露天矿边坡.doc

露天矿边坡：露天开采工程将矿床中部分矿岩采出后，形成了露天采场。露天采场四周由台阶、沟道及其附近土体、岩体组成的斜坡，称为露天矿边坡或露天矿边帮。边坡角：垂直边坡走向，边坡某部分最上一个台阶的坡顶至最下一个台阶的坡底的连线与水平线之间的夹角，称为该部分边坡的边坡角。露天矿最终边坡：露天采场到达最终境界位置时的边坡，称为露天矿最终边坡，或称非工作帮边坡。相应的边坡角，称为露天矿最终边坡角，或非工作帮边坡角。工作帮边坡：正在进行开采作业的边坡，称为工作帮边坡。工作帮边坡角：采矿工程上将工作帮台阶坡底的连线与水平线之间的夹角称为工作帮边坡角。台阶边坡：单个台阶的边坡台阶边坡角：与台阶边坡相应的边坡角露天矿边坡依与倾斜矿体的相对位置，分为：底帮边坡、顶帮边坡、端帮边坡根据组成边坡的岩性，可分为土质边坡、岩质边坡依露天矿采场位于境界封闭圈以上或以下，可分为山坡露天矿边坡、凹陷露天矿边坡边坡破坏是指：边坡解体、崩落、滑落而言的按滑动面形状分有：平面滑动、楔体滑动、圆弧行滑动等露天矿边坡的变形破环按其发生形态可分为剥落、崩落、滑动、沉降、流动等几种基本形态。剥落：是指台阶顶坡面附近的松软、多裂隙土岩碎块，因风化、生产爆破、运输机械等震动作用沿台阶坡面下滚，堆积于坡底。崩落：是指边坡上大量陡立柱状或棱块状的土体、岩块向下倾倒、坍塌、移动，土体或岩块间有相对位移，边坡岩体内还往往有倾角较大的岩体结构面存在。滑动：是指完整的边坡土岩休沿其内部的一定面或带，或边坡上部的松散堆积土岩沿其基底面(或带)作整体移动。沉降：是指边坡上原状的松散多孔土岩或排弃土岩，在其自重或上部机械设备重力作用下产生的一种垂直下沉变形。流动：是指饱水的松软土岩以46甚至更缓的坡角沿台阶表面、基岩面或地面沟谷呈流体移动。抗滑柱的适用范围：用于土体、松软岩体或破裂岩体，也可以用于岩体强度比较小，岩体比较完整的岩质边坡中控制爆破：微差减震爆破，预裂爆破，缓冲爆破边坡监测：是指用仪器或装置，探测边坡岩体的移动规律或稳定状况，目的是提供边坡稳定性分析用的基本资料，预报滑坡。边坡监测工作包括：大面积边坡移动的观测，边坡表面或钻孔内局部岩体移动的观测，地音监测露天矿滑坡的危害：露天矿的边坡危害极大，如切断运输线路，推到采掘运输设备，掩埋采矿、剥离工作面，破坏地面工业民用建筑物，甚至迫使矿山停产等等。而清除滑落物、修复更新设备、拆迁地面建筑物，恢复生产等均需大量人力、物力、财力与时间；露天矿的滑坡还威胁或危及人身安全。锚杆结构由锚头、拉张段、锚固段三部分组成，锚头作用是给锚杆施加预应力即拉张力；拉张力经拉张段达锚固段；锚固段提供足够的锚固力。露天矿排土场：是排弃露天采场内剥离物的场地。包括排弃物本身及基底俩部分。排弃物可是土、岩石或图岩混合料，基底可为土层或岩层。结构面：岩体中这些自然产生的强度减弱面统称为结构面。结构体：由不同产状，不同组合关系的结构面将岩体切割成各种形状的岩体，其强度为岩块强度称为结构体。岩体结构：岩体被结构面切割强弱程度，岩块在岩体中的空间排列。水对边坡的不利影响主要表现在：软化岩石，降低其强度，以及对边坡的静水压力与动水压力作用。露天矿边坡岩体中的含水带分为：孔隙含水带、风化裂隙含水带及构造裂隙含水带。锚杆(索)与水平横梁、钢丝网和边坡表面喷水泥浆或沥青构成完整的锚杆(索)加固系统。（锚杆系统锚杆、金属横梁、金属网）抗滑装计算宽度：=B+1;露天矿爆破作业对边坡稳定性的影响：一是爆破震动力增加了边坡的滑动力，二是爆破作用破坏边坡岩体，降低了岩体的强度，使雨水、地下水易于沿爆破裂隙渗透，加速岩体分化。减震措施：1控制一次炸药量。2.微差爆破最佳时间，不使各次震波峰值叠加而达到最高值。3.采用控制爆破。对边坡稳定性的影响包括哪些：1岩石矿物组成的影响2结构面的影响3水的影响4爆破作业和其他影响露天矿边坡主要有以下特点：1露天矿边坡较高，长达数百米，走向较长，常达几公里。2露天煤矿边坡岩石主要是沉积岩，层理明显，软弱夹层较多，岩石强度较低3露天矿边坡变形破坏的形势主要是滑坡4露天矿边坡是开挖形成的边坡，边坡岩体较破碎5露天采场每日频繁的进行爆破作业，边坡上常有运输设备运行，因而边坡常受震动影响6露天最终边坡由上至下是逐渐形成的，上部的和下部的服务年限不同7露天矿边坡的不同地段要求达到的稳定程度不同8露天矿边坡对地质条件无可选择的余地，不能因地质条件不良而改址露天矿边坡稳定性的研究内容：各种结构面、物理力学性质、水是边坡的有害因素。措施：1. 可通过技术经济分析，设计最优秀的边坡。2. 了解边坡动态及预报滑坡，必要时可相应的采取防滑或治理措施。影响边坡的稳定性因素：1岩石的矿物组成及岩体中的地质结构面，如层面、断层、节理、片理等，他们的岩体自身所 ，可称为内因。2水、震动、构造应力、采矿工程活动、风化、以及温差变化等，它们为岩体所处的环境条件，可称为外因。影响边坡的稳定性的结构面主要有：1. 软弱夹层（或弱层）。2. 岩层面、层理。3. 断层。4. 节理、裂隙。5. 片理、页理。岩石矿物组成的影响：1. 不同矿物的强度不同。2. 岩石是矿物的集合体3. 岩石有晶质、非晶质及碎屑之分。4. 岩石的构造有定向非定向之别。对于露天矿边坡工程，常遇到的稳定性计算的任务有：一验算已有边坡的稳定性，以便决定是否采取防护措施，并作为防护设施设计的依据；二设计露天矿合理边坡角，多是已知开采深度，设计既经济又安全的边坡角稳定性系数通常有俩种表示方法：一是表示边坡岩体自身的抗力与驱使其破坏的储力的比值；二是表示岩体强度的储备系数，是边坡岩体的极限强度值与实际发挥作用的值或称调用的部分强度值之比。边坡许用安全系数的大小主要取决于俩方面因素：一是边坡所服务的工程对象的要求；二是取决于人们对边坡客体的主观认识的可靠程度。边坡稳定性计算方法，大致可分为三类：1刚体极限平衡法2有限元法3概率法边坡沿某一倾斜面滑动，发生在以下条件：1滑面走向与边坡走向平行或近于平行2滑面出露在坡面上3滑体俩侧有裂面国外露天矿滑坡防治工作的主要特点：1在设计阶段就开始研究滑坡防治措施，目的是设法提高边坡角，以获得较大的经济收益。2生产过程中特别注意边坡岩体的监测工作、工程地质和水文地质调查以及稳定分析工作。锚杆（索）加固系统加固边坡的工作原理：当锚轩(索)置于一定规格的钻孔内至一定深度后，在锚固段用水泥砂浆将其与孔壁岩石胶结在一起，待水泥砂浆养护至一定强度以后，用拉拔器给锚杆(索)施加预应力。通过锚固段砂浆与孔壁岩石的摩擦力和胶结力，锚杆(索)的拉力就传递到深部稳定基岩中。此时，在锚固段和锚头之间的岩体在预应力的作用下形成二个相反方向的压力锥，压力锥的顶角约为90。这一对压力锥之间的岩体中的岩块互相挤压，形成以锚杆(索)为中心的密合整体。在若干锚杆(案)的联合作用下，就形成一个均匀的压密带。压密带内的岩块互相镶嵌，相应地提高了岩体强度；锚杆的预应力使滑面处的摩擦力增大；同时，在正确的锚杆(索)安装角情况下，锚固力亦是一种抗滑力。因此，提高了边坡岩体的稳定性。锚杆安装设计的程序：1锚杆锚固力的确定2最佳安装角的确定3锚杆承载力计算4锚固长的确定锚固力与水平面夹角，称为安装角锚杆最佳安装角向水平方向下方倾斜510度大断面的钢筋混凝土抗滑柱一般用于土体、松散岩体或破碎岩体。大桩的抗滑原理：1靠桩体侧岩体弹力维持平衡；2靠桩体自身强度保证本身不被破碎。按滑动面位置排土场滑动变形又可分为：1排弃物内部滑动；2排弃物沿基底面滑动；3排土场基底滑动疏干排水方法：1地表排水：为防止或尽量减少地表水向边坡岩体中渗透，一般在边坡岩体外围修筑截水沟，或在每一个平台上修筑平台截水沟，使地表水在为流进边坡地面裂隙之前就被排出。2水平钻孔排水：常用于疏干边坡岩体内的地下水。3垂直排水井：对于具有较高水位的露天采矿边坡，可采用垂直排水井方法降低地下水位。4地下疏干巷道排水：地下疏干巷道能穿过较多岩层，有可能交切较多的岩体结构面，因此，它能获得较好的排水效果。预裂孔要比主爆破孔先起爆50ms安全系数1.11.5，多数取为1.3滑坡防治方法类型：1削坡、压坡脚；2增大或维持边坡岩体强度；3人工建造支挡物。滑坡防治工作的一般程序：1进行有关滑坡原因的工程地质、水文地质的勘探工作；2截集并排出流入滑坡区的地表水；3疏干滑坡区或附近的地下水，或降低地下水位；4削坡减载，反压坡脚或清除滑体，爆破减震等；采用人工支挡物或其他措施。抗滑挡墙的优点是：可就地取材，施工方便。抗滑柱优点：、1它的布置灵活，可集中在有利于支挡滑坡的部位；2可与其他防治措施联合使用，抗滑效果好；3施工简单，与挡墙相比工程量不大；4桩孔本身又是一个探井或钻孔，能比较准确地控制潜在的滑面的位置。排土场稳定性的研究内容主要包括分析影响排土场稳定性的各种因素，确定排土场的合理边坡角和高度，排土场变形的防治等排土场的变形类型：1滑动：即滑坡，是指有明显滑动面的排土场边坡变形（排弃物内部滑动，排弃物沿基底面滑动，排土场基底滑动）；2流动：即泥石流；3沉降：是指新堆筑的松散排弃物在自重作用下压密下沉。影响排土场稳定性的因素：1自然地理、基底岩石埋藏特征2水文地质因素3开采工艺因素4排弃物及基底的物理学性质（排弃物容量，排弃物剪抗强度指标，排土场基底的物理学性质）排土场滑坡防治：1土岩按性质分别排弃2疏干排水3基底工程处理4支挡滑体（抗滑柱，抗滑挡坝，挡墙，临时煤柱）5调整排土工艺和排土场参数排土场的分类1排土场按其位置的不同可分为内排土场和外排土场，前者位图露天菜场境内的采空区，后者属于境外。2按排土机械或排土方式不同可分为铁道运输机械铲土排场，铁道运输推土犁排土场，汽车运输推土机排土场，悬臂式胶带排土机排土场，吊斗铲或机械铲倒推排土场。3按排土场基底倾斜与否可分为倾斜基底排土场、水