I. Factores constituyentes de las laderas de minas a cielo abierto

La minería a cielo abierto implica dividir el mineral en capas horizontales de cierto grosor y extraerlas capa por capa de arriba hacia abajo. Esto forma terrazas escalonadas alrededor de la mina a cielo abierto, y la pendiente formada por múltiples terrazas es el lado de la mina a cielo abierto, o ladera de la mina a cielo abierto.

Las laderas de las minas a cielo abierto constan de escalones, plataforma superior de los escalones, plataforma inferior de los escalones, pendiente del escalón, ángulo de la pendiente del escalón, altura del escalón, línea de cresta del escalón y línea inferior del escalón, etc.

Los escalones se pueden dividir en plataformas de trabajo, plataformas de seguridad, plataformas de limpieza y plataformas de transporte según sus usos. La pendiente final se refiere a la pendiente formada por los escalones que se han extraído hasta la interfaz final. El ángulo de la pendiente final es el ángulo entre la superficie de la pendiente final y el plano horizontal.

A medida que aumenta la profundidad de la minería, la altura, el área y el tiempo de mantenimiento de las laderas de las minas a cielo abierto aumentarán significativamente. De lo contrario, los desastres por deslizamientos de laderas serán cada vez más prominentes. Por lo tanto, la estabilidad de las laderas se está convirtiendo en uno de los puntos focales de la prevención de desastres mineros en China.

II. Tipos de deslizamientos de tierra

Los tipos de deslizamientos de tierra en las laderas generalmente incluyen deslizamientos de tierra planares, deslizamientos de tierra en forma de cuña, deslizamientos de tierra circulares, deslizamientos de tierra por vuelco y deslizamientos de tierra compuestos. Los deslizamientos de tierra planares son el tipo más común.

III. Causas de los deslizamientos de tierra

La actividad de deslizamientos de tierra en las laderas es un fenómeno en el que las masas rocosas se deforman y finalmente colapsan bajo la acción de múltiples tensiones. Todo el proceso se puede dividir en tres etapas: Todo el proceso se puede dividir en tres etapas:

Los deslizamientos de tierra en las laderas se ven afectados por muchos factores, principalmente divididos en los siguientes seis aspectos.

(1) Determinación irrazonable del ángulo de la pendiente: Si el ángulo de la pendiente se diseña para que sea demasiado suave, la estabilidad de la pendiente es alta, pero el trabajo y el costo de extracción aumentan, mientras que el costo de mantenimiento de la pendiente se puede reducir. Aumentar el ángulo de la pendiente resulta en una estabilidad deficiente, un trabajo y un costo de extracción reducidos, pero genera peligros para la seguridad personal y del equipo.

(2) Influencia de los factores geológicos en las laderas: Las masas rocosas están compuestas por varias rocas, y existen varios planos estructurales en la masa rocosa. La distribución y la abundancia de planos estructurales en la masa rocosa afectan la estabilidad de la masa rocosa de la pendiente. Muchos ejemplos de deslizamientos de tierra muestran que la superficie de deslizamiento y el contorno del borde del cuerpo del deslizamiento de tierra están controlados por los planos estructurales de la masa rocosa.

(3) Aguas subterráneas en la masa rocosa: Las aguas subterráneas pueden cambiar las propiedades físicas y mecánicas de las rocas, generando presión estática y flotabilidad en las grietas de la masa rocosa. Cuando las aguas subterráneas fluyen en las grietas de las masas rocosas fracturadas, estas rocas fracturadas estarán sujetas a presión dinámica del agua, reduciendo así la estabilidad de la pendiente.

(4) Efecto de voladura: El terremoto generado por la voladura puede abrir las juntas de la masa rocosa, o incluso causar la rotura de las rocas, afectando la estabilidad de la pendiente.

(5) Forma geométrica de la pendiente: En la minería a cielo abierto, cuando el ángulo de la pendiente permanece sin cambios, cuanto más alta es la pendiente, más inestable es. Cuando la altura de la pendiente permanece sin cambios, cuanto mayor es el ángulo de la pendiente, más inestable es. Desde la sección transversal horizontal, cuantas más pendientes haya, más inestable será, porque las pendientes que sobresalen hacia el área de minería se someten fácilmente a tensión y daño, lo que no es propicio para la estabilidad de la pendiente.

(6) Otros factores que afectan las laderas: Existen factores de gestión, como la sobreexcavación de la base de la pendiente, la acumulación de rocas de desecho y equipos en la parte superior de la pendiente, la construcción de casas, etc., la influencia de la meteorización y la influencia de la actividad sísmica, que reducirán la estabilidad de la pendiente.

IV. Prevención y control de deslizamientos de tierra

1. Determinar razonablemente el ángulo de la pendiente de la etapa de trabajo

Durante la minería a cielo abierto, la extracción debe llevarse a cabo antes de la minería. Está estrictamente prohibido excavar el fondo y dejar la parte superior, lo que puede causar deslizamientos de tierra mediante la minería imprudente y arriesgada. En la etapa de trabajo, se requiere perforación de rocas, voladura, carga y estudios geológicos, y estas operaciones se mueven continuamente con el avance de la minería.

Las rocas cerca de la superficie de la pendiente se ven afectadas por las vibraciones de la voladura y, a menudo, causan el colapso de las rocas o el estrechamiento del ancho de la plataforma debido a ángulos de pendiente de etapa excesivos, lo que provoca accidentes. Por lo tanto, en el diseño y la producción de minas a cielo abierto, es necesario determinar el ángulo de pendiente adecuado y especificar el ancho mínimo de la plataforma de trabajo en función de las condiciones geológicas de la mina, las propiedades mecánicas de las rocas y el rendimiento y las especificaciones de varios equipos. Los equipos de extracción, minería y transporte, las líneas de suministro de energía y comunicación deben ubicarse dentro de la superficie de pendiente estable de la plataforma de trabajo.

2. Mantenimiento de la pendiente

Las laderas de las minas a cielo abierto deben inspeccionarse y mantenerse periódicamente para garantizar la estabilidad de la pendiente y prevenir desastres.

Establecer un equipo profesional de mantenimiento de pendientes para fortalecer la inspección y el mantenimiento. Si es necesario, realizar cortes artificiales de pendientes, colocar césped, plantar arbustos, construir muros de contención locales o preincrustar pilotes de madera antidesprendimientos.

Se debe instalar una red de drenaje para evitar que el agua de lluvia superficial fluya hacia la mina y erosione la pendiente y lubrique la estratificación; las minas a cielo abierto profundas deben instalar instalaciones para bloquear o desviar las inundaciones y los flujos de escombros alrededor del exterior de la mina. La red de drenaje incluye las siguientes tres partes: drenaje superficial, drenaje subterráneo y sistema de drenaje tridimensional.

Cuando se realice voladura cerca de la pendiente, se deben utilizar métodos de voladura de pre-fracturamiento y reducción de vibraciones, reduciendo la cantidad de explosivos por agujero y aumentando el número de agujeros, y reduciendo el número de agujeros de voladura en cada voladura retardada para evitar daños a la estabilidad de la pendiente debido a las operaciones de voladura a cielo abierto.

3. Métodos de ingeniería y refuerzo antideslizamiento

La ingeniería antideslizamiento es una parte indispensable para prevenir deslizamientos de tierra, especialmente para las laderas de minas que están relacionadas con la seguridad de la vida y la propiedad, su importancia es extraordinaria.

La ingeniería antideslizamiento incluye: Muros de contención antideslizamiento, muros de contención reforzados, muros de contención de placas ancladas, muros de contención de cables de anclaje pretensados y muros de contención de barras de anclaje.

Pilotes antideslizamiento: Pilotes antideslizamiento individuales de gran sección tipo fila, cadenas antideslizamiento, pilotes de tubería de acero, pilotes antideslizamiento tipo plataforma, pilotes de control de inundaciones, muros de contención de pilotes de cimentación, muros de contención tipo silla, pilotes antideslizamiento tipo marco, pilotes antideslizamiento de marco rígido, pilotes antideslizamiento de tablesta y pilotes anclados.

Mejoramiento del suelo: Inyección de lechada, micropilotes.

4. Monitoreo de deslizamientos de tierra

El monitoreo del desplazamiento de rocas puede revelar signos de deslizamientos de tierra. La actividad de las aguas subterráneas debajo de la pendiente también debe observarse utilizando piezómetros; los sismógrafos pueden monitorear el impacto de las vibraciones de voladura para obtener la dinámica de la pendiente.

5. Prevención y control de deslizamientos de tierra

Restringir la minería sin licencia y prohibir estrictamente la minería ilegal; castigar la ocupación de las cimas y laderas de las montañas para la minería; prohibir la práctica minera depredadora de no abrir bancos de trabajo, no desmontar o desmontar y extraer simultáneamente; prohibir estrictamente la destrucción de la vegetación de las laderas. Se deben instalar instalaciones de control de inundaciones para desviar el flujo de agua en los bordes de las minas a cielo abierto. Reforzar mecánicamente las laderas mediante la instalación de barras de anclaje y pilotes de anclaje.

Durante el proceso de extracción minera de las minas a cielo abierto, la estabilidad de la ladera restringe directamente la seguridad de la mina y es uno de los factores más críticos que afectan a los beneficios económicos de la mina. En general, desde la puesta en marcha de la mina hasta el final de la extracción, el impacto de los deslizamientos de tierra se extiende a todo el proceso. Por lo tanto, la gestión de las laderas de las minas a cielo abierto debe continuar hasta el final de la extracción, y la inversión es enorme.