区地质环境较稳定。但随着采矿规模 的不断扩大，大量土石方从地壳内部的土壤、岩石圈层挖 掘出来，严重破坏地质环境，极易引发崩塌、滑坡、泥石 流等灾害， 具体如下。
2.1 地面塌陷
露天矿山地质条件薄弱，山体大，地形起伏大，随着 采矿深度的不断增加，规模的不断扩大，会对矿区原地质 稳定性造成破坏。此时受到人为等诸多因素的影响，极易 引发地面塌陷灾害，尤其是采空区，地表岩层和土体极易 陷落， 进而在地面形成各种怪异塌陷坑。
2.2 边坡崩塌
露天矿山边坡塌陷， 即塌方， 常见于高陡边坡区域， 可 见大量泥土、岩石沿山体向下滑落，大量滚石堆积在山脚 处。其中破坏性最大的要数巨型边坡崩塌，会严重破坏矿山地质环境。露天矿山开采时， 若遭遇极端恶劣天气， 如暴 雨、暴雪、地震，极易引发塌方事故。此外，采矿时若矿山 地质疏松， 亦可增加边坡崩塌等地质灾害的发生概率。
2.3 滑坡
露天矿山开采作业时，滑坡这一地质灾害极为常见， 其主要是因地质、开采两方面因素所造成的。露天矿开采 前，边坡和岩体内部应力场较平衡，随着采矿深度的不断 增加，范围的不断扩大以及表土随意堆砌，进而形成松散 的堆积体，去不具备较强的稳定性，一旦遇到暴雨天气， 雨水对坡体产生强烈的冲刷， 就极易形成滑坡灾害。
2.4 泥石流
若露天矿区处于地势险峻的地位、山区沟谷，在采矿 时亦可发生泥石流灾害。泥石流灾害属特殊洪流，受到暴 雨的影响，导致山体滑坡，大量泥土、碎屑、碎石和雨水 积聚在一起，即可形成泥石流灾害。露天矿山开采作业 时，需要在地表上堆积大量的废渣、废石、废土，这是构 成泥石流的重要物质来源，若没有及时妥善处置上述物 质，加之受到水利因素的影响，即可导致泥石流地质灾害 的发生。
3 露天矿山开采地质灾害防治措施探讨
3.1 勘探环节应用先进技术
露天矿山开采作业前，地质勘探是一项非常关键的工 作，保证地质勘探准确性意义重大。依靠精准、有效、全 面的地质勘探资料，能够避免因水文、地质结构所引发的 一系列地质灾害问题的发生。因此，在露天采矿前要高度 重视地质勘探工作，将先进技术和设备应用于地质勘探 中，进而获得精准、完整的地质资料，为矿山开采规划及 管理工作的开展提供重要的参考依据。
3.1.1 GIS 技术
GIS 技术在露天矿山地质勘探中发挥着重要作用，将 GIS 技术和计算机系统相结合，利用卫星发射的导航定位 信号收集矿山数据信息，全方位勘查矿山情况，包括 ：矿 井深度、位置、标高等，勘探时并不会受到环境的影响， 因此精准度更高。露天矿山周边环境极为复杂，勘探人员 利用 GIS 技术获得各项勘探数据并加以分析，能够了解矿 山周边情况，准确预测矿山自然灾害的发生概率，并制定 针对性有效性的应急预案，降低安全事故的发生几率，保 证人员生命财产安全， 同时也保障露天矿山开采作业安全 顺利进行。
3.1.2 RS 技术
RS 技术在露天矿山地质勘探及测量中也发挥着不可 替代的作用，其也被称之为遥感技术，应用该技术时首先需对露天矿山周边地质环境进行勘探， 准确获得周边地质 环境信息，避免开采作业对地质环境产生影响，减轻对周 边植被、地形地貌、湖泊河流的影响和破坏，然后汇总整 合测量所得数据，制作多种比例尺的地形图，通过分析地 形图信息，即可科学确定矿山开采范围和井口位置，并结 合地形图预测各类地质灾害的发生概率， 提前做好防范工 作，为露天矿山开采作业提供重要的参考依据。
3.1.3 GPS 技术
GPS 技术属全天候导航系统，将该技术应用于露天矿 山勘探中，首先需要做好勘探数据整理工作，结合勘探数 据分析采矿风险，并制作灾害预测图及模型，编制针对性 的风险及灾害防范对策， 确保矿山测量及开采作业的顺利 进行。不仅如此，利用 GPS 技术还能够直观获得露天矿山 周边环境状况， 为后期矿山地质灾害防范工作的开展提供 重要参考依据。还可准确了解矿山岩层分布状况，降低对 岩层结构的破坏，确保矿山开采作业的顺利有序进行，降 低安全事故及地质灾害的发生概率。
3.1.4 RTK 技术
RTK技术即实时动态差分技术， 该技术常和 GPS技术 联合应用，在露天矿山地质勘探中的作用重大。PTK技术 具有较强的实时性、动态性特征，能够结合勘探点位置的 变化而变化，动态跟踪勘探所得数据，整个勘探作业效率 高，不会受到环境因素的影响，减少人工计算误差，提升 勘探数据精度。以矿山地质地形勘探为例，利用PTK技术 只需要设置一个测点即可满足某个区域的勘探测量作业 需求，覆盖面积可达到 10千米，避免了待测点的重复设置， 极大的减轻了勘探测量工作量，直接分析处理所采集到的 数据即可获得勘探测量结果， 其勘探准确度低至厘米级。
3.1.5 钻孔透视技术
露天矿山水文地质勘探环节，钻孔透视技术发挥着重 要作用。受到地下水的影响，会频繁冲击地质结构，若地 下水流向错误，极易导致地质灾害的发生。将钻孔透视技 术应用露天矿山水文地质勘探中， 可直观了解含水层及溶 洞情况。实践应用时，若无线电波在传播时遇到积水，那 么其频率会产生一定的变化及波动， 勘探人员通过分析异 常变化，即可了解矿区水文和地质状况。需要注意的是， 设置无线电发射装置、接收装置时应当保证其合理性，进 而获得完整、准确的电磁波数据，进而帮助勘探人员精准 了解矿区地质状况及溶洞位置， 为露天矿山开采作业及地 质灾害防范工作的开展提供重要的安全保障。
3.2 应用生物防治措施
露天矿山地质灾害防治时，要重视对生物防治措施的 应用，其效果虽不能立竿见影，但长远来说能够有效保持矿区生态平衡， 实现对矿区地质生态环境的有效修复和治 理，具有绿色、生态、环保的优势。具体如下。
3.2.1 氧化类露天矿场
氧化类露天矿场地质修复时，应当先对土地进行平 整处理，填埋矿坑，保证表面无积水和漏水等现象。然后 借助大型挖掘机对土地翻耕，增加土壤含氧量，最后在地 表上种植草本类植被，植被生长时会吸收、降解有毒有害 物质，进而恢复受损的土壤。但需要注意不可种植高大树 木，因矿区内土质疏松，若种植高大树木一旦遭遇大风天 气极易导致连根拔起， 影响地质治理效果。
3.2.2 原生矿类露天矿场
原生矿类露天矿场内的土壤岩性高，种植草本类植被 成活率低。因此， 要先用挖掘机捣碎浅层岩层， 净化土壤， 然后通过以穴换土的方式更换表层土壤，改善土壤土质， 最后种植一些草本类植物， 达到土壤修复的目的。
3.2.3 尾矿
尾矿治理时，应结合尾矿含量成分、环境状况选用适 宜的处理方法。目前常用的方法主要包括两种，其一是在 尾矿表层覆土，然后播种植物，该法效果较高，但需要移 植大量的客土，运行成本较高。其二是直接在尾矿上种植 一些具备较高耐酸碱、耐重金属的植物，如红叶臭椿、沙 地柏、红叶合欢等，进而吸收多种金属元素，有效恢复废 弃尾矿生态环境， 也有利于减轻地质灾害对采矿作业的影 响和威胁。
3.3 搭建地质灾害自动化防治系统
露天矿山开采时，应当结合地质勘探数据搭建地质灾 害数据库，结合以往生产经验，分析地质灾害高发类型及 区域， 划分事故等级， 包括一、二、三级， 其中一级地质灾 害破坏性最大。要深入分析各类地质事故的诱发原因，同 时制定科学可行的安全防护体系，制定科学的排水方案， 避免出现边坡失稳、坍塌、泥石流等地质灾害。针对重点、 关键开采地段，有必要设置挡拦岩石碎屑的措施，避免出 现滚石等现象。要借助计算机信息技术搭建地质灾害自动 化防治系统及应急预案系统， 一旦检测到数值超出限定值 应当及时报警，迅速启动应急预案，能够降低对于采矿作 业、人员安全及周边居民所带来的影响。
3.4 针对性防治措施
3.4.1 滑坡
为防止雨水积聚引发滑坡灾害，应当在工作面挖掘排 水沟及截洪沟，进而将地表水和积聚的雨水快速排出。要 定期检查排水沟及截洪沟，确保其始终畅通。必要时可在 滑坡体上搭建安全平台，保证坡脚稳定性，降低滑坡灾害发生率。
3.4.2 地面塌陷
露天矿山开采前，要认真做好地质勘探工作，并结合 地质勘探结果设计科学可行的采矿方案， 保证方案的可行 性。采矿区内应当设置安全矿柱，做好防护工作，同时落 实采矿作业和支护工作，防止地面坍塌。停采矿山应做好 填充复垦工作，将废渣、废土、废石填充至采空区内，不 仅能够提升资源利用率，减少资源对土地的占用面积，减 轻污染，降低废弃物处理成本，而且还能够有效降低地面 塌陷的可能性。
3.4.3 泥石流
现阶段，露天矿山泥石流地质灾害的防治主要以拦挡 为主，以疏导、排泄为辅。各个矿区地质条件存在着明显 的差异，因此要结合实际情况确定泥石流高发区域，然后 通过修筑拦截坝、建立沟渠的方式，排除部分泥石流。若 采矿区内土质松散，可通采用封固处理法，提升土壤凝固 性，预防矿区泥石流地质灾害的发生。
3.4.4 崩塌
崩塌是当前露天矿山开采时最为常见的地质灾害之 一，为预防该灾害的发生，应当确定风化面积较广、存在 软结构面的区域， 然后对其边坡台阶高度予以合理化的控 制。一般情情况下， 边坡台阶高度以 8m 为宜， 可起到不错 的防治效果。针对滚石高发区域，应当在坡脚位置堆放适 量的剥离物，同时设置警戒线，有效拦截滚石。此外，要 做好爆破管理工作，积极创新爆破技术，摒弃传统落后爆 破技术， 将光面爆破技术应用于露天矿山开采及爆破作业 中，发挥光面爆破技术的低密度和低爆速的特点及优势， 最大限度的降低对矿区周边岩体的振动。同时也能够更 好的控制矿体陨落方向、矿体破碎程度，降低矿体裂缝数 量，减少危石数量， 预防露天矿山崩塌地质灾害的发生。
4 结语
综上所述，矿场资源是经济社会发展的必需品，这极 大的推动着采矿业的发展。露天矿山开采时，应当认真做 好工艺技术管理工作，确保开矿技术的规范合理应用。同 时，要提高地质灾害防治意识，结合露天矿山地质灾害原 因，制定科学有效的地质灾害防治措施，掌握露天矿山地 质灾害防治技术要点，确保露天矿山开采作业安全、顺 利、有序进行，保障工人生命财产安全，实现经济效益、 社会效益、生态效益共赢。
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