毕业设计--2露天矿边坡设计.doc

第3页中国矿业大学2010届本科生毕业设计2 露天矿边坡设计2.1矿田工程地质2.1.1矿田工程地质概况根据东露天矿岩性和地质特征，东露天矿边坡分为南帮和北帮，南帮和北帮的边坡有质的区别。南帮边坡岩层为顺层，对边坡稳定有一定的影响；而北帮边坡岩层的倾向与边坡倾向相反，对边坡稳定影响不大。2.1.2影响东露天矿南帮边坡稳定性的主要因素（1）在东露天矿南帮E8600以东煤层底板下部分布有一层泥页岩，但其力学强度大于软质凝灰岩力学强度，基本接近硬质凝灰岩力学强度，所以滑面选用凝灰岩层面。硬质凝灰岩与软质凝灰岩分布情况如下：硬质凝灰岩基本全区分布，其整体边坡是基本稳定的。软质凝灰岩在走向和倾向上分布不连续，多为薄层和透镜体存在,局部有软质凝灰岩的边坡稳定相对较差。（2）东露天矿浅部第四纪冲积层中含有淤泥质粘土、粉质粘土，冲积层厚度1025m不等，它是造成东露天矿浅部第四积冲积层滑坡变形的主要原因。2.1.3影响东露天矿北帮边坡稳定性的主要因素（1）西露天组绿色泥岩层中夹有薄层褐色页岩，褐色页岩遇水泥化，该层是构成边坡不稳定的主要因素。（2）东露天矿北帮岩层由于受断层、井工采动的影响，致使岩层的整体性遭到破坏，造成岩层的节理、裂隙十分发育，在采掘过程中存在局部发生滑坡的可能。2.1.4计算基础数据采取过程 由于东露天矿与西露天矿同属一个煤田，且采矿条件基本相同，相距较近，两者的地层构造基本相似，西露天矿的一些岩石力学指标具有一定的参考价值。东露天矿地层中的弱层情况基本查清，补充勘探在实验室做了部分岩芯样品力学指标，由于岩芯样品有限，只做了部分岩芯岩石力学指标，其岩石力学指标性质基本与西露天矿相同，综合两矿的工程地质资料，部分参考了西露天矿的工程地质资料，确定东露天矿岩石力学指标，最后对东露天矿的边坡进行稳定分析计算。东露天矿采用的岩石力学指标如下，见表2.1。表2.1 东露天边坡稳定分析岩石强度表岩 性顺层切层容重（T/m3）C（T/m2）（）C（T/m2）（）绿色泥岩3.01615302.3油母页岩3.022.520.0362.1本层煤8.22314.0351.5井工充填物料5.834.75.834.71.6软质凝灰岩3.0163.0252.3硬质凝灰岩5.022.511.8322.3玄武岩3.735.53.735.52.8A层煤3.0173.0251.5本层煤底板5.0252.3泥页岩4.0224.0272.3褐色页岩泥化层2.6716.122.6716.122.32.2边坡稳定角的确定2.2.1南帮 硬质凝灰岩预想滑面的滑块，其整体边坡稳定系数在不疏干状态下为1.1321.652，在疏干50%状态下其整体边坡稳定系数仅有E7000和E7800剖面没有达到安全稳定系数1.3。软质凝灰岩预想滑面的滑块，其整体边坡稳定系数在不疏干状态为1.0061.274，在疏干50%状态下其整体边坡稳定系数为1.0651.311，仅有个别剖面的边坡稳定系数达到安全稳定系数1.3以上。泥页岩石该区的次要弱面，其力学强度大于软质凝灰岩力学强度，基本接近硬质凝灰岩力学强度，稳定情况相对较差。南帮帮坡岩层由于处于顺层状态，其本身状态相对较差，加之本层煤底板下局部有不稳定的泥页岩、软质凝灰岩和硬质凝灰岩等弱层的存在，将直接影响南帮边坡的稳定性。南帮边坡稳定角取30，在南帮边坡临到界前采取相应的综合治理措施，不会影响南帮整体的边坡稳定。另外，南帮第四纪冲击层部分边坡稳定性较差，不能达到安全稳定系数1.3的要求，需进行必要的加固治理措施。2.2.2北帮北帮边坡岩层倾向与边坡倾向相反，且岩层的力学性质相对较好，取其整体边坡角为30，东露天矿北帮整体和局部边坡稳定系数,在不疏干状态下为1.0741.192，没有达到安全稳定系数1.2。在疏干50%状态下为1.2531.361，全部满足安全稳定系数1.2，因此北帮边坡稳定性相对较好。2.2.3东、西帮东端帮、西端帮边坡岩层由于处于切层状态下，其边坡本身状态相对较好，且最终整体边坡角为30，加之绿色泥岩、油母页岩的岩石力学性质较好，因此对东帮、西帮边坡稳定影响不大。2.3保持边坡稳定性的措施为了增加边坡稳定程度，本设计提出以下主要安全措施：（1）加强地下水的疏干和地面防治水工作。（2）进行必要的补充地质勘探工作，及时调整局部生产的帮坡角和台阶坡面角，对局部不稳的边坡进行