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露天煤礦邊坡穩(wěn)定性分析與評價報告-資料下載頁

2025-02-28 06:40本頁面
  

【正文】 尤其是在 第( 5)層砂質(zhì)泥巖 、 第( 7)層砂質(zhì)泥巖、泥巖 和 第( 9)層 砂質(zhì)山西 某某 某某 煤業(yè)有限公司露天礦礦建階段邊坡穩(wěn)定性評價報告 —31— 泥巖、泥巖 與上部灰?guī)r接觸地帶,灰?guī)r中巖溶裂隙水滲透至泥巖表面會大大降低泥巖的抗剪強度,在水的作用下或動荷載的作用下極上部巖土體有可能發(fā)生滑動。該邊坡也為 較 不穩(wěn)定邊坡。 混合邊坡 即上有 土層 下有基巖的邊坡。由上所述的土質(zhì)邊坡和巖質(zhì)邊坡可以看出,單獨的各類邊坡均為穩(wěn)定邊坡。而組合邊坡最有可能滑動的地帶為土巖接觸帶。類比已有邊坡經(jīng)驗,土巖接觸帶發(fā)生滑動的條件是上部土層為易透水同時粘粒含量低的粉土或低液 限土,下部基巖一般不透水,是相對隔水層,同時具備遇水軟化或膨脹的特性 。本露天礦邊坡上部巖性為粉質(zhì)粘土 、粘土 ,其特性是不易透水,從地表調(diào)查結(jié)果看,未發(fā)現(xiàn)地裂縫,說明邊坡體上部沒有進水通道,即使連續(xù)下雨也不會使雨水從邊坡上部進入土巖接觸帶。換句話說就是上部土體的性質(zhì)、狀態(tài)不會發(fā)生根本性的變化。就現(xiàn)狀土體來講,當(dāng) 粉質(zhì)粘土土坡高度為 時,才達到極限平衡狀態(tài),邊坡有可能破壞。而實際 粉質(zhì)粘土邊 坡高度 均未 超過 此值 ,遠小于此值 ; 當(dāng) 粘土 土坡高度為 時,才達到極限平衡狀態(tài),邊坡有可能破壞。而實際 粉質(zhì)粘土邊 坡高 度 均未 超過 此值 ,遠小于此值 ; 故混合邊坡也為穩(wěn)定邊坡。即 P P P4 均為穩(wěn)定邊坡 , P7 邊坡 傾向與巖層傾向交角為 88176。,迫于垂直,按巖體力學(xué)理論也 為穩(wěn)定邊坡 , P3 為 較 穩(wěn)定邊坡 , P P為 較 不 穩(wěn)定邊坡。 從表 41 可知 邊坡 臨空面位于 開挖 中心 四周 ,具多層結(jié)構(gòu),多層結(jié)構(gòu)邊坡最有可能滑動的地帶為軟硬層接觸帶或從邊坡底部泥巖中剪出。 基巖類斜坡失穩(wěn)的方式主要有兩種,一是以滑坡或滑動為表現(xiàn)形式,二是以崩塌為表現(xiàn)形式。無論是哪一種,自然因素方面受巖層間軟弱結(jié)構(gòu)面和構(gòu)造結(jié)構(gòu)面控制,其次是巖體中的裂隙的發(fā)育程度,包括節(jié)理 、原生裂隙、風(fēng)化裂隙和卸荷裂隙及巖性組合。 滑坡類失穩(wěn):完整、巨厚層狀、厚層狀的砂巖斜坡穩(wěn)定性好,夾有泥質(zhì)頁巖夾層和泥巖,且在切削內(nèi)范圍內(nèi)就存在粘土巖、泥巖夾層山西 某某 某某 煤業(yè)有限公司露天礦礦建階段邊坡穩(wěn)定性評價報告 —32— 的斜坡,穩(wěn)定性差,尤其是泥巖的特性為隔水層,上部覆巖裂隙水遇該層后就再不能下滲,二是泥巖遇水有膨脹的特性;這兩條特性決定了泥巖與砂巖或粘土巖的接觸帶即使在裂隙水發(fā)育的地帶,其表層也是極易成為滑動帶和滑面的。同時在有振動力的作用下,如建設(shè)期的放炮或遇地震振動作用時,會造成邊坡的失穩(wěn),這種失穩(wěn)的形式以滑坡或滑動為表現(xiàn),小規(guī)模的滑動局限于砂巖地層中的層理面 之間,大規(guī)模的滑動發(fā)生在泥巖層面上方的巖石,尤以切削工作面較大、較長,貫穿了原來的山梁的地段可能性最大?;姆搅恳暷鄮r、粘土巖上部的巖層的厚薄,大者可達上萬方,如若在切削坡的后方有結(jié)構(gòu)構(gòu)造面傾向臨空面時更易于形成沿該結(jié)構(gòu)面為后緣滑帶的滑坡。 崩塌類失穩(wěn):主要發(fā)生在較破碎的巖層中。巖層為中薄層狀,節(jié)理非常發(fā)育,像該處邊坡泥巖、砂巖、灰?guī)r中的格子狀節(jié)理就非常發(fā)育,巖體呈碎塊狀,均為強風(fēng)化,逆向邊坡通常切削高度較小時就會出現(xiàn)規(guī)模較小的崩塌、塌落,這類斜坡失穩(wěn)主要發(fā)生在切削期。順向切削面發(fā)生的可能性要大的多,即南 側(cè)邊坡失穩(wěn)的可能性要大的多。 (二) 定量分析 邊坡 狀況 分析和指標取值 鑒于先期開采地段邊坡基本上為上土下巖邊坡,多層結(jié)構(gòu),煤系地層風(fēng)化、破碎嚴重,可近似按畢肖普和瑞典法以圓弧滑動進行分析驗算。 計算采用的 C 值、Φ值以實際化驗結(jié)果為基準,按邊坡所處地貌單元、構(gòu)造發(fā)育程度、各土層的實際工程性能狀況和施工過程以及營運后的受荷情況和地下水水文地質(zhì)條件的變化進行調(diào)整,對取值較困難的土巖接觸面、軟弱巖體夾層,均采用經(jīng)驗值。各土層計算取值見表 33。 計算 結(jié)果 土質(zhì)邊坡 平均 按 30m 考慮,在正常工況下計算所得的安全 系數(shù)Ks為 ~ 之間。 山西 某某 某某 煤業(yè)有限公司露天礦礦建階段邊坡穩(wěn)定性評價報告 —33— 圖 41 土質(zhì)邊坡計算圖 圖 42 土質(zhì)邊坡計算圖 006 1 2 36302418126661218243036同濟啟明星 S L O P E 1 . 0 S N :W R X S R N O121 : γ =1 8 .3 c = 4 5 .3 φ =1 8 .42 : γ =1 8 .9 c = 5 7 .5 φ =1 7 .93 : γ =2 2 .4 c = 1 2 8 φ =3 5安全系數(shù) : 7( 瑞典法、總應(yīng)力模式 )006 1 2 36302418126661218243036同濟啟明星 S L O P E 1 . 0 S N :W R X S R N O121 : γ =1 8 .3 c = 4 5 .3 φ =1 8 .42 : γ =1 8 .9 c = 5 7 .5 φ =1 7 .93 : γ =2 2 .4 c = 1 2 8 φ =3 5安全系數(shù) : 5( 簡化 BI S H O P 法、總應(yīng)力模式 )山西 某某 某某 煤業(yè)有限公司露天礦礦建階段邊坡穩(wěn)定性評價報告 —34— 開挖形成的整體邊坡角度為 37176。, 以 P1邊坡為例 計算結(jié)果在正常工況下計算所得的安全系數(shù) Ks為 。 所計算結(jié)果均大于 規(guī)范要求的 ,滿足要求。 其它 P P P4 、 P7 邊坡 計算結(jié)果在正常工況下計算所得的安全系數(shù) Ks分別為 、 、 、 。 P P6 邊坡 計算 結(jié)果 在正常工況下計算所得的安全系數(shù) Ks分別為、 。 圖 43 P1邊坡計算圖 (三) 邊坡 影響因素 分析 邊幫滑坡災(zāi)害是露天開采的重大災(zāi)害之一。因露天開采技術(shù)的發(fā)展,目前滑坡災(zāi)害基本上已能得到控制,災(zāi)難性的滑坡災(zāi)害事故極少發(fā)生。 ① 不同成因和 類 型的結(jié)構(gòu)面(層理層面,軟弱夾層,節(jié)理,斷層等)與邊坡的臨空面相互位置關(guān)系,會弱化邊坡巖體的力學(xué)性質(zhì),從0011 2988470564228141428425670849811 2同濟啟明星 S L O P E 1 . 0 S N :W R X S R N O121 : γ =1 8 .3 c = 4 5 .3 φ =1 8 .42 : γ =1 8 .9 c = 5 7 .5 φ =1 7 .93 : γ =2 2 .4 c = 6 0 φ =3 54 : γ =2 5 .8 c = 1 0 0 φ =4 25 : γ =2 2 .4 c = 6 0 φ =3 56 : γ =2 5 .8 c = 1 0 0 φ =4 27 : γ =2 2 .5 c = 6 0 φ =3 58 : γ =2 5 .8 c = 1 0 0 φ =4 29 : γ =2 3 c =6 0 φ =3 51 0 : γ =1 3 .5 c = 4 5 φ =2 01 1 : γ =5 0 c =6 0 φ =7 8 .2 8 8安全系數(shù) : 4( 瑞典法、總應(yīng)力模式 )山西 某某 某某 煤業(yè)有限公司露天礦礦建階段邊坡穩(wěn)定性評價報告 —35— 而會降低邊坡的穩(wěn)定性; ② 露天礦的采動作用會破壞邊坡巖體的整體性,產(chǎn)生位移、裂隙,對邊坡的穩(wěn)定性影響較大; ③ 大氣降雨,尤其雨季集中的強降雨,通過裂隙滲入邊坡巖體、降低巖 體強度和巖體的摩擦力,導(dǎo)致邊坡失衡。 ④ 采場邊坡巖石的抗剪強度 (粘聚力值和內(nèi)摩擦角值綜合代表 )值低,影響巖體力學(xué)指標值,使穩(wěn)定系數(shù)降低; ⑤ 巖體 存在局部斷層導(dǎo)致 節(jié)理、裂隙多,巖體力學(xué)指標低,使穩(wěn)定系數(shù)降低; ⑥ 地下水影響,使巖石力學(xué)指標與穩(wěn)定系數(shù)下降; ⑦ 軟 弱層的存在使穩(wěn)定系數(shù)急劇下降; ⑧ 邊坡 整體 高度增加,穩(wěn)定系數(shù)降低; ⑨ 邊坡角變陡,穩(wěn)定系數(shù)降低; ⑩ 邊幫裸露的時間越長,穩(wěn)定系數(shù)降低; 三、小結(jié) 先期開采 地段 邊坡用理論計算公 式和經(jīng)驗類比法分別對土質(zhì)邊坡、巖質(zhì)邊坡及混合邊坡進行了穩(wěn)定分析評價,結(jié)論是 P P PP P7邊坡為穩(wěn)定邊坡 , P P 為 較 不 穩(wěn)定邊坡。 山西 某某 某某 煤業(yè)有限公司露天礦礦建階段邊坡穩(wěn)定性評價報告 —36— 第五章 結(jié)論 建議 一、結(jié)論 山西 某某 某某 煤業(yè)有限公司 露天 煤礦位于 某某 縣 城東直距約33km 處的桃紅坡鎮(zhèn)橫羅、孿子頭、高家堰、店則溝村一帶 。 批準開采 10+11 號煤層, 露天開采設(shè)計能力為 , 露天開采深度 50~130m,井田面積 km2。 該礦 礦田地處呂梁山中段,為一黃土丘陵中低山區(qū),地勢西北高南東低。最高點標高 ; 最低點標高 ,相對高差。屬侵蝕強烈的丘陵中低山區(qū)。 先 期開采地段從南到北、從西到東外圍的 7 個邊坡,分別為P P P P4 、 P P P7,其中 P1 邊坡為南側(cè)東西向的直線主邊坡, P2 邊坡為西側(cè)南北向的直線主邊坡, P3邊坡為北側(cè)東西向的直線主邊坡, P4 邊坡為東北側(cè) L 型邊坡, P5 邊坡為西北側(cè)近東西向的直線邊坡, P6邊坡為西側(cè)南北向的直線邊坡, P7 邊坡為西南側(cè) W 型邊坡,參見附圖。 P1 邊坡長 1664m,高度 46~ 131m,形態(tài)組合上屬多臺階邊坡,最大臺階數(shù) 13 個; P2 邊坡長約 84m,高度 54~ 120m,形態(tài)組合上屬多臺階邊坡,最大臺階數(shù) 12 個; P3 邊坡長約 1488m,高度 54~ 127m,形態(tài)組合上屬多臺階邊坡,最大臺階數(shù) 13 個; P4邊坡長約 596m,高度 35~ 85m,形態(tài)組合上屬多臺階邊坡,最大臺階數(shù)9 個; P5邊坡長約 636m,高度 20~ 45m,形態(tài)組合上屬多臺階邊坡,最大臺階數(shù) 5 個; P6 邊坡長約 552m,高度 35~ 55m,形態(tài)組合上屬多臺階邊坡,最大臺階數(shù) 6 個; P7 邊坡長約 966m,高度 25~ 55m,形態(tài)組合上屬多臺階邊坡,最大臺階數(shù) 6 個。 評價邊坡的巖性組合上部為第四系中更新 統(tǒng)粉質(zhì)粘土 和新近系中統(tǒng)粘土 ,厚度不等,在 0~ 之間。下部為 石炭系泥巖、泥山西 某某 某某 煤業(yè)有限公司露天礦礦建階段邊坡穩(wěn)定性評價報告 —37— 質(zhì)砂巖、灰?guī)r和煤 。 切削邊坡深度內(nèi)基巖總厚度在 30~ 60m 之間 先 期開采地段 邊坡的使用年限 3 年,為臨時邊坡或暫時性邊坡。 邊坡的 安全 等級與組成邊坡的巖土的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和產(chǎn)狀有關(guān),與邊坡的高度有關(guān),與邊坡破壞后產(chǎn)生的后果有關(guān)。本次評價邊坡的安全等級為 一 級。 先期開采 地段 邊坡用理論計算公式和經(jīng)驗類比法分別對土質(zhì)邊坡、巖質(zhì)邊坡及混合邊坡進行了穩(wěn)定分析評價, 正常工況下 P1 邊坡的安全系數(shù) Ks為 , P P P4 、 P7邊坡 計算結(jié)果在正常工況下計算所得的安全系數(shù) Ks分別為 、 、 、 , P P6邊坡 計算 結(jié)果 在正常工況下計算所得的安全系數(shù) Ks分別為 、 。 結(jié)論是 P P P P P7 邊坡為穩(wěn)定邊坡 , P P 為 較不 穩(wěn)定邊坡。 二、建議 建議做好邊坡上游的排水工作,使地表雨水不直接滲入邊坡體內(nèi) ,尤其是 先期開采地段 邊坡。 建議對 邊坡 進行變形監(jiān)測 工作, 尤其是雨季應(yīng)加強監(jiān)測頻度 。
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