摘要：本文针对矿山开采过程中滑坡灾害风险评估与控制策略展开研究，旨在科学控制发生滑坡地质灾害的频率，以顺利推进矿山开采作业。近年来，矿山开采作业加大力度，对所在区域造成不良影响，主要体现为地质生态无法维持原有的平衡状态，因此频繁发生地质灾害。其中，发生频率最高的是滑坡地质灾害，严重影响矿山区域安全，甚至对矿区居民造成巨大的财产损失。本文以某大型露天矿山为例，分析矿山开采过程中导致滑坡灾害形成原因，对滑坡灾害风险评估，提出技术控制策略。

　　关键词：矿山开采作业；滑坡灾害；风险评估；地质勘探；控制策略

　　矿山开采作为资源开发的重要方式，对经济发展具有重要推动作用。然而，矿山开采过程中常常伴随着滑坡等地质灾害，这些灾害不仅威胁矿工的生命安全，还会对矿山设施和周边环境造成严重破坏。因此，对矿山开采滑坡灾害进行风险评估，并制定有效的技术控制策略，是确保矿山安全生产和可持续发展的关键。

　　1案例

　　某大型露天矿山开采的资源包括铜、铁等金属，该矿山从1990年投入生产，不仅效率高，而且安全控制措施到位。但是，在2023年7月份，发生了有史以来最大的事故，山体滑坡，倾泻下来的土石达到1000m3左右，其下方作业的工作人员瞬间被掩埋，矿场因此承受巨大的经济损失。事后有工作人员进入现场进行地质勘探并风险评估，发现这座矿山有一些区域地质薄弱，存在潜在滑体。为了避免类似灾害再次发生，矿山采用了相应的技术控制措施，将本区域发生山体滑坡的区域控制在最低，并启动预警机制，制定应急措施。

　　2矿山开采滑坡灾害的成因

　　2.1客观因素

　　矿山所在地区的地质构造、岩性、断层等地质条件直接影响滑坡的发生。例如，软弱岩层、断层带等地质薄弱区域更容易发生滑坡。工作人员进入到事故发生现场调查发现，滑坡之处有很多软弱岩层。通过进一步调查发现，滑坡壁上有软岩，还有些土层因为亲水而软化，主要包括黏质土、黄土、山坡堆积、风化岩，还有软化的土层。这些软弱岩层由于大量的水分渗透，就会软化，岩土体无法维持原有的稳定状态。从地质构造来看，斜坡内的软弱面与斜坡坡面之间趋于一致，就会导致滑动面形成，这也是岩土体无法保证稳定性的重要原因。

　　当然，当出现山体滑坡，还需要具备一个重要条件，就是气候湿润、矿山上大量积水。该矿山开采时间为7月份，恰逢雨季，连续多日的降雨，地下水和地表水频繁活动，导致地表以及地下水向滑体、滑动面渗入，增加岩体的含水量，土体负荷增加，岩体抗剪强度以及抗滑力减弱，滑动面以这种方式润滑，从而诱发滑坡。由于滑坡当前的雨水比较大，造成的滑坡规模也很大。

　　2.2主观因素

　　矿山开采过程中，爆破、挖掘、堆填等作业会改变原有地质结构，导致岩体应力重新分布，从而诱发滑坡。所以，除了客观存在的地质条件之外，开采活动也是导致滑坡的重要原因。工作人员现场开挖边坡，加之坡上面堆卸大量的废石，导致岩体所承受的重量增加，表层覆盖物遭到破坏，大量地表水下渗，造成滑坡。此外，矿山管理不善、开采设计不合理、安全措施不到位等人为因素也会增加滑坡发生的风险。

　　3矿山开采滑坡灾害风险评估

　　3.1数据收集

　　评估滑坡灾害的风险的过程中需要考虑多个因素并收集相关数据，包括矿山所在地区的地质、水文、气象等基础数据以及矿山开采历史、开采方式、开采强度等相关信息。从综合的角度对这些数据分析并评估，就能够将滑坡灾害的潜在性风险评估，所获得的结果可以为灾害预警提供科学依据，为当地有关部门提供有价值参考，使得居民对于此做好防范工作，一旦有灾害发生，能够快速应对，将因此造成的损失控制在最低。

　　3.2风险识别

　　通过现场调查、遥感技术、地质勘探等手段，识别可能引发滑坡的地质薄弱区域、潜在滑体、滑面等。

　　第一，应用遥感技术识别地质构造。遥感技术的应用中，可以针对获得的遥感影像中线环特征进行分析，了解地质构造带情况，尤其要注意断层导致的构造与线环构造之间交汇之处，为形成矿床的有利部位。分析遥感图像中内容能够将关键点识别，从而将地质薄弱区域确定下来。

　　第二，分析地形和地貌。应用遥感技术所获得的影像分辨率高，采用深度学习算法能够对于不良地质能够自动识别潜在滑坡以及泥石流等。这些不良地质问题如果不能及时采取应对措施解决，必然威胁工程安全。应用遥感技术对于这些区域能够避开，确保采矿安全。

　　具体的工作中，应用深度学习算法的卷积定理可以将卷积运算量简化。序列的长度是n，以卷积的定义为指导计算，可以用（2n-1）组对位乘法计算。使用傅里叶变换调整序列到频域上，应用组对位乘法，结合使用傅里叶变换快速算法，就可以获得计算结果。按照概率论，两个统计独立变量X+Y的概率密度函数即为卷积。按照声学理论，回声的表示中，可以使用源声与反映各种反射效应的函数卷积。采用高斯变换方法，就是用高斯函数针对所获得的图像卷积。卷积是基于信号与线性系统基础上出现的，也就是说，信号经过一个线性系统之后而发生的变化。线性系统运行过程中，输出信号与输入信号之间形成线性运算关系。落实到滑坡风险评估中，其作为待处理信号存在，进行系统传递函数设计，从数学的角度而言，传递函数和输入信号的数学函数就可以表达卷积关系，其将时间域与空间域中的卷积运算与频率域相乘运算之间建立等价关系，将FFT等快速算法充分利用起来，其将某些奇偶特点充分利用起来，进行DFT（离散傅里叶变换）和IDFT（离散傅里叶逆变换）以快速获得计算结果，确保计算的有效性，运算精度快且成本降低。矿山现场进行滑坡勘探过程中，被地面的传感器接收到的滑坡信息传播到矿山开采指挥中心，并详细记录，使用数学模型描述，可直观呈现出来。通过对矿山区域比较典型的不良地质体采用遥感技术拍摄影像，应用深度学习算法中的卷积神经网络方法识别不良地质体，并予以分类，对所获得的结果对比分析，可以明确，应用K-均值分类器、SVM分类器以及贝叶斯分类器对比风险分类精度，如果样品数量比较少，卷积神经网络不具有显著优势。当训练样本数量足够多的时候，滑坡风险分类精度可以超过90%，其优势显著。所以，对于遥感技术拍摄的各种形式数据综合起来应用。诸如地形图、构造图以及开采矿石的品位数据等等，使得地质勘探所获得的结果准确，对于风险分析起到有效指导作用。同时也可以证明，采用这种方法能够对地质薄弱区域准确地识别。

　　3.3风险分析

　　采用定性和定量相结合的方法，分析滑坡发生的可能性及其可能造成的后果。常用的方法包括层次分析法、模糊综合评价法、数值模拟等。

　　第一，定性分析与定量分析。采用定性分析方法，通过变形历史分析、工程地质类比并结合赤平投影分析方法，对斜坡地质特征更好地理解，预测可能出现的破坏模式。定性分析的同时还要结合定量分析，主要是采用数学模型的方式，结合计算获得结果，用于评估斜坡稳定性。刚体极限平衡法的应用过程中，将斜坡体视为一个刚体，将抗滑力与下滑力比较，对斜坡的稳定性分析。以有限单元法的应用为例，通过将斜坡体划分为多个小单元，各个单元都实施应力分析，以将斜坡的稳定状态确定下来。

　　第二，采用力学分析方法掌握滑坡破坏特点。滑坡的滑动面可能是平直的，也可能是弧形的。如果为均质滑坡，滑动面所呈现出来的是圆形。考虑到滑动面形状各有不同，用于评估稳定性的数学模型也会存在差异，所以，评估的过程中，要对滑动面全面了解，确定形状之后采用合适的数学模型，才能获得准确的结果。

　　如果滑坡是平直的，计算滑坡体的稳定系数的时候，则是滑动面上的总抗滑力除以岩土体重力产生的总下滑力。当稳定系数小于1的时候，说明斜坡的稳定性不够，发生滑坡的几率比较高；当稳定系数大于等于1的时候，斜坡体稳定性良好，或者此时为极限平衡状态。当为圆弧滑面的时候，稳定系数则为总抗滑力矩除以总滑动力。当稳定系数小于1的时候，斜坡体没有处于平衡状态，就会产生滑坡现象。当处于折线滑面下，应用分段力学方法进行分析，也就是传递系数法。这种方法能够将斜坡体沿着折线的滑面转折位置经过划分之后成为多个块段，从上至下将各个块的推力计算出来，每块滑坡体向下滑动的力减去岩土体阻挡下滑力，就获得剩余下滑力，此为逐级向下传递。

　　通过合理应用这些方法，就能够从综合角度评估斜坡稳定性，据此采取滑坡预防措施，并提出治理措施。

　　3.4风险评估

　　根据风险分析结果，评估滑坡灾害的风险等级，确定高风险区域和重点防范对象。对滑坡风险进行评估是一项系统性工程，要对多种因素综合考虑。

　　第一，要重点考虑矿山开采区域的地质条件，此为评估的基础，所涵盖的内容很多，包括土壤类型、地下水位流动情况以及岩石稳定性等等。工作人员进入到现场详细分析斜坡的土壤以及岩石，对其物理力学性质详细了解，据此进行风险评估。

　　第二，对滑坡风险起到决定性作用的因素是斜坡的坡度和坡长，也是决定的重要因素。通常，斜坡的坡度越陡，产生滑坡的风险就越高。通过对坡面形态进行测量并详细分析，就可以对潜在滑坡区域定位。

　　第三，引发滑坡的触发因素是降雨和当地的水文条件。降雨量、降雨强度以及降雨的持续时间等都会对坡体水分状况产生影响，对其稳定性起到决定性的作用。所以，对矿山所在区域的降水情况检测，了解地下水位变化情况，对于滑坡风险评估非常有帮助。

　　第四，人类活动也会影响斜坡的稳定性，这是导致滑坡的重要因素，不可忽视。比如，本矿山开采过程中，对植被造成破坏，岩石和土壤大范围裸露，就会导致滑坡风险。所以，评估边坡风险时，对于自然因素要充分考虑，同时了解人为活动导致的不良影响。

　　3.5风险控制

　　第一，地质勘探与监测。在矿山开采前，工作人员进行详细的地质勘探，查明地质构造、岩性、断层等地质条件。进行开采的过程中，建立完善的监测系统，实时监测岩体位移、应力、地下水位等参数以及时发现滑坡前兆。

　　第二，合理开采设计。根据地质条件和开采需求，制定合理的开采设计方案。采用分层开采、分段开采等方式，减少对岩体的扰动，降低滑坡风险。根据地质条件、开采技术条件以及经济因素选择合适的采矿方法。①上向分层采矿法。开采矿石稳固、围岩中等稳固，可以采用这种方法开采。②分段空场法。矿体厚度超过6m、倾角超过45°的矿石，开采作业可以采用这种方式。

　　第三，加固与支护。对地质薄弱区域和潜在滑体进行加固和支护，提高岩体的稳定性。常用的加固方法包括锚固法、土钉法、抗滑桩等。①锚固法。通过在土层中嵌入锚杆，使得土体的拉力增强，支护结构更加稳定性。②土钉墙。将土钉固定在地基与土壤中，地质整体性能显著增强，受力不均的情况下可以采用这种方法。③抗滑桩。抗滑桩是一种穿过潜在滑动面的建筑物，通过提供支挡力来稳定边坡，材料有多种选择，可以是木桩、钢管桩或混凝土桩。

　　第四，排水与防水。加强了矿山排水系统建设，降低了地下水位，减少了水对岩体的软化作用。同时，采取了防水措施，防止地表水渗入岩体。①排除地表水。矿山企业通过排水系统，将积水快速排出，诸如截水沟、排水沟等。在没有积水的情况下，就可以防止水流下渗。②排除地下水。通过钻孔排水、安装降水井等方式降低地下水位，避免水分渗入到土壤中而导致其水分含量大，由此提高其稳定性。

　　第五，爆破控制。优化了爆破设计，控制了爆破参数，减少了爆破对岩体的破坏。采用微差爆破、预裂爆破等技术，降低了爆破振动对岩体的影响。

　　第六，应急预案与演练。制定了详细的滑坡应急预案，明确了应急响应流程、人员疏散路线、救援措施等。定期组织应急演练，提高了矿工的应急意识和自救互救能力。

　　第七，管理与培训。加强了矿山安全管理，建立健全了安全管理制度。定期对矿工进行安全培训，提高了其安全意识和操作技能。

　　通过以上技术控制策略的实施，该矿山的滑坡灾害得到了有效控制，矿山安全生产水平显著提高。

　　4结语

　　综上所述，矿山开采滑坡灾害风险评估及技术控制策略是确保矿山安全生产和可持续发展的重要措施。通过详细的地质勘探、风险评估、合理开采设计、加固与支护、排水与防水、爆破控制、应急预案与演练、管理与培训等技术控制策略，可以有效降低滑坡灾害的发生风险，保障矿工的生命安全和矿山的正常生产。未来，随着科技的进步和管理水平的提高，矿山开采滑坡灾害的预防和控制将更加科学和有效。