海州露天矿北邦滑坡危险性评价

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1、海州露天矿北邦滑坡危险性评价　　摘要：海州露天矿北坡是顺层构造面，并有弱层，断层、节理，裂隙发育，北坡的坡形和坡度有利于吸纳雨水，又稳定的接收细河的补给，这不仅大大增加了土体的自重力，而且减小了岩层的抗剪强度。北邦自燃点多，风化严重，动载荷大、住宅，工厂、交通及通讯设施密集，发生滑坡后可能造成重大损失。综合分析得出，北邦为滑坡灾害的高风险区，应该加强监测与防治。　　关键词：滑坡评价；海州露天矿；危险性　　　　海州矿坐落于阜新市区南部，全矿占地面积为26.82×106m2，开采场长3.9km，宽1.8km，面积6

2、×106m2，地表海拔175m，矿底平均海拔175m，采深已超过370m。滑坡是海州矿最常发生、危害最大的地质灾害。　　　　一、海州矿滑坡危险性评价方法一综合评判法　　　　综合评判法就是综合考虑滑坡发生的内因、外因、人为原因和假设后果四大因子来对边坡进行危险性评价。内部因子(X1)分为复杂、中等和简单三类，因子值分别为3、2、1。外部因子(X2)。分为易引发、中等和不易引发三类，因子值分别为3、2、1。人为因子(X3)：分为严重、中等和不严重，因子值分别为3、2、1。边坡场地重要性因子(X4)。按闭坑边坡所处场

3、地重要性分为重要、中等、一般三类。因子值分别为3、2、1。危险性评价采用判据指数z进行判定，z的计算方法是：　　Z=(X1n1+X2n2+X3n3+X4n4)／4　(1)　　其中n1　n4为权重系数，范围为0.5－1.5。一般情况取1。评价原则一般为：　　z≥2.5——危险；　1.5≤Z<2.5——易发；Z<1.5--安全；　　　　二、海州矿北邦滑坡危险性评价因子分析　　　　(一)内部因子的分析　　内因包括断层，构造面、节理、弱层、节理、裂隙等在内的地质情况，是滑坡产生的基础和前提。1953年至20

4、02年期间的80次滑坡中。其中有36次因弱层导致，4次因断层导致，40次因岩性、节理、裂隙所致。海州矿北邦为顺层坡，即岩层倾向与坡向一致，倾向东南，倾角18°－20°，这种顺层构造极大的增大了滑坡发生的几率。矿坑内共有大小断层9条，在断层两侧的岩体中存在残余构造应力，随着矿坑的开挖延深，在回弹应力作用下岩体状态进行新的平衡调整，这样就导致沿断层走向产生一系列的变形和裂缝，大大提高了边坡的不稳定系数。弱层是指岩层中遇水软化呈塑性状的炭质页岩或泥质页岩。断层下盘岩组中有7#、8#、9#和9#上弱层，尤以9#上力学强

5、度最低，增加了发生滑坡的危险性。裂隙对边坡稳定性构成了一定的风险，特别是在断层带上发育的斜交裂隙和大而宽贯通性强的纵向裂隙。存在于软质的砂页、炭页、泥页岩内的层理和片理结构都有天然的光滑错动面，大多数滑坡都是沿着这些层面滑动的。从以上分析可以看出，北坡的地质构造复杂。每项因子都增加了滑坡的危险性。　　(二)外部因子分析　　外部因子包括地下水、气象和边坡角等。1953年至2002年期间80次滑坡中，38次因雨水、地下水而产生，占47％。地下水既增加了岩体的自重，又对弱层产生软化的作用，所以常常成为滑坡的诱发因子。

6、降水通过下渗补给地下各含水层，当遇到弱层时就会改变原有岩石的理化性质从而大大降低了岩土的抗剪力，使坡面变得不稳定。统计表明，8、9、10月发生的滑坡累计有28次，占统计总数80次的35％。阜新地区降水量年内变化大，雨季集中在6，7，8月份，其降雨量占全年的67，6％，且常常集中于几次较大降雨过程，所以诱发滑坡的风险很大。坡度、坡形因素影响到边坡吸纳地下水多少。矿坑北坡坡度小，约30－40度。坡形成梯级下降，每一阶梯宽大约20到50米不等，梯级边缘很陡峭，经随机测量的12个阶梯边坡坡度平均约70°，而且各个梯级是

7、由被风化的和自燃过的煤矸石组成。这种坡形及坡度极利于降水的下渗。此外系河在距北坡1100米左右流过，给北邦长年稳定的地下水补给，总之北邦容易受外力因素影响而产生滑坡。　　　　(三)人为因子分析　　人为因子既包括人类活动的直接影响如开采活动、爆破和运输等，也包括人类控制不利而导致的间接影响如矿震和自燃等。人类的不合理生产活动导致斜坡外形的改变，引起坡体应力分布的变化失去平衡，从而为滑坡创造了条件。1953年到2002年的80次滑坡中，有47次与人为作用有关，其中38次与不合理的采煤过程有关。如电错作业、采掘工程、

8、清理、打眼、开凿旧巷等。矿区运输设施基本集中于北坡，闭坑之前主要采用铁路运输，现在则以重型汽车运输为主，每辆车重几十吨至上百吨。平均每分钟就有一辆卡车经过，由此而产生的动载荷是静载荷的10倍以上，长年累月的运行，对边坡的影响是显而易见的。露天开采与井下开采互相作用破坏了原有地层系统的结构，打破了原系统的平衡，从而诱发中小型地震，最高震级已达4级以上，震源距离地面很近。诱发地震尽管强度低