露天矿边坡分析及控制

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。
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。
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°。
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。
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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
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。
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。
5.2.6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：
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°。
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。
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露天矿边坡稳定分析与控制
第五章 弓长岭露天矿何家采区边坡优化设计
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。
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。
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。