胜利东二号露天煤矿首采区边坡稳定性研究与评价.pdf

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1、露天采矿技术2010年第1期·37·胜利东二号露天煤矿首采区边坡稳定性研究与评价任月龙，舒继森。，泰文清，马洪伟t(1．内蒙古大唐国际锡林浩特矿业有限责任公司，内蒙古锡林浩特026000：2．中国矿业大学矿业工程学院，江苏徐州221116)摘要：通过对采场和排土场的工程地质条件分析，应用极限平衡理论对边帮的稳定性进行了分析，提出了露天开采条件下的稳定边坡角，用以指导露天矿生产。关键词：边坡；稳定性研究；稳定性评价；极限平衡方法中图分类号：TD824．7文献标识码：B文章编号：1671—9816(

2、2010)01—0037—04内蒙古大唐国际锡林浩特矿业有限责任公司胜于1958年。水库总库容为2003万m3，正常蓄水水利东二号露天煤矿位于锡林浩特市东北10km处，位标高1013．40m，设计洪水位标高1013．95m，正一期设计能力10Mt／a，二期设计能力30Mt／a，目前常水位以下库容1539万m。。水库弃水时间为每年一期工程已完成并通过国家质量认证，二期工程建6月底至9月初，防洪高水位时下泄流量30mS／s。设也已拉开序幕。在开采过程中发现地质条件与原1．3气象地质报告有较大变化，通

3、过对首采区边坡进行工程本区属中温带干旱半干旱气候，春季风多易于地质补充勘察，得到了更详细的地质资料，并在此基旱，夏季温热雨不匀，秋季凉爽霜雪早，冬长寒冷冰础上对首采区边坡进行了稳定性分析与评价。雪茫。1矿区自然条件2地层、岩性与地质构造1．1地貌露天矿首采区内发育的地层自上而下有：第四胜利煤田地处内蒙古高原中东部，大兴安岭西系(Q)、新生界第三系上新统(N：)、中生界白垩系下延的北坡。地形标高970．00～1326．60m，相对高统巴彦花群胜利组(K)。差356．60m，属高原丘陵地形。区域内地

4、貌形态由2．1地层构造剥蚀地形、剥蚀堆积地形、侵蚀堆积地形、岩熔(1)第四系(Q)。全区分布。岩性主要由浅黄一台地4个地貌单元组成。东二号露天矿区地处胜利灰黄色砂砾及粗、中、细粉砂和亚粘土、亚砂土、覆盖煤田中东部的剥蚀堆积地形与低缓丘陵地形过渡地土组成。全层厚1．00～128．92m，平均厚37．01m，厚带。露天矿区地形标高990—1133m，相对高差143m。度变化由西南向东、东北逐渐变薄。1．2水文(2)第三系上新统(N：)。全区分布，岩性主要为锡林河为胜利煤田内最大的一条河流，全长冲洪积

5、的灰绿色砂砾岩、砂岩及棕红色、灰白一灰绿268km。该河位于本露天区西部边界以西7km，年平色粘土组成。粘士中含钙质结核。砂砾岩、细粉砂泥均流量0．6m3／s，年平均迳流量1920万m3，春汛最大岩多为半胶结、松散，风干后易碎，水浸后呈流砂状。洪峰流量为57．4m3／s，水深一般在0．50～1．00m，每年厚度一般在8．40～103．00m，平均45．26m。(3)中生界白垩系下统巴彦花群胜利组(K。)。12月至翌年1、2月为断流期。本区河水流量的多寡取决于上游水库的控制及降水量的大小。胜利组(

6、K。)是本区主要含煤地层，本组底界为I1煤组底板。主要岩性为煤层、灰一灰白色粉砂岩、泥锡林浩特水库位于锡林浩特市南15km，始建岩、细砂岩、粗砂岩夹砾岩，含13个煤层。该段地层收稿日期：2009—12-03以11号煤层底板为界，与下伏锡林组整合接触，厚作者简介：任月龙(1969一)，男，山西朔州人，1994年毕业度30．02—720．50m，平均354．83m。于阜新矿业学院(现辽宁工程技术大学)矿山工程机械制造专2．2岩性业，硕士学位，从事露天机械管理工作18年，现任内蒙古大唐锡林浩特矿业有限

7、公司副总经理，中国矿业大学在读博士研胜利东二号露天煤矿第四系地层以砂质粘土为究生。主，细砂、中砂次之，粗砂最少，属于松散岩层及软岩·38·露天采矿技术2010年第1期类；第三系地层孔隙率、含水率普遍较高，岩石单轴抗压强度普遍较低，属于软一中硬岩类；煤系地层主要由泥岩(砂质泥岩、炭质泥岩)、砂岩(粗、中、细、粉)和煤层组成，属于软一中硬一硬岩类。泥岩占层段的15．70％，炭质泥岩占层段的图2首采区南帮边坡破坏模式O．81％，砂质泥岩占层段的21．48％，粉砂岩占层段的边坡的稳定性主要取决于弱层的强

8、度、位置和产状。17．02％，中砂岩占层段的2．12％，细砂岩占层段的总体上说，南帮边坡的稳定性较差。9．03％，粗砂岩占层段的0．2l％，煤层占层段4．2首采区东端帮、北帮边坡工程地质评价33．62％。根据地层的分布情况，东帮边坡的滑动模式为软岩类占层段的65．36％，中硬岩类占层段的圆弧模式或圆弧顺层模式，如图3所示。33．69％，硬岩类仅占层段的0．95％。2．3地质构造胜利向斜的轴部从胜利东二号露天矿境界中部偏北位置通过；境界内有大小断层9条，均为正断层，走向多为N60。E左右。3水文地