高边坡开挖施工专项技术方案.doc

施工组织设计（重大技术方案）审批表合同名称：山西能源产业集团晟凯煤业有限公司露天矿井建设土石方工程施工承包合同合同编号：SKMYGSSGHT编制人： 编制日期：年月日项目总工程师： 项目经理： 项目部审 批技术负责人： 审批意见： 年月日项目部有关部门;工程技术部： 年月日安质环部： 年月日其他： 年月日公司审批总工程师： 审批意见： 年月日公司有关部门：工程技术部： 年月日安质环部： 年月日其他： 年月日 监 理 单 位 审 批监理机构审核意见： 总监理工程师： 年月日 山西能源产业集团晟凯煤业有限公司兼并重组整合露天煤矿土石方剥离工程高边坡开挖施工专项技术方案 编制： 审核： 批准： 施工公司山西省交口县晟凯煤业露天矿井工程项目部年 月 日目录第1章 工程概况 1.1位置及交通1.1.1地理位置1.1.2交通 1.2矿区开发历史和现状1.2.1关闭矿井1.2.2老小窑 1.3水源、电源及建材供应情况1.3.1水源1.3.2电源1.3.3建材供应 1.4地形、水文和气象1.4.1地形、地貌1.4.2水文、气象 1.5地震烈度 1.6矿田地质构造1.6.1区域构造1.6.2区域地层 1.7矿区地质1.7.1地层1.7.2构造 1.7.3水文地质 一、含水层 二、隔水层 三、充水因素分析第二章采掘场边坡稳定 2.1滑坡模式 2.2采掘场边帮地层抗剪强度有关指标 2.3采掘场边坡稳定分析第3章 高边坡开挖 3.1土方高边坡开挖3.1.1作业准备3.1.2技术要求3.1.3施工顺序与工艺流程 一、施工顺序 二、工艺流程 三、施工方法 3.2石方高边坡开挖3.2.1作业准备3.2.2技术要求3.2.3施工顺序3.2.4施工工艺及要求 一、技术交底 二、测量放样 三、施工排水 四、钻爆设计 五、作业面平整 六、边坡成型钻爆 七、分层、梯段爆破开挖 八、验收第4章 边坡监测 4.1边坡稳定的监测措施4.1.1地面位移监测4.1.2深部位移监测4.1.3人工监控 4.2监测网的建立及监测设备的选择4.2.1监测网的建立4.2.2监测设备 4.3地面重要设施基础变形、沉降监测设施 4.4预防露天采场及排土场滑坡的技术安全措施和设施第5章 安全施工专项措施 5.1影响高边坡施工安全的危害因素 5.2高边坡施工的重大危险源5.2.1对重大危险源的评价5.2.2预防措施 5.3高边坡施工的安全技术措施 5.4高边坡施工的安全管理规定5.4.1高边坡开挖安全措施5.4.2高边坡施工机械安全措施 5.5项目部各级人员安全生产责任制第一章工程概况1.1位置及交通1.1.1地理位置露天煤矿位于交口县东部桃红坡镇吉子沟村西，距交口县城约32km，行政区交口县桃红坡镇管辖。1.1.2交通矿田内有公路通往坛索，坛索与桃红坡镇有省道柏油公路相通。矿井区距桃红坡镇7km，距交口县城32km。自桃红坡镇向西南经交口县城及石口有国道209干线经隰县、蒲县至临汾，209线向北径中阳县至吕梁市。县城向东有省道通往孝义、汾阳，汾阳县城既有高速公路通过。县城向东北可达阳泉火车站，并可到达太原交通十分便利。1.2矿区开发历史和现状矿田范围内存在的矿井及小窑主要为已关闭的交口新建煤矿、桃红坡新建二矿和小石沟煤矿及矿田南部、西部、西北部、北部、东北部的9个老小窑。各煤矿基本情况按关闭时期分述如下：1.2.1关闭矿井（1）交口新建煤矿：该矿属桃红坡镇集体企业，筹建于1988年，于1992年投产，生产能力6万t/a，提升方式为单钩串车，井下为调度绞车牵引矿车运输，机械抽出式通风，矿灯照明，井口为半圆拱砖砌碹，其他采用梯形木支护方式，井筒和开拓巷道位于11号煤层中，放炮掘进，残柱式回采，掘进工作量大，采掘比不大于1:2等。根据交口县新建煤矿2001年度瓦斯等级鉴定，该矿11号煤层瓦斯相对涌出量1.888m3/t，绝对涌出量为0.321.888m3/min，属于低瓦斯矿井。煤尘具有爆炸性，为不易自然煤层，2005年原矿井下实测的正常涌水量为5m3/h，最大涌水量为10m3/h，最大涌水量为10m3/h。该矿2003年11月颁发了新的采矿证，证号为1400000331589，批准开采9、10、11号煤层，于2005年12月经晋煤行发【2005】979号文件批复，采煤方法改革矿井能力核定为15万吨/年，该矿于2006年由晋煤整合办核【2006】42号文件批准关闭北部二坑。保留南部生产主副井口，并于2009年重组整合关闭该矿南部主副井口（2） 桃红坡镇新建二矿于1999年因资源枯竭报废关闭：位于本区西部，于1991年建设主斜井、副斜井一对采用斜井开拓方式；1992年投产，生产能力6万吨/年，开采面积2.1514km2。利用主斜井和防暴三轮运料、运煤，残柱式开采，中央并列抽出式通风，井下用水量不大，为45m3/d。按照矿井正常涌水量60m3/d，最大180m3/d，设计井底水仓有效容量400m3，三台12.5m3/h的水泵，扬程55m。（3） 小石沟煤矿于1999年被关闭：位于本矿田南部，为吉子沟村办煤矿，生产能力6万t/a，采矿许可证号L51123，开采煤层10、11号，开采时间为1992-1999年，开拓方案为平硐开采，采用房柱式采煤方法，开采深度30-50m，该矿井煤层瓦斯含量低，有一定的煤尘爆炸性，煤的自燃倾向为容易自燃，矿井涌水量60m3/d，每天抽水3-7个小时。1.2.2老小窑本矿田内北部。西部。南部均为煤层露头区。由于多被新生界地层覆盖，地表基岩出露不十分明显。矿田内共调查老、小窑9个。有5个老窑位于矿田北部，采用斜井采煤，为“独眼井”；3个老窑位于矿田西部，采用斜井采煤，为“独眼井”；1个位于中南部，采用竖井，井深30-50m。破坏范围大约在100m-200m范围内。这9个老窑均位于山西能源产业集团新鑫建煤业有限公司采空区范围内。因此，矿田北、西、南三面为采空区，东部为吉子沟村及其生活水井保护煤柱，由交口县政府交水资办20012号文划定。本矿界外四周没有相连的相邻煤矿。1.3水源、电源及建材供应情况1.3.1水源除奥陶系含水层外，其它含水量较小，不能满足矿山用水需要。奥陶系灰岩溶隙水埋藏较深，但水质好、水量丰富，符合饮用水标准。故煤矿供水可打深井利用奥陶系灰岩溶裂隙水。1.3.2电源本矿已形成一回10kv电源线路，引自坛索10kv变电站，导线采用LGJ-50mm2型钢芯铝绞线，供电距离2km；根据已签供电协议，拟由大麦郊10kv变电站引一回10kv供电线路，选用LGJ-50mm2型钢芯铝绞线，供电距离5km。1.3.3建材供应露天矿建设的土建工程量较少，工程所需的各种建材都由交口县调入。1.4地形、水文和气象1.4.1地形、地貌 交口县位于吕梁山脉南段东麓，为一中低山区。矿田内地形起伏，沟谷纵横，地势总体为西北高，东南低，最高点位于矿田西北边缘，海拔为1206.0m，最低点位于矿田东南部边缘沟谷中，海拔1040.50m相对最大高差165.5m。矿田内大面积被黄土覆盖，北部及南部沟谷边缘有少量基岩零星出露。黄土层由于其节理发育的特征，极易遭受强烈的侵浊切割，多形成山梁、垣峁土崖、峭壁地形，其山形地势走向多呈近南北方向。同向冲沟特别发育，雨季常有山洪爆发一泄而去，同时带走了大量黄土及泥沙。1.4.2水文、气象 1、水文 本区属黄河流域汾河水系。交口县境内有两条河流，分别为大麦郊河和下村河，两河向东南方向流动于双池镇汇合后流入灵石县段纯河然后汇入汾河。矿田内基本无地表水体，各沟谷一般干凅无水，在雨季时有短暂的水流，流水时间不长，对矿井开采不会造成影响。露天开采后会增加采场汇水量，尤其雨季汇水量会大大增加，矿田内地形切割严重，沟谷纵横，新生界地层及基岩分化壳含水甚微，易排泄。奥陶系含水层水位标高825m左右远远低于11号煤层底板标高（1000m），不存在带压开采问题。岩溶地下水对煤层露天开采威胁不大。 2、气象本区属温带大陆半干旱性气候，一年四季分明，昼夜温差大，春季干旱多风，夏季炎热，秋季凉爽，冬季严寒。夏秋季多雨，雨量集中在7、8、9月三个月份，冬季少雪。据交口县气象站1983年至1990年气象资料，年平均降水量450550mm大多集中在79月份，年蒸发量14821814mm，蒸发量远大于降雨量。年平均气温7.0，最高气温32.5，最低气温-21.7，无霜期平均186天。最大冻土深度0.8m。1.5地震烈度交口县位于六、七度分界线一带，以南北分界，分界线主要在桃红坡镇东西方向，桃红坡镇以北为六度区，以南为七度区。1.6矿田地质构造1.6.1区域构造本矿田应属霍西煤田范围，位于霍西煤田西北边缘。区域构造位置处于吕梁块隆东缘之阳泉曲一汾西盆状复式向斜西翼，区域内发育有北东向、北西向两种不同方向的平缓褶曲和一些小型断裂构造。区域内无岩浆岩活动，陷落柱发育。1.6.2区域地层区域地层由老到新有：古生界寒武系中统2、上统3；奥陶系下统治里组（01y）、亮甲山组（01L），中统下马家沟组（02X）、上马家沟组（02S）和峰峰组（02f）；石炭系中统本溪组（C2b）、上统太原组（C3t）；二叠系下统山西组（PlS）、下石盒子组（PlX）；新生界第四系中上更新统（Q2+3），全新统（Q4）。1.7矿区地质1.7.1地层矿田内多为黄土所覆盖，沟谷中有基岩地层零星出露。根据钻孔资料矿田内地层有：第四系中上更新统（Q2+3）、石炭系上统太原组（C3t）、中统本溪组（C2b）、奥陶系中统峰峰组（02f）。由老至新分述如下：1、 奥陶系中统（02f）岩性为厚层状灰色、灰白色石灰岩，夹白云质灰岩，泥质灰岩。灰岩白云质灰岩，性脆、致密坚硬，裂隙发育常被方解石脉充填，白云质灰岩层中常有2-3层泥灰岩。本组顶部风化面因受山西式铁矿侵染，常呈褐红色，表面凹凸不平。根据XJ-4水文孔资料，本组厚度161.80m。矿田东北边界外500m出沟谷中出露厚度大于15m。2、 石炭系中统本溪组（C2b）本组地层厚度变化较大，上部为灰色、灰黑色泥岩、砂质泥岩为主，夹薄层粉砂岩；中部局部发育一层灰岩及煤线，但不稳定，煤线厚度0.20m；下部为灰色粘土岩、铁铝岩，局部有黄铁矿层或山西式铁矿和铝土矿层。钻孔见本组厚度10.50-32.80m，平均19.90m，与下伏地层呈平行不整合接触。XJ-2号孔揭露本组厚度32.80m，XJ-10号孔揭露本组厚度10.50m。3、 上统太原组（C3t）本组是本区主要含煤地层，为一套海陆交互相含煤沉积建造。矿田内地层不完整。本组地层上部遭受风化剥削，保留不完整。底部为浅灰、灰白色厚层状石英砂岩（Kl），是太原组与本溪地层分界标志层；下部为灰褐、深灰、灰色砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、薄层砂岩及9、10、11号煤层。厚度15.20-29.4m，平均23.36m。其中：9号煤层薄煤层煤线可采；10号煤层不稳定局部可采，10煤层在赋煤区厚度0-1.35m；11号煤层全矿区稳定可采厚煤层，厚度2.65-9.30m，平均7.00m；中部从K2灰岩始至K4灰岩底，岩性主要为灰岩、泥岩、砂质泥岩，厚平均30.6m。上部为灰黑色、灰色粘土泥岩、砂质泥岩，XJ-9号孔仅见到厚度为6.8m，因上部地层剥削原因不到顶。三层灰岩自下而上分别为K2、K3、K4，K4灰岩仅在XJ-9号孔见到厚2.95m，K3灰岩五个孔见到厚度2.75-6.00m，平均4.94m。K2灰岩11个全部见到厚4.00-7.85m，平均5.98m本组地层与下伏本溪组地层呈整合接触关系；根据钻孔资料及矿井区内地层保（残）留，本组厚32.15m-68.60m，平均厚66.23m。4、 第四系中上更新统（Q2+3）矿田内，第四系地层为中上更新统黄土层，厚度0-50m，全矿田广泛分布，土质为亚砂土、亚粘土，含钙质结核，垂直节理发育，常呈直立状形态。与下伏地层呈角度不整合接触。1.7.2构造本矿田总体上为一走向北东，倾向南东的单斜构造。倾角5-8，煤层产状比较平缓。井下开采过程中，没有发现断裂构造，勘探仅在XJ-5号孔见断层破碎带，解释为层间小断层，正断层，断距7.5m，倾角70。矿田内无陷落柱，无岩浆岩侵入。综上所述，本矿田地质构造为简单类型。1.7.3水文地质一、含水层矿田内地形切割严重，沟谷纵横，新生界地层及基岩风化壳含水甚微，易于排泄。奥陶系含水层水位标高825m左右远远低于11号煤层底板标高（1000m），不存在带压开采问题。岩溶地下水对煤层露天开采威胁不大。1、 太原组层间裂隙水太原组地层矿田内有零星出露，含水岩层主要为底部的K1砂岩、K2、K3、K4灰岩及泥岩中所夹的砂岩透镜体。根据煤矿建设20年资料，2005年前矿井涌水量一般为2m3/h；当时，年产量6万t/a，涌水量约60m3/d，2005年矿井采煤方法改革，生产能力提高至15万t/a，其矿井正常涌水量150m3/d，最大矿井涌水量180m3/d。本次XJ-4号水文孔水量小，未能进行抽水试验，说明煤层开采后太原组含水层水大部被漏掉了，因而孔中水量极小。本次，仅采取水样做了水质分析。结果为：矿化度387.26mg，总硬度280.22mg/L，pH值6.72，含氟F0.23mg/L。水质类型为HC03S04Camg型水。说明地下水被煤中硫污染。2、 奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层本矿田位于郭庄泉域补给径流区，XJ-4水文孔中见峰峰地层厚161.80m。区域地是，本次水文孔中未测到奥灰水水位资料。岩性以石灰岩为主，夹泥灰岩，白云质灰岩。根据区域资料上马家沟组厚约200250m，岩溶裂隙发育，含水量丰富，底部石膏夹层厚4060m，是相对隔水层。其中、上部地层为厚140190m，灰岩、白云质灰岩层中岩溶裂隙是主要含水层，因溶孔、溶洞、蜂窝状岩溶十分发育，因而水量及其丰富。据双池镇20号供水井和吉子沟水井资料，奥灰岩溶水水位埋深254m，连续抽水四天，涌水量Q=5.56L/S，井内水位不降，水量及其丰富。根据上述两井资料及区域资料推测，本矿田奥灰水位标高在823829m之间，一般为825m。本矿区内水力坡度为2/1000，地下水的基本流向为北西-东南向，地下水流至郭庄泉群排泄，现有岩溶供水井也是排泄渠道之一。二、隔水层矿田内隔水层主要为本溪组，厚度10.533.0m，平均19.9m，该组内铝土泥岩、泥岩，岩性致密、细腻，具有良好的隔水性能。其次，相间于个含水层间厚度不等的泥岩、砂质泥岩层。可起到一定的隔水作用。三、充水因素分析1、大气降水和山洪直接充水大气降雨对井工开采影响不大，但露天开采时影响较大，其影响范围为露天的采面、边坡和运输路面等。采场内，低洼地区可能会发生临时性积水；汛期长时间降雨可能会降低边坡稳定性和岩石强度，发生滑坡和泥石流等地质灾害。矿坑底部会受暴雨等强降雨侵害。2、 新生界地层含水软化和沾粘新生界地层含水能力差，但受大气降雨影响，含水量超过临界值时会发生软化和沾粘现象，将影响生产效率，甚至发生滑坡等。3、 K4、K3、K2灰岩和砂岩含水层直接充水K4、K3、K2灰岩位于可采煤层层位之上，补给水源为大气降雨直接补给或经过上覆地层间接补给，补给能力一般较差，一般正常情况下含水量不大，汛期含水量会增高，露天开采后地下水会先期开采地段汇集。4、 奥陶系灰岩地层含水层本区奥灰水水位标高825m左右，11号煤层最低底板标高1000吗m，高于奥灰水位约煤层底板，因此，本区奥灰水不存在带压开采问题。第2章 采掘场边坡稳定2.1滑坡模式采掘场帮破地层的构成，其上部大部分为中上更新统黄土层覆盖，一般为0-50m其中部分为缓倾斜岩层，形成岩层理面的圆弧-直线（层面）型滑坡的可能性较小。上部黄土覆盖层较薄，易形成较小的张裂缝，在由黄土、岩层和煤层构成的帮坡体中，形成“张裂缝-圆弧型滑坡”的可能性较大。2.2采掘场边帮地层抗剪强度有关指标 采场边坡稳定，主要取决于组成边坡的岩体强度，根据地质报告提供的岩块强度、岩石物理力学资料及岩层情况，本矿现有工程地质有关岩块抗剪强度资料上不能满足初步设计的需要，因此我们参考相邻矿山的岩石物理力学指标，综合确定岩石物理学性质指标见表2-1.表2-1 岩石物理力学参数表指标岩性容量r（t/m3）内摩擦角（o）凝聚力C（MPa）黄土1.9529.50.045泥岩2.44301.275砂质泥岩2.45302.256细砂岩2.45313.237中砂岩2.27312.452粗砂岩2.24321.760含砾粗砂岩2.26353.924煤1.43351.851 岩体抗剪强度指标确定 边帮岩体抗剪强度，一般情况小于岩块抗剪强度，用减弱系数来表示。岩体中的结构面抗剪强度要比非结构面位置减小许多，煤矿沉积岩层不同于火成岩的金属矿山等非煤矿地层，煤矿的岩层结构从大到小为：大到断层，一般为层理面，小到节理、裂隙。 抗剪强度中有两项主要指标，其中“凝聚力”指标受影响极大，以减弱系数表示。 岩层、煤层凝聚力减弱系数取值如下： 1、对于长期暴露，3年（3冬冻涨、3夏充水矿化、充填、震动、应力释放、断层、节理等）以上的边坡岩体，减弱系数取值为0.045或更小。 2、对于刚刚揭露的工作帮台阶，存在半年左右（半径冬夏），考虑原来在地层中受黄土接触面风化影响的上部岩层（20m范围内），减弱系数取值为0.2；考虑原来赋存深部非风化带，减弱系数取值为0.3.3、对于黄土、暂不考虑岩体凝聚力减弱系数。2.3采掘场爆破稳定分析 北部分边坡与南部边坡所处的地层近水平或缓倾斜，地层构造对边坡的影响可以不考虑，该处边坡的最高为90m左右，覆盖层为黄土、中砂岩、细砂岩、岩质泥岩和泥岩，其中黄土层为10m左右，煤层含夹矸；东侧的边坡地层向东南倾斜，最大边坡为100m左右。 经选取34、35、36进行稳定性分析计算，在边坡角度达到35时Fs1.20，为1.265. 在东部边坡，最高边坡为110m，覆盖层为黄土覆盖层为黄土、中砂岩、细砂岩、岩质泥岩和泥岩，其中黄土层为10m左右，煤层含夹矸。经选取34、35、36进行稳定性分析计算，从以上分析可以看出，在边坡角度达到35时Fs1.20，为1.224。 按照煤炭工业露天矿设计规范规定采掘场最终边坡角系数不小于1.3，规范规定临时边坡稳定系数可取1.0-1.2，由于本矿岩体边坡工程地质尚缺资料，首采区边坡参照计算结果及类似边坡选定边坡角，在边坡勘察进一步进行后修正，一般规律采掘场随开采深度增加稳定角减小，但考虑到深部岩体强度提高的可能性最终边坡角推荐按35设计。在露天矿的建设过程中，还须结合施工工艺、气候条件、附加荷载特征、工序、岩土体的现场实际特征、平台宽度、台阶高度的地震等一系列因素的影响，可以对边坡进行调整，以取得最大安全保障及经济效益。本矿探明的层间小断层在XJ5号钻孔附近，但由于其倾角约为70，远大于选定的稳定帮坡角，因此断层对采掘场的边坡稳定影响很小。由于地表降水、断层导水、陷落柱沟通含水层水及采空区积水能引起边坡地层中泥岩等软化，对边坡稳定性产生一定影响。第3章 高边坡开挖3.1土石方高边坡开挖3.1.1作业准备（1）熟悉施工图纸，做好各项技术交底，使每个管理人员及施工人员都做到心中有数，明确操作工艺，保证施工质量。（2）根据图纸，测量员对开挖口线、坡角线及边坡平台水沟进行测量放线。（3）各种材料计划准备（4）施工机械、劳动力满足现场施工要求。（5）在危险地段设明显标志。合理安排工序，防止错挖或超挖。（6）设置必要得施工用水设施与用电设施，保证施工用水、施工用电。3.1.2技术要求（1）现场施工人员应熟悉施工图纸、技术规范。（2）根据施工图纸对开挖边线、坡角线进行测量并用白灰标志出来。（3）根据图纸坡度要求进行边坡开挖。（4）边坡修整后应无松土、光滑。3.1.3施工顺序与工艺流程1、 施工顺序测量放线修筑坡顶截水沟第一层边坡开挖第二层边坡开挖第三层边坡开挖验收。2、 工艺流程 技术交底 测量放样 修筑坡顶截水沟 土方开挖 边坡削坡 验收3、 施工方法1、技术交底技术交底由项目总工程师组织进行，其任务：使项目有关技术人员、管理人员、操作工人了解工程特点，设计总图、施工质量、施工安全和进度计划要求，对施工方法、施工程序和措施等做到心中有数。技术交底的主要内容有：设计施工图纸、施工总平面布置、工程特点、监理工程师（业主）对施工图有关问题的会议纪要；施工组织设计或方案、施工程序和方法、嫉妒计划、工程质量和施工安全问题；工程质量检验方法，各项原始记录，竣工资料整理、编制的内容和要求。施工过程中可以组织多次技术交底活动，由项目总工程师组织，对有关技术人才、管理人员、操作工人的全体或一部分进行技术交底。无论何种形式的技术交底，项目工程技术部门和施调部门必须做好“施工技术交底记录”，并在生产过程中检查落实。2、 测量放样测量放样由项目经理部测量队组织实施，并对项目总工程师负责。工程开工时，应对监理工程师（业主）提供的矿区原有平面、高程控制网点进行检测，提出书面测量放样报告，报项目经理部总工程师审批，并将检测结果及时结果及时报送监理工程师。检测内容包括施工区域原有平面、高程控制网点，施工区域原始地形图（断面图）、其它检测项目。 项目实施工程中的测量放样是指按设计图纸，将矿区的控制点，按规范的技术及限差要求准确地测放于实地。测量放样一般由施工管理部门提出要求，应提前一天左右向测量队递交放样通知单，内容有：放样部位的名称、有关设计图号、放样点名称及示意图、放样日期等。测量负责人在详细自审图纸后，根据设计要求与现场需要，计算欲放样点（线）的设计位置（二维或三维）。根据有关测量控制点，计算放样数据测站点至欲放样点（线）的边长和方位角。测量人员在测站点准确安装仪器，检查定向和高程并放样，详细记录所有测量数据与放样记录手薄，放样结束时向施工管理部门提交放样成果交样单。竣工测量：测量队负责及时进行竣工地形测量，提供一定比例尺的平面图和断面图，报项目总工程师批准后送交监理工程师签字认可。竣工地形图一般需要复制多份，除作为质量评定、工程结算、验收签证的依据外，项目经理部竣工资料汇编部门对所有的竣工地形都应该保存。3、 场地清理一般来说，土方开挖工程都有场地清理。场地清理包括植被清理、表土清除等。植被清理主要指定区域内的树木、树桩、树根、杂草、垃圾、废渣等杂物的清理，应按照设计文件和监理工程师的指令进行施工。成材树木一般作为有用料回收和按照要求堆放，其它无价值的物资一般按焚烧可燃物清除并填埋无法燃烧的清除物等方法处理。表土指包含细根须、草木、植物、腐植质及渊塘淤泥等的表层含有机质的土壤，表土清除一般按监理工程师指示的开挖深度开挖表土，并运至指定地点堆放。场地清理应有利于工程区的环境保护、土壤保护和恢复造地等工作。4、 施工排水在距开挖设计轮廓开口线5m以上或设计图纸要求开挖截（排）水沟，引导地表水汇于沟渠排放而避免对开挖成型边坡的冲刷和破坏。对于基坑积水、地下渗水。采用挖集水井（坑）或大管井、抽水机抽排的方法，降低地下水位，创造旱地施工的条件。另外，施工作业面应基本平整，并呈不缓于10%的纵坡，保持汇水够畅通，从而保证工作面上无积水。这一点对雨季施工是很重要的。5、 分层开挖及削坡按自上而下、分层开挖、分段施工的原则进行。土方开挖一般采用挖掘机台阶挖进法或推土机配合装载机装车的立面作业法，根据地形、地层条件应布置施工道路到达开挖区域，为自卸汽车运输创造条件，减少开挖辅助作业环节，降低施工成本。雨季施工时，在必要位置及工作面周围设置排水明沟 ，并及时检查清理，以防雨季水侵影响工期。应做到随挖、随运，并在开挖面设集水坑和排水沟，配备足够的排水机械做好排水工作。大雨期间应停止土方的开挖。土方削坡开挖，应随着台阶开挖的下降同时进行，一般采用挖掘机进行削坡。对于边坡缓于1：3以上的土方边坡也可考虑由推土机作为削坡的主要手段。土方削坡时应避免超过超挖超填、减少对原状土的扰动，因此施工工程中测量放样应严格控制。边坡开挖后应分层、分段进行竣工图测量，质检部门报请监理工程师（业主）进行边坡开挖验收。3.2石方高边坡开挖3.2.1作业准备1、岩质边坡可前，应对岩坡稳定性进行分析，判明影响边坡稳定的主导因素，对边坡变形破坏形式和原因作出判断，并且制定可行的开挖措施，以免因工程施工影响恶化边坡稳定性。2、尽量改善边坡的稳定性，拦截地表水和排除地下水，防止边坡稳定性下降，可在边坡变形区开挖截水沟、排水沟，拦截或排除地下水，同时采用喷浆、勾缝、覆盖等方式保护体不受渗水侵害。3、对于不稳定型边坡开挖，可先做稳定处理，然后进行开挖，例如采用坑滑挡墙、抗滑墙桩、锚筋桩、预应力锚索以及化学灌浆等方法，必要时进行边挡护边开挖。3.2.2技术要求1、采用分层留出平台或马道以提高边坡稳定性。台阶高度由边坡处于稳定状态的极限滑动体高度hv和极限坡高Hv老确定，其值由力学计算得有关算式求得。2、按照“先坡面，后坡脚”自上而下的开挖程序施工，并限制坡比、坡高在要求允许范围内。3、开挖时，注意不切断层面和楔体棱线，不使滑体悬空而失去支撑作用，坡高应尽量控制到不涉及有害软弱面及不稳定岩体。4、控制爆破规模，应不使爆破震动附加动荷载使边坡失稳，为避免造成过多的爆破裂隙，开挖邻近最终边坡时，应采用预裂爆破，必要时改用小炮、风镐或人工撬挖。5、在施工中必须坚持边施工下挖，边进行边坡处理。即下挖一层，边坡处理完成一层，处理内容含设计指定的所有处理。如欠挖处理、危石处理、排水设施等等。6、避免雨季施工7、高边坡施工过程中，需对岩坡变形进行观测，观测范围包括大体积整体岩体的滑动，局部岩体或单独结构的节理裂隙等观测、岩坡表面和深层的滑动。并依据观测结果，预测边坡变形破坏的发展动向，做险情预报，防止事故的发生。8、控制爆破施工中做到“松而不散，散而不滚、碎而不飞”。用不同方向上的抵抗线差别和起爆顺序控制爆破岩石移动方向。运输则根据具体情况采用自卸运输车进行。3.2.3施工顺序总体施工顺序见图石方开挖总体施工顺序图。 山坡岩体台阶爆破顺序图 山体岩体台阶爆破顺序图由于地形对爆破施工的影响，钻孔机具、施爆顺序必须考虑山体的坡度，有上带下依次进行开挖，每一部分又分为深孔松动爆破和边坡预裂爆破。具体施工方法及钻爆设计见山西能源产业集团晟凯煤业有限公司兼并重组整合露天煤矿土石方剥离工程爆破施工专项技术方案。3.2.4施工工艺及要求一、技术交底技术交底由项目总工程师组织进行，其任务：使项目有关技术人员、管理人员、操作工人了解工程特点，设计总图、施工质量、施工安全和进度计划要求，对施工方法、施工程序和措施等做到心中有数。技术交底的主要内容有：设计施工图纸、施工总平面布置、工程特点、监理工程师（业主）对施工图有关问题的会议纪要；施工组织设计或方案、施工程序和方法、嫉妒计划、工程质量和施工安全问题；工程质量检验方法，各项原始记录，竣工资料整理、编制的内容和要求。施工过程中可以组织多次技术交底活动，由项目总工程师组织，对有关技术人才、管理人员、操作工人的全体或一部分进行技术交底。无论何种形式的技术交底，项目工程技术部门和施调部门必须做好“施工技术交底记录”，并在生产过程中检查落实。二、测量放样测量放样由项目经理部测量队组织实施，并对项目总工程师负责。工程开工时，应对监理工程师（业主）提供的矿区原有平面、高程控制网点进行检测，提出书面测量放样报告，报项目经理部总工程师审批，并将检测结果及时结果及时报送监理工程师。检测内容包括施工区域原有平面、高程控制网点，施工区域原始地形图（断面图）、其它检测项目。 项目实施工程中的测量放样是指按设计图纸，将矿区的控制点，按规范的技术及限差要求准确地测放于实地。测量放样一般由施工管理部门提出要求，应提前一天左右向测量队递交放样通知单，内容有：放样部位的名称、有关设计图号、放样点名称及示意图、放样日期等。测量负责人在详细自审图纸后，根据设计要求与现场需要，计算欲放样点（线）的设计位置（二维或三维）。根据有关测量控制点，计算放样数据测站点至欲放样点（线）的边长和方位角。测量人员在测站点准确安装仪器，检查定向和高程并放样，详细记录所有测量数据与放样记录手薄，放样结束时向施工管理部门提交放样成果交样单。竣工测量：测量队负责及时进行竣工地形测量，提供一定比例尺的平面图和断面图，报项目总工程师批准后送交监理工程师签字认可。竣工地形图一般需要复制多份，除作为质量评定、工程结算、验收签证的依据外，项目经理部竣工资料汇编部门对所有的竣工地形都应该保存。3、 施工排水 应重视施工排水。在距开挖设计轮廓开口线5m以上或设计图纸要求开挖截（排）水沟，引导地表水汇于沟渠排放而避免对开挖成型边坡的冲刷和破坏。对于基坑积水、地下渗水。采用挖集水井（坑）或大管井、抽水机抽排的方法，降低地下水位，创造旱地施工的条件。另外，施工作业面应基本平整，并呈不缓于10%的纵坡，保持汇水够畅通，从而保证工作面上无积水。这一点对雨季施工是很重要的。4、 钻爆设计钻爆设计由爆破技术人员设计，报项目总工程师审批。合同有要求时报监理工程师（业主）审批。钻爆设计应包括与工程项目有关的梯段爆破、浅孔爆破、预裂爆破等，深刻了解工程地质条件、环境条件等因素，有的放失，确保切实可行。如有必要，应做现场爆破试验，以取得岩石炸药单耗，可爆性等技术参数。钻爆设计应包括以下内容：钻孔参数：钻孔直径、孔深、孔距、排拒、前线抵抗线、布孔方法、钻孔数量等。爆破参数：炸药单耗或预裂、光面爆破的先装药量、堵孔长度及材料、单孔装药量、单段最大起爆药量、单孔装药结构、起爆分段时差、起爆顺序、起爆网络等。爆破安全技术参数：被保护物的允许质点振动速度、爆破振动安全距离、爆破飞石最大危害半径、冲击波安全距离等。爆破设计应根据工程地质条件和环境条件、设计开挖轮廓线、钻孔机具、开挖掘机具等因素综合考虑，从而具有指导作用。深孔爆破对一定台阶高度的钻爆参数基本稳定，因此每台阶或一个时段可依据一个标准格式的爆破设计进行。浅孔爆破的装药和堵塞随孔深的不同而不同，往往容易产生飞石和事故，因此应做好每次爆破设计。预裂爆破和光面爆破应每一次爆破或每一台阶开挖，做好设计并根据边坡开挖揭示的效果优化边坡设计。5、 作业面平整石方开挖前应进行作业面平整，由挖掘机或推土机清理，创造钻孔机具作业条件。对于松散层（或已爆破岩石）应尽量挖除到位，提高钻孔效率，避免重复爆破，降低施工成本。6、 边坡成型钻爆边坡成型钻爆包括预裂、光面钻孔爆破。边坡成型钻爆应分层、分段进行，分层高度一般按设计的边坡轮廓线确定，梯段施工应与梯段开挖同步。随着边坡开挖的展开，项目工程技术、质检、施工、测量人员应同步报请监理工程师（业主）进行边坡验收。测量队对成型的边坡及时进行竣工测量。边坡成型钻孔的精度和平整度要求较高，应严格进行钻孔前的测量放样，从确定开口线的位置。钻孔角度应采用量角仪测量，一般与设计坡度一致，确保孔终孔处与设计轮廓线的偏差在允许范围之内。相邻的钻孔应基本平行而不交确保爆破效果。成型钻孔的开口位置、钻孔倾角、偏斜程度应严格测量控制，现场施工人员和质检人员逐孔进行检验，不合格的造孔应重新补孔。边坡成型爆破一般采用不偶合、红旗柱间隔装、药结构、导爆索起爆网络。梯段最大起爆药量视周围环境条件、岩石风化程度等因素而定，或者按设计、监理工程师的要求进行。7、 分层、梯段爆破开挖梯段开挖应与边坡成型爆破相结合，逐层高度与挖掘机能力、钻具、设计图纸的要求相匹配，原则上应采用8m以上的梯段高度，提高钻爆、开挖效率，降低石方开挖成本。8、 验收测量队应及时对开挖完成的台阶、平盘面进行竣工测量，并提交竣工地形图。台阶、平盘面由项目工程技术、质检、施工、测量人员配合监理工程师（业主）验收，并进行单元工程质量评定。第4章 边坡监测 露天矿边坡的稳定性是关系到露天矿安全与生产的极其重要因素，是矿山开采设计和生产过程中首先遇到并应解决的安全技术问题。如果边坡发生破坏，不仅会影响露天矿的生产，造成经济损失，甚至会造成人员伤亡，因此，露天矿边坡稳定性研究工作应贯穿于该露天矿的勘察、设计、生产全过程。通过研究对露天矿边坡加强管理，防止边坡破坏与大量变形，而这些都是需要通过露天矿边坡监测来进行的。4.1边坡稳定的监测措施 露天矿边坡监测技术大致可分为位移监测、岩体破裂监测、水的监测和巡检四个主要类型，其中最主要的是位移监测。位移监测主要通过对边坡地表和内部的重要部分岩体在不同情况下所生产的位移量和位移方向的动态变化，来确定边坡的变形模式及可能存在的滑面位置。位移监测其主要分为三个方面。4.1.1地面位移监测 地面岩移监测。在矿坑周边地面建立岩移观测点，实施定期观测，及时掌握边坡动态。 采场内平盘岩移监测。在矿坑主要工作平盘上布置观测点，与地面观测点一起构成网状分布，定期进行观测，随时掌握岩移情况。 重点部位临时岩移监测。对重点部位设置临时观测点，按周期进行观测，监视局部变形，及时做出变形或滑坡预报。4.1.2深部位移监测 为了掌握深部岩体的变形动态，建立地下岩体位移变形监测孔。钻机成孔后，在孔内安装有刻槽的聚乙烯管，用移动式测斜仪进出定期监测，从而实现对深部岩体变形动态的观测，并及时做出变形预测。4.1.3人工监控 配合地面岩移监测，安排专业人员分区域进行巡视，查看地表裂隙或建筑物的变形状况，以便随时发现变形异常情况，并及时采取对策。4.2监测网的建立及检测设备的选择4.2.1监测网的建立 监测网的布置形式可分为正方格网、任意方格网、十字交叉网、射线网和基线交点网等5种。采用何种监测网要根据观测区的地形条件确定。 监测网的形成应不但在平面上，更重要的应体现在空间上的展开布置，监测网的形成可能是一次完成，也可分阶段按不同时期和不同的要求形成。主滑面和可能滑动面上、地质分层及界限面，不同风化带上都应有测点，可能形成的滑动带，重点监测部位和可疑点需加深加密布点。这样可以使监测工作在不同阶段做到有的放矢，在边坡工程监测的过程中，监测方案必须随时调整，使能有效地监测边坡工程的岩土变形的动态变化和发展趋势，具体了解和掌握其演变过程，及时捕捉崩滑灾害的特征信息，预报崩滑险情，防患于未然，同时为危岩的稳定性评价的防治提供可靠依据。 针对本矿的实际情况，对边坡做出监测方案和监测网，特别是首采区内存在时间较长的端帮，设计仅对地面位移监测做出监测方案的监测网。 地面位移监测的方法很多，如光学仪器监测、钻孔伸长计监测、倾斜监测、卫星定位系统监测等，设计选择GPS动态定位技术测量（RTK），精度静态平面为5+0.5、高程为5+1，精度动态平面为10+1、高程为20+1（固定误差单位为：mm）。 （1）基点的布设与监测 根据中华人民共和国国际全球定位系统（GPS）测量规范（GB/T183142001）规定，根据监测要求和现场实际情况，在开采影响范围外布设两个基站，一个是监测基站，另一个是校验基站。其中监测基站位于附近山头上，监测点校验基站位于露天矿外，均距监测区域35km。基点的观测：采用静态方法按C级精度观测。 三角形联接方式为边联式。在整个监测期中基点共联测4次，以保证基点的数据可靠性。基本控制：首先通过静态测量的方式观测已知点和加密控制点，建立未开采区域GPS网，通过该网求得该网的坐标转换参数。经基线解算、网平差求取转换参数，得到1954年北京坐标系坐标 （2）监测点的布设与监测 该矿山地表位移监测点布设在包括首采区采场边坡、平盘和地表等在内的所有面积。 首采区生产影响范围内和边缘，在地形、地貌特征点上根据实际的需要布置相应数量的网络行分布的监测点，以此来反映露天开采引起的地面下沉和露天矿边坡的位移变形。 （3）地表位移监测结果及分析 将各监测点的x，y，z坐标输入到地质与测量沉陷数据库系统中，可得到点的变形曲线，得出典型监测点位移变形随时间变化曲线，然后分析所有监测点地表的位移监测数据及位移变形曲线，综合比较未开采区域的各测点的水平方向的位移量和垂直方向的位移量；当露天矿形成一定的采坑后，观测以采空区为界各测点的累积位移量（水平位移量、垂直方向上的位移量），得出一定的结论并形成边坡观测报告。 （4）边坡工程监测周期与频率 正常情况下，在爆破阶段完成后监测以地表及地下位移为主，爆破阶段：1次/1-2天，每次爆破后监测1次；施工阶段1-2次/周；运营阶段1次/2月，雨季：1次/2月。变形量增大和变形速率加块时加大监测频率次。4.2.2监测设备 监测设备包括：监测基站、效验基站、基站GPS接收机一台、流动站GPS接收机一台，系统软件包括GPS2RTK系统自身携带的卫星信息接收及数据处理软件以及边坡稳定监测数据处理与分析软件一套。4.3地面重要设施基础变形、沉降监测设施 本矿为小型露天矿，地面建筑及设施较为简单，工业场地位于露天境界之内，首采区以南约500m处，因此对露天初期开采对该工业场地没有影响，根据矿方介绍，本矿的矿田及其周围没有村落和居民居住，因此露天开采不存在对居民住户的边坡安全影响。4.4预防露天采场及排土场滑坡的技术安全措施和设施 1、加强地面防水和坑下排水工作，防止地面水流入坑下影响边坡的稳定，防止坑下积水影响内排基底的稳固性。 2、加强边坡的监测和分析，在出现滑坡征兆时，根据具体条件，从打抗滑柱、锚杆加固、挡土墙方法中选择合理治理措施。 3、在非工作帮和端帮，要严格按照设计进行采掘，不能过界，不得超挖坡底线。 4、非工作帮、端帮到界台阶，有露头煤和煤层存在，应加以封盖和采取其它防止风化的措施。 5、排土场形成后随着其发展，亦应定期进行观察和分析，采取相应的防滑措施。 6、在内排前应弄清基底岩层的赋存状态，清除基底上下不利于边坡稳定的松软岩土。 7、内排土场最下一个台阶的坡底与采掘工作面之间应留有足够的安全距，不的小于60m。 8、编制较完善的滑坡灾害应急抢救预案。第5章 安全施工专项措施5.1影响高边坡施工安全的危害因素1、开挖线上部不稳定岩体、松动岩块，直接影响下部作业安全，应进行清除或加固支护处理2、岩石性质的影响：包括岩石的坚硬程度、抗风化能力、抗软化能力、强度、组成、透水性等。3、岩层的构成与结构的影响：节理裂隙的发育程度及其分布规律、结构面胶结情况、软弱面和破碎带的分布于开挖坡面的关系。4、水文条件的影响：主要是地下水的埋藏深度及动态变化，地表水的作用情况。5、地貌的影响主要是边坡的高度、坡度和形态。6、风化作用的影响：主要体现为风化作用减弱岩石的强度。7、气候影响因素：暴雨、狂风等5.2高边坡施工的重大危险源高边坡的施工因地形和地质水文条件的复杂，从业人员的素质较低，因此它是高风险和易发生安全事故的施工作业。从人、机、料、方法、环境因素综合分析，识别确认有4个可能造成人员伤害=财产损失的危险源为：（1）机械伤害；（2）爆破伤害；（3）触电伤害；（4）坍塌和滑坡。5.2.1对重大危险源的评价1、机械伤害：机械运转工作是，引机械意外故障或违规操作可能造成人身伤害或机械损害。2、爆破伤害：爆破施工时，因违规操作而引起的人员和财产损害。3、触电伤害：工程外侧边缘距外电高压线路未达到安全距离，用电设备未做接零或接地保护，保护设备性能失效，移动或照明使用高压，违规使用和操作电器设备，对人身造成伤害或损害。4、坍塌和滑坡，路基开挖时因施工方法不当，机械使用不当，造成的坍塌和滑坡，对人身或机械造成伤害或损害。5.2.2预防措