【《内蒙古乌兰哈达煤矿二采区采掘场与排土场边坡稳定计算过程案例》2700字】

内蒙古乌兰哈达煤矿二采区采掘场与排土场边坡稳定计算过程案例目录TOC\o"1-3"\h\u48内蒙古乌兰哈达煤矿二采区采掘场与排土场边坡稳定计算过程案例 1147661.1矿田工程地质条件 1284661.2采掘场边坡稳定 189941.1.1采掘场边坡稳定计算剖面的选择 1231811.1.2矿岩力学强度参数的选择 221861.1.3计算方法的选择 2225321.1.4稳定边坡角的确定 368371.1.5保持采掘场边坡稳定的措施 4181661.3排土场边坡稳定 436201.3.1边坡稳定计算剖面的选择 466491.3.2岩石力学强度参数的选择 4170951.3.3计算方法 4210351.3.4保持边坡稳定的方法 5313681.4边坡监测 6250871.4.1边坡监测网 675211.4.2监测设备的选择 670661.4.3采空区对本矿边坡稳定的影响分析 61.1矿田工程地质条件1、地层含煤地层侏罗系中下统延安组上部被剥蚀，下部残存部分亦被枝状沟谷切割破坏。根据地表露头及钻孔揭露，井田地层主要有：三叠系上统延长组(T3y)，侏罗系中下统延安组(J1-2y)，第四系上更新统～全新统（Q3-4）。2、岩土物理力学指标岩石的真密度2600～2710kg/m3，视密度1730～2550kg/m3，孔隙率4.85～34.72%，含水率1.10～21.48%，吸水率1.96～9.88%，抗压强度0.65～64.8MPa，平均13.1MPa，普氏系数0.067~6.61。从试验成果分析，绝大多数岩石的抗压强度小于30MPa，3、自然滑坡概况，自然地形沟深坡陡，冲沟处土崖最高可达30-50m。1.2采掘场边坡稳定1.1.1采掘场边坡稳定计算剖面的选择采掘场边坡稳定计算剖面选在首采区北侧的非工作帮，虽然不是最高边坡，但是它存在时间最长，其他处边坡由于内排的原因，存在时间较短。1.1.2矿岩力学强度参数的选择计算采掘场边坡稳定需要岩体的抗剪强度，这些指标是通过岩块的抗剪强度指标，并利用岩体粘结力随节理密度增大而降低的关系来确定的。由于地质报告中没有关于岩石节理、裂隙密度的统计资料，设计中不能依此来计算岩体与岩块间的整体凝聚力减弱系数，只能依据现场调研与周围矿山类比得出减弱系数岩石：λ1=0.21，沙土：λ2=0.5，煤：λ3=0.2，根据上述原则，设计依据报告提供的相应岩性有限资料与类似矿山经验数据，确定岩石的抗剪强度和内摩擦角计算参数见表1.1。表1.1岩石力学指标统计表项目指标岩系名称数值Φ（°）C（KPa）r(g/cm3)含水率（％）粗砂岩36221.671.23中砂岩35.5230.941.21砂质泥岩35324.511.35细砂岩34.8261.401.550.08粉砂岩34°320.371.38泥岩30°270.451.37粘土岩28°48.001.46煤30.5149.001.28松散砂324.911.87表土30.545.131.671.1.3计算方法的选择1、滑动模式确定根据工程地质岩性组合特征，岩层产状，构造的分布情况及采场边坡形成的条件来看，未来边坡滑动模式主要是切割抗剪强度较弱层而产生圆弧线型滑动。滑动模式如图2-2-2所示。2、计算方法计算方法采用了Bishop条块法，采用迭代法逐次逼近求解。采场预想滑面示意见图1.1数学模型如下：F=必须满足条件：图1.1采剥场边坡计算剖面图（1）δ′=（2）cos（1+Y/F）＞0.21.1.4稳定边坡角的确定在采场的各个台阶高度和平盘宽度等帮坡要素设计之前，进行了帮坡稳定计算。对工作帮、端帮、最终工作帮均采用Bishop法。选取的帮坡暴露高度为110m，即选取了还没有内排的那段帮坡的最大暴露高度；用Bishop法的边坡稳定计算程序进行了计算。通过计算，当边坡角等于40°时，边坡稳定系数为1.32。可以满足露天矿采场边坡稳定的要求，所以露天矿帮坡角取为40°，待本矿进一步补充工程地质勘探工作后，根据具体条件对上述露天矿帮坡角进行修正。1.1.5保持采掘场边坡稳定的措施1、加强岩移监测，发现异常变动，采取防滑措施；2、建立特殊天气边坡巡视制度，雨中、雨后设专人巡视边坡稳定情况。3、在采掘工程进度安排上，尽量缩短采掘场边坡长度及边坡暴露时间，尽快实现内部排土，埋压边坡。4、严禁采掘过程中超挖坡底。5、到界台阶采取欲裂或光面爆破措施。1.3排土场边坡稳定1.3.1边坡稳定计算剖面的选择计算剖面选在外排土场南侧，此处为最高边坡，存在时间最长，是最易发生滑坡之处。1.3.2岩石力学强度参数的选择在参考有关排土场工程地质资料及附近露天矿类似排土场边坡稳定经验数据的情况下，作以下设定。（1）排弃物料抗剪强度指标由类比法取得。容重r=1.95t/m3内摩擦角26°凝聚力C=1KPa（2）排土场基底基本水平且稳定（3）排弃物料边坡的潜在滑动模式为圆弧滑动。（4）计算中考虑地震影响排土场帮坡体是由土沙和岩石混合物料排弃而成，分层排弃的土沙和岩石，在顺台阶坡面上分层不很明显，松散体又经压实已产生再生凝聚力。所以滑坡破坏模式也是上部垂直裂缝，下部呈圆弧面滑落，如果基底不稳定，稍有地震波动，将牵动基底隆起或基底顺层滑坡。根据排弃物料岩性组合分析，本矿排土场边坡潜在滑动模式为圆弧切底滑坡。1.3.3计算方法由于排土场条件与采场相似，采用Bishop法计算。帮坡角是40°时。可以满足要求，所以露天矿排土场帮坡角确定为40°。同采场一样，待本矿进一步做工程地质补充勘探工作后，再根据具体情况对本露天矿边坡角进行适当修正。1.3.4保持边坡稳定的方法1、按强度排序周边对边坡稳定要求较高的部位则必须排弃一些强度较大的物料。2、优化排土体系(1)在外排土场未建立之前，排土场周边的排水系统必须尽早建成。为此，在排弃时，基底尽量排弃块大的、坚硬的、遇水不易粉化的岩石，尽量不要破坏原有沟底的迳流条件，保证暴雨时畅通无阻。(2)为了保证排土场边坡稳定，外排土场上盘边坡周边建立挡土墙，使排土场上部积水不得顺排土台阶坡面流下，冲毁排土场边坡。在排土场基底低洼处建立完善排水系统，使排土场汇集的雨水尽快排出，以提高内、外排土场边坡整体稳定性。3、加强排土场基底管理(1)在排土场底部应尽量排弃块大的、坚硬的、遇水不易粉化的岩石，以保证排土场基底的稳定性。(2)排土场基底的积水要及时排出，确保内、外排土场边坡稳定；(3)必要时在煤层底板设置“鱼刺状”的排水沟和集水沟，沟内设滤水管或盲沟形成沿内排土场底部的排水系统，及时将内排土场底部的水排出。（4）定期监测内、外排土场底部及上部边坡的滑坡动态，及时采取稳定边坡的措施。3、防止地下渗水的方法(1)在排土场达到最终位置的平盘和坡面铺设一层渗透系数小的粘土，用压路机压实，形成防渗层，在其上再铺一层土壤，绿化植被；(2)在内排土时沿端帮境界排弃10m宽的隔水墙，减少地下水的渗入。4、在边坡形成期间和形成之后，应定期监测外排土场边坡的位移变形情况，当发现某一部位变形异常，应提高监测频度，并提出相应的治理措施，避免造成更大的损失。5、加强生产监督。6、制定滑坡灾害应急抢救预案。7、对边坡的重点部位，应设置GPS监控点，以精确控制边坡的位移和变形情况。1.4边坡监测1.4.1边坡监测网在采掘场非工作帮和外排土场的四周设置边坡岩石移动监测网。1.4.2监测设备的选择监测仪器用BTS-800全站仪。1.4.3采空区对本矿边坡稳定的影响分析