白云鄂博铁矿东矿边坡的稳定性分析.pdf

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1、矿业工程第8卷第5期18MiningEngineering2010年1O月·岩土工程·白云鄂博铁矿东矿边坡的稳定性分析侯先芹李默然(内蒙古科技大学，内蒙古包头014010)摘要：根据白云鄂博铁矿东矿c区的地质情况及边坡产生的一些不良状况，采用极限平衡法中的Bishop和Sarma方法对该矿的边坡稳定性进行分析，通过两种方法计算得到的安全系数可知，边坡处于非稳定状态，提出了合理的整改及加固措施，为该矿的安全生产提供了科学依据。关键词：Bishop法；Sarma法；稳定性分析；安全系数中图分类号：TD824．7文献标识码：A文章编号

2、：1671—8550(2010)05—0018—031工程概况o_mh1町IIn，白云鄂博铁矿东矿地处乌兰察布盟中部内蒙古高原，位于东西绵岖的阴山山系大青山的北部，南距包头市约150km，是我国大型露天铁矿之一，二／＼＼Il、厦矿区干旱少雨，年降水量在131．5～373．1mm，，>e!D盟J年均降水量231．6Irlm，蒸发量较降水量大1O倍以rI、DST／上。该矿自1957年开始基建剥离，矿体走向近东Fll、B9K—1一

3、西，呈西窄东宽的扫帚状产出，倾角58。，地质构＼一BK3＼．F2E造复杂，地层褶皱强烈。区域构造轮廓以东

4、西向达=：L—一，‘、尔加复式大背斜为骨架，在两翼发育着一系列次一ST)Q7ⅣfF1DT级的背、向斜和断层构造。断层走向主要为东西向，次为北西、北东和南北向。采场内岩石按工程图1自云鄂博东矿边坡分区示惫图地质性质可划分为5个岩组，即属于H岩段的白等人工加固措施，保证了边坡滑体的稳定，为矿山云岩和铁矿岩组，属于H。岩段的长石板岩岩组，安全生产起到了重要作用。但人工加固的费用较位于H和H。岩段之间经交代蚀变作用形成的云高。为了防止过分加固，指导矿山在保证安全的情母片岩岩组，第四系岩组，此外还有岩脉分布。白况下，采取适当的人工加固，这

5、样可节省不必要的云鄂博铁矿东矿采场划分为4个工程地质分区，编加固费用。为此本文对已加固的边坡进行二次稳定号为I、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ。为了便于进行边坡稳定性分性分析，并提出合理的工程治理措施。析，将工程地质条件、边坡几何形状和坡面倾向基本相同的地段划分为同一个区，各区边坡可用单一2C区的地质条件的剖面和相同的计算参数来表征。按此原则，将东白云鄂博铁矿东矿C区的边坡走向呈弧形，矿采场划分为6个边坡分区(A、B、C、D、E、边坡平均产状250／39．5，坡高378m，岩体主要由F)，如图1所示。云母片岩构成，为薄层状结构，其间含有厚度不大自云

6、鄂博铁矿东矿C区由云母片岩组成的边的白云岩夹层。岩体中发育的片理面J均为近东坡已发生了多处不稳定滑体，并采取了锚杆、锚索西走向，与坡面呈大角度斜交或正交。目前C区发育有3个较大规模的滑体。1滑体位于1594ITI收稿日期：2010—04—17平台。该滑体的出现使得下方生产台阶不能正常靠作者简介：侯先芹(1981一)，女(汉族)，内蒙古包头人，内蒙古科技大学教师，从事力学工程的教学与研究工作。界并段；2滑体后缘位于1628ITI平台，滑体高2010年第5期侯先芹等白云鄂博铁矿东矿边坡的稳定性分析1984m，共涉及15441628m

7、7个台阶坡，滑体总整的刚体运动。否则，滑体必须先破裂成多个可相量达百万吨，随着采深的不断增加及受降水影响，对滑动的块体，才可能发生滑动。也就是说在滑体滑体蠕滑沉降不断扩大，滑体表面台阶岩体受压开内部要发生剪切情况下才可能滑动(见图3、4)。裂、松散坍塌的现象随处可见，从坡面坍塌滚落的岩石堆满了1544m平台，阻断了清扫平台通道。3滑体位于1516～1544Ill台阶，向西与B区4滑体连为一体，滑体后缘张裂缝位于1544m平台，裂缝长近百米，受其影响1516m台阶不能按设计靠界。随着下方台阶的不断生产，受采场爆破震动和临空影响，滑

8、体滑移趋势将逐渐加大。图3Sarma法岩体破坏形式3Bishop与Sarma法的适用条件及特点yBishop法稳定性系数的计算考虑了条块间作用力，是对Fellenius法的改进，计算较准确，但要采用迭代法。分割条块时要求垂直条分。此方法适用于均质粘性及碎石堆土等斜坡形成的圆弧形或近似圆弧形滑动滑坡。此法当≥O．2时计算误差较小，当md0．2时计算误差大。Sarma法的特点是用极限加速度系数K来描述边坡的稳定程度，它可以用于评价各种破坏模式图4Sarma法力学模型下边坡稳定性，诸如平面、楔形体、圆弧面和非圆弧面破坏等，而且它的条块

9、分条是任意的，无需条5Bishop与Sarma法的岩石参数及计算结块边界垂直，从而可以对各种特殊的边坡破坏模式果进行稳定性分析。Sarma法计算比较复杂，要用迭构成该区边帮的云母片岩岩体参数见表1。代法计算。目前已编制出相应的计算机程序，应用表1岩体参数颇为方便