平朔东露天矿东帮边坡稳定性分析.pdf

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1、露天采矿技术2011年第2期·37·平朔东露天矿东帮边坡稳定性分析白锋堂，刘维玉，郝继峰，邵宾(中煤平朔煤业有限责任公司东露天矿建设项目部，山西朔州036006)摘要：平朔东露天在基建过程中非工作帮发生滑坡，直接影响矿坑的正常延伸和刷帮靠界，造成矿坑运输系统效率降低、运距增加、成本上升。研究和分析了东露天矿首采区非工作帮的边坡稳定性影响因素及滑坡的成因，根据山西省特有的第三系红粘土物理力学指标性质及地质构造，运用极限平衡法对红粘土天然状态下与饱和水状态下的边坡稳定性数值模拟分析。数值模拟结果显示扩帮后的边坡处于稳定状态，非工作帮边坡滑体处要做相应的防排水处理。关键字：边坡稳定性

2、；红粘土；数值模拟中图分类号：TD824．7文献标识码：B文章编号：1671—9816(2011)02—0037—031引言表1松散层物理力学性质统计表平朔东露天煤矿是国家规划的平朔矿区三大露地层岩性羹曩簪天矿之一，位于朔州市平鲁区榆岭乡。矿区范围东西长4．42～5．47km，南北宽6．53—10．3km，总面积约48．73km：。国家发改委批准的建设规模为20．OMt／a，设计服务年限为75a。平朔东露天煤矿于2o09年1月5号正式开工建设，至2010年11月中旬，采掘场最低开挖标高至1310水平。由于露天矿的边坡是人工开挖形成的，岩性抗压强／MPa度抗薏度抗度内部岩体结构和

3、构造及其复杂，即使对局部边坡有所了解，也不一定适应其它部位。随着采掘场外包剥离施工的开展，东露天煤矿边坡逐步揭露出来，原有的应力场发生变化，对边坡稳定性造成影响。2010年4月非工作帮的东北帮发生滑坡，滑体上缘在脆、风化后松散，不抗冻，遇水溃裂。1380平盘，下部位于1340平盘，上宽67m，下宽113m，长70m。3影响边坡稳定性的因素2岩土物理力学指标露天矿边坡是露天采矿活动所形成的一种特殊构造物。露天矿边坡不稳定将对采掘场生产人员和非工作帮上部主要为第三系、第四系土层，为山设备的安全带来安全事故。但一味的放缓边坡，则又西省特有红粘土，本层干燥时土质比较密实、浸水后不经济，

4、带来更多的端帮剥离量。露天矿边坡和地表土质变软，呈塑态。由于本层红粘土的特性，遇降水连在一起，处在地应力场内，时刻受自然应力的作人渗，存在发生滑坡的因素，岩土物理力学性质见表用。同时，它又是矿山工程活动的对象，受矿山工程1、表2。活动的影响。影响露天矿边坡稳定性的因素很多，就泥岩、砂质泥岩强度较低，为软弱层，质软、性东露天煤矿首采区来说，其主要影响因素有以下几个方面。收稿日期：2010—11—23作者简介：白锋堂(1966一)，男，山西山阴人，1988年毕业3．1岩石矿物成分与结构构造于阜新矿业学院采矿工程系露天开采专业，学士学位，现任中岩石是构成岩体的物质基础。岩石的矿物组成

5、煤平朔煤业有限责任公司东露天矿建设项目部副经理。和结构构造对岩石的工程地质性质起到主要作用。·38·露天采矿技术2011年第2期重盈田东露天矿第四系新生界、二叠系和石炭系地层主要近地下水比较丰富，周围对其补给作用较强。而且从由黄土、粉质粘土、泥岩、砂岩、煤层等组成的沉积岩石结构面上分析，垮塌区位于基岩顶面相对较低岩。泥岩容易风化崩解，使得岩石的工程地质性能弱的区域。在垮塌区的北侧，存在一处大型的空洞，是化和复杂。粉质粘土干燥时土质比较密实、浸水后土否存在水通过垮塌区流向空洞方向不详。质变软，呈塑态。由于本层红粘土的特性，遇降水入3．4爆破作用与震动渗，存在发生边坡崩落的现象。由

6、于在东露天煤矿东帮北侧产生垮塌前，没有3．2岩体结构面特征进行爆破作业，因此爆破对其没有影响。结构面作为岩体的一个重要组成部分，经历了3．5其它影响因素长期的形成和发展，对岩体的稳定性有重要作用。其(1)开挖深度。边坡在坡角相同的条件下，边坡主要体现在以下几个方面：越高稳定性越差。发生滑坡的区域正是东露天煤矿(1)对于整个岩体来说，岩体的结构面都是弱开挖边坡较大的区域之一。层，比较破碎、较易风化。结构面中的裂隙往往被易(2)边坡的几何形状。当边坡向采掘场凸出时，风化的次生矿物充填，降低其抗剪强度。组成边坡的土岩侧向受拉力，由于岩石或土是抗拉(2)空隙、裂隙、节理等构造面发育的岩

7、体，为地性很差的材料，所以在这种条件下边坡稳定性就差，表水的渗入和地下水的活动提供了良好的通道，在有时发生局部垮塌。东露天矿发生垮塌的区域正是水的作用下岩石抗剪强度进一步降低。这种形式的边坡。1360到1370平台没有与垮塌区根据东露天矿施工以来的几次小型崩塌或垮塌两侧的边坡一样到位，存在一个6m左右的差值。来看，在东露天煤矿沉积结构面中存在泥质软弱夹层，是潜在的滑动面，对露天矿边坡的稳定性造成影响。4边坡稳定性分析3．3地下水4．1计算方法露天矿滑坡，大量发生在雨后、雨季和解冻时Bisho