中国冶金报-中国钢铁新闻网 记者 章利军 通讯员 杨明才
“这是全国矿山共性难题!当我们技术团队历经数年不断探索和攻关,终于攻克大型露天矿山高陡边坡安全防控难题时,每一个人心田如同嚼上晶莹剔透的石榴籽那样甜蜜。”10月8日上午,中钢矿院岩土技术团队负责人激动地对记者如是说。
此前,我国大型露天矿山普遍面临高陡岩质边坡复杂地质信息精准采集条件不足、稳定性精细分析能力有限与灾害风险全过程协同防控手段不够强硬等现实难题,并受传统边坡安全管理中信息获取、分析评价、监测预警与工程防控相互割裂、协同不足的技术瓶颈等制约,众多露天矿山边坡长期依赖经验判断与粗放式管理,不仅难以有效识别潜在失稳风险,更严重影响了矿石连续稳定运输与矿山安全生产,成为影响我国矿产资源高效回收与绿色开发的共性难题。2023年国家矿山安全监察局发布第一批矿山安全生产科研攻关项目,将“露天矿山边坡稳定性分析数字化技术”和“露天矿山结构劣化边坡超前预稳关键技术”列为亟待攻关项目。
以某国有大型铁矿为例,作为我国典型的大型露天铁矿,其高陡岩质边坡地质条件复杂、结构面发育,潜在失稳风险对运输道路运行造成严重瓶颈,直接威胁矿石连续稳定运输与人员设备安全。传统边坡调查手段效率低、精度差,稳定性分析往往与监测预警、工程防控相互脱节,难以满足大规模露天矿山安全高效开采的需求。
针对上述痛点,中钢矿院岩土技术团队首先依托高陡边坡三维实景建模技术,将复杂边坡完整“搬到”数字空间,实现厘米级精细化获取,为结构面解译与稳定性分析提供翔实的地质依据。在此基础上,创新研发岩体结构面智能识别与三维解译技术,实现结构面信息快速、精准、数字化获取,进而将结构面信息、稳定性分析和监测数据结合,形成“识别—分析—预警—治理”的技术链条。技术团队系统形成了高陡边坡厘米级三维实景模型构建与校准技术、岩体结构面自主识别与三维交互解译技术、结构面几何参数数字化表征技术、DFN-SRM合成岩体精细化分析技术,以及融合多源监测数据的边坡变形跟踪预警与灾害防控技术,构建了从“地表数字化—结构面识别—稳定性分析—监测预警—工程防控”的完整技术链条,实现了边坡结构面信息数字化获取和风险全过程管控。
该成套技术在中国东部某国有大型铁矿全面落地后,综合效益十分显著。安全效益方面,成功破解了边坡潜在失稳对运输道路运行造成的瓶颈问题,保障了矿石连续稳定运输,有效降低了现场作业及边坡失稳风险。经济效益方面,近三年直接经济效益接近13.4亿元;同时依托相关技术成果与矿山签订技术服务合同累计超过4000万元。推广应用层面,成果已在国内多家矿山龙头企业和十余座大型露天矿山推广应用,有效提升了边坡调查、风险识别和稳定性分析效率,保障了矿山连续安全生产。社会效益同样突出,在提高资源回收效率、保障人员设备安全、推动矿山边坡安全管理数字化智能化等方面取得了显著成效,高度契合绿色矿山与资源集约开发的国家政策导向。
经实践检验,该技术能够充分赋能大型露天矿山高陡岩质边坡安全高效开采,有效提升矿产资源回收效率和边坡安全管控水平,在保障矿山资源供给的同时兼顾安全生产与生态环保,为全国大型露天矿山边坡安全管理向数字化、智能化转型提供了成熟、可复制的产业化解决方案。




























