露天矿边坡分析与控制
露天采矿学露天矿边坡稳定性分析与维护
露天采矿学露天矿边坡稳定性分析与维护概述露天矿边坡与其他岩土工程边坡相比具有如下特点:)露天矿边坡的规模较大边坡高度一般为~m最高可达~m边坡走向延伸可达数公里因而边坡揭露地层多边坡各部分的地质条件差异大变化复杂。
)露天矿边坡一般不维护故易受风化作用的影响。
)露天矿场频繁的爆破作业和车辆运行使边坡经常受到动荷载的作用。
同时随着采掘、运输及其他设备日益大型化边坡台阶的负荷有日益增大的趋势。
)露天矿的最终边坡由上至下逐渐形成上部边坡服务期长下部边坡服务期则相对较短。
)露天矿边坡的不同地段要求有不同的稳定程度。
边坡上部地表有重要建筑物不允许变形时要求的稳定程度高。
边坡上有站场、运输线路下部有采矿作业时要求的稳定程度较高。
对生产影响不大的地段稳定程度可要求低一些。
露天矿边坡稳定性分析与维护涉及岩体工程地质、岩体力学性质试验、边坡稳定性分析与计算、边坡治理和监测、维护等工作。
影响露天矿边坡稳定性的主要因素和边坡破坏形式影响露天矿边坡稳定性的主要因素影响露天矿边坡稳定的因素较多其中岩体的岩石组成、岩体构造和地下水是最主要的因素此外爆破和地震、边坡形状等也有一定影响。
现将其主要影响因素介绍如下:)岩石的组成岩石的矿物成分和结构构造对岩石的工程地质性质起主要作用通常强度高的岩石边坡稳定性也高片理、层理发育的岩石边坡稳定性相对较差。
)岩体结构边坡岩体的破坏主要受岩体中不连续面(结构面)的控制。
影响边坡稳定的岩体结构因素主要包括下列几方面:结构面的倾向和倾角一般来说同向缓倾边坡(结构面倾向和边坡坡面倾向一致倾角小于坡角)的稳定性较反向坡差。
同向缓倾坡中岩层倾角愈陡稳定性愈差水平岩层稳定性较好。
结构面的走向当倾向不利的结构面走向和坡面平行时整个坡面都具有临空自由滑动的条件对边坡的稳定不利。
结构面走向与坡面走向夹角愈大对边坡的稳定愈有利。
结构面的组数和数量当边坡受多组相交的结构面切割时整个边坡岩体自由变形的余地大切割面、滑动面和临空面多易于形成滑动的块体而且为地下水活动提供了较好的条件对边坡稳定不利。
露天矿开采边坡稳定性影响因素和防治措施
露天矿开采边坡稳定性影响因素和防治措施摘要:随着科学技术发展,露天采矿工程边坡已经成为困扰矿山安全生产的重要问题,其稳定性是保证矿山正常生产的先决条件。
露天矿山开挖后在一定程度上破坏和扰动原来较为稳定的岩体而形成新的人工边坡,随着回采工作的逐年推进,大量的永久性边坡随之形成。
它们的稳定性随着时间的延长逐渐降低,对生产、生活的安全威胁将会随之增大。
因此,对露天边坡稳定性影响因素的分析也就变得尤为重要。
本文就露天矿开采边坡稳定性影响因素和防治措施进行了分析。
关键词:露天矿开采;边坡稳定性;影响因素;防治措施一、露天矿边坡的特点第一,边坡坡度高的特点。
露天矿边坡一般较高,高度从几十米到几百米不等,边坡走向从几百米延伸可达数公里,因而边坡揭露的岩层多,边坡各部分地质条件差异大、变化复杂。
第二,易受荷载影响较大的特点。
露天矿因大型机械作业设备施工频繁,边坡容易受到荷载力的影响,使得边坡的稳定性逐渐降低,长此以往,边坡必将坍塌。
第三,易滑坡的特点。
露天矿的边坡稳定性具有下端稳定性强、上端稳定性差的特点,并且上下区间软夹层是比较多的,长时间受到分化作用或者不同水质条件侵蚀作用,产生滑坡问题。
露天矿在实际开采过程中上部边坡的服务时间长于下部边坡的服务时间,因此,下部边坡的稳定性要求要高于上部边坡的稳定性。
第四,易破碎的特点。
因露天矿的边坡主要采用爆破的形式或者机械采掘的形式形成的,严重破坏了岩体的稳定性,使得露天矿的边坡岩体受到外力作用的条件下易产生破碎的情况,如露天矿开采中经常出现爆破活动,使得边坡很容易受到震动,整体性较差的岩体就会产生破碎。
二、露天矿开采边坡稳定性影响因素1、地质因素。
影响露天矿边坡稳定性的地质因素主要包括岩石性质、结构面、岩体孔隙度和地应力等四个方面。
(1)岩石性质。
露天矿施工场地的岩石性质是影响边坡稳定性最直接的因素,通常情况下,岩石的强度越高,露天矿边坡稳定性越好,反之,岩石的强度越低,露天矿边坡稳定性越低。
露天煤矿边坡稳定分析及防治
露天煤矿边坡稳定分析及防治摘要:我国人口众多,煤炭资源需求量大,煤炭开采的重要性不言而喻,做好煤炭开采工作可以有效的满足各个行业对煤炭的需求。
但是煤矿开采本身就属于高危行业,容易受到地质环境、开采技术等多种因素的影响和干扰,对于露天煤矿来说,相较于井下开采的难度低一些,资源可以得到充分有效利用,大型机械施工得以高效便捷的应用,产量大,劳动生产率高,成本比较低。
但是在实际的开采环节,边坡的稳定性容易受到影响和干扰,为了更好的解决该问题,文章尝试针对边坡稳定性问题进行论述。
关键词:露天煤矿;边坡稳定性分析;防治措施引言在开采工作的持续推进中,形成了高大的排土场和深大的露天矿坑。
边坡治理是一项非常复杂的工作,所涉及到的内容众多,在任何环节存在失误或者是不足,都将会对最终的边坡稳定效果产生干扰和影响。
针对露天煤矿边坡稳定性问题,必须要采取针对性措施予以治理,了解导致边坡不稳定的原因所在,然后有效解决相关领域问题,提高边坡的稳定性和可靠性,保证煤矿开采的安全性,减少各类开采事故发生率。
1煤炭保供基地露天煤矿资源分布为强化能源安全保供基础设施建设,推动能源基础设施高质量发展,2022年9月,国家能源局提出建设山西、蒙西、蒙东、新疆、陕北五大煤炭供应保障基地,夯实煤炭煤电兜底保障基础。
全国五大煤炭供应保障基地均有露天煤矿资源分布,分别位于晋北地区、神东地区、蒙东地区、新疆地区,是我国露天煤炭资源集中的区域。
此外,云贵和陕北地区也有一定的适合露天开采的煤炭资源。
2边坡稳定性分析2.1评价方法选择极限平衡法原理是先认定边坡中存有潜在的滑面,然后对滑面上的滑体进行有效条分,最后生成相互作用的若干条块,进行稳定系数的分析。
在若干条块处理中,一般要进行三步:①对单个条块进行静力平衡方程建设。
②结合条块之间的作用关系、条块的静力平衡方程,实现宏观滑体的静力平衡方程建设。
③结合滑面上的抗剪力、剪切力的比值,将其视为潜在滑体的稳定系数。
露天矿山边坡安全问题及治理分析
露天矿山边坡安全问题及治理分析摘要:露天矿山受环境因素的影响很容易造成边坡下滑的现象,山体一旦滑坡,就会带来严重的灾害,对矿山周边的居民和采矿人员带来一定的经济损失,严重的可以威胁到人们的生命安全。
本文通过分析露天矿山边坡的特点,分析了对于露天矿山边坡安全问题的治理技术。
关键词:露天矿山;边坡特点;治理分析;安全问题我们国家对于矿山的开采上过于严重,矿山因为地址环境条件的因素,极易出现山体滑坡等自然灾害事件,这给周围的居民和采矿人员带来了一定的生命安全隐患,一旦发生山体滑坡事故,就会造成毁灭性的灾难,对采矿的单位带来巨大的经济损失。
所以,在露天矿山边坡上要进行结构特点的分析研究,能够对这种现象提前做好防范的准备。
一、露天矿山边坡的结构特点1.1对于露天矿山边坡的定义露天矿山边坡,是露天矿场的构成之一。
在露天矿场周围的倾斜面,边坡是在开采结束后所形成的总斜坡,边坡的夹角就是边坡角。
1.2 露天矿山边坡的特点对于露天山坡边坡的特点上来说,有很多的部分,(1)露天矿山的边坡很高,很长(2)露天矿山边坡上面的岩石大多都是沉积岩,岩石不是特别的坚硬,(3)露天矿山边坡最主要的破坏形式就是山体边坡的滑坡现象,(4)露天矿山边坡是因为开采工程的原因造成的边坡形成,因为长期暴露在自然天气环境中,没有对其进行在设备上的维护,很容易就造成风化的影响。
(5)露天矿山边坡由于人们对其不断的进行开采,造成了一定的破坏,对边坡的稳定上造成了一定的破坏。
(6)露天矿山边坡在开采的过程中,结构上不稳定,极易发生滑坡现象。
(7)露天矿山边坡在稳定性上的程度都是各不相同的。
二、露天矿山边坡滑坡的危害在露天矿山边坡的开采挖掘上,是在整个岩体上进行的,对于露天矿山边坡的开采上让原来在地表内部的岩体遭到了外部爆破的破坏,使边坡岩体失去了平衡,在边坡岩体的重力上会发生方向偏移,如果进行大肆开采挖掘必定会造成对于岩体的破坏,以至于会发生边坡滑坡事故,这就是岩体在发生较大的变形量时会造成一定的破坏力。
露天矿边坡及防治
(4)爆破作用:由于爆破产生的地震可以使岩体的节 理张开,甚至使岩石破碎,影响边坡稳定。
(5)边坡的几何形状:露天采矿中,当坡面角不变时, 边坡愈高愈不稳定。当边坡高度不变时,边坡角愈大愈 不稳定。从水平断面看,边坡愈多愈不稳定,这是因为 凡突向采场的边坡易受拉而破坏,不利于边坡的稳定。
(6)影响边坡的其它因素:有管理方面的因素,如超 挖坡脚、在边坡上部堆置废石和设备、建筑房屋等,风 化作用的影响,地震活动的影响,都会降低边坡的稳定 性。
四、岩体监测与岩体加固
(一)岩体变形监测 1、裂隙人工监测 2、专用设备及测量仪器监测 (二)边坡加固措施
图1-67 锚杆加固边坡示意图 1-锚头;2-张拉段;3-锚固段;4-滑动面;5-墩台
1、应用锚杆(索)加固边坡
Hale Waihona Puke 2、抗滑桩加固边坡图 1-68 抗滑桩布置示意图 1-钻孔桩;2-滑动面
2、抗滑桩加固边坡3、挡墙加固边坡 (1)护坡墙。 (2)普通挡墙。
一、露天矿边坡构成因素
露天矿的开采,是把矿岩划成一定厚度的水平层,自上而 下逐层开采,在露天矿场的周边形成阶梯状的台阶,多个 台阶组成的斜坡就是露天矿边帮即露天矿边坡。
露天矿边坡由台阶、台阶上部平盘、台阶下部平盘、台 阶坡面、台阶坡面角、台阶高度、台阶坡顶线、台阶坡 底线等构成。
台阶根据其用途可分为工作平台、安全平台、清扫平台、 运输平台等。最终边坡是指开采到最终界面的台阶所组成 的边坡。最终边坡角是指最终边坡坡面与水平面之间的夹 角。
图 1-69 普通挡土墙型式 (a) 重力式有趾仰斜墙;(b)重力式有趾直背墙; (c)重力式有趾俯斜墙;
(d)重力式无趾仰斜墙;(e)重力垂直形墙;(f)俯斜式钢筋混凝土墙; (g)分次浇筑俯斜式混凝土墙;(h)悬斜式钢筋混凝土墙;(i)扶壁式钢筋混凝土墙
露天矿山边坡的安全问题及治理方法探究
露天矿山边坡的安全问题及治理方法探究露天矿山是指矿石露天开采,形成的矿山坑口对外开放的矿山。
由于露天开采具有规模大、开工面积广等特点,其边坡稳定性问题成为矿山安全的重要因素。
本文将探究露天矿山边坡的安全问题,并提出相应的治理方法。
1.边坡稳定性问题:矿山边坡的稳定性是决定矿山安全的首要条件。
矿山开采过程中,大量的岩石被剥离,导致边坡结构的破坏,使得边坡易于发生滑坡、滑塌等灾害。
2.地表沉降问题:地下空洞的形成会导致地表沉降,进而引起边坡下滑、崩塌等危险情况。
尤其是在矿山覆土较薄的地区,地表沉降会导致地面塌陷,对周边环境和建筑物造成严重影响。
3.气候影响:气候的变化对露天矿山边坡的稳定性也有较大的影响。
雨水的倾泻会导致边坡的湿润、软化,增大了边坡滑坡的风险。
在气温较高的地区,日夜温差会引起边坡的收缩和膨胀,加剧边坡的破坏。
4.人为因素:人为因素也是引发露天矿山边坡问题的重要因素。
矿山开采过程中不合理的爆破操作,以及矿区道路的不合理布置,都会给边坡带来不稳定因素。
1.结构治理:通过加固边坡结构,提高其抗滑性能。
常用的方法包括:边坡加固钢筋混凝土护坡、边坡喷筑防护层、地钻爆破加固等。
这些方法能够改善边坡的抗滑性能,减少边坡滑坡的风险。
2.排水治理:通过合理的排水系统,降低边坡的含水量,提高边坡的稳定性。
常用的方法有:设置排水渠道和排水管网,以及利用降雨期间的灌水、蓄水等措施。
这些方法可以有效地减少边坡湿润软化的情况,减轻边坡滑坡的危险性。
3.植被治理:通过植被覆盖,增加边坡的抗冲蚀能力和抗滑性能。
常用的方法包括:选择具有抗旱、抗风、抗腐蚀能力的植物进行种植,形成植物根系的网状结构。
这些植物根系能够锁定土壤,提高边坡的稳定性。
4.监测预警:通过边坡位移监测设备,对边坡进行实时监测,及时发现边坡变形的异常情况,并采取相应的措施。
常用的设备有测斜仪、GPS定位系统、倾斜仪等。
监测预警系统能够提前预判边坡滑坡的风险,减少人员伤亡和财产损失。
露天矿边坡分析与控制图文PPT课件
§2.1 岩土工程勘察
测绘是在充分搜集和详细研究已有资料(包括区域地质资料)的基础 上进行的。除一般的测绘内容外,应侧重与斜坡稳定有关的内容。如 斜坡的坡形与坡角、软弱层产状与分布、结构面优势方位与坡面的关 系、不良地质现象的成因、性质,当地治理斜坡的经验等。测绘范围 应包括可能对斜坡场地稳定有影响的所有地段。
优点:简单迅速 缺点:间接判断, 较大范围.
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§2.1 岩土工程勘察
地球物理勘探简称物探,是一种间接的勘探手段,它的优 点是较钻探和坑探轻便、经济而迅速,能够及时解决工程地 质测绘中难于推断而又急待了解的地下地质情况,且具有立 体透视性的优点。所以常常与测绘工作配合使用。 它又可作 为钻探和坑探的先行或辅助手段。
(2)提供验算边坡稳定性、变形和设计所需的计算参数值;
(3)评价边坡的稳定性,并提出潜在的不稳定边坡的整治措施和监测 方案的建议;
(4)对需进行抗震设防的边坡应根据区划提供设防烈度或地震动参数;
(5)提出边坡整治设计、施工注意事项的建议;
(6)对所勘察的边坡工程是否存在滑坡(或潜在滑坡)等不良地质现 象,以及开挖或构筑的适宜性做出结论;
(7)对安全等级为一、二级的边坡工程尚应提出沿边坡开挖线的地质
纵、横剖面图。
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§2.2 斜坡场地岩土工程勘察要点
2 一般规定
一级建筑边坡工程应进行专门的岩土工程勘察;二、三级建筑 边坡工程可与主体建筑勘察一并进行,但应满足边坡勘察的深度 和要求。大型的和地质环境条件复杂的边坡宜分阶段勘察;地质 环境复杂的一级边坡工程尚应进行施工勘察。
检验地基加固效果。
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§2.1 岩土工程勘察
3 岩土工程勘察方法
露天矿山边坡安全问题分析与治理措施
露天矿山边坡安全问题分析与治理措施摘要:矿山开采活动的本质是对完整岩石应力的破坏过程,随着开采活动的开展,露天边坡中原始应力的分布状态逐渐发生改变,稳定的应力平衡被打破,因开采产生的次生应力场随之产生,同时,外界的地下水、爆破震动荷载、移动机械荷载等也会对应力场存在叠加影响作用,矿山边坡岩体应力场失衡时,往往发生破坏。
边坡稳定性直接制约着矿山的生产安全,尤其是露天矿山在开采过程中,矿山的高度、面积、维护所需的时间和成本都要随着开采程度的不断扩大而增加,否则边坡破坏将日益突出。
根据对我国露天矿山(大中型)的相关统计数据,矿山边坡总量的15%~20%为不稳定或具有潜在滑坡危险的边坡,因此,理清矿山边坡的破坏类型及影响因素是露天矿山防灾减灾的重要途径,也是制定矿山边坡治理措施的前提。
关键词:边坡;破坏类型;影响因素1工程案例铜曼采场西帮区域上地处滇东南岩溶高原南部边缘,属六诏山系南缘;区内峰峦起伏,沟谷纵横,水系发育,地势东北高、西南低,区域属中低山地貌单元,区内多以山地、沟谷、斜坡地形为主。
西帮1290平台以上分布岩石以石英云母片岩为主,片岩中石英含量明显多于东帮(增加了岩石的脆性),1260-1290平台分布有厚度约50m的大理岩,片岩、大理岩互层的位置间夹矽卡岩。
西帮岩性特征导致在地质作用过程中,节理裂隙较为发育,节理裂隙增加了岩石的破碎程度及提供了边坡变形破坏的基础条件,随着边坡临空面空面增大,岩土体应力释放后容易沿着节理裂隙面产生地裂缝、滑坡、崩塌等常见的工程地质问题。
1.1露天矿山边坡安全问题分析西帮断层、节理裂隙较为发育,分布有近南北向、北西向多组构造,是不良工程地质多发的主要诱因,这些构造多与地层斜角切割,断层交汇,是造成了边坡大范围变形滑动和地裂缝形成的重要因素。
边坡岩性主要以片岩为主,片岩为隔水层,整体地下水弱发育,受旱季影响,地下水出露点位置较为分散,整体流量不大。
都龙片区5-10月汛期大气降水雨量充沛,西帮边坡变形受降雨影响,雨水沿地裂缝下渗,汇入坡体内增加边坡自身荷载,是加快边坡变形。
影响露天矿边坡滑坡的因素及防治措施
影响露天矿边坡滑坡的因素及防治措施摘要露天矿边坡问题,直接影响露天矿开采的经济效果和生产的安全性。
了解导致露天矿边坡滑坡的原因,采取积极的应对和防治措施,对露天矿开采的经济效果和安全生产有着极其重要的意义。
关键词露天矿边坡稳定性防治措施露天矿边坡问题,直接影响露天矿开采的经济效果和生产的安全性。
一般来说,露天矿边坡越陡,露天采场的剥离工作量越小;但边坡过陡时,边坡稳定性较差,易产生滑坡,对安全生产造成危害。
露天矿山开采过程中,边坡滑坡时一种主要的地质灾害,主要是由于边坡失稳所致。
边坡滑坡具有突发性,会对设备、人身安全构成极大威胁,甚至直接影响着露天矿的寿命,所以露天矿山的边坡治理工作至关重要。
露天矿山的开采过程中,边坡的治理贯彻整个生产过程,特别是在一些地质条件相对较脆弱的露天矿山,在开采工作完成后的相当长的一段时间内,边坡的治理工作仍在继续。
1边坡滑坡产生的原理及影响因素1.1边坡滑坡的力学原理边坡失稳,即滑坡的产生,是由于在露天矿开采过程中,随着露天采矿场的开挖,破坏了边坡岩体的原始应力状态。
由于边坡表面倾斜,在坡体自身重力及其他外力的作用下,整个坡体有从高处向低处滑动的趋势,同时,由于坡体土岩自身具有一定的强度,加上人为的工程措施,它会产生阻止坡体下滑的抵抗力。
一般来说,如果边坡土岩体内部某一个面上的滑动力超过了土岩体抵抗滑动的能力,边坡将产生失稳,导致滑坡发生。
露天边坡滑坡的类型有:平面滑坡、楔体滑坡、圆弧滑坡、倾倒滑坡、复合滑坡。
1.2影响边坡稳定性的因素1.2.1岩体的岩性岩性指组成露天边坡岩石的基本属性,包括岩石结构、构造、孔隙度、岩石强度等的影响。
岩石结构不同,其矿物颗粒间联结关系不同,其力学性质也不同;岩石的构造如层理、片理方向对力学性质也有明显影响;岩石孔隙度增大,其强度降低;露天矿滑坡大都是剪切破坏,岩石抗剪强度越高,越不易发生滑坡。
1.2.2结构面的影响结构面是指岩体内在地质发展历史中形成的具有一定方向、一定规模和形态特性的面、缝、层、带状的地质界面。
露天矿山边坡特点及滑坡关键治理技术分析
露天矿山边坡特点及滑坡关键治理技术分析受地理位置和外部环境影响,高边坡区域易发育有大型滑体、滑体范围可达到几十万m3,高度在数十米,给矿山边坡境界靠帮带来较大影响。
露天矿山边坡有着不稳定性、阶段性、时效性特点,边坡治理工作不同于水利工程、公路桥梁项目,对企业资质、施工专业水平、机械设备等要求严格。
1、露天矿山边坡的特征露天矿山边坡指的是矿场周围表面倾斜,边坡由开采工作的台面组成总斜坡。
边坡和水平面夹角叫边坡角,根据边坡和矿体空间位置由可以划分成上盘边坡、下盘边坡、端部边坡。
露天矿山边坡长且高,易受断层、节理及软弱结构面的影响产生滑坡、崩塌现象。
受地理环境和气候温度影响,矿山开采作业过程中形成的边坡由于缺乏有效的维护时常会出现不同程度的病害。
矿山开采过程中的爆破振动作用、边坡上部与下部的差异风化等因素对边坡稳定性产生较大影响,造成不同边坡区段稳定性有较大差异。
2、露天矿山边坡滑坡原因因为露天矿山开采作业使边坡原生岩体出露,影响了边坡岩体内部稳定性。
边坡外层临空岩体承载力降低导致趋向临空方向移动;当边坡岩体达到限定强度后,移动位置量减小,一定范围内边坡总体处于稳定状态。
在边坡岩体强度较小时,岩体弹性模量差进而出现较大变形量,边坡产生滑动,变形量较大产生滑坡。
矿山边坡根据发生规律包括塌落、滑坡。
首先,塌落。
塌落指的是台阶上端岩体受风化、爆破影响发生振动与母体分离,下落沉积坡脚,偶尔会随着岩石翻滚与破损状态。
塌落导致台阶变形、宽度缩减从而给运输、清理带来较大困难,甚至会导致边坡形状改变,边坡角缩小。
其次,滑坡指的是边坡岩体受外部影响出现严重的岩体滑坡,顺着某平面从上至下移动。
出现该现象主要因为滑面上的剪力超过抗剪度,通常滑体发生至滑体下移会经过一定时间,初期为滑体蠕动变形,最后出现突然滑落。
从变形到滑落时间在几年以上,但一些滑坡会有征兆。
根据滑坡滑面类型,滑坡分为平面滑坡、圆弧滑坡、锲形滑坡,其中,平面滑坡指的是地质结构面平行边坡坡面,与边坡坡面相同,当倾角额低于边坡角后边坡岩体顺着结构面滑坡。
露天煤矿边坡稳定分析及防治
露天煤矿边坡稳定分析及防治摘要:露天煤矿边坡防治措施在煤矿开采当中应用非常广泛,能够有效发挥对外界不良冲击影响因素的抵挡防护。
而由于露天煤矿边坡环境较复杂,限制性因素较多,在实际应用露天煤矿边坡防治措施期间,需要合理规划开采方案,对露天煤矿边坡防治各项环节质量进行有效把控。
因此,本文通过对露天煤矿边坡稳定及防治进行分析具有非常重要的意义,不过为了确保后期边坡仍然具有较高的稳定性,还需要做好边坡变形的监测与预警、加强疏干排水工作、注重边坡巡查与维护和提高岩体强度,避免后期受到多方面因素的干扰,发挥露天煤矿的综合价值。
关键词:露天煤矿;边坡;防治引言在露天煤矿边坡稳定及防治过程中,边坡稳定性对于煤矿安全以及稳定运营都会产生明显的影响。
为了全方位规避各种影响因素对露天煤矿边坡稳定性带来的影响,相关单位针对边坡的修复以及排水工作给予关注,降低地下水位变化对于边坡带来的影响,最大程度提高露天煤矿边坡自身的稳定性。
1边坡失稳的形态及形式1.1形态一般而言,在露天煤矿开采过程中,岩层的深层边坡的层间抗滑力数值较小,边坡出现的明显破坏特征就是深层滑动问题,在开采过程中如果出现了坡脚开挖和切割的问题,坡脚的支撑力水平会明显下降,这也是顺层滑动出现的关键因素。
边坡岩层的顺层岩层的是以边坡脚部作为核心,如果脚部防护落实不到位,或者是并未及时进行加固处理,深层岩层都有可能会出现边坡滑动现象。
总体看来,岩层顺层的边坡破坏形态可以分为张拉型、滑动型和复合型三种。
实际上,边坡层面是以光滑的岩层面和软弱夹层为主,滑面能够提供滑动性的抗滑力。
张拉型的岩层顺层边坡破坏形态的滑动面较为光滑,其抗滑力是由后部岩层的张拉力提供。
复合型的岩层顺层边坡破坏形态,本质上是后部岩层以及滑动面张拉力影响对抗滑动力产生的一种破坏形态。
从岩层边坡的总体状态看来,最为复杂的是滑动型,张拉型的岩层组成较为简洁。
随着边坡出现了坡脚剪切挤压以及后方破坏崩塌的问题,将会逐渐发展成为复合型的边坡破坏形态。
最新露天矿开采滑坡的预防及治理措施(专业完整版)
露天矿开采滑坡的预防及治理措施一.露天矿边坡构成因素露天矿的开采,是把矿岩划成一定厚度的水平层,自上而下逐层开采,在露天矿场的周边形成阶梯状的台阶,多个台阶组成的斜坡就是露天矿边帮即露天矿边坡。
露天矿边坡由台阶、台阶上部平盘、台阶下部平盘、台阶坡面、台阶坡面角、台阶高度、台阶坡顶线、台阶坡底线等构成。
台阶根据其用途可分为工作平台、安全平台、清扫平台、运输平台等。
最终边坡是指开采到最终界面的台阶所组成的边坡。
最终边坡角是指最终边坡坡面与水平面之间的夹角。
随着矿山开采深度的逐渐增加,露天矿山边坡的高度、面积、维护时间都要相应大幅度增加,同时边坡滑落灾害将日益突出,边坡的稳定性越来越成为矿山防灾的重点。
二.滑坡的类型边坡滑坡的类型一般有平面滑坡、楔体滑坡、圆弧滑坡、倾倒滑坡、复合滑坡5种,其中平面滑坡是发生最多的一种滑坡类型。
三.滑坡的原因边坡滑坡活动是在多种应力作用下,岩体从变形最终演变为崩落的现象,整个过程可分为三个阶段:边坡滑坡受多种因素影响,主要分为以下6个方面。
(1)地质因素对边坡的影响:岩体是由多种岩石所组成,岩体中存在着各种结构面,结构面在岩体中分布和多寡,影响边坡岩体的稳定性。
大量滑坡实例表明,滑坡体的滑动面和边缘轮廓都是受岩体的结构面控制的。
(2)确定边坡角不合理:边坡角设计过缓,边坡稳定性较高但增加剥离工作量和成本,但可减少边坡维护费。
增大边坡角,稳定性较差,剥离工作量和剥离成本减少,但带来人身和设备不女壬。
(3 )岩体中的地下水:地下水能改变岩石的物理力学性质,在岩体的裂隙中产生静压力和浮力作用,地下水在破碎岩体中的裂隙内流动时,这些坡碎岩将受到水的动压力作用,从而使边坡的稳定性降低。
(4)爆破作用:由于爆破产生的地震可以使岩体的节理张开,甚至使岩石破碎,影响边坡稳定。
(5 )边坡的几何形状:露天采矿中,当坡面角不变时,边坡愈高愈不稳定。
当边坡高度不变时,边坡角愈大愈不稳定。
从水平断面看,边坡愈多愈不稳定,这是因为凡突向采场的边坡易受拉而破坏,不利于边坡的稳定。
露天矿边坡分析及控制
Ⅲ区:主要为采场下盘的9线以西,长度为800m,露天 底标高为+56m,露天顶标高为+320m,边坡岩体主要为 矿体地板围岩、即片岩和贫矿体。
研究的重点为采场的上盘边坡,目前采场最低开采水平 为140米左右,根据上盘的边坡结构及岩体特征将上盘边 坡划分为I区、II区、III区三个工程地质分区,如图5.2。
行了工程岩体结构类型和工程岩体质量级别的划分,并对各种测
试、试验数据进行综合分析整理,绘制完成边坡钻探工程地质柱 状图等图表和工程勘察报告编制工作。
156.7
212 204.8
5.3.3水文地质试验 为了解岩层的含水性与渗透性,获取有关水文地质参数,根据 钻探揭露地层及地下水位具体情况采取不同的水文试验方法。 1、水文地质试验方法的选取 (1)、地下水位测定 ①、孔内地下水水位用万用表、双股电线观测。 ②、钻探过程中作简易水位观测。 ③、在水文试验前后均进行了稳定水位观测。 (2)、试验方法的选定 钻探中分别进行压水试验,利用定时间内在钻孔中压入的水量 和压力大小的关系,计算岩体相对透水性和定性了解岩体裂隙发 育程度,不受岩体中有无地下水的限制。 2、水文地质试验-压水试验 本次钻探钻孔水文地质试验采用压水试验方法测取渗透系数K 值具有很高的精度,压水试验分别在二个钻孔(ZK1~ZK2)中进 行,测定钻孔岩体渗透性。本次进行了6次(各3段)压水试验, 取得了不同深度岩体的渗透系数值,了解岩体透水性。 结果见表5.3。
区内褶皱构造按褶皱轴向与岩层走向的关系,可分成纵向 褶皱与横向褶皱。本区的断裂构造按与岩层走向的关系基本可 分为三组,即走向断层、斜交断层与横断层。
露天矿边坡稳定分析与控制
露天矿边坡稳定分析与控制首先,边坡稳定分析是指通过采样、测试、观测等手段,对边坡的地质结构、岩土力学性质和水文地质条件等进行分析,以确定边坡的稳定性。
岩土力学分析是边坡稳定分析的核心,主要包括以下几个方面:1.边坡的地质结构:通过地质勘探和地质剖面观测,了解边坡的构造、岩层倾向与倾角、岩石性质和岩土界面情况等。
2.岩土力学性质:包括岩石的抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等,通过实验室试验和现场测试等方法获取。
3.水文地质条件:包括地下水位的高低、水流的方向和速度,以及地下水对边坡稳定性的影响。
在边坡稳定分析过程中,还可以使用各种分析方法,如数值模拟、极限平衡法、现场观测法等进行综合分析和评估。
在边坡稳定控制方面,主要是采取以下措施:1.加固措施:包括护坡、加水护壁、喷浆加固、预应力锚杆等,通过对边坡进行加固,提高边坡的抗剪强度和抗滑稳定能力。
2.排水措施:通过设置排水系统,将边坡内的地下水排出,减少水对边坡的侵蚀和渗透,提高边坡的稳定性。
3.限制开采:对于边坡稳定性较差的区域,可以通过限制开采范围、缩小采矿块体的规模等方式进行控制,减少对边坡的影响。
4.监测与预警:设置边坡监测系统,通过监测边坡的位移、裂隙、变形等参数,及时预警可能发生的边坡失稳,采取相应的应急措施,确保人员和设备的安全。
总之,露天矿边坡稳定分析与控制是保障露天矿生产安全的关键措施。
通过对边坡的地质结构和岩土力学性质等方面进行分析,制定相应的加固和控制措施,可以保证边坡的稳定性,减少事故发生的风险。
同时,及时的监测和预警系统也是保障边坡稳定的重要手段,可以提前发现边坡变形和失稳的迹象,及时采取应对措施,降低事故风险。
露天矿山边坡安全问题分析与治理措施
露天矿山边坡安全问题分析与治理措施摘要:随着矿产资源需求量的增加,矿产开采变得较为频繁,在获取矿产资源的同时也引发了一些生态环境问题,尤其是露天矿山开采过程中容易出现的边坡问题,诱发滑坡、崩塌、倾倒这三类常见的事故。
结合当前的生态修复要求,近年来国家愈发重视露天矿山边坡安全问题的治理,积累了较多的成功经验,尤其是在矿山边坡稳定性治理、边坡监测技术这两个方面取得了较好的成效,边坡监测技术的应用大大提升了边坡稳定性的监测水平与质量,值得推广应用。
关键词:露天矿山;边坡安全;问题分析;治理措施1露天矿山边坡安全的影响因素(1)岩石强度与岩体结构:从岩石强度这一方面来说,露天矿山边坡安全所诱发的滑坡多是剪切破坏,这也让岩石的抗剪强度成为了衡量边坡安全与稳定的重要条件。
再从岩体结构这一方面来说,岩体结构的稳定性丧失多是沿着结构面发生,出现裂缝问题后,会被次生矿物所填充,这势必影响到岩体结构面的稳定性。
另外,岩体结构面发生变化后,地表水更易渗透,地下水也便于活动,这均不利于露天矿山边坡安全。
(2)水文地质条件:露天矿山边坡安全很容易受到水文地质条件的影响,这也是滑坡事故多发生于雨季、解冻期的重要原因。
在水文地质条件中,主要有静水压力、动水压力、水这三方面因素,尤其是水会对露天矿山边坡造成物理破坏与化学破坏。
在静水压力这一因素中,静水压力所形成的作用会垂直于裂隙壁,且会形成三角形应力分布,这会导致露天矿山边坡破坏加剧。
从动水压力这一方面来说,水的方向与渗透方向会保持一致,若是岩体结构面与地下水交叉联系,则露天矿山边坡的稳定性会受到更加不利的影响。
水对露天矿山边坡安全与稳定的影响较大,会形成物理破坏和化学破坏。
在物理破坏方面,最直接的表现是岩体结构出现破裂,结冰状态的水对岩体结构会形成较大的膨胀力,而当水蒸发时又会形成收缩性开裂的问题。
在化学破坏方面,受到特定因素的影响时,岩体结构会吸收水分子或失去水分子,继而出现水化作用和脱水作用。
《矿山应用岩石力学》第八章 露天开采边坡稳定性分析与控制
8.1 概述
• 5)露天边坡的服务期不一致。最终边坡由 上至下逐渐形成,上部边坡服务期长,下 部边坡服务期则相对较短。 • 6)露天矿边坡的不同地段要求有不同的稳 定程度。
研究露天矿边坡稳定性时,应考 虑上述特点。
边坡工程对国民经济建设的影响
Q=LH2(ctgα2-ctgα1)/2
Hctgα
8.1 概述
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露天矿边坡稳定分析与控制
露天矿边坡稳定分析与控制一、 露天矿边坡工程特点露天矿边坡是开采矿石后遗留下来的开采边界,从经济开采角度讲,露天矿边坡的角度越大(越陡)开采效益越好,可以少剥离岩石,降低开采成本。
但过大的边坡角必然导致边坡滑坡等破坏的风险增大。
见图11-4所示,露天矿边坡是指由露天采场四周的台阶等构成的倾向采场的岩体。
露天矿边坡分为工作帮边坡和非工作帮边坡。
工作帮边坡是指正在进行采矿或剥岩作业的边坡,如图11-4中的GCD 。
非工作帮边坡是指由露天矿境界台阶(永久台阶)组成的不进行采矿或剥岩作业的边坡,如图11-4中的FG 和BD 两部分。
非工作帮边坡上有许多台阶,这些台阶是采矿作业和维持边坡稳定所必须的。
边坡稳定研究对象是指非工作帮边坡。
随着露天开采的进行,露天矿场必然逐渐延深,最终达到露天矿的设计境界FEAB 。
FEAB 也称露天矿最终境界,FE 和BA 称为露天矿最终边坡,其边坡角称为露天矿最终边坡角,见图11-4中的和。
图11-4 露天矿边坡及构成露天矿边坡即是露天开采的 边界,同时也是露天开采作业的对象,还担负着提供下部矿石、岩石运输的通道作用,因此与其它岩土边坡相比,具有许多自身特点。
(1)露天矿边坡的形成是一动态开挖过程γβ露天矿边坡是随着采矿工程的延深而逐渐形成的。
在露天矿开采初期,由于边坡高度较小,因此边坡问题并不严重,但对有些矿山,由于岩层赋存条件、岩体结构等原因,即使是较小的边坡也会时常发生一些局部破坏。
因此,有些露天矿山自从开采初期就遇到了边坡失稳问题,一直持续在露天开采的整个过程。
(2)边坡工程地质条件的不可选择性露天矿边坡是露天矿场的边界,它的形成只能根据矿体赋存条件、相关的国家矿产需求、相关行业的经济水平、开采的技术条件等进行设计和开挖,尤其是边坡的形成位置不具有可选择性,只能是在开采的矿体周围形成,亦即边坡的工程地质条件、水文地质条件、岩层条件等不具有选择性,无法避开不良的工程地质区域,无法从根本上调整边坡的方位。
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二、 区域地质
区域范围:东起蓝河、西至汤河沿、南起周家东沟、 北至安平,东西长20公里,南北宽18.5公里,面积约 370平方公里。 1、地层 本区为中国辽宁古陆基的一部分,所以出露本区之地 层,以前震旦纪及震旦纪的变质岩系为主,并有小部分 寒武纪、奥陶纪及石炭二叠纪岩层。本区域内还有不同 时代侵入的岩浆岩以及大规模混合岩化作用而形成的混 合岩和许多大小不等的酸—中—基性的岩脉侵入岩。出 露于本区内的前震旦纪的岩石为本区最古老的地层,即 所谓的“鞍山群”。铁矿层含于此鞍山群之内。鞍山群 地层层序自上而下为:见书P93
.6上盘边坡工程地质分区与节理裂隙调查
弓长岭露天铁矿何家采区年设计生产能力400万吨, 根据矿体赋存条件、自然地形和矿山开采设计的要求将露 天矿采场边坡分成三个区域: I区:包括采场上盘和东、西端帮,长度约1850m,露 天底标高为+8m和+56m,露天顶标高为+200m,边坡岩 体主要为层状分布的片岩和矿体。 Ⅱ区:主要为采场下盘9线以东,长度为750m,露天底 标高为+8m,露天顶标高为+330m,边坡岩体主要为片岩 和贫矿体。 Ⅲ区:主要为采场下盘的9线以西,长度为800m,露天 底标高为+56m,露天顶标高为+320m,边坡岩体主要为 矿体地板围岩、即片岩和贫矿体。 研究的重点为采场的上盘边坡,目前采场最低开采水平 为140米左右,根据上盘的边坡结构及岩体特征将上盘边 坡划分为I区、II区、III区三个工程地质分区,如图5.2。
5.2.5 水文地质
矿床由于构造运动的影响,普遍存在大小不等的构造, 平行和斜交矿体走向。该断裂比褶皱构造稍晚之产物所充 填,故与地下水关系并非密切,但由于矿床受构造和区内 大片混合岩侵入影响,使坚硬岩石产生节理裂隙,成为地 下水的良好通路和聚集带。 矿区出露的含水层主要以前震旦系鞍山群变质岩系的含 铁矿石英岩为主,次为混合岩,钓鱼台组石英岩及第四系 层。 上盘边坡在开挖176m台阶时,边坡了渗水现象。在边 坡底部开挖的集水池范围很大,每天都需要及时排水。 到今年2010年,开挖到152m和140m台阶时,上盘边坡 表面已没有渗水现象,底部集水池渗水量也很少,范围很 小。主要原因是原河床下在176m水平左右存在弱含水层, 经过一段时间的排水,地下水量减少。地下水对边坡稳定 性影响程度逐渐减轻。
一般的原始地貌是“背斜成山,向斜成谷。”但地貌形态往往“背斜成谷, 向斜成山”,因为向斜地质坚 硬,不易侵蚀,而背斜则岩性脆弱,易被侵 蚀 当岩层弯曲方向相反时,要用以下方法判断: 向斜:指的是岩层向下弯曲,主要的判断方法是内新外老,在一水平面上,中间是 新岩层,而两边是老岩层。 背斜:指的是岩层向上弯曲,主要的判断方法是内老外新,在一水平面上,中间是 老岩层,而两边是新岩层。
2、构造
本区地层主要为古老的变质岩系所构成,它们受到吕梁及燕山运 动时期的造山运动的影响,因而其构造很复杂。 鞍山群地层区的古构造:在吕梁运动中或在其稍后,由于大规模 弓长岭花岗岩的侵入,致使将完成的大复背斜两翼互相有所脱落, 西南翼又受到强大推动作用,向东南有所转动,成为今日的布局。 弓长岭一矿区、二矿区、三矿区原是一个矿层,因为相互转动成 为鼎足之势。二矿区为大复背斜的东北翼,一、三矿区为大复背 斜的东南翼。东北翼内的高角度逆断层倾角与岩层的倾角有时一 致,有时稍陡或稍缓,从而造成铁矿层有时受到切削或重叠现象; 一、三矿区岩层走向北东50-90°,倾斜东南10-50°。 有向斜及背斜构造,它们的轴向是朝东南倾落。在一、三矿区 与二矿之间存在的大规模数条横向平推断层走向北东30-60°,倾 斜北西60-80°。在一矿区内有西北向的正断层,而在三矿区内有 东北向的逆断层。 发育在震旦纪地层的褶皱构造:褶皱为背斜两冀走向北东并向西 南倾落,为北西或南西10-30°倾斜的波形缓倾角。在三矿区东北 部有相同于上述轴向的大向斜构造。
第二节 边坡工程地质特性与岩体结构特征
一、矿区自然地理特征
弓长岭矿业公司露天铁矿位于辽宁省辽阳市弓长岭区岭东, 西北距辽阳市火车站直距31.6公里,西南距鞍山火车站直距43.8 公里,矿区地理座标东经123°30′,北纬41°06′。矿区交通极 为方便,辽(辽阳)溪(本溪)铁路从矿区西北端安平站通过矿 区有专用宽轨铁路与辽溪线相接,由矿区到辽阳、鞍山、本溪有 柏油路相通。 矿区内属低山丘陵地貌。位于长白山山系西南部支脉~千山山 脉的西北部,除西北方为大的冲积平原外,大部分属于山岳地带, 为壮年晚期地形,山脉走向一般为北东走向,部分为北西走向, 山峰高度一般为海拔260~500m,最高山峰海拔565m(高山)。 最低处河床标高为220~224m,相对比高339~341m。山脉坡度 不甚大,多为10°~20°,剥蚀比较强烈,山谷多呈“U”字型。
问:图上属于背斜还是向斜?
5.2.3 矿区地质
分布在弓长岭铁矿床南帮的岩层,目前揭露主要为前 震旦系鞍山群变质岩系,其次为鞍山群茨沟组铁矿及第四 系山坡堆积物及冲积层。
5.2.4 矿区构造
弓长岭一矿区位于区域二级构造单元的弓长岭背斜南西翼。 一矿区内两个上、下近于平行的铁矿层与其围岩构成一个缓倾 斜的复式向斜。由四个向斜和三个背斜形成一个波浪式的褶皱 构造。复式向斜轴向为北30°~50°西,向南东倾伏,轴倾角 20°~30°。 区内褶皱构造按褶皱轴向与岩层走向的关系,可分成纵向 褶皱与横向褶皱。本区的断裂构造按与岩层走向的关系基本可 分为三组,即走向断层、斜交断层与横断层。
第一节 引 言
图5.1 上盘边坡212铁路线平台滑移情况
第一节 引 言
为了确保露天矿安全生产的目标,需要开 展对何家采区上盘边坡进行稳定性研究,为了 保障弓长岭矿业公司露天铁矿何家采区上盘边 坡工程的安全稳定,避免出现重大人员伤亡及 被迫停产的被动局面,必须对上盘边坡整体稳 定性进行分析,提出并采取综合有效的措施进 行预测和防治。因此,开展“何家采区上盘边 坡稳定性研究与边坡结构优化设计”,对保证 露天矿的正常生产、避免重大事故的发生具有 特别重要的意义。
第一节 引 言 弓长岭矿业公司露天铁矿何家采区是鞍钢集 团矿业公司主力采区之一,年产近四百多万吨铁 矿石。虽然近期何家采区边坡工程没有发生大规 模滑坡事故,但随着采深的增加,处于河床部位 的上盘固定边坡的稳定性问题将凸显出来。2009 年春季开始,上盘边坡上部土体出现了大面积的 滑移,造成处于不稳定滑坡体的212m铁路Ⅰ线及 其直流接触网被破坏,严重影响矿石输出,迫使 矿山于2009年6月份对铁路进行移设,如图5.1所 示。如果边坡出现进一步滑移,使得212m水平铁 路全部报废。