达连河露天煤矿南帮现状边坡稳定性分析报告

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达连河露天煤矿南帮边坡稳定性分析 ..................................................... 错误!未定义书签。

1 前言 (3)
1.1项目背景、意义及目标 (3)
1.2研究内容 (3)
1.3研究方法与技术路线 (4)
2 边坡工程地质条件分析 (6)
2.1工程概况 (6)
2.1.1 位置与交通 (6)
2.1.2 地形地貌 (9)
2.1.3 矿山开采简介 (9)
2.1.4 气候条件及地震烈度 (9)
2.2区域地质 (9)
2.3矿区地质 (10)
2.3.1 地层岩性 (10)
2.3.2 地质构造 (11)
2.4边坡工程地质 (13)
2.4.1 勘探区工程地质 (13)
2.4.2 地层岩性 (14)
2.4.3 岩体结构类型 (16)
2.4.4 水文地质特征 (17)
2.5潜在滑坡模式分析 (19)
2.6岩土体物理力学指标的确定 (20)
2.7小结 (20)
3 边坡稳定性极限平衡计算 (21)
3.1边坡安全储备系数确定 (21)
3.2稳定性定量分析方法简介 (21)
3.2.1 极限平衡理论概述 (21)
3.2.2 计算方法的选择 (22)
3.3边坡稳定性分析 (25)
3.3.1 计算剖面选取 (25)
3.3.2 计算结果及分析 (28)
3.4小结 (32)
4 结论 (33)
1 前言
1.1 项目背景、意义及目标
边坡稳定性分析与控制是露天开采领域研究的关键问题。

如何针对不同露天矿特有的工程及地质特征，提出合理的边坡设计及稳定性控制方案，确保露天矿实现高效、安全及持续生产，是采矿工程科学技术人员亟待解决的关键问题之一。

达连河露天矿于2010年进行了改扩建设计，提出横采内排确定南帮最终帮坡角是41°，外排土场距采场边界距离大于50m。

目前外排土场高度大于100m，采场最终采深超过200m，形成了高陡复合边坡，且内排压脚难以实现，外排土场距采场边界距离几乎为零，存在较大滑坡风险，曾在2011年发生两次小规模滑坡，严重威胁露天矿安全生产。

项目通过对达连河露天矿顶帮稳定性问题进行研究，为露天矿安全生产提供必要的技术支持。

1.2 研究内容
为保证达连河露天矿顺利实施，避免滑坡灾害的发生，必须对南帮边坡进行稳定性分析，为露天矿安全生产提供基础。

本项目主要研究内容如下：
(1) 边坡工程地质条件分析
①进行现场调研及资料搜集工作，分析露天矿剥采排工程现状、发展概况及地面设施布置情况，为确定不同边坡区段的重要性提供基础；
②分析采场顶帮边坡地层岩性、地质构造、岩体结构及水文地质等条件以及排弃物料性质；
③总结露天矿地质及边坡稳定性分析成果，选取岩土体物理力学参数；
④建立边坡工程地质模型。

⑤分析采场顶帮、南排土场以及顶帮-南排土场北帮复合边坡的潜在滑坡模式。

(2) 边坡稳定性评价
①选取边坡安全储备系数；
②对边坡现状进行稳定性评价；
1.3 研究方法与技术路线
本项目采用理论分析、刚体极限平衡的研究方法，综合分析达连河露天煤矿南帮边坡的稳定性，并提出合理的边坡稳定性分析方案。

所采取的技术路线如图1-1所示。

(1) 现场调研
通过现场调研，详细分析达连河露天煤矿的工程概况，收集相关资料及以往的研究成果。

(2) 工程地质踏勘
对露天矿区域地质背景及现状边坡工程地质特征进行分析，结合以往的勘探成果，初步判定边坡的潜在滑坡模式，确定岩土体物理力学指标，为边坡稳定性分析计算提供基础。

(3) 刚体极限平衡法
迄今为止，在边坡稳定性分析中，刚体极限平衡法以其概念清晰、计算简单、工程资料丰富应用最为广泛。

常用的刚体极限平衡分析方法有：瑞典圆弧法、瑞典条分法、Bishop法、Janbu法、Morgenstern-Price法、Spencer法、Sarma法、剩余推力法、通用条分法、楔形体法、Newmark法和美国陆军工程师团法。

其中，Bishop法适合于圆弧滑动，而剩余推力法适合于任意曲面滑动，针对达连河露天煤矿边坡工程地质地质条件，本项目拟基于该两种算法的原理，利用刚体极限平衡分析软件，对边坡的稳定性进行计算和评价。

图1-1 技术路线流程图
2 边坡工程地质条件分析
掌握边坡的工程地质特征是科学评价边坡稳定性、充分认识滑坡机理的前提和基础。

本章在区域地质及矿区地质分析的基础上，重点分析达连河露天煤矿南端边坡的工程地质特征，为边坡稳定性影响因素及潜在滑坡模式分析提供基础。

2.1 工程概况
2.1.1 位置与交通
依兰煤田位于黑龙江省中部松花江两岸，依兰县西南与方正、通河县交界处，呈北东-南西向三角地带。

其地理坐标为东经129°～129°30′，北纬46°～46°20′。

矿区所在地达连河镇交通较为便利。

除没有铁路直通外，公路及江河航运、空运等皆较发达。

达连河矿区的交通位置见图2-1。

图2-1 交通位置图
公路往东北行驶22.5km到达依兰县城。

该地是松花江、牡丹江、倭肯河汇合处，每年5～10月间定期客轮、货轮（一般300～500t，最大千吨）通航，上行341km经沙河子、方正、宾县等船站到省城哈尔滨市。

下航行100km经宏克
力、汤源县等船站到合江地区佳木斯市。

12月到来年3月江冰封冻，可行驶载重卡车等。

同时，依兰还有通往佳木斯、桦南、勃利县的汽车。

城东门外有飞机场，定期民航抵哈尔滨、佳木斯市。

往西经沙河子、方正、宾县之高速公路直达哈尔滨市。

达连河露天煤矿位于松花江东岸的达连河镇南部，坐标为东经129°20′18〞～129°23′11〞，北纬46°08′56〞～46°10′01〞。

露天煤矿范围东自F2、西到F12号断层；北起煤系基底γ4花岗岩，南到上1煤层顶板－150m标高点沿30°安息角的边坡线为界。

走向长约5km，倾斜宽约0.8km。

该矿2001年在国土资源部办理了采矿许可证，证号为1000000140074，有效期自2001年1月至2031年1月，矿田面积2.4934km2，开采深度90m～-150m。

本区以哈同公路为界显示不同地理景观：东部为低山丘陵地鸡爪沟壑带，达连河向西流入松花江；西部为松花江东岸的河漫滩湿洼草地开阔地带，地形标高一般在96～98m间。

松花江从露天矿田西部边界向东北方向流去；在露天煤田的西南和松花江对岸为中山地带，地理景观见图2-2。

图2-2 地理景观图
2.1.2 地形地貌
本区地处松花江畔的冲积平原，东部为低山丘陵、鸡爪沟壑带，达连河西入松花江；西部为松花江东岸开阔的河漫滩湿洼草地。

松花江沿矿区西部边界流向东北，其西南与西北处为中山地带。

2.1.3 矿山开采简介
矿业公司所属露天煤矿于1964年小规模开发建设，1966年投产后形成0.30Mt/a的生产能力。

随着哈依煤气工程的上马，经正规的建设和几次改扩建，目前核定规模2.60Mt/a。

露天煤矿已建立起完整的采运排等生产系统，采用单斗——卡车开采工艺，主要设备为4.6m3电铲，45t和25t卡车，形成了水、电、路、(通)讯完善的基础设施，以及行政福利设施，为进一步扩能改造奠定了坚实的基础。

经过半个多世纪的建设，以达连河镇为中心形成了较为完善的矿区辅助、附属企业及设施。

矿区行政和生活服务设施主要有办公大楼、食堂及招待所、医院、中小学、职工住宅楼等。

矿区主要辅助附属设施有矿区汽车大修厂、矿区机修厂、矿区炸药库、矿区物资库、矿区救护中队等。

另外，在矿区东北角中煤龙化哈尔滨煤化工有限公司建有消防站。

2.1.4 气候条件及地震烈度
本区气候属中温带大陆性气候。

年最高气温(七、八月份)38℃、年最低气温(一月份)－37℃、年平均气温3℃。

夏季较短，冬季较长。

无霜期135天，封冻期长(11月到翌年4月)，一般冻结层厚1.50—1.80m。

年降水量约566.8mm，且多集中于夏秋两季。

该矿所在地区地震烈度为6度，地震分组为第一组，设计基本地震动峰值加速度值为0.05g。

2.2 区域地质
该区地层出露较全，分布较广。

最古老属元古界变质片岩系与片麻花岗岩出露于依兰县城东北及东南部山区以及中、西部的上古生界海西期花岗岩和中生界白垩系碎屑沉积岩建造，构成煤盆地基底。

其上沿松花江两岸通河、方正、依兰
至桦南一带发育下第三系始－渐新统陆相含油煤建造及上第三系碎屑岩、喷出玄武岩。

第四系洪积、冲积层。

2.3 矿区地质
2.3.1 地层岩性
本区含煤地层为下第三系始-渐新统达连河组(Ｅ
２－３
)；以河床相、泥炭沼泽相、湖泊相为主的陆相含煤、油页岩、碎屑岩沉积建造。

该组地层从岩层性及岩相组合，在垂向上分为三段，地层综合柱状图见图2-3。

由下向上分为三段分别为：
(1) 上部砂页岩段
由灰-灰白色粗砂岩、含砾砂岩及粉细砂岩互层组成，整段岩性上部较细以河漫相粉细砂岩及沼泽相炭质泥岩互层为主，下部以河床相砂岩为主，横向上自西向东岩性粒度变粗，厚度增大。

(2) 中部油页岩段
主要由巨厚的静水湖泊相油页岩和薄层粉细砂岩组成，以黑-黑褐色为主，局部夹灰白色粉细砂岩条带。

含较多的植物碎屑及植物化石，下部含琥珀，该段地层自西向东变薄，至东部边缘被砂岩取代。

(3) 下部含煤段
上部以泥炭沼泽相的主要煤层群和炭质泥岩与湖泊相的油页岩及砂岩组成，底部由洪积、冲积相花岗质长石砂岩与河、湖相泥岩、油页岩及粘土岩组成。

本段含该区可采煤层上
１、上1～上2、上
２
、中及下层煤。

勘探区可采煤层为上1、上1～上2、上2、中、下。

煤层全区可采，煤层属较稳定型。

(4)关于岩性岩相变化
此变化是由东往西，岩性由粗变细，即由洪积、冲积相砂砾岩到湖沼相油页岩和煤层，东部与煤层呈犬齿交错形式接触，且煤层层位抬高之势，说明东部是盆地边缘，沉积物来源于东北面。

当时地形是东北高而西南低，东北面为陆源剥蚀区。

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根据其构造运动，沉积建造特征，古地理与古植物环境，煤层、煤质发育特征与富煤带形成机制及其后构造变动与岩浆活动，变质作用等特征，依兰煤田含煤建造的成因类型应属新生代老三纪始～渐新世陆相褐煤建造类
的构造断陷盆地型。

(5)关于地层时代
该化石植物群中古老分子较多，根据我国聚煤规律，新生代成煤是由东北而南迁，此是地处东北方，从佳～伊地堑形成和对煤田控制来看，是应较早的下降接受大量陆相碎屑岩沉积建造，并得以很好地保存。

按照沉积旋回等是始～渐新统或达连河组下、中段即相当第1旋回为始新统，其上第Ⅱ(上部含煤组)、Ⅲ旋回等相当渐新统较为合适。

2.3.2 地质构造
矿山位于大地构造新华夏系第二隆起带张广才岭隆起北缘。

依兰煤田位于东西向构造带与华夏世构造体系的复合部位。

依兰煤田总体上呈东西向展布，其盆底沉积显然受沙河子-永丰这一东西向坳断带所制约，是苏-达断裂与这一坳断带相交复合作用的结果，为煤系的沉积创造了有利场所。

(1) 基本构造形态
达连河区在依兰煤田的东部，即依兰-牡丹江经向构造带以西，沙河子-永丰东西向构造带与华夏式佳-依地堑北段的复合构造的东北部位，区内呈近东西或北东-南西向的S型构造，其西北边被地堑东界的苏-达断裂相切，东南被北西倾向的F1正断层相切成的三角扇形断陷地带。

本次勘探的区域基本上是一向南倾伏的单斜构造。

(2) 地层产状
勘探区内，煤层露头的展布基本上呈东西向，倾向南，倾角浅部露头处较陡，中部较缓并存在波状起伏，深部变陡。

从全区看属于缓倾斜地层。

11
12 地质系统
界系统组段代号柱
状
1：1000
测 井 曲 线
岩性旋回及升降曲线
岩 性 描 述
(描述岩性、化石、煤层、标志层）旋回
湖泊相
泥沼相
河漫相
河床
相
第四系
Q
黑色，腐植土、粘土、亚粘土及砾石等。

5-305-10
米
上第三系鸟吉统道台桥组
N
杏黄色，弱胶结，砂砾岩及灰绿色粉砂岩、砂岩组成。

25-35米
上
达
始下
新
砂
页
连
渐第岩
生
段河新三
中部
油页岩段组统系
界下部含煤段
中生界古生界
上1上2中下E 2-3
K 1
12
E 2-3E 2-3
3
γ4
上部砂岩和砂砾岩。

中部灰黑色灰绿色泥岩、粉砂岩互层及薄层炭页岩、煤层组成。

下部砂岩、粗砂岩、含砾粗砂岩为主
上部灰褐色粉砂岩、砂岩、泥岩薄层、油页岩组成
下部灰褐黑、黑褐色巨厚油页岩下到下色变深，含油率增大，发热量增高。

产大量植物化石：
Metaseq uoiq distaohe二列水杉，Sequoia ohinensis中华红杉
Giyptostrobus enropaeus欧州水杉Vibutnum speclosum美丽英达Quercus.sp Dryophllam sp Moghsphoebe sp Mlormqeoroua sp Jirodimn deostichum Feormqeoroua sp
Woodwardia europaeus Heer
上部煤、炭页、油页岩及薄层粉砂岩、砂岩组成，煤分四层上1、上2、中、下，上1、上2为褐至长焰煤，结构复杂，中至高灰份，中层为长焰至气煤一号，单一结构，厚度大，低灰含油率高，发热量大，下层以长焰为主，中灰煤，厚度受基底影响变化大，底板下夹凝灰岩标志层。

白垩纪地层由灰、灰绿色砂岩、粉砂岩、泥岩及薄层含炭泥岩、凝灰岩等组成。

大于2000米
煤系基底为海西期花岗岩为主，大于3400米
地 层 综 合 柱 状 图
黑龙江省依兰煤田
Ⅰ
Ⅰ1Ⅰ2Ⅰ3Ⅰ4Ⅱ
比例尺1：1000
部
图 2-3 地层综合柱状图
(3) 褶皱与隆起
从以往的钻探资料与露天矿剥采工程所揭示的资料看，本区在倾向上距煤层露头约1000m有一条近走向的隆起带，在9线上有一条近南北向的隆起带，他们对煤系地层、煤层、煤质及后期构造等起到一定的控制作用。

(4) 断层
区内断层较发育，特点是在较大断层的两侧的次级断裂更为发育，构成本区主要构造特点。

对本区的断层分述如下：
F5断层：为东部的边界断层，走向北东35，倾向南东，倾角70，是一规模较大的正断层。

落差向南加大，北部100m，南部＞300m，北部有69-6与60-246，和80-105与79-106孔间不连续，南部由83-148与99-3孔间不连续，4-5线间露头的北移所控制，发育于4-8线间。

F4断层：是区内的一条较大的正断层，发育于6-3线间，走向NE41，倾向NW，倾角70，断距50m左右，79-5与59-201孔间不连续，控制程度较可靠。

F39断层：正断层，发育于4-3线间，断层落差较小，一般在20m左右，走向NW70，倾向北东，80-131钻孔实见，控制程度较可靠。

F3断层：正断层，为本区东部的边界断层，发育于4-2线间，走向NE50，倾向SE，倾角65°，落差在50-70m之间，一般为60m，控制程度较可靠。

通过地层实际揭露情况及钻孔控制，井田内断层有以下特征。

①目前所查明的断层均为正断层。

②落差一般不大(除F5边界断层外)，但区内倾角平缓使其水平错距较大。

③从平面的展布方向看呈以北东向为主，以北西向为辅的两组斜交断层，组合成X型构造。

④排列方式：同方向的倾斜断层连续出现在剖面上与相反倾斜的断层组成地垒和地堑式的构造形式。

2.4 边坡工程地质
2.4.1 勘探区工程地质
煤田的沉积建造环境和应力应变分布等因素，制约了勘探区工程地质特
13
征。

沉积过程中，由于地形条件的控制(基底不平)，内外应力作用的差异和其它因素的干扰(风浪、流速等)形成下部岩层的岩性和物理力学性质的各向异性。

在油页岩沉积过程中，由于和谐的沉积韵律(沉积物的周期性)和沉积物的分异，形成了油页岩的原生层状特征，从而构成了本区岩体初级结构。

由于北东向的压性应力作用，形成全区发育的同向裂隙(为本区的主要裂隙)在不同岩性中其形态和作用表现为：油页岩中呈X型剪性裂隙，粗、中砂岩中呈直线型张性裂隙。

为本区岩层的Ⅲ级结构面的主要组成部份。

因断层在走向和倾向的切割，使岩体支离，形成该区的断裂破碎带，从而降低了岩层的整体强度。

基底海西期花岗岩，因长期的风化剥蚀作用形成的风化裂缝带，构成了煤系基底的次结构面。

2.4.2 地层岩性
勘探区所见边坡岩体组成，自下而上由第三系、第四系地层组成，地层厚度、岩性及组合特征为：
(1) 第三系含煤地层
该套地层以泥岩、粉—细砂岩、中—粗砂岩、油页岩、煤、含砾粗砂岩—砾岩为主。

层厚控制273m-353m，平均厚311m。

泥岩占6%；砂岩—砂砾岩占44%；油页岩占35%；煤占3%；砂砾岩-砾岩占12%。

泥岩：颜色为深灰色、灰色为主；固结较差；刀刻强度软-较软，有数十层极软。

具缩性、一般具滑面。

岩石的含水率2.40%-4.20%，平均3.38%；孔隙率11.8%-25.20%，平均18.87%；抗剪强度内摩擦角20.3°-27.6°，中值23.75°。

内聚力0.38-2.62MPa，中值1.41MPa。

砂岩、砂砾岩：岩层以粉—细砂岩、砂砾岩—砾岩为主，其于少部分中、粗砂岩。

颜色为深灰、灰、灰白色。

砂岩多为砂泥质胶结、岩性结构复杂富含炭化植物茎叶。

粉砂岩、细砂岩多具微波状、波状层理，中、粗砂岩松散易碎。

砂岩：岩石的含水率0.10%-7.70%，孔隙率9.13%-30.1%；抗剪强度内摩擦角20.9°-37.1°；内聚力0.21-4.92MPa。

14
15 砂砾岩：岩石的含水率0.10%-2.30%，孔隙率9.13%-13.5%；抗剪强度内摩擦角27.3°-37.1°；内聚力0.4-3.8MPa 。

油页岩：颜色为深灰色-灰褐色；为本区最具代表性岩层；固结较差，极易风化松散破碎；刀刻强度软-较软。

岩石的含水率1.10%-5.90%，孔隙率8.3%-24.8%；抗剪强度内摩擦角21.2°-31°；内聚力0.52-3.13MPa 。

煤层：密度为1.41g/cm 3，含水量2.70%。

(2) 第四系地层
砂土：颜色为黄褐色；粒级为细砂-中砂-粗砂-砾砂，稍湿-很湿，硬塑-松散。

（见颗粒组成表2-1）
表 2-1 颗粒组成表 颗 粒 组 成 % 砂土的称 (按GB/T50 123-1999) 粒 径 大 小mm
＞20
20-2
2-0.5 0.5-0.25
0.25-0.075
0.075- 0.005 10.03 10.02-15.33 71.45-81.02 3.19-8.96 细砂
16.35- 31.80
41.55-54.15 20.01-25.54 3.80-8.48 中砂 10.23-15.82 41.75-51.65 15.26-21.03
6.21-18.54
2.86-2
3.15 粗砂
25.19-26.82 19.75-31.42
23.30-24.15 14.10-15.36
4.73-1
5.18
砾砂
重（Gs ）：2.66，天然孔隙比e ：0.554-0.665，饱和度Sr （%）：71-78，干密度ρd （g/cm3）：19.11-19.64，液限ωL （%）：21.48-24.15，塑限wP(%)：14.9-15.9，液性指标Il ：-0.03-0.45，塑性指标IP ：6.55-8.26；固结实验压缩系数α 0.1 0.2 (l/MPa ) ：0.13-0.22和压缩模量Es 0.1 0.2 (l/MPa )；7.41-11.90；抗剪强度粘聚力c (KPa ) ：21.2-25.6和内摩擦角（°）11.2-16.5。

砂粘土（粉质粘土）：颜色为黄褐色-灰色-浅灰绿色；稍密-密实，湿，软，可塑。

天然含水率（%）：20.72-37.77，土粒比重（Gs ）：2.68-2.71，天然孔隙比e ：0.619-1.004，饱和度Sr （%）：80-100，干密度ρd （g/cm3）：18.63-20.23，液限ωL （%）：28.56-37.21，
塑限wP(%)：17.5-20.6，液性指标Il：0.03-1.30，塑性指标IP：11.08-16.61；固结实验压缩系数α 0.1 0.2 (l/MPa )：0.20-0.45，压缩模量Es 0.1 0.2 (l/MPa )：4.00-8.58；抗剪强度粘聚力c(KPa)：8.9-26.3，内摩擦角（°）5.8-14.5。

粘土：颜色为黄褐色；具塑性、滑腻感强。

天然含水率（%）：16.96-24.15，土粒比重（Gs）：2.71-2.74，天然孔隙比e：0.507-0.683，饱和度Sr（%）：83-97，干密度ρd（g/cm3）：19.84-21.03，液限ωL（%）：34.15-38.54，塑限wP(%)：19.5-21.1，液性指标Il：-0.07-0.18，塑性指标IP：14.66-17.47；固结实验压缩系数α 0.1 0.2 (l/MPa )：0.12-0.25，压缩模量Es 0.1 0.2 (l/MPa )：6.67-13.33；抗剪强度粘聚力c(KPa)：22.3-29.6，内摩擦角（°）10.2-16.9。

(3) 碎石土（覆盖层）
本次补勘有2个钻孔控制，Ⅳ-2号钻孔控制23.85m、Ⅳ-3号钻孔控制0.65m；平均厚12.25m，为采剥堆积的矸石、砂砾、砂土、粉土等，松散。

2.4.3 岩体结构类型
岩体结构类型是岩体的基本特征，它控制着岩体变形和破坏的力学机制，在工程地质勘察过程中，应在试验的基础上确定岩体的结构类型，从而判定岩体的力学介质类型及岩体力学模型，并根据岩石力学试验成果结合地质条件评价岩体的稳定性。

(1) 松散土体
①第四系松散砂砾石可视为均质连续的岩体，其厚度占整个边坡高度的
14.6%。

表层为3-5m厚的亚粘土、其余为冲积、洪积砂砾、卵砾为主，地层厚为5.45m-25.70m，平均厚13.38m。

砂砾、卵砾以黄褐色为主，胶结松散。

砾石直径2-100mm，一般15-60mm。

次圆状，资料分析颗粒砾级含量64.3-64.5%。

砂砾石为良好的通水层，是露天矿主要的含水层。

②第三系地层平均厚312.55m。

泥岩：颜色为深灰色、灰色为主，块状构造、微显层理，固结较差，上部风化具塑性、半成岩状态。

刀刻易断、极软。

根据本次采取的岩样实验，天然含水量中值3.38%；孔隙率中值18.87%；抗压强度0.29-24.1MPa。

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砂岩、砂砾岩：岩层以粉-细砂岩、砂砾岩-砾岩为主，其于少部分中、粗砂岩。

颜色为深灰、灰、灰白色。

砂岩多为砂泥质胶结、岩性结构复杂富含炭化植物茎叶。

粉砂岩、细砂岩多具微波状、波状层理，中、粗砂岩松散易碎。

砂岩：岩石的含水率0.10%-7.70%，孔隙率9.13%-30.1%；抗剪强度内摩擦角20.9°-37.1°；内聚力0.21-4.92MPa。

砂砾岩：岩石的含水率0.10%-2.30%，孔隙率9.13%-13.5%；抗剪强度内摩擦角27.3°-37.1°；内聚力0.4-3.8MPa。

油页岩：颜色为深灰色-灰褐色；为本区最具代表性一岩层；固结较差，极易风化松散破碎；刀刻强度软-较软。

(2) 层状结构
该套地层以泥岩、粉-细砂岩、中-粗砂岩、油页岩、煤、含砾粗砂岩—砾岩为主。

层厚控制272.6m-352.50m；平均厚312.55m。

该区域煤层以厚层状分布，与岩石互层沉积，形成层状岩体结构，岩性较软，岩层倾角5-25°，力学强度低。

泥岩：颜色以深灰色、灰色为主；固结较差；刀刻强度软-较软，有数层极软。

具缩性、一般具滑面，部分层段滑面较发育。

含炭化植物茎叶。

岩石的含水率2.40%-4.20%，孔隙率11.8%-25.2%，抗剪强度内摩擦角20.3°-27.6°；中值23.75°。

内聚力0.38-2.62MPa；中值1.41MPa。

砂岩、砂砾岩：本次控制的岩层以粉-细砂岩、砂砾岩为主，其余少部分中、粗砂岩。

颜色为灰、灰白、灰绿色。

砂岩多为砂泥质胶结、岩性结构复杂富含炭化植物茎叶。

粉砂岩、细砂岩多具微波状、波状层理，中、粗砂岩松散易碎。

砂岩：岩石的含水率0.10%-7.70%，孔隙率9.13%-30.1%；抗剪强度内摩擦角20.9°-37.1°；内聚力0.21-4.92MPa。

砂砾岩：岩石的含水率0.10%-2.30%，孔隙率9.13%-13.5%；抗剪强度内摩擦角27.3°-37.1°；内聚力0.4-3.8MPa。

2.4.4 水文地质特征
本区第三纪以后，其构造运动表现为不平衡的阶段性上升，其作用表现为残留的地貌形态。

即沿松花江及其它河流河谷两侧分布的一级阶地。

目前
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本区仍处于缓慢的不平衡的阶段性上升阶段，由于新构造运动的上升作用，在低山及丘陵地区的表现为侵蚀剥蚀作用的加强，使地形再切割。

如达连河上游丘陵区呈现的“鸡爪形”地貌，河谷平原区的作用表现为河流的底蚀作用增强(年青化)；如松花江河床底部第四纪松散堆积物均被冲刷，河流直接底蚀基底基岩。

目前该区内外应力作用的表达式为：剥蚀≥堆积。

因而，制约了松散地层的发育(第四纪松散地层沉积薄)，促进了基岩的物理风化作用，形成了本区地下水赋存状态的基本格局。

(1) 地表水系：本矿位于松花江东岸，地势平缓，地面标高96~98m。

西部有松花江流过，东南部有达连河，南部有侏其河和小红河，由于地势平坦，排水不畅，致使湿地、沼泽发育，精查报告根据露天矿床水文地质、工程地质条件和疏干的难易程度，把本区水文地质勘查类型定为二类一型。

(2) 含水层(带)
本区含水层可划分为：第四系孔隙含水层、第三系风化裂隙含水带、海西期花岗岩古风化壳裂隙潜水含水带。

第四系孔隙含水层：上部为0.5~3 m腐植土、粘土和亚粘土，下部有2~5 m 分选较好的细、中、粗、沙砾，水力性质为潜水，渗透系数2.88~48.71m/d，单位涌水量0.0557~1.724L/s·m，地下水化学类行为HCO3-CaMg、HCO3-CaNa型弱酸性水，矿化度0.10~0.2g/L。

第三系风化裂隙潜水含水带：为第四系覆盖，风化裂隙较发育，厚度约50m 左右，地下水埋藏深度0.5~3.04 m。

风化裂隙含水带组成的岩性不同，裂隙的发育程度也不尽相同，因此风化裂隙含水带的含水性在横向上自然存在一定的差异性。

①达连河组上部砂岩段：岩性主要为粗砂岩、砂砾岩(泥质胶结，结构松散，裂隙较发育)，次为细砂岩、粉砂岩、粉细互层(质较软，层间裂隙较发育)，渗透系数0.265 m/d，单位涌水量0.118 L/s·m，地下水化学类行为HCO3-CaMg型弱碱性水，矿化度0.10~0.2 g/L。

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②达连河组中部油页岩段：岩性主要为厚层油页岩，次为煤和炭页岩，渗透系数0.0303 m/d，单位涌水量0.0139~0.0393 L/s·m，地下水化学类型为HCO3-Na、HCO3-CaMg型弱碱性水，矿化度0.2~0.4 g/L。

③达连河组下部砂岩段：岩性主要为粗砂岩、中砂岩，次为细砂岩、粉砂岩、油页岩，泥质胶结，结构松散，裂隙较发育，但多被泥质和方解石充填，渗透系数0.22~1.305 m/d，单位涌水量0.106~0.282 L/s·m，地下水化学类型为HCO3-CaMg型弱酸~中性水，矿化度0.1~0.3 g/L。

海西期花岗岩古风化壳裂隙潜水含水带：风化裂隙发育深度约20 m，颗粒松散易碎，松软部分已高岭土化，往下风化作用主要表现为沿着构造裂隙进行，但裂隙已经被砂、土质和方解石充填，地下水埋藏深度2.5~3.5 m，渗透系数0.150 m/d，单位涌水量0.0223 L/s·m，地下水化学类型为HCO3-CaNa型弱碱性水，矿化度0.1~0.2 g/L。

(3) 隔水层
本区主要隔水层为达连河组中部厚层油页岩段，厚度在40m以上，此隔水层在煤系地层上部，由于厚度大、隔水性好，有效的隔断了地表水和第四系水进入到煤系地层。

(4) 地下水的补给排泄条件
本区地下水的主要补给来源为大气降水，因此，矿山涌水量严格地受季节性控制。

主要充水岩层为第四纪孔隙含水层，但该层厚度小，静储量有限，即有利于疏干，有利于剥离。

第三系风化裂隙含水带由于直接与第四系含水层接触，构成同一的水力性质，同一的自由水面，可视为统一的含水体，因而第三系风化裂隙含水带地下水的补排条件基本同第四系含水层相似。

第三系风化裂隙含水带与地表水系没有明显的水平方向补给排泄的水力联系，只有在融雪和丰水期的7~9月份，漫滩区、江、河水位激增，水系沼泽相联，地下水位同地面水体构成一体，此时地下水接受地面水体的补给。

第四系含水层、第三系风化裂隙含水带地下水的排泄主要依靠蒸发作用。

本区经多年开采证实断层裂隙没有导水涌水现象。

2.5 潜在滑坡模式分析
达连河露天煤矿南部勘察区岩体以松散型和层状结构为主，潜在滑坡模式为：
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