露天矿边坡稳定性

2024-05-16

露天矿边坡稳定性（精选8篇）

篇1：露天矿边坡稳定性

第一章

概论

1.1概述

一、边坡的重要性

1、节省成本

2、安全生产

二、国内外露天矿边坡概述

1、露天矿开采现状及发展趋势

2、列举优化边坡的实例

1.2基本概念

一、采场边坡

（一）露天矿边坡

1、山坡露天矿

2、凹陷露天矿

（二）、边坡

1、底帮边坡

2、顶帮边坡

3、端帮边坡

三）边坡角

1、工作帮坡角

2、非工作帮坡角（废正角）

二、排土场边坡

1、外排土场建立条件

2、内排土场建立条件

3、排土场台阶高度、坡面角

4、排土排弃物的性质

5、稳定性分析

1.3滑坡概论及研究意义

一、边坡变形种类

1、剥离（振动、风化）

2、崩落（陡立柱状岩体突然倒塌滚动）

3、滑动（沿一定的面或带缓慢移动）→滑坡

4、流动（指饱和水的松软岩体沿4度－6度甚至更缓的斜面流动）

5、沉陷变形、垂直下沉

排土场管理主因

所以规范规定排土场到边坡一定距离范围内有2－5％的反坡

如图2所示

三、滑坡危害

1、阻断运输线路（铁道、公路、胶带）

2、推倒、掩埋采掘运输设备

3、破坏地面工业民用建筑物

总体规划不合格

地面建筑物安全距离采场

0－200m，>200m即按200米设置。

排土场造成周边地面地形变形滑坡危害较大。如神华准能黑岱沟储煤仓、铁路地面、胶带走廊等案例。

四、优化边坡角

同时考虑两个问题

1、剥离费

2、边坡维护费

1.4露天矿边坡的特点

与水库岸坡、坝肩、引水渠道、铁路、公路路堑和路堤、山区挖方工程的的边坡相比有以下特点：

一、边坡较高

几米到600米，走向长，揭露的岩层多，岩体结构复杂

二、煤矿边坡岩体主要是沉积岩：层理明显，弱夹层较多，岩石强度低。稳定边坡

角大约40度以下。

金属矿主要是岩浆岩、变质岩，强度高，但断层、节理发育，不利于边坡稳定。稳定边坡

角大约50度以下。

三、主要是滑动变形

四、露天矿边坡是人工机械开挖边坡,边坡岩体较破碎，边坡一般不加维护，易受风化作用影响。

五、露天矿场每日受爆破、机车行走等因素，边坡受振动影响大，受到的设备自身载荷及冲击载荷较大。

六、露天矿服务年限长。

内排有利于防治边坡滑坡；

陡帮开采配合内排效果较好，如平装西露天煤矿。

七、不同地段边坡稳定程度是不同的。

重要的建（构）筑物、高压线和铁路等一级建筑物要求稳定性高

1.5

研究内容及步骤

一、研究内容

1、边坡岩体中各种结构面

如断层、层面、节理、裂隙分布状态

2、结构面的物理力学性质

3、水

4、开采工艺、河流、爆破、构造应力

5、设计边坡

6、提出防滑措施

7、边坡监测

二、研究步骤

1、矿山勘探，设计阶段必须开始边坡工作；

2、矿山投产后，做大量的边坡实验研究，校核边坡稳定角；

3、长期性工作，直到露天矿寿命结束

4、最后评价

第二章

影响边坡稳定性的因素

引言：因素分类

1、内因：岩石的矿物组成及地质结构

2、外因：水、震动、构造应力、采矿活动、风化及温差

2.1

岩石矿物组成的影响

1、不同矿物的强度不同

（1）、Na、K、Ca、Mg等化合物易溶于水，为不稳定矿物

（2）、蒙脱石[(OH)4Al4SiO8O20]吸水性强而透水性差，易导致滑坡

2、岩石是矿物的集合体

3、岩石有晶质>非晶质>碎屑质

硅质胶结>钙质胶结>泥质胶结

粒度<0.005mm时，粒度增加时，内摩擦角减小

4、岩石的构造有定向与非定向之别

2.2岩体结构面、结构体、岩体结构

定义：结构面：岩体中这些自然生成的强度减弱面统称为结构面

结构体：这些结构面将岩体切割成不同规模和几何形态的块体

工程岩体：有结构面和结构体组成的具有一定结构的地质体的一部分

一、结构面（I－V级）

煤矿中主要5种面：

1、软弱夹层：粘土层、碳质页岩层、泥岩、薄煤层、页岩层

2、岩层面、节理

3、断层

4、节理、裂隙

节理是构造裂隙

裂隙是原生裂隙

5、片理、页理：压应力作用下动力变质的结果

二、结构体

I－V级

三、岩体、结构

2.3水的影响

露天矿采场及排土场边坡防水便等于防滑。雨后、雨季、解冻时期

现场防治水办法介绍。

一、水在岩石中存在的的形态

（一）、气态水

是结晶水及化学水，对岩体稳定性影响不大

（二）、结合水

1、吸附水（或强结合水）强结合水，70000倍重力加速度不能使其分离。

2、薄膜水（或弱结合水）弱结合水，长期荷载可能被挤出

结合水是在岩石中颗粒表面与水分子的吸引力（静电引力）而结合的水

吸附水：是颗粒表层或离子的吸附层内的水分子，在分子力作用下，不能移动。

薄膜水：是离子扩散层内的水分子，若在分子力作用下可能移动，在长期荷载作用下可能部分被挤出

（三）、自由水：是土岩颗粒水化膜以外的水，受重力影响，分毛细水和重力水

1、毛细水

①、孔隙角水

②、悬浮水

③、毛细孔水

毛细孔水是岩石毛细孔内的水（结合水除外）

它与重力水相同，可以传递静压力

2、重力水

①、渗流水

②、地下水

（四）、固态水（冰）

体积增大、扩大裂隙、减弱岩体强度（融冰期边坡易滑原因）。

总之，边坡岩体内的水主要是结合水和自由水

二、水对边坡的不利影响主要表现

1、软化岩体，降低其强度；

2、静水压力

3、动水压力：自由水在重力作用下流动，对岩石产生动水压力

三、地下水在边坡内的分布

1、在松软土岩中水位变化

2、坚硬岩石中裂隙水无定向

坚硬岩石的水文地质条件不易掌握全貌，水位差异很大

四、静水压力作用

露天矿上部风化带岩层受水浸润后容重增加

岩石饱和水容重

γ0:干容重

n:空隙比

γw:水容重

d:岩石比重

饱水重量：

干重量

孔隙水重量

浮重量：

则岩柱所受浮力：

静水压力就是水压三角形乘积：

中点水压强度：

实践中，当坡底处断裂面无渗流时，则该处的水的压强不等于零，并可达到高峰值。

五、动水压力作用：动水压力是指渗流水

在流通过程中作用于岩石颗粒上的渗流力，它是体积力

实验表明：多孔隙（或裂隙）水相互贯通，因而产生渗流水，动水压力

圆管内的水流运动时需要克服阻力

1、与管径大小成反比

2、与两端压差成正比

3、岩石介质中水的渗流阻力与孔隙率成反比

动水压力：

计入

P浮力，静动压力为矢量和

滑面上切向法向分力

N（指向滑面）

结论：稳定渗流边坡的水压，包括静压与动压，可近似按滑面上各点水的压强乘以该处滑面面积计算即近似等于滑面上的静水压力值

2.4爆破作业、振动影响

一、影响因素

1、爆破震动增加了边坡的滑动力

2、爆破作用破坏边坡岩体

降低了岩体强度，使雨水地下水易于沿爆破后岩石裂隙渗透，加速岩体风化

3、穿、采、运设备作业时，使饱和水岩土液化

二、破坏主因

震波在岩石中传播有纵波，横波，主要是纵波

三、减震措施

1、控制一次爆破药量

2、微差爆破最佳时间，不使各次震波峰值叠

加而达到最高值

3、采用预裂爆破、缓冲爆破

2.5构造应力影响

篇2：露天矿边坡稳定性

每次大的深部构造运动都会导致产生新的应力状态

水平应力=上覆岩层重力×侧压应力系数

构造应力场内：自重应力

水平应力

铅直应力

李四光《地质力学理论》

非洲测得：水平应力是铅直应力的2.6倍

2.6其他因素影响

一、露天矿存在年限

具体讲应指边坡服务年限

时间长，岩体强度减弱大，稳定系数大些

二、边坡形状

凹形：侧向阻力大，稳定性好

凸性：侧向阻力小，稳定性不好

但凸性边坡剥离量最小，经济合理

三、地形荷载：外排土场就近位置

推进方向（工作线）破坏岩体完整性，引起边坡滑落

总之，因为边稳固什么很多，尚待研究。

3—1

边坡工程地质工作程序

一、边坡工程工作主要任务：

1、搜集影响边坡稳定性的各项因素；

2、分析边坡岩体的稳定性：

—查明岩体中结构面分布及岩性变化；

—分析潜在滑面；

—建立滑动模式。

二、边坡工程地质工作程序：

三、1、区域地质背景；

四、2、矿区地质构造；

五、3、露天矿现采场边坡工程地质条件；

六、4、露天矿最终采场边坡工程地质条件；

七、5、露天矿边坡工程地质分区。

三、露天矿边坡各阶段的工作内容

-矿山地质勘探报告；

-露天矿设计阶段；

-投产以后岩层暴露。

1、岩性分布；

2、地质结构面分布

3、出水点；

4、采掘台阶现状；

5、工程地质分区及剖面线；

6、岩石力学试验取样地点

3—2

岩体结构面的调查

主要调查节理、岩层面产状、密度。

方法：地面测量；钻孔。

一、结构面地面调查（表3-1为调查内容）

二、钻孔定向取芯，主要是探明深部的不利结构面。

（一）岩芯定向

三个要素：倾向、倾伏角、围岩轴

线（旋转的某一基准线）。

第五章

边坡稳定性计算

5.1概述

一、边坡岩体内部分析

1、有两种运动

a、相对静止：边坡稳定

b、显著变动：滑坡（变动非常复杂）

2、滑坡原因

a、驱动滑坡因素

荷载

震动

水

构造应力

温差应力

b、抗滑能力

岩体强度

二、露天采场边坡

1、高大边坡

2、暴露岩层多

3、地质构造面纵横交错

4、水文及工程地质条件复杂

因此，边坡随时监控调整，合理的边帮角只能最终评价。

三、目前研究现状及任务

1、土体边坡稳定研究，解决岩石边坡有许多问题

2、露天边坡稳定计算任务

a、验算已有边坡的稳定性，以便决定是否采取防护措施，并作为防护设施设计的依据。

b、设计露天矿合理边坡角，在已知开采深度，设计既经济合理又安全的边坡角。

c、边坡的技术原理

Ⅰ、到界边帮台阶的减震爆破

Ⅱ、防排水

Ⅲ、伞檐处理

管理不善，缓坡可能滑坡，管理好陡帮也可能安全（例如平装西露天矿）结合生产工艺

3、经验法选取边帮稳定角

爆破<40度

金属矿<50度

4、边坡稳定表示方法

当

Fs<1，滑坡

当

Fs=1，极限平衡

当

Fs>1，稳定。保守起见:

=1.1－1.5，多数取1.3。

根据边坡服务年限选取不同值

四、本章研究内容：

1、确定边坡岩体内最危险区

2、分析区内的全部作用力

3、求FS4、判断稳定程度

5.2计算基础及方法分类

一、边坡稳定分析步骤

1、确定滑面

2、分析滑面上的作用力及反作用力，建立平衡条件

二、计算方法

1、刚性极限平衡法

①、将滑体视为刚体

②、滑体的位移是剪切破坏

③、滑体在滑面上的平衡条件，应用滑块在斜坡上的平衡原理

2、有限元法

3、概率法

5.3平面滑面计算法

边坡沿某一倾斜面滑动，发生在以下条件：

1、滑面走向与边坡走向平行或近于平行（）度左右

2、滑面出露在坡面上，二者相交在坡面上

3、滑体两侧有裂面，侧阻力小（略）

一、边坡内有确定的滑面及垂直裂隙

(一)、数学分析法

设：1、岩石不透水，垂直裂隙渗入，流经滑面自坡面逸出，水的压强呈线性分布。

2、滑体重力W，水压U及V均通过滑体重心不产生力矩，滑体无转动，则滑体稳定条件为：

当断裂出露在坡顶时：

当断裂出露在坡面时：

边坡的稳定程度，以稳定系数表示，抗滑力与滑动力之比：

C=0

（二）矢量法

力多边形封闭为平衡状态

步骤：

1、绘铅直重力矢W，比例自选

2、接W之首绘V矢，与W方向垂直

3、接V之首绘U矢，与铅直方向成β角

4、接U之首绘反力矢N，与铅直方向与U同

5、求封闭力矢S，其方向平行滑面，指向与滑动方向相反。

自W之尾绘线，使其平行滑面，并与N矢相垂交，便是所求平衡抗力S。

抗力中摩擦阻力

接U绘拐角φ，在S线上截取便是

稳定系数：

二、边坡内无确定的滑面，最危险滑面位置可分析求得

1、滑面临界倾角（不计U、V）

平衡方程：

又由于：

故：

或：

令：

最后解得：

（最危险滑面倾角）（排土台阶，土边坡，锡盟地区）

α<45度多为圆弧滑坡，坡角较大时，多为平面滑面

2、直立边坡的临界高度：

当边坡垂直时，α=90度

所以：

带入整理后得：

应用公式：

教材中：

方法二：

5－7式将

代入上式可得：

对于垂直边坡时，α=90°：

把α=90°代入5－7式：

以上绘制曲线图5－6：

说明：

1、垂直边坡的高度大于上式值时，岩体自重力足，以使边坡产生剪切破坏，滑坡。

2、小于上式值时，处于弹性应力状态，不发生剪切位移。

3、任意边坡滑动时，剪切面仅在距坡顶一定的深度即

以下方能产生，以上岩层成为弹性层，它的破坏呈拉断。

抗拉强度小于抗剪强度

4、当边坡体内某局部开始达到塑性变形，而远未形成滑坡之前，坡顶处便首先出现

垂直张裂隙，往往称作为滑坡的前兆特征，用来预报即将发生滑坡。

存在最小的极限高度，相对应的弱面倾角为：

当C=0时，张性断裂时，岩石坚硬：

极限平衡

说明：当C

趋于0

时，滑面被较陡的坡面切割，而沿滑面的摩擦角又小于滑面倾角时，即：，则可能产生滑坡，与坡面和坡角无关（在α>β时而言）,此时为增加边坡稳定性,减少坡高和削坡是无益的,只有沿滑面削掉或机械加固，煤矿多见此种例子。

三、边坡内无确定的拉张裂缝，其最危险的位置可分析求得

1、滑体稳定系数

将

带入上式

2、拉张裂缝的临界高度

解Fs的极限值（最小化）

不考虑水的因素，一般采用减弱系数法处理，分步微分法

设：

求Fs极值，设，用分步微分法：令

又知：，令：

得：

3、滑体临界顶宽

从图中求：

代入上式：

四、实例分析

1、条件：已知某矿坡高382m，坡角42度，断层倾角70度（弱面），宽度5m，求解①：Fs，②：坡角

岩体力学性质：

闪长岩：

γ=27KN/m3

c=500－1000KPa

φ=40度

断层c＇=0－30KPa

φ＇=18度

2、滑动模式

经分析确定为平面滑动

篇3：露天矿生态边坡与边坡稳定性

1 生态边坡的概念

生态边坡就是对环境、原生物等生态造成最低影响, 并且适当还原、保护的边坡工程, 是在保证边坡安全的基础上考虑生态保护、环境景观的边坡工程理念。

生态边坡的核心内容是生态护坡。生态护坡就是边坡工程设计和施工中考虑生态环境保护, 采用天然材料以自然的方式加固和保护边坡坡面及坡体, 露天矿生态边坡主要是指采用边坡植被保护排土场边坡 (采用生长植物, 即单独采用生长植物, 或者采用生长植物与土木工程措施相结合的方法, 或者采用生长植物与非成活植物材料相结合的方法) , 以减轻边坡的不稳定性和坡面的侵蚀破坏, 即植被护坡。

植被护坡不是通常意义的的园林绿化植被技术, 而是采用植被蓄水固土的原理来稳定岩质或土质边坡, 并能降低工程施工所带来的环境破坏, 达到美化环境和景观的一种技术。该技术涉及岩土工程学, 生物学、植物学、园艺学、土壤肥料学等多种学科的综合性工程技术, 是环境土体工程的重要组成部分。

露天矿生态护坡除了美化环境、恢复生态的作用外, 另外一大功能就是可以加固边坡、稳定边坡。当然, 这需要根据不同的边坡条件, 选择适宜的护坡形式和植被类型, 才能起到植被护坡的作用。因此, 必须认清露天矿边坡的特点, 同时考虑采用植被加固的露天矿边坡的稳定性的评定方法与特性。

2 生态边坡与露天矿边坡稳定性

边坡失稳主要有三种类型, 表面运动、浅层失稳和深层失稳。表面运动包括土壤的蠕动、冰融和土壤的侵蚀作用;浅层失稳是指发生在地面下2m内的滑移、转动和两者相结合的破坏形式;深层失稳的破坏深度超过了大多数树根和灌木根系所能伸展到的范围。研究表明, 边坡植被对边坡的表面稳定和浅层稳定具有重要作用。

植被对边坡的影响, 不能简单笼统地以“有利”或“不利”来划分, 本文以植被的“水文作用”和“力学作用”来说明边坡植被对边坡稳定性的影响如表1所示:

注:1) H—水文作用;M—力学作用。

2) 该类作用对边坡稳定可能是有利的或不利的, 取决于具体场地条件采用植被护坡的人工边坡是否稳定, 可以用边坡的稳定系数F来评定。

2.1 无植被边坡的稳定分析模型

假定边坡失稳破坏时沿平行于边坡坡面的某一倾斜滑面滑移, 取失稳边坡的某条滑体为分析模型, 应用有效应力分析法 (如图1) , 无植被边坡滑移面上的边坡稳定系数为:

式中z—土体的竖直高度, m;

c'—土体的有效粘聚力, k N/m 2;

γ—土的重度, k N/m 3;

β—坡角, °;

γw—水的重度, k N/m3;

hw—地下水平面距滑动面的垂直高度, m;

φ'—土体的有效内摩擦角, °。

2.2 有植被边坡的稳定性分析模型

考虑边坡植被对边坡稳定的主要影响作用 (如图2) , 植被边坡滑移面上的稳定系数为:

式中c'R—因边坡植被根系对土体的加强作用, 土体的有效粘聚力的增量, k N/m2;

θ—植被的根系与滑动面的夹角, °;

W—由植被重量造成的超载, k N/m 2;

T—滑动面上根的抗拉力, k N/m;

D—平行于边坡的风载荷, k N/m。

3 露天矿生态边坡的力学效应

植被能增强边坡的浅层稳定性, 为了达到这一目的, 植被主要通过其根系的加固作用来提高土壤的抗剪强度。边坡植被对坡体的加固作用主要表现为深根的锚固作用和浅根的加筋作用两方面。植被根系的存在可以提高边坡岩土体的粘聚力, 锚固作用可以提高边坡岩土体的抗剪强度, 使原先岩土体的抗剪强度向上升高, 加筋作用又限制了岩土体的侧向膨胀变形而使增大到, 在不变的情况下这将使最大剪应力减小, 如图3所示, 在这两种护坡植被根系作用的共同影响下, 能使得人工边坡岩土体的承载力提高。

边坡植被的存在可以降低坡体的孔隙水压力, 提高岩土体的抗剪强度, 有利于边坡的稳定。其中, 护坡植被的须根通过传递作用在边坡土体中的剪应力提高边坡土体的抗剪强度。

须根引起的岩土体抗剪强度的提高值可由下式表示:

式中, △s—岩土体抗剪强度的提高值;

tR—单位岩土面积上须根产生的拉应力;

φ—岩土体的内摩擦角;

θ—在剪应力区须根受剪扭曲的角度。

值得注意的是, 只有在须根充分生长, 并且陷入边坡岩土体中的须根不发生滑动或不被拔出时, 护坡植被须根才发挥出最大作用。因此, 护坡植被须根在坡体受剪过程中, 一般会发生下列三种不同程度的变形破坏:

3.1 折断

须根的抗拉强度可用来提高边坡岩土体的抗剪强度。设计时, 需要计算须根的平均抗拉强度TR和须根截面积与岩土体截面积的比值AR/A。在这种情况下, 岩土体的张拉应力tR为:

将式 (4) 带入式 (3) 得:

根据经验数据, [sinθ+cosθtanφ]的平均值为1.2, 所以上式简化为:

可见, 护坡植被对坡体抗剪强度的提高取决于根系的平均抗拉强度和根系的面积率。

3.2 伸长

须根的伸长量不足时, 根的抗拉强度没有被充分利用。在这种情况下, 须根抗拉强度的应用量就由须根的伸长量和须根的抗拉系数ER所决定。用力的平衡分析法可以得到单位面积岩土中须根所受拉应力为:

式中ER—须根的抗拉系数;

τb—须根和岩土之间的粘结力;

z—受剪区的厚度;

θ—须根受剪弯曲角度;

D—须根的直径。

在式 (7) 中须根的抗拉应力假定为线性分布。将式 (8) 、式 (9) 带入式 (3) 中, 得到由须根的伸长所引起的岩土抗剪强度的提高值为:

式 (10) 表明了坡体抗剪强度的提高与护坡植被须根直径的平方根成反比, 因此, 在根面积率相同的情况下, 直径小的须根比直径大的须根对坡体土的抗剪强度的加强作用更有效。

3.3 滑动

如果护坡植被根系的抗剪强度低于坡体破坏面上的剩余下滑力, 则在外力的作用下边坡将会沿着滑面下滑。一般而言, 护坡根系的加筋作用能够增强无扰动岩土体的抗剪强度, 而锚固作用能在岩土体扰动后增强根系对岩土体下滑变形的抵抗作用, 从而增强坡体的抗剪强度。也就是说, 护坡植被根系的存在能够增强岩土体的抗剪强度, 一定程度上减轻滑体的滑动模式。如果须根很短, 那么当坡体土和根系的复合体受到剪力作用时, 须根就很容易滑动或被拔出, 这样须根就不再起到加强坡体的作用。须根产生滑移时作用在须根上的最大拉应力为:

式中D—须根的直径;

L—最大剪应力作用处须根的长度。

某一个级径范围内, 如果有n个须根, 则这些须根对岩土体抗剪强度的提高值为:

如果护坡植被有j种会产生滑动的根, 并且属于每种根系的根的数量为, 则由于根系的存在, 坡体岩土抗剪强度的提高值为:

在实际边坡的岩土环境中, 护坡植被根系具有不同的直径和长度, 而且具有不同的抗拉强度, 上述三种情况可能会同时发生, 所以需要根据具体情况来综合分析考虑。

4 生态护坡的水文效应

护坡植被有多种水文作用, 包括蒸发、截水、渗透、延缓、过滤和表面硬化等作用, 可以有效地控制雨水对土体的侵蚀, 控制边坡的水土流失, 降雨截留, 削弱溅蚀, 降低坡体的空隙水压力以及增加土体粘聚力等。露天矿边坡植被的水文作用, 主要表现为对降雨的冲击和侵蚀的控制。一定密度的草地、草本植被可以大大减少雨水冲蚀所造成的土体流失。如果边坡植被的密集覆盖区是立体统一的, 那么减少的流失量会更大;如果开阔的覆盖区是单一或分散的, 其作用就大大降低, 甚至产生负面影响。这是因为当雨水水流绕过土块发生分流时, 土块上游的压力比下游的高, 那么在下游就会出现漩涡或湍流, 在上游也可能出现逆流现象, 所以在上游和下游都可能发生侵蚀, 这就意味着独立植被区的侵蚀率可能还高于无植被区, 因此应尽量避免一簇一簇的植被种植方式。

5 结论

1) 生态边坡是在保证边坡安全的基础上考虑生态保护、环境景观的边坡工程理念。具有与边坡周边环境和谐的突出优点, 未来将会在露天矿中得到推广。

2) 植被根系的存在可以提高边坡岩土体的粘聚力, 植被生态护坡主要是通过深根的锚固作用提高土壤的抗剪强度和浅根的加筋作用增强土体的粘聚力, 从而实现对边坡的有效保护。

3) 植被对坡体抗剪强度的提高取决于根系的平均抗拉强度和根系的面积率。而坡体抗剪强度的提高与护坡植被须根直径的平方根成反比, 因此, 在根面积率相同的情况下, 直径小的须根比直径大的须根对坡体土的抗剪强度的加强作用更有效。

4) 密集立体统一的边坡植被覆盖区, 能够有效的减少雨水冲蚀造成的土体流失。

生态边坡技术和景观方法的应用具有重要社会意义和工程价值。它可以最大程度地减少露天矿边坡工程对周围环境造成的负面影响, 恢复被破坏的生态环境, 改善露天矿边坡附近的环境和景观。

参考文献

[1]张永兴.边坡工程学.北京:中国建筑工业出版社, 2008.

[2]杨俊杰, 王亮, 郑建国等.生态边坡客土稳定性研究[J].岩石力学与工程学报, 2006.

[3]赵华, 黄润秋.岩石边坡生态护坡特点及其关键技术问题探讨[J].水文地质工程地质, 2004.

[4]钱晓红, 关云鹏, 吴玲杰.现代生态护坡技术的应用研究[J].内蒙古水利, 2009.

[5]王可钧, 李焯芬.植物固坡的力学简析[J].岩石力学与工程学报, 1998.

篇4：黑岱沟露天矿边坡稳定性分析

摘要：块体理论是由石根华博士与R.E.Goodman教授合作完成的具有重要意义的研究成果。它是石根华博士借助于自己出色的数学知识，结合岩体稳定性发展出的一种新方法，并且有了广泛的应用，为业内人士所认可，而且处于不断的完善中。岩体结构面的产状是决定边坡失稳模式的重要因素，本文对现场测量的结构面资料用赤平投影原理和玫瑰花图原理进行统计分析，确定优势产状，进而为之后的边坡稳定性分析提供依据。

关键词：岩体结构面；赤平投影原理；玫瑰花图；边坡稳定性

1 概述

岩体作为一种地质体成分是非常复杂的，为了研究的需要将其理想化为岩块和结构面，结构面其实也就是形成裂隙的两面，岩块就是一块块的岩石，是岩体被裂隙切开的，与裂隙的空心相对，岩块可以认为是实心的。在自然界中，岩体事故的发生往往是由于结构面在各种内力和外力的作用下发生各种变形所引起的，而岩块相对致密，抵抗各种力的能力较强，稳定性比较强。因此，岩体稳定性主要取决于结构面，我们应该对结构面做重点研究。

本文通过测量收集黑岱沟露天矿边坡的地质资料，对西帮的裂隙进行统计分析，利用关键块体理论对边坡稳定性做出评价。

2 矿山概况

黑岱沟露天矿降雨量：1971年以来年最高降水量518.5mm（1973年），年最低降水量273.7mm（1980年），年平均降水量396.1mm。蒸发量：年最高蒸发量2436.2mm（1972年），年最低蒸发量1949.7mm（1964年），年平均蒸发量2082.12mm。

岩石工程地质特征按照沉积规律，结合岩石物理力学性质，自上而下划分为如下工程地质岩组：①泥岩、泥质粉砂岩（P1s）位于山西组顶部，灰色、深灰色，水平层理发育，节理裂隙发育。②粗粒砂岩（P1s）位于山西组上部，灰、褐灰、灰黄色，泥质胶结，节理发育。③泥岩、砂质泥岩夹粘土岩（P1s）位于山西组中部，灰、深灰色，中层构造，高角度节理发育。④粗粒砂岩（P1s）位于山西组中部，褐黄色，含铁质结核，泥质胶结，厚层构造，节理较发育。⑤泥岩、泥质粉、细砂岩（P1s）位于山西组下部，浅灰、褐灰色，鳞片状构造，节理发育。⑥含砾粗砂岩（P1s）位于山西组底部，浅灰、褐黄色，厚层构造，节理发育。煤层（C3t）。⑦太原组6#复煤层，暗煤为主，局部亮煤，夹灰黑色炭质泥岩，厚层、块状构造，性脆，柱状节理发育。泥岩、泥质粉砂岩（C3t）。⑧6号煤底板，夹8、9、10薄煤，水平层理发育。

矿区地层黑岱沟露天矿采区地层由老到新叙述如下：奥陶系下统亮甲山组，中石炭统本溪组，上石炭统太原组，下二迭统山西组，下二迭统上部下石盒子组，三迭系上统上石盒子组，第三系上新统，第四系上更新统马兰组。

黑岱沟露天煤矿西帮地下水埋深较深，端帮基岩段未发现明显出水点，露天剥离出露的岩层含水率普遍较低，研究区域内边坡处于无水状态。本次边坡角核实重点区域，针对底部岩石层三个平盘共进行了20余组边坡角和地层产状的测量。测量结果表明，局部砂岩层坡面角较陡，达到 71°。

3 块体分类

关键块体理论中，块体可以分为无限块体和有限块体两种。块体一开始结构面彼此间的距离较小，越向岩体内部距离越大，结构面无法在岩体内部闭合形成真正的块体，关键块体理论将这种类型的块体称为无限块体。有限块体被进一步划分为（几何）不可移动块体和（几何）可移动块体。

关键块体说的就是块体中稳定性最差的那一类块体，在工程中如果没有人工支护，这种块体便会失稳。但关键块体也不能全按字面意思理解，它并不是在岩体稳定性中起到关键作用的块体，它们的垮落不一定会引起周围块体的连锁反应。某个块体的失稳会使周围块体的稳定性变差，本质上是因为块体失稳后给周围块体提供了新的自由面，从而导致稳定性变差。

4 块体锥

如果一个块体有n个面（包括裂隙面和自由面），这个块体由n个平面圈闭而成，也就是由n个半空间相交切而成。把这n个面进行平行移动使他们通过一个共同点如坐标原点，这n个半空间形成一个锥体，称为块体锥[1]。相对于同时考虑裂隙与开挖面半空间平面的块体锥，如果只考虑开挖面，将其半空间平面平移至原点形成的锥称之为开挖面锥，只考虑裂隙时形成的锥为节理面锥。如果块体锥、节理面锥、开挖面锥分别用BP，JP，EP表示，三者之间有

BP=JP∩EP

块体锥在数学上很容易理解，只是把形成块体的各半空间平面平行移动至原点，假设平面的方程为：ax+by+cz+d=0，（a，b，c）是平面的法线矢量，解析式如下：

a1x + b1y + c1z ≥ 0

a2x + b2y + c2z ≤ 0

a3x + b3y + c3z ≤ 0

a4x + b4y + c4z ≥ 0

a5x + b5y + c5z ≤ 0

5 边坡稳定性分析

本次调查主要针对西帮南部岩石裂隙进行调查。由于受到开挖面以及爆破等多重因素影响，岩体中等破碎，岩体裂隙主要为剪节理，少量张节理；对典型地区的裂隙进行测量，结果如图1：

根据图可知，有一组结构面组倾向与边坡倾向一致，但结构面倾角平缓，对边坡稳定性影响较小。

6 结论及问题

通过对黑岱沟露天矿西帮裂隙的调查统计，利用块体理论分析裂隙对边坡稳定性的影响，从而使生产更加安全地进行。

为了研究的方便，使用块体理论是做了一些假设，比如假定岩石块体是刚体等，还有一些测量误差等，使计算结果和实际有一定的偏差，在往后的研究中还需要继续改进。

参考文献：

篇5：露天矿边坡管理办法

第一节一般规定

第1条边坡滑坡是露天矿安全生产的重大隐患之一，露天矿边坡的稳定与否，是直接关系到煤矿能否正常生产的重要前提。露天矿边坡研究与治理工作是煤矿技术工作不可缺少的一部分。为了加强露天矿边坡管理工作，确保安全生产，根据《露天煤矿边坡管理暂行规定》制定本办法。

第2条露天矿边坡管理的基本任务是：

1、开展工程地质及水文地质工作，查明影响边坡稳定的各种地质条件及其它因素。

2、为露天矿采剥工程设计提供可靠的工程地质及水文地质资料，每年对已经出现的边坡滑落和变形预报提出整治方案，并做好施工中的管理工作。

3、不断总结露天矿边坡管理经验，搞好露天矿边坡管理工作。

第3条局科技处作为边坡管理的职能部门，必须做到：

1、成立露天矿边坡管理小组，指定专人负责，每季度作出边坡监测分析报告，报有关部门。

2、定期进行地下位移监测，掌握第一手资料，应用计算机进行边坡位移分析。

3、督促两矿健全边坡管理机构，配备专业技术人员，按期进行边坡观测，及时提供观测数据。

第4条边坡管理作为生产管理的一项重要内容，局、矿生产部门必须做到：

1、把边坡管理工作纳入日常生产管理，负有业务保安责任。

2、、季度采剥设计、计划必须提出确保边坡稳定的技术措施。

3、加强生产现场管理，工作面必须放线开挖、排土，严禁出现超高台阶，加强工作面水的管理，如发现不按设计施工或违反规定以及出现滑坡险情时，有权责成两矿及时处理，在紧急情况下，有权停止有滑坡险情或险情危及区域的生产或施工作业，以保证安全。

第5条边坡滑落作为煤矿重大灾害事故之一，局、矿安全部门必须做到：

1、把边坡管理工作纳入日常安全监察工作，负有业务保安责任。

2、督促检查两矿落实采剥设计、计划提出的边坡稳定技术措施。

3、在安全检查中，如发现不按设计施工或违反规定以及出现滑坡险情时，责成有关部门及时处理，在紧急情况下，有权停止有滑坡险情或险情危及区域的生产或施工作业，以保证安全。

第6条两矿应在局长和主管副局长的领导下，建立地质、测量、采矿等工程技术人员参加的边坡管理机构，从事边坡管理、科研工作。

第二节地质测量

第7条根据露天煤矿边坡不同区段的软弱结构面（包括软弱层面、节理面、断层面等）发育程度、含水情况及与其空间关系，每8~10年划分一次边坡类型。

Ⅰ型：稳定型

1、以坚硬岩层为主，软弱结构层（面）不发育，有很少的软弱结构层（面）或层间距很大（>30m）。

2、软弱结构层（面）倾角大于采场最终边坡角，小于软弱结构层（面）的内摩擦角。

3、软弱结构层（面）走向与采场最终边坡走向的夹角接近。

4、岩体构造简单，含水性差，透水性强，不影响边坡稳定。

Ⅱ型：基本稳定型

1、坚硬岩与软岩互层，软弱结构层（面）发育，软弱结构层（面）多或层间距较小（15-30m）。

2、软弱结构层（面）倾角等于或稍大于采场最终边坡角。

3、软弱结构层（面）的走向与采场最终边坡走向的夹角大于30°。

4、岩体构造不复杂，含水性中等，对边坡稳定有一定影响。

Ⅲ型：不稳定型

1、坚硬岩与软岩互层，软弱结构层（面）极发育，软弱结构层（面）很多或层间距很小（<15m）。

2、软弱结构层（面）走向与采场最终边坡角，大于软弱结构层（面）的内摩擦角。

3、软弱结构层（面）倾角小于采场最终边坡角，大于软弱结构层（面）的内摩擦角。

第8条边坡岩移的观测工作，应采取多种方法进行，搞好地质测量监测配合，注意引进新技术、新仪器，研究新方法，采用测量方法观测，其方法、精度要求执行煤炭部颁发的《煤矿测量规程》的规定。

第9条在雨季前，对有滑动迹象的边坡，要提出预报和处理意见，并采取有效措施。对生产及地面大型设备或固定建筑物，有严重威胁的滑坡与滑坡迹象地段，要及时向主管局领导和有关部门汇报，报上级机关。

第10条对已出现的滑坡、有滑坡迹象及预计滑坡的危险区，必须进行岩移监测，监测工作采取专业小组与两矿监测相结合的方法进行。对Ⅲ型采场必须设专门小组进行长期岩移监测工作，及时提供信息，不断总结经验。

第三节设计

第11条露天矿的长远设计、阶段性设计或改造设计都应包括边坡设计内容及其费用，各级领导审批设计时，应一并审批相应的边坡设计。

第12条采剥设计和单项工程设计必须保证边坡稳定，特别对Ⅱ、Ⅲ型边坡有关的各项工程，都必须有完整的工程设计，设计要包括边坡稳定计算和分析。如不稳定则应做出必要的防滑工程设计，其工程费用要列入工程总概算中。

第13条边坡稳定验算、边坡稳定计算方法需经主管局领导批准，方能计算稳定系数值及其参数。

第14条凡与边坡稳定有关的各项工程，必须严格履行会签手续，不经主管局领导批准的，一律不准施工。如需修改已批准的设计，应由原设计单位提出修改设计，重新进行稳定性计算分析，经原审批单位批准后方可施工。

第15条排土场设计应根据排土工艺和对边坡稳定的要求，做出相应的边坡稳定性分析，尤其是排土机排土场。

第四节施工

第16条对于Ⅱ、Ⅲ型采场，与边坡有关的各项工程，必须在施工前下发必要的图纸，严格按设计规定的程序、境界和方法施工，在实际施工中注意分析、研究边坡稳定状态，工程竣工后提交竣工图，竣工报告中应写明边坡稳定状态分析意见，经会签后存档，并报工程审批单位备案。

第17条凡与边坡稳定有关的各项工程，必须根据设计的要求，提前或同时进行防滑工程施工。

第18条临近采场最终边坡或到界台阶的最后一个采幅的穿孔，爆破和采剥工作应做出单项设计或技术措施。各露天矿都要研究适合本矿条件的爆破参数，推广一些比较先进的爆破技术或其它减震措施。

第19条工程施工测量应严格执行《煤矿测量规程》，保证测量精度。

第五节整治

第20条水是造成边坡滑坡的主要因素。对于地下水威胁边坡稳定的区域，需进行必要的疏干工作，如开挖疏水沟或拦截水沟，钻孔放水及群孔抽水等。

第21条在采场、排土场周围，建立完整的防排水系统。每年雨季前，应进行全面检查、维修。

第22条为维护边坡完整，防止边坡滑落，禁止任何单位及个人在到界边坡上乱挖乱采，如遇因此而发生的边坡滑落，要追究当事者个人责任。

第23条对矿坑内的明火，应采取必要的灭火措施予以消除，保证矿坑无明火。

第24条对局部不稳定的边坡，必须采取弱层爆破、削坡减载、边坡加固（护坡、挡墙、抗滑桩、表面喷水泥砂浆）等措施，或采取不切弱层、预留防滑煤壁的方法进行处理。

第25条台级到界后，要清扫浮石，将台阶修整好，具体要求按《到界台阶管理实施细则》执行。

第六节边坡科研

第26条边坡科研是露天矿科研工作的一个重要部分，矿务局每年应根据实际情况拨出一定科研费用，进行边坡科研工作。

第27条建立边坡试验设施，购置必要的设备、仪器，开展系统的边坡科研工作，可采取与有关院校、科研单位合作的方法。

篇6：露天矿边坡稳定性

芒东二矿

边坡失稳安全隐患整改方案

2017年7月18日

芒东二矿边坡失稳安全隐患整改方案

普洱市经委于2008年批复同意我矿由原井工开采技改为露天开采，井工开采之前小煤窑较多，无正规设计和布局开采，一般为房柱式采煤法，私挖滥采现象突出，形成大面积的采空区，对地质环境有一定破坏性，采空区对地下开采与露天开采转换过程中的边坡稳定性存在一定的影响，进而出现倾倒性破坏。

由于露天开采形成的帮坡面和受井工开采造成的采空区塌陷的影响将会引起开采范围内上覆岩层移动、应力变化和地表沉陷等采动损害，直接造成边坡结构岩体的下滑力变大，改变了岩土体的应力应变条件，所以，沿着结构面将会出现不断发展的裂纹直至形成明显的裂缝，当裂缝贯穿整个结构体的时候，结构体会倾倒坍塌，对我矿露天开采时采场边坡失稳产生重要影响，给边坡的稳定带来了极大的威胁，通过边坡连续监测数据显示台阶结构层面均发生不同程度错动及扭曲等明显变化。

滑坡是露天矿安全生产的重大隐患之一，露天矿边坡的稳定与否，是直接关系到煤矿能否正常生产的重要前提，如果边坡发生破坏，会影响露天矿生产，造成经济损失，甚至可能造成人员伤亡。针对此次边坡失稳现象，通过广泛搜集、研究已有资料，系统分析研究边坡体的变形破坏机制及其演化过程，此次边坡失稳主要是受采空区影响改变了本来已垮塌稳定的岩土体原有的应力，引起开采范围内上覆岩层移动，使边坡出现缓慢的错动和扭曲变化，随着应力增大错动和扭

曲变化越来越大，出现开裂和滑移现象，局部有崩落和垮落，为防止边坡坍塌、滑落和片帮对安全生产造成的影响，诱发地质灾害，为保证人员和设备的安全，确保边坡稳定，根据我矿实际采剥情况，分析可能的破坏方式与程度，决定对边坡失稳造成的安全隐患进行整改，为确保整改期间的安全和工作落实特制定此方案，请严格按方案进行整改。

一、成立安全隐患整改领导小组

为加强隐患整改工作的落实，完成隐患整改验收，芒东二矿成立以矿长为组长的安全隐患整改领导小组，全面负责督促协调本次隐患整改工作。

组长：沈愿兵

成员：孔令彩、阮绍明、崔庆扩、周小富、苏涛等各科室成员。

二、整改要求

本次边坡失稳规模大、整治难度高，因此各成员必须高度重视此次整改工作，特别是挖机、排土车辆的作业安全，提高全体员工的安全意识和操作技能，按规章制度作业，消除“三违”现象，严格执行相关法律法规和煤矿安全规程要求。整改期间每班必须有带班矿长和安全员，安全员随时进行巡查，发现隐患及时采取措施进行处理。

三、整改措施

本次边坡失稳主要受采空区影响改变了本来已垮塌稳定的岩土体原有的应力，引起开采范围内上覆岩层移动，使

边坡出现缓慢的错动和扭曲变化，经隐患整改小组成员研究决定待失稳段边坡下沉稳定后再对其进行修复处理，在原台阶基础上后退30米位置重新布置台阶，新布置台阶应与东南面台阶（设计台阶高度H = 10m，台阶坡面角为：55°，平盘宽度为5 m）相衔接，挖机剥土顺序由上到下进行，剥土到运输平盘时剥离物直接装车运至排土场，直至现有台阶。

四、整改责任人：孔令彩、崔庆扩

五、整改期限：2017年7月19日

六、整改资金：38.6万元

整改期间的安全技术措施

1、剥离土时必须按从上到下逐个台阶修复的原则。严格禁止一坡到底的方式，按设计台阶高度和台阶坡面角进行修复。

2、注重边坡处理期间的检查工作，应经常对采场进行全面检查，加强边坡的管理工作，当发现台阶坡面有裂隙，可能发生坍塌或大块浮石和松石时，必须立即撤出相关人员和设备，组织有经验的人员进行处理。处理时要制定可靠的安全措施。

3、重视并加强疏干和排水工作，确保台阶干燥无水，雨季要强化排水，加强雨季边帮、采场的安全工作。每逢雨天必须立即停止作业，雨后会对边坡的稳定造成严重的危害，因此，必须加强雨后的边坡巡查，要十分注意做好这一期间的安全检查和隐患的处理工作。

4、加强安全教育，规范员工的行为。要结合矿山的实际情况，强化作业人员的安全教育，提高员工的安全意识，规范员工的作业行为。特别要注意坚持班前安全会制度。经常提醒作业过程中应注意的安全事项，及时纠正员工的不安全行为。作业人员应按自己所从事的工作，遵守本岗位（工种）的安全技术操作规程，5、边帮底部应设置警戒线和警示标志，严禁任何人员在边帮底部休息及停留，以防止边帮的突然下滑而导致人员的伤亡事故。

6、顶部边帮应设置截水沟，并做好疏干排水工作，排除边坡范围内积水，避免对边坡岩体造成冲刷，提高边坡的稳定性。

7、处理过程中要根据不同的情况，及时对边坡进行平整和刷帮，改变边坡的轮廓及形状，从而达到稳定边坡的效果，保持坡面和平盘的平整性；修整后的坡面应无松散浮石、悬岩、伞岩和尖岩，平盘应无松散堆积土、岩堆、碎石和大块等，避免崩塌或凹石的边坡中积水危害，减小滑坡体上的荷载。

8、经常对边坡岩体的变形和移动情况进行监测，边坡有变形和滑动迹象的，必须设立专门观测点，定期观测记录

变化情况。

9、杜绝在作业台阶底部进行掏底开采，避免边坡形成伞檐状和空洞。

各整改负责人必须高度重视本次整改工作，并按相关质量标准，逐项进行落实，凡未按规定时间和质量标准完成整改项目的，一律追究处罚责任。

隐患整改领导小组必须加大隐患整改的检查、监督和指导力度，及时督促各整改责任人将隐患和问题整改落实到位。

对所有整改工程均实行严格的检查验收制度，发现整改不合格的工程，必须返工整改。

本方案不详之处，随施工进展情况进行调整

澜沧县芒东二矿有限责任公司

篇7：边坡稳定性评价方法综述

边坡稳定性评价方法综述

通过收集国内外文献,介绍了边坡稳定性评价的`定性评价方法和定量评价方法中的各种方法及其特点,为工程人员选用边坡稳定评价方法提出了建议.

作者：杨俊凯作者单位：铁道第四勘察设计院集团有限公司,430063刊名：中国科技信息英文刊名：CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：“”(16)分类号：U4关键词：边坡稳定定性评价方法定量评价方法

篇8：露天矿边坡稳定性防治措施

云南华联锌铟股份有限公司位于云南省文山州马关县都龙镇, 矿区地处西南边陲, 与越南接壤。其露天采场属于山坡型露天矿。采矿剥离按照从南到北的方向进行, 位于采矿场东侧与西侧坡度增大, 由此产生了组合型台阶边坡, 包含多个等级。从采场开采的实际情况看, 采场的东、西帮存在着潜在安全隐患。随着采场生产采剥的发展, 采场的边坡问题将日益突出, 它不光影响到采场境界的顺利推进还将使整个采场采矿成本大幅上升, 严重影响到公司露天采矿工程的安全和经济效益。为此, 公司的露天矿边坡稳定性防治难题就摆在了我们面前。

2 矿区地质简述

老君山南麓是正在开采的曼家寨矿段, 矿区位于滇东南坳褶断带, 包含在南褶皱系西南缘内, 老君山起止点为文山与马关隆起南部的复式背斜, 该区域分布大量变质岩, 地质结构较为复杂, 地底岩浆处于剧烈活动状态, 广泛分布着矿物资源, 分别为锌、锡以及钨等。长期作用下形成区域性构造格局, 与此同时形成多种不同地形, 包括纵向断裂、复式背斜轴波状褶曲等。

3 矿区发生滑坡现象的原因分析

3.1 矿区边坡滑坡的主要类型

3.1.1 平面滑坡

层面作为基点, 顺着该层出现滑动, 该滑坡类型较为常见, 这种滑坡中包含两类, 分别为坐落式平推滑移型与沿着单独层面滑坡。

3.1.2 楔体滑坡

一般为沿组合线交线方向滑动的双滑面滑坡;当结构面的形成的交叉交线倾向相似或者与边坡倾向完全一致, 同时产生的倾角比内摩擦角大, 边坡角大于该较, 这时已发生楔形体滑坡, 该滑坡涉及的面积相对较小。

3.1.3 圆弧型滑坡

该滑坡作用的面为圆弧形, 在土质滑坡中出现较多。通常这种类型的滑坡前期发展缓慢, 中后期发展迅速, 滑坡速度很大。

3.1.4 倾倒式滑坡

该滑坡常见的结构为反倾边坡, 开始阶段, 边坡岩体中的反倾结构面出现错动, 按照该结构面产生微小的裂纹, 长期发展下形成裂缝, 错动程度增强后, 岩层层面导致裂缝两侧位置出现变形, 岩层向外倾斜程度增大, 最终造成坍塌。

3.1.5 复合型滑坡

复合型滑坡结合以上两类滑坡形式, 第四系覆盖层厚度较高的岩土质边坡内出现该类型滑坡较多。

综上所述, 公司矿区滑坡类型属于比较复杂的复合滑坡。

3.2 矿区滑坡的主要原因

(1) 采场东、西帮围岩地质条件较差, 存在较大滑坡隐患。西侧与东侧边坡覆盖厚度达到20m至50m;覆盖黏土层较厚的部分为东侧, 西侧边坡上覆盖物主要由坡积碎石土与黏土, 厚度相对较少。且片岩风化、破碎, 绿泥石遇水膨胀等因素, 对边坡的维护带来很多不利影响。

(2) 矿区边坡含有比较丰富的裂隙水及地下水, 给采场的边坡治理带来了很大的困难。

(3) 公司露天矿区内由于上部局部土地不能按时征用, 从而致使整个采场采剥工艺紊乱, 限制了采场采剥空间的正常推进。给采场的边坡稳定埋下了一定的隐患。

(4) 露天采区内排水系统及场外排洪设施不健全, 导致雨季局部排水不畅, 从而埋下隐患。

4 矿区滑坡主要治理措施及思路

4.1 按矿区实际开采情况合理确定边坡参数

露天安全采矿的根本是边坡稳定性强, 首先需要剥离, 再进一步开采, 避免采用冒险的采矿方式, 对底部实施掏采;设计露天矿与生产时, 要严格分析矿区岩石力学性质、地质结构、采矿设备大小、设备基本性能等, 最终计算出合理的坡面角, 确定工作台宽度的最低值, 在稳定性高的坡面上放置采矿、剥离以及运输矿石设备。

4.2 按矿区实际开采情况选择适当的开采技术和优化现有的开采工艺

针对矿区自己的特色采取与实际相符的开采工艺与采矿技术。 (1) 制定的采矿顺序与推进方向更合理。通常情况下, 采矿顺序为由上到下, 剥离推进方向选择由上盘到下盘; (2) 爆破矿区时, 爆破方式更合理, 降低由于爆破对边坡产生的不利。选择减震爆破法或预裂爆破法在靠近边坡20m区域内实施爆破。

4.3 按矿区实际开采情况做好露天边坡维护

一定周期内检查并维护矿区边坡, 增强边坡周围的稳定性, 避免出现灾害。 (1) 在矿区成立边坡维护队, 增加边坡检查与维修工作, 与此同时可实施人工放坡, 铺草皮, 种植被, 一定区域内提前埋木桩, 避免边坡滑坡, 或者在局部砌挡土墙; (2) 修建排水系统, 避免地表水向矿坑内流入, 对边坡土层冲刷, 起到润滑各土层的作用。

4.4 按矿区实际开采情况布置抗滑工程与加固工程

修建抗滑工程的目的是避免山体滑坡。安装抗滑桩、抗滑挡墙、锚定板挡墙、加筋挡墙、锚杆挡墙、预应力锚索挡墙等均属于抗滑工程。

4.5 按矿区实际开采情况开展滑坡的监测

通过水压计测量位于坡体以下的地表水活动情况;爆破产生的振动通过测振仪监测, 获取详细边坡活动情况。矿区建立完善的检查机制与边坡管理条例。

4.6 按矿区实际开采情况采取有效的排水措施

排除边坡范围内外的地表水, 是防止边坡滑坡事故的重要措施。

(1) 对含水量较大的露天边坡, 通常采用地下井巷排水疏干的方法。

(2) 边坡岩体以外的地表水, 设置拦截水沟, 截引地表水, 不使水流入边坡范围内。

(3) 利用自然沟谷, 布置成树枝状的排水系统。

5 结论

露天矿的边坡治理工程是一个系统工程。开采露天矿时, 矿山能否安全开采与边坡稳定性之间存在直接关系, 也是整个矿山经济体系中最核心的部分, 产生重大影响。滑坡在矿山作业的全过程中出现, 由投产到结束;因此, 治理露天边坡需要由始至终持续完成, 投入的资金较大。

参考文献