边坡安全控制及工程造价研究

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1、边坡安全控制及工程造价研究1绪论1.1选题背景及研究意义云南省小龙潭矿务局建立于20世纪50年代，该矿务局分为小龙潭及布沼坝两个露天矿，经历了50多年的发展变迁，已经发展成为云南省十一五首批建设的大型煤矿，拥有国内先进采掘设备，并且年产量突破6.30Mt。矿区拥有丰富的储量，便利的交通，同时具备很好的幵采技术条件，是我国南方第一个现代化露天矿，并且已经被列入国家大型煤炭基地发展规划。小龙潭矿区位于丘陵地带，露天矿坑处于山体的下部，而露天矿坑上部则分布着矿山的生活区及部分工业设备。边坡岩体不仅有层状构造岩体，还有半坚硬沉积岩和软塑沉积半成岩等。伴随着煤矿开采延深的过程，边

2、坡会不断加高或加陆，并且会加剧坡体的移动和变形，很可能带动自然山体发生滑移，从而构成复合岩体高陡边坡变形体系。2003年，经过地质观察和探测，在西帮山体的背侧发现了裂缝，随后这些山体裂缝变形逐年增大，到2009年9月，西帮整个裂缝贯通长度已经达到了大约1500m。在2009年6月至2009年7月仅一个多月的时间里，西帮346剖面和348剖面上部分测点平均日变形速率分别达到40.594imn和46.676mm，绝对位移量达到15.2m，变化十分的惊人，变形速率递增非常之快。露天矿的进一步深部开采诱发这些高陡边坡产生剧烈的变形，这些剧烈滑移变形使山体边坡和露天采场边坡体上产

3、生多处局部滑坡与破坏，出现坑内底鼓现象，导致整个西帮处于不稳定状态，这将对矿山的安全生产和矿区周边建筑物的安全稳定造成直接影响，给边坡及其周边环境的安全带来了严重的威胁。本文以云南省小龙潭露天煤矿实际工程为理论研究背景，进行露天煤矿边坡安全控制及边坡加固方案的研究，并在部分典型剖面中进行应用，为露天矿山边坡的治理、安全生产和后续开采设计提供理论依据和技术支持，给矿山企业带来直接的经济效益和社会效益，因此具有重大的理论研究价值和社会意义。..1.2国内外边坡稳定性研究方法综述长期以来，伴随着边坡工程的研究发展，边坡稳定性评价方法的研究是边坡工程界的重中之重，怎样得出能够反

4、映真实边坡的实际情况的稳定性评价方法是岩土工程界所有学者和专家们不懈追求的目标。目前为止，工程中常用的对边坡的稳定性分析主要分为定量分析方法和定性分析方法。其中，定量分析方法又可分两类：确定性分析方法和不确定性分析方法。近些年来，研究方法推陈出新，学者们提出很多新的理论和方法，并不断改善，形成一些新的富有研究价值的边坡稳定评价方法。定性分析方法总结了目前工程中多种影响边坡稳定性的因素，在很短的时间内即可迅速地对边坡的稳定状况及边坡发展趋势作出相应的评价，不足之处是只能用于判定边坡是否处于稳定状态，而无法得出具体的边坡稳定安全系数。目前用得较多的定性分析方法及其适用性如表

5、1.2.1-1所示。..2小龙潭矿区工程地质条件2.1地形地貌特征云南省小龙潭矿区位于云南省幵远市以北，地理位置坐标为东经103°1152，北炜23°4845，距市区有约40km的距离。矿区呈现为鸭梨型盆地，南北长约7km左右，东西宽约3km，面积达20km2，其中含煤面积约9.03km2，矿区地形分布见图2.1。矿区己经被幵发了近百年，现在由省属小龙潭煤矿持续进行露天幵采。将南盘江视为界线，江的南边为布沼现露天矿，北边为小龙潭露天矿。目前整个露天矿的年产量已达到240万吨。小龙潭盆地是一个向斜溶烛断陷盆地，表现为以溶蚀为主的类型以及溶烛构造类型的岩溶地

6、貌，矿山经过了许多年来的露天幵采，现己经形成总体为一倾向南的斜坡，横向总宽度约为1200m，纵向长度约为800m,坡度在8-14°之间，高程从975m至1095m，边坡相对高差有120in。现状边坡呈台阶状，每个台阶高度在8-11m之间，每个台阶面宽在30?60ni之间，呈连续台阶状分布。台阶阶坎地段因为受到风化剥烛的作用，已经从直立边坡变为陆立边坡，见图2.1-2。2.2地层分布性质布沼现露天西帮、西北帮主要出露中三迭统个旧组(T2g)、新第三系（N)及第四系地层(Q)，发育F7、F8、F9断层，详见表2.2-1。根据矿区所提供的地质资料得：小龙潭盆地在历史上

7、经历了燕山期以及喜马拉雅期的构造运动，因此基底在第三纪沉积时候形成该煤系地层，组成北北东向船形向斜构造，向斜轴大致与盆地古地貌轴向同一致，其向斜东南翼部分显现平缓，倾角在9°-16°之间变化，西北翼部分显现较陡，倾角在9°-23°之间变化。F7逆断层破碎带宽25-38m，破碎带中主要由灰岩、粘土岩等组成，断裂带土体松散，地质条件差。F8逆断层位于F7断层以东，距离F7约有50-150m，全长约500m，走向北东，倾向西，倾角为50°-60°之间，在断层带的附近煤层产状近似于直立，煤层破碎零乱