边坡稳定性分析评价报告

边坡稳定性分析评价报告二〇二一年三月报告编写：审核：技术负责：总经理：提交单位：二〇二一年三月ii目录前言 1一、任务来源 1二、目的任务 1三、分析评价依据 1（一）任务依据 1（二）主要技术标准依据 2（三）资料依据 2四、矿山基本情况 3（一）露天矿概述 3（二）资源储量 3（三）露天开采主要技术方案 4五、工作程序与工作方法 7（一）技术路线 7（二）工作布置、方法及完成的工作量 8六、完成主要工作量 9第一章矿山地质环境背景 10一、工作区地理位置 10二、自然地理条件 10（一）气象 10（二）水文 10（三）土壤 11（四）植被 11（五）土地类型 11三、地形地貌 12（一）构造侵蚀中山 12（二）侵蚀堆积沟谷 13四、地层岩性与地质构造 13（一）地层 13（二）构造 16五、新构造运动与地震 16六、水文地质条件 17（一）含水层 17（二）地下水补、径、排条件 18（三）矿床充水因素分析 18七、工程地质条件 19（一）土体工程地质特征 19（二）岩体工程地质特征 19（三）露天采场工程地质条件 20八、矿体地质特征 20（一）含煤性 20（二）矿区可采煤层 21九、矿山及周边其他人类工程活动 21第二章边坡特征 22一、边坡特征 22(一）边坡形态特征 22(二）边坡岩性组合及变形特征 25(三）边坡使用年限 26(四）边坡安全等级 26三、影响边坡稳定性的因素 27（一）地形条件 27（二）地层岩性 27（三）降水 27（四）人类活动 28第三章边坡稳定性分析评价 29一、定性评价 29二、定量评价 33三、稳定性综合评价 39第四章结论与建议 40一、结论 40二、建议 41边坡稳定性分析评价报告第5页 前言一、任务来源受甲方委托，我公司承担了《露天矿边坡稳定性分析评价报告》编制工作。二、目的任务通过收集、研究已有资料，根据露天矿实际采掘情况和外排土场情况，结合已有勘查、设计成果和资料，外围调查与滑坡区段的重点调查相结合，室内研究与野外调查相结合，认真做好边坡地质原型的调查研究，在地质分析的基础上，系统分析研究边坡体的变形破坏机制及其演化过程，并对边坡的现状稳定性进行分析评价，依据现状和开发利用方案设计的采掘情况进行预测评价。具体任务如下：1、收集有关地质、水文地质资料等相关资料；2、对边坡及周边进行工程地质调查；3、通过收集资料和调查后查明露天矿采坑边坡所处的地质环境，包括地形地貌、地层岩性、坡体结构、地质构造、水文地质条件等。4、查明不稳定边坡岩土体的物理力学性质；5、查明露天矿采坑边坡和排土场人工边坡空间分布范围及形态特征、厚度大小、变化及发育情况，分析评价边坡的稳定性，预测其发展趋势。三、分析评价依据（一）任务依据1、《露天矿边坡稳定性分析评价报告编制委托书》；2、《露天矿边坡稳定性分析评价报告编制合同书》。（二）主要技术标准依据国家及行业标准：1、《滑坡防治工程勘查规范》（GB/T32864—2016）；2、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330—2013）；3、《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ/T0219－2006）；4、《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）（2009年版）；5、《矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范》(DZ/T0223—2011)；6、《滑坡、崩塌、泥石流监测规范》（DZ/T0221—2006）；7、《地质灾害危险性评估规范》（DZ/T0286-2015）；8、《中国地震动参数区划图》（GB18306—2015）；9、《工程地质手册》（第四版）。地方标准：1、《地质灾害危险性评估规程》（甘肃省质量技术监督局，DB62/T1792-2009）；2、《地质灾害防治工程勘查设计技术要求（试行）》（国土资源厅2003年5月）。（三）资料依据1、《矿产资源开发利用方案》（煤矿设计院，2012年4月）；2、《资源储量核实报告》（地质矿产勘查院，2009年12月）；3、《地质灾害调查与区划报告》（地质环境监测院，2007年12月）；4、《矿山地质环境保护与恢复治理方案》（工程勘察设计研究院，2012年12月）；5、本次调查成果资料。四、矿山基本情况（一）露天矿概述根据2012年2月15日省国土资源厅颁发的采矿许可证（xxxxxxx），露天矿矿区范围由6个拐点圈定（表0-1），开采深度由2370～2180m标高。表0-1矿区范围拐点坐标一览表点号X坐标Y坐标123456注:坐标系为1980西安坐标系（二）资源储量根据《煤炭资源储量核实报告》及评审意见书，露天矿矿权范围内可采煤层一层（煤一），截止2009年12月25日矿井总资源储量为A万t，其中已动用资源储量B万t,保有资源储量为C万t，其中122b类储量Dt，333类E万t。在该矿前期露天开采范围内，根据设计圈定的工业资源储量F万t，露天矿采出率按95%计算，则可采储量为：G万t（其中2.76万t为前期露天境界内总压帮煤量）；后期H万t（其中包括减去采区最西端少部分损失煤量、端帮丢煤量及剥采损失量等），合计I万t。（三）露天开采主要技术方案1、露天采场矿山露天开采前期（一采区）开采设计规模原煤G万t/a，设一个露天采场（工作面），其初始拉沟位置位于煤层浅部向斜轴东头，矿区境界边缘，走向拉沟倾向推进，采掘场占地面积约7.49hm2，开采标高：+2250～2340m。2、开采境界的圈定根据开发利用方案的设计，矿区煤炭资源分两期开发，方案重点对前期（一采区）露天开采做了详细的开发利用方案设计，对于后期（接续采区）露天开采，方案建议在一采区开采结束后，根据实际情况，再进行接续采区的开发利用方案设计。由于矿区可采煤层（煤一）赋存深浅不一，前期（一采区）露天开采涉及的范围仅为矿区境界的一部分，一采区位于矿区东部，其范围南北长约320m，东西宽约230m，占地面积7.49hm2，设计开采标高2350～2250m，采深100m。3、开采与开拓煤一主要集中在矿区中部的向斜轴上，向斜主轴近东西，煤体分布呈一三面（东、北、西）环绕由外向内的锅底形状，西边被断层隔断。根据该煤层赋层条件、地形地貌，同时考虑矿山的后续发展，开发利用方案对一采区确定的开采方案为：沿向斜轴顶头由东向西开采，沿煤层走向拉沟开门子，揭开煤层后沿倾向顺台阶递降的开采方式（图1-5）。图1-5开采方式示意图露天开采参数如下：（1）台阶高度：10m（2）台阶坡面角：70°（3）工作平盘最小宽度：33m（4）采场路面宽度：10m（5）炮孔直径：Φ145mm（6）钻孔深度：12m（7）超钻深度：2.0m4、开采工艺根据开采工艺选择原则以及对其影响因素，结合煤层赋存条件和岩性特征，方案确定露天开采工艺为单斗－汽车工艺。5、剥离量与剥采比一采区露天工程共发生剥离量为612.98万m3，各水平剥离量见表0－2。表0-2剥离量汇总表开采水平剥离量(万m3)备注该矿露天开采前期总剥离量X万m3，可采煤量Y万t，平均剥采比为14.39m36、排土场矿山露天开采前期（一采区）开采设一个外部排土场，布置于矿区及露天采场境界外正东，露天采场总出入沟位于采场北西角，与外排土场相距不到200m，剥离车量经总出入沟进入外排土场，设计外排土场占地面积13.56hm2。收容量1700万m3。7、废石弃渣的排放外排土场选择在露天采场东侧不远处，沿南岔沟排开，排土场距露天采场直线距离50m,排土运输距离近，便于排弃。由于该处地形变化较大，既有平缓地带，又有低山环靠，方案建议排土场采用平地堆筑式和依背山坡相结合的排弃方式，外排土场参数如表0-3。表0-3外排土场参数一览表序号项目单位数量1占地面积hm22最终排弃标高m3松散系数4台阶高度m5最小排土平盘宽度m6排土台阶坡面角度7排土场收容量万m3因煤一特殊的赋存状况，露天开采后期形成的矿坑空间有限，该矿不设内部排土场，露天开采结束后，对矿坑掩埋覆盖回填所需用土取自相距采场不远的排土场。为充分利用地形和方便排弃，方案设计排土场布置成阶梯状，相邻两排土线标高相差10m。最小排土平盘宽度为50m。为排土作业安全，上下排土工作线不能同时作业。排土场排弃方式为自卸汽车在排土工作线上卸载后，大部分排弃物自溜至坡下，少量遗留在坡顶的排弃物，用装载机将其推至坡下。五、工作程序与工作方法（一）技术路线根据勘察调查目的及任务，参照有关规范、规程及技术标准，工作思路是由粗到细，充分利用已有资料，在分析已有资料的基础上进行补充。在已有的工程地质测绘、工程地质调查基础上针对边坡的现状特征。在取得土体指标和分析已有岩石指标和排土松散堆放物抗剪指标的基础上，综合对比分析后对确定不同工况下边坡的稳定性，保证提交资料的可靠性。（二）工作布置、方法及完成的工作量根据《地质灾害危险性评估规范》（DZ/T0286-2015）中确定的地质灾害危险性评估工作的基本要求，在工作中首先明确了思路，熟悉工作程序，确定工作重点，制定项目实施计划。1、资料收集与分析接受甲方委托后，我公司成立了专门项目组，在现场调查前收集了《露天矿矿产资源开发利用方案》、《资源储量核实报告》等资料，初步掌握了矿区地质环境条件和矿山概况。收集了区内有关地形、地质等图件作为评估工作底图和野外工作用图，结合矿山特点，分析已有资料，确定需要补充的资料，初步确定野外主要调查内容、调查路线和方法。2、野外调查在对收集的资料初步分析后，项目组于2017年9月18日－9月19日进行了野外调查。在甲方工程师的配合下、查明了矿山生产现状，查明了露天矿边坡分布的特征，查明了排土场的现状特征和后续收纳弃土情况及回填作业方式等。确定了本次边坡稳定性分析评价的范围。对露天矿采坑周边的边坡和排土场边坡分布情况进行了调查，野外调查采用1：10000地形图为底图，对重点地段的地质环境问题和主要地质现象点进行实测描述，调查分析其发生时间、基本特征、危害程度，并对其进行GPS定位、数码拍照等工作，并及时调整室内设计的野外调查路线，优化野外调查工作方法。3、室内资料整理及综合分析在综合分析研究已有资料和现场调查的基础上，编写了《边坡稳定性分析评价报告》。六、完成主要工作量完成的主要工作量如表0-4。表0-4完成的主要工作量表项目单位数量说明调查面积km215.3矿区及四周调查路线km2.8包括穿插路线灾害调查点处2滑坡收集利用资料份3区域地质、水文地质工程地质、气象水文等现场访问人.次6现场工作人员地质照片张9数码第21页 第一章矿山地质环境背景一、工作区地理位置露天矿位于XX市XX县XX乡东北部XX境内。地理坐标：东经XXXXXX，北纬XXXX。G30高速和G312国道从矿区东北通过，矿区有长15km简易公路与国道相通，矿区距XX市80km，距XX县城20km，交通较为方便（图1-1）。二、自然地理条件（一）气象矿区位于河西冷温带干旱和祁连山高寒半干旱气候区的过渡地带，具有典型的大陆性气候特征。矿区总的气候特点是：日温差较大，降水量少，蒸发量大，常年多风，气候干燥。区内年平均气温3.6℃，年最低气温-23.5℃，最高气温+37.8℃；年平均降水量250～350mm，主要集中在7、8月份，降水量随着海拔的增高而增大，梯度为10.1～15.9mm/100m；无霜期83天，每年10月至次年4月为冰冻期，最大冰结深度可达0.95m，一般0.4～0.7m；区内常年多风，风向一般为东南或西北，风力2～4级，最大6～8级。（二）水文矿区无长流地表水系，有西大口沟及两条支沟南岔沟和雁坎沟，均为季节性洪沟，仅在降雨时节有水流，其余时段为干沟，除此之外，区内小型冲沟发育，沟短、坡降较大是其主要特点，剖面形态多呈“V”型。（三）土壤矿区土壤类型主要为棕钙土和新积土，棕钙土以第四系残坡积层为物质基础，广泛分布在矿区半山至坡脚处，新积土分布在沟道内，其余地段为裸露基岩。区内棕钙土具典型的冷温带草原植被土壤特点，具有草原向荒漠过度的特征，地表多砂砾石，剖面上部呈褐棕色，下部为粉末层状或斑块状灰白色钙积层。具有薄的腐殖质松软表层，其下为棕色弱粘化，铁质化的过渡层，在0.5m深度内出现钙积层，并有石膏在底部聚集，其土壤pH值8.5～10，一般碱化层及钙积层较高，含石膏的土层偏低。新积土属初育土纲，矿区内分布在沟道地带，土壤的洪积成因明显。生物、植物参与成土过程作用甚徽，无自然发生层和明显的腐殖质层，土体结构A-C型。土壤处在不断沉积和发育交替中，即沉积—发育—沉积，以沉积为主，土壤发育徽弱。（四）植被矿区无农业植被，天然植被类型受气候、土壤条件的限制，多为耐旱的深根、肉质灌木或小灌木，主要种类有琵琶柴、芨芨草等。区内总体上植被覆盖率20～30%，常年风沙大，风力侵蚀严重，土地沙化趋势明显，生态环境脆弱。（五）土地类型矿区及周边土地利用现状类型主要为草地和荒地。土地权属XXXX县XXX乡XXX村和XXXXX村集体所有。现状土地利用类型及面积统计结果如表1-1。表1-1矿区土地利用现状统计表地类面积（hm2）面积（hm2）行政隶属村镇（乡）区（县）草地104.8960.32XX村XX乡XX县44.57XX村荒地22.2310.06XX村12.17XX村总计127.12127.12矿区面积120.2三、地形地貌矿区位于XXX县XXX乡XX村，为祁连山与河西走廊交接地带，区内高程2220～3134m，最大高差914m，地貌类型为构造侵蚀中山区和侵蚀堆积沟谷区。（一）构造侵蚀中山分布于沟谷两侧地带。该地貌单元的形成奠定于喜马拉雅运动以前的老构造运动，晚近的新构造运动对地形地貌特征产生了显著影响，区内高程2220～3134m，最大高差914m，山势挺拔，山峰陡峻，山脊多呈锯齿状，山体切割剧烈，冲沟多呈“V”型。山体坡度30～50°，上部基岩裸露，植被覆盖率低（照片1-1）。照片1-1构造侵蚀中山地貌照片1-2堆积河谷地貌（二）侵蚀堆积沟谷分布于xx沟及其两条支沟雁坎沟和南岔沟一带，构成矿区相对宽缓地带，宽度一般20～70m，在原大河煤矿和原罗其生煤矿所在地段及西大口沟部分地段较宽，其余地段相对较窄。一般自山坡向沟谷、自上游至下游倾斜，坡度5～9°，高程2250～2500m，高差125～250m（照片1-2）。四、地层岩性与地质构造（一）地层露天矿矿区第四系广泛分布，以第四系残坡积层为主，部分老地层被其覆盖。矿区内主要分布有志留系、石炭系、二叠系、侏罗系及第四系。现由老到新分述于下：（1）志留系中下统肮脏沟组（S1-2a主要分布于矿区西南部，为一套滨浅海相变质细碎屑岩建造，矿区内出露不全。底部以灰绿色变质细砂岩为主，上部浅灰绿色、灰紫色变质砂岩、变质泥砾岩。区内该组厚度大于2000m。（2）石炭系上统羊虎沟组（C2y）分布于矿区北部一带，在矿区范围内出露不全，为石炭系上统羊虎沟组（C2y），根据岩性在矿区范围内可划分为上下段。下段（C2y1）：下部为灰黑色厚层状灰岩，底部为灰白色、白色粘土质泥岩、硅质页岩、泥灰岩，中上部为灰黑色泥质细砂岩、砂质泥岩。上段（C2y2）：下部为灰白色巨厚层状石英砂岩、砂砾岩，中部为灰黑色泥岩、砂岩、砂质页岩；上部为灰黑色砂质泥岩、泥质细砂岩，顶部含两层灰岩。该段含煤两层，厚度小，均为不可采煤层，顶板均为灰岩，为1～2个小旋迴组成。该层在本矿区以粗砂岩为主，灰岩不纯，指示成煤环境变差。本组区内厚度186.16m。（3）二叠系下统大黄沟组（P1d）为陆相碎屑沉积，岩性大体可分为三部分：下部灰绿色含砾粗砂岩、细砂岩互层，并以富含白云母的含砾粗砂岩为二叠系底界，与下伏石炭系上统羊虎沟组为整合接触；中部为灰绿色夹紫色中、细砂岩互层；上部为薄层状砖红色细砂岩、灰绿色中粒砂岩、细砂岩、粉砂岩互层。厚168.39m。（4）二叠系上统红泉组（P2hq）为灰-灰白色厚层状含砾粗砂岩，顶部紫红色薄层状泥质细砂岩，为河流-湖泊相沉积。该组区内厚219.80m。（5）侏罗系中下统龙凤山组（J1-2l为区内主要含煤地层，按岩性组合可划分为三段：①下段a、灰白色中粒砂岩—砂砾岩，矿物成份主要为石英、斜长石、燧石及各种岩块，次棱角状，砾径一般5cm，最大30cm。局部为杂色、灰绿色含砾粉砂岩—细砂岩，砾石成份为石英及变质岩块，属河流相，与下伏地层呈不整合接触，厚35.00m。b、浅灰、深灰色粉砂岩，顶部含植物根部化石，下部含化石不完整，缓波状水平层理发育，属湖泊相。厚4.00m。c、深灰色粉砂岩，含白云母，煤块及少量植物化石碎片，属湖泊相。厚2.12m。d、灰白色粗—细砂岩，成份以石英为主，次为长石、白云母，含煤块及煤，属河床-河漫相。厚12.00m。e、灰黑色粉砂岩，富含植物根部化石及其碎片，下部水平层理发育，属湖泊-沼泽相，厚5.00m。f、煤层。厚0.3～5m。此煤层为本矿区唯一可采煤层，多为透镜状，薄厚不一。g、深灰色粉砂岩，水平层理及缓波状层理发育，含植物化石，并含镜煤条带。属湖泊相，厚2～4m。该段地层总厚82.52m。②中段下部为灰褐～黄褐粗砂岩与砂砾岩互层，间夹粉砂岩。上部为灰白色石英粗砂岩，间夹灰—灰黑色泥岩、砂质泥岩，含煤线及薄煤层。厚为144.50m。③上段下部为灰白色、土黄色含砾粗砂岩和厚层状灰绿色细砂岩。上部为巨厚层状灰黄色、灰紫色含砾粗砂岩。厚251.52m。（6）第四系全新统（Q4）覆于老地层之上，为分布于山体中下部的残坡积层和沟道内的洪积物，均以结构松散的碎石土为主，碎石含量大于40%，碎石呈菱角状。（二）构造矿区位于榆木山北坡断裂构造带中，构造较为复杂。区内褶曲构造及断裂构造有：（1）西大口向斜该褶皱为一轴向近东西的不对称向斜，北翼较陡，地层倾角38～54°，南翼较缓，地层倾角25～30°，该向斜向西倾伏。东北翼浅部被F4断层切割，原罗其生煤矿即位于西大口向斜的东北翼。东南翼浅部被F2、F9、F10断层切割，原大河煤矿即位于西大口向斜东南翼。（2）断层①F1逆断层为区内重要的断煤断层，位于矿区西部，呈弧形向东突出，为一西倾逆断层，断层走向近南北向，断面倾角60°～70°，长约800m。②F2逆冲断层紧靠矿区西边呈“S”向延伸，断层走向约290°，倾向西，断面倾角50～70°，长约25km。③F4逆断层横贯矿区东西，使北部侏罗系地层缺失。断层走向300°，倾向北东，断面倾角70°～80°，长约11km。④F10正断层、F11北东向左行平移断层破坏了矿区煤层的连续性，断层走向均为N35°E～N40°E。五、新构造运动与地震区内新构造运动极为活跃，主要表现为振荡性上升运动、褶皱断裂运动。振荡性上升运动形成了区内中高山区，山体切割剧烈，沟谷呈“V”型。褶皱断裂运动在继承了古老断层的基础上，隐伏断裂进一步发育。区内地震活动较为强烈，活动断裂较为发育，据统计发生5～6.5级的地震有20多次，本区是地震活动较为频繁的地震带。根据《中国地震动参数分区图（GB18306-2016）》，区内基本烈度为Ⅷ度。该区设计基本地震加速度值为0.15g。六、水文地质条件（一）含水层（1）松散岩类孔隙水：分布于河谷洪积松散层孔隙中，受气候条件制约，为区内间歇性含水层，水文地质意义不大。（2）基岩裂隙水：矿区主要含水岩组为侏罗系中下统龙凤山组，二叠系上统窑沟群、下统大黄沟组及石炭系上统羊虎沟组。①侏罗系下统龙凤山组上部含水层由砂砾岩，粗中、细砂岩及砂质泥岩组成，为弱富水含水层。②煤层顶板含水层该层由砂砾岩、粗砂岩，间夹粉砂岩、砂质泥岩或泥岩组成，富水性弱。③二叠系上统红泉组含水层由砂岩及砂砾岩组成，颗粒不均胶结松散，裂隙发育，为弱富水含水层。④二叠系下统大黄沟组含水层由含砾砂岩、粗砂岩，砂岩及细砂岩组成，为弱富水含水层。⑤石炭系上统羊虎沟组含水层由砂岩及砂质泥岩组成，为极弱富水含水层。（二）地下水补、径、排条件区内松散岩类孔隙水接受大气降水和暴雨时地表径流补给，径流条件受基底地形条件控制，沿基岩面由高向低径流，松散岩类孔隙水主要靠蒸发排泄，径流排泄次之。区内基岩裂隙水主要接受大气降水、径流补给。地下水径流条件受控于含水层透水性及空间变化特征，区内基岩裂隙含水岩组均为弱透水含水层，地下径流缓慢，含水层均为强烈的非均质各向异性含水层，地下水径流方向与构造裂隙主方向一致。区内基岩裂隙水主要靠地下径流排泄。区内断裂构造发育，以压扭性断裂为主的逆断层发育，断层带糜棱岩发育，岩石破碎，结构密实，透水性弱，断层带两盘岩石破碎，孔隙发育，透水性强，往往成为赋水的区域，矿区内断裂构造不仅破坏了含水岩组的空间完整性，还阻断了含水层的水力联系。（三）矿床充水因素分析露天开采前期为依山坡剥离，然后形成凹陷矿场，采场水患主要是地下涌水和大气降水，露天开采煤层顶板剥离涉及侏罗系下统龙凤山组上部含水层和煤层顶板含水层，露天采场揭露上述含水层形成地下水径流汇集场所，成为矿床充水主要因素。随着露天采场剥离范围的扩大和深度加大，截流面积增大，矿坑涌水量加大，根据调查原矿井地下排水情况，矿井平均采深130m，过水断面水平投影周长266m，地下涌水为30m3/h。露天采场最大过水断面水平投影周长1187m，采坑最大深度100m，根据比拟法，开发利用方案计算得露天采坑最大涌水量为134m七、工程地质条件（一）土体工程地质特征1、残坡积碎石土（Q4el-dl）原本广布于山体中下部，厚度变化较大，上部较薄，坡脚处变厚，碎石土结构松散，锹易挖，多孔隙，含少量植物根系，碎石含量大于50%，呈棱角状，以砂岩、砂砾岩为主。目前仅在露天矿采坑形成的边坡坡顶存在，厚度较小。2、洪积碎石土（Q4pl）分布于沟道内，碎石含量大于60%，碎石呈棱角状，磨圆度差，分选性差，结构松散，碎石以砂岩、砂砾岩为主。（二）岩体工程地质特征1、肮脏沟组（S1-2a）地层：为一套滨浅海相变质细碎屑岩建造，底部以灰绿色变质细砂岩为主，上部浅灰绿色、灰紫色变质砂岩、变质泥砾岩，胶结致密，坚硬2、羊虎沟组（C2y）地层：由上部厚层状灰岩，灰白色—白色粘土质泥岩、硅质页岩、砂质泥岩和下部石英砂岩、砂砾岩，砂岩、砂质页岩组成，层状构造，构造裂隙发育，容重2.20～2.63t/m3，抗压强度19.3～22.1MPa。3、大黄沟群（P1d）地层：为陆相碎屑岩沉积建造，岩性以含砾粗砂岩、细砂岩、粉砂岩为主，层状构造，构造裂隙发育，岩体完整性差，容重2.24～2.70t/m3，抗压强度20.5～38.9MPa。4、红泉组（P2hq）地层：以灰-灰白色厚层状含砾粗砂岩为主，顶部紫红色薄层状泥质细砂岩，弱泥质胶结，层状结构，为河流-湖泊相沉积岩建造。较坚硬，容重2.31～2.49t/m3，抗压强度8.4～40.1MPa。5、龙凤山组（J1-2l）地层：以粒砂岩、砂砾岩、细砂岩、粉砂岩为主，层状构造，块状结构，构造裂隙发育，岩体完整性差，容重2.40～2.51t/m3，抗压强度8.9～51.3MP（三）露天采场工程地质条件该矿煤体主要分布于西大口向斜褶皱轴两侧，该褶皱为一向近东西的不对称向斜，北翼较陡，地层倾角38°～54°，南翼较缓，地层倾角25°～30°，该向斜往西倾伏。东北翼浅部被F4断层切割，东南翼浅部被F2、F9、F10断层切割。采坑揭露表层松散覆盖层以残坡积碎石土为主，厚度较小，结构松散，开采过程中土体易产生局部溜滑变形，但规模较小。采坑揭露岩体以龙凤山组粒砂岩、砂砾岩、细砂岩、粉砂岩为主，岩体构造、成岩结构面发育，完整性差。根据露天剥离采坑特征和岩层产状及岩体结构面特征，边坡局部危岩易形成沿层理面的块体滑动现象。采场含水层富水性极弱，开采过程中易于疏干，地下水对岩体产生的水力推压力矩和水力浮托力随着含水层的疏干逐渐减弱，地下水对采场工程地质条件的影响较小。八、矿体地质特征（一）含煤性矿区主要含煤地层为侏罗系中下统龙凤山组，石炭系在本矿区只含薄煤层及煤线，侏罗系煤系地层叙述如下：侏罗系中下统龙凤山组（J1-2l）下部为灰白色中、粗粒砂岩、砂砾岩；上部为灰～灰黑色石英粗砂岩、细砂岩、粉砂岩，含煤三层，自下而上编号分别为煤1、煤2和煤3，多为透镜状，厚度变化中等。本区侏罗系中下统地层总厚为478.54m，煤层总厚为1.05～6.86m，平均4.4m（二）矿区可采煤层矿区可采煤层为一层，位于本矿区侏罗系中、下统龙凤山组下部煤1层，此煤层多为透镜状变化，原大河煤矿煤层厚1.0～1.8m，平均厚1.4m。原罗其生煤矿煤层厚4.4～4.2m，平均厚4.4m。煤层属较稳定。九、矿山及周边其他人类工程活动根据现场调查，矿山人类工程活动主要为以煤炭生产为目的的工程活动，矿山煤炭生产包括井工开采和露天开采两种方式，调查期间煤炭生产活动处于暂停状态。现状条件下，原大河煤矿井工生产产生的采空区地面塌陷及渣堆和弃用办公生活区是影响矿山地质环境的主要人类工程，除此之外，罗其生煤矿后期露天开采形成的采坑及弃渣堆放对矿山地质环境产生重要影响，其影响规模和程度是本方案矿山地质环境现状评估的主要内容。矿山所在地远离人口聚居区，矿山除采矿活动外，无其他人类工程活动，矿山周边亦无采矿活动及其他人类工程活动，亦未见放牧痕迹。第41页第二章边坡特征一、边坡特征(一）边坡形态特征（1）边坡分布经甲方委托，本次评估的边坡为露天矿采坑周边的边坡和排土场最东侧排土场形成的边坡共两处边坡；P1边坡为露天采坑边缘边坡，按坡体物质组成和岩层产状差异分为采坑南侧坡段、采坑西侧坡段和采坑北侧坡段；P2边坡分布在露天采场剥离物堆弃的排土场边缘，位于雁坎沟最东侧的边坡。按照形态特征和分布位置P1分为东段、南段、西段、北段共四部分。其中东段和西段为近南北向的直线主边坡，为岩质边坡；南段和北段为近东西向的直线主边坡，为岩质边坡；P2位于排土场东段，为土质边坡。采坑底部标高2219.6m，P1东段边坡宽约80m，顶部最大标高2287.20m，边坡最大高度约67m，该段边坡上有露天矿坑底通往外部的道路；南段边坡宽约190m，顶部最大标高2341.5m，边坡最大高度约122m，形态组合上属多台阶边坡，最大台阶数12个；西段边坡宽约84m，顶部最大标高2357.9m，边坡最大高度约138m，形态组合上属多台阶边坡，最大台阶数14个；北段边坡宽约203m，顶部最大标高2338.2m，边坡最大高度约118m，形态组合上属多台阶边坡，最大台阶数12个；P2边坡长约50m，坡底高程2200.3m，坡顶高程高度2298.6m，高约98m，形态组合上属多台阶边坡，最大台阶数10个。（2）边坡基本特征P1边坡为露天采坑边缘边坡，按坡体物质组成和岩层产状差异分为采坑东段、南段、西段和采坑北段。采坑东段边坡为人工岩质边坡（照片2-1），坡体陡直，高40～50m，宽约80m，坡体平面形态为直线型，坡向38°。坡体物质为人工改造后的岩质边坡，原有的第四系残坡积碎石层已经被挖除，边坡上部为灰白色中粒砂岩—砂砾岩下部为灰黑色粉砂岩，富含植物根部化石及其碎片，该段构造发育，存在断层和透镜体。该段边坡斜坡岩体结构破碎，常见局部掉块，斜坡整体稳定性较好，局部掉块。采坑南侧坡段边坡为人工岩质斜坡（照片2-2），坡体经前期开挖成台阶状，在2017年三月在南段边坡中部发生小型滑塌，现状中下部边坡凌乱，上部可见清晰的滑床，该段边坡高80～120m，宽190m，坡体平面形态为直线型，坡向125°。边坡上部为灰白色中粒砂岩—砂砾岩，下部为灰黑色粉砂岩，富含植物根部化石及其碎片，该段构造发育，存在断层多处小断层。照片2-1P1边坡采坑东段及南段东侧照片2-2P1边坡采坑南段西侧照片2-3P1边坡采坑西段照片2-4P1边坡采坑北段采坑西侧坡段不稳定斜坡为人工岩质斜坡（照片2-3），斜坡高100～120m，宽约84m，剖面形态呈台阶状，斜坡岩体位于西大口向斜轴部，在挤压作用下，岩体破碎，完整性差，为侏罗系中下统龙凤山组砂砾岩、粉砂岩。斜坡岩体结构破碎，常见局部掉块，斜坡整体稳定性较好，局部掉块。采坑北侧坡段不稳定斜坡为人工岩质斜坡（照片2-4），系煤层回采形成的裸露煤层底板，斜坡高70～90m，宽203m，坡度55°，坡向129°，坡体岩性为侏罗系中下统龙凤山组下段含砾粉砂岩，层状结构，产状180°∠55°，该段斜坡稳定性较好。图2-1露天采坑工程地质剖面图P2边坡位于排土场东侧（照片2-5），斜坡高60m，坡度36°，宽50m,，形态组合上属多台阶边坡，最大台阶数6个。平面形态呈不规则弧形。在露天采场废石弃渣排弃的过程中，沿山梁两侧顺坡溜土至坡脚沟道内，未经碾压夯实，斜坡物质结构松散。坡肩裂缝发育，裂缝宽5～20cm，沿坡缘展布，斜坡处于蠕滑变形阶段，坡缘处斜坡变形迹象明显，坡脚为雁坎沟沟口位置，因渣堆挤占沟道至沟道变窄，在暴雨条件下沟内泥石流冲积物冲刷坡脚至坡体失稳发生滑坡灾害的可能性大。照片2-5P2边坡坡脚照片2-6P2边坡坡顶(二）边坡岩性组合及变形特征P1边坡为人工边坡，P1边坡为露天矿采坑周围边坡，南段边坡上部为洪积碎石土和残坡积物，结构松散；中部为砂岩，节理较发育；下部为黑色泥岩，强度低，呈碎屑状；底部为煤层，呈碎屑粉末状。其他位置中上部为砂岩，下部与南侧边坡一直。P1边坡南段因存在断层，在开挖完后发生小型滑坡，滑坡宽度约60m，厚度2～13m，长约20m，滑塌体约9800m3。P2边坡为排土场边坡，是露天矿煤矿覆盖层弃渣，坡顶有裂缝。照片2-7P1边坡南段滑坡体(三）边坡使用年限P1边坡（露天矿周边边坡）为开采时至开采结束终止，边坡使用年限为5年，为临时边坡或皙时性边坡。P2边坡为排土场边坡，该边坡为永久性边坡。(四）边坡安全等级边坡的安全等级与组成边坡的若土的性质、结构、构造和产状有关，与边坡的高度有关，与边坡破坏后产生的后果有关。判定标准见表2-1。P1南段上部为碎石土，下部为基岩，东、西、北段全部为台阶状基岩；基岩厚度均大于于30m，边坡均为临时边坡，破坏后的结果严重。P2边坡为人工填土，高大于30m，边坡为永久边坡，破坏后的结果严重。按表2-2确定本次评价边坡的安全等级为一级。表2-1边坡安全等级判定标准边坡类型边坡高度H(m)破坏后果安全等级岩质边坡岩体类型为Ⅰ类或Ⅱ类H<30很严重一级严重二级不严重三级岩体类型为Ⅲ类或Ⅳ类15<H<30很严重一级严重二级H<15很严重一级严重二级不严重三级土质边坡10<H<15很严重一级严重二级H<10很严重一级严重二级不严重三级三、影响边坡稳定性的因素（一）地形条件露天矿边坡坡相对高差一般60～138m，斜坡坡度36°～50°，局部存在临空面，平整性差，被水冲蚀，形成冲蚀沟，坡顶两侧有两条沟谷，降雨时会汇集雨水冲蚀边坡。（二）地层岩性表层为洪积碎石和残坡积物，中上层为灰白色砂岩，下层灰黑色泥岩，底层为煤层，土层和岩层，软岩和较硬岩的岩性组合也是不稳定边坡形成的主要自然因素之一。区内边坡的坡的地层岩性底部为软岩，中上部为较硬岩，结构面的结合程度为碎块结合，完成程度较差，局部极差（照片2-8）。该类边坡容易在软弱面形成较大规模的滑坡或崩塌发生，尤其在表层洪积物和残坡积物与砂岩的接触面和砂岩与灰黑色泥岩接触面，表层渗水和基岩裂隙水渗透至土体与基岩接触面以及泥岩与砂岩接吹按都会较低泥岩的抗剪强度，在谁的作用下或者动荷载的作用下上部岩体发生活动的可能。特殊的岩性组组合是边坡失稳滑动的的另一主要自然因素。（三）降水水是边坡的主要有害因素之一。水会增加岩体的容重、软化岩石、降低岩体的抗剪强度，以及产生对边坡的静水压与动水压作用，从而导致边坡滑动。露天矿滑坡大多发生在雨后、雨季和解冻吋期，或因疏干排水方法不当所致。因此水是边坡稳定性极为有害的因素。区内降水量年内分配不均，多集中于7～8月，降水量随着海拔的增高而增大，梯度为10.1～15.9mm/100m；。据境内雨量站资料统计，评估区所在山区一次降雨量最大可达50mm以上，降水渗入边坡一方面使土体的含水率增加、重度增加，另一方面软化结构面，使其强度降低，在重力作用下易发生崩塌和滑动。（四）人类活动边坡为人工边坡，是采矿活动按照开发利用方案的设计下开挖形成的边坡，前期边坡已经开挖导致露天矿采坑南段边坡发生滑坡，在后期的采矿活动中，对边坡的影响是不可避免的，尤其是开采过程中爆破作业。露天矿爆破作业对边坡稳定的影响主要表现在两个方面：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，降低岩石的强度，使雨水、地下水易于沿爆破裂隙渗透，加速岩体风化。在爆破震动和岩体破坏、强度降低的共同影响下使边坡稳定性降低。其次，边坡中上部的采矿道路通行的大型机械的震动力有时也会影响局部台阶的稳定性。

第三章边坡稳定性分析评价一、定性评价边坡稳定性主要从边坡的高度、坡度、组成边坡的岩性、地下水的发育程度、边坡的变形破坏特征等进行分析（表3-1）。表3-1斜坡稳定性野外判别表斜坡要素稳定性差稳定性较差稳定性好坡脚临空，坡度较陡且常处于地表径流的冲刷之下，有发展趋势，并有季节性泉水出露，岩土潮湿、饱水。临空，有间断季节性地表迳流流经，岩土体较湿，斜坡坡度在15～45°之间。斜坡较缓，临空高差小，无地表迳流流经和继续变形的迹象，岩土体干燥。坡体平均坡度＞40°，坡面上有多条新发展的裂缝，其上建筑物、植被有新的变形迹象，裂隙发育或存在易滑软弱结构面。平均坡度在15～40°间，坡面上局部有小裂缝，其上建筑物、植被无新的变形迹象，裂隙较发育或存在软弱结构面。平均坡度＜15°，坡面上无裂缝发展，其上建筑物、植被没有新的变形迹象，裂隙不发育，不存在软弱结构面。坡肩可见裂缝或明显位移迹象，有积水或存在积水地。有小裂缝，无明显变形迹象，存在积水地形。无位移迹象，无积水，也不存在积水地形。从边坡体的地形地貌、地层岩性、人类工程活动等多方面综合分析考虑，定性认为该露天矿的周边边坡（P1）整体稳定性差——较差。按照分布方位和特征本次分析评价分为东、南、西、北四段。其中南段和北段稳定性差，东段很西段稳定性较差。在坡顶水体继续入渗、震动，坡脚变形等情况下发生崩塌、滑坡等地质灾害的可能性大。组成边坡的岩土体结构特殊，上部为砂岩，强度较好，下部为灰黑色砂岩，煤层，稳定性差，加之坡顶水体入渗增加土体自重、降低土体粘聚力，会导致其稳定性进一步变差。坡顶道路上通行有大型机械，又会对坡体施加很大的动荷载，基于以上综合因素分析判断，该边坡现状情况下稳定性差，在坡顶水体入渗、人类工程活动等不利因素的作用下，其发生滑坡、崩塌等地质灾害的可能性较大。排土场东侧边坡（P2）稳定性较差，在坡顶水体继续入渗、震动，坡脚变形等情况下发生崩塌、滑坡等地质灾害的可能性大。边坡为人工填筑而成，填筑过程中没有分层压实，为自卸车倾倒，铲车向前推进，沿沟道堆积而成的人工边坡。该边坡现状情况下稳定性较差，在坡顶水体入渗、震动，坡顶加载，洪水冲蚀等不利因素的作用下，其发生滑塌的可能性较大。（1）露天采坑岩质高边坡分析评价根据开发利用方案确定的露天矿开采工艺及煤层赋存情况，及目前已经开挖形成的边坡现状分布情况，采坑南、西、北段已经形成台阶状岩质高边坡，其中南段中间位置由于发生滑坡，边坡呈松散堆积状态，严重威胁坡脚采煤位置。目前，采坑底部高程2219.6m，南段坡顶高程2287.20m，坡角56°。采坑北侧斜坡岩层产状180°∠55°，坡向192°，岩层倾向与坡向一致；采坑东侧斜坡岩层产状330°较35°，坡向270°，岩层倾向与坡向基本一致；采坑南侧斜坡岩层产状330°∠32°，坡向0°。采坑西侧即为煤层回采揭露的煤一底板，底板岩层产状86°∠30°。根据岩质斜坡稳定性赤平投影分析结果（图3-1、2、3），采坑南段边坡稳定类型为滑动，滑动面为岩层层面，岩体在构造结构面切割的情况下沿层面滑动、滚落至坑底，威胁坑底作业人员及机械设备，对矿山正常生产影响严重。采坑西侧岩质边坡坡面平直，坡度较小，稳定性好，岩体滑动、滚落的可能性小，对坑底作业人员及机械设备的威胁性较小。使用理正6.0版对岩质边坡进行稳定性分析，使用公式如下：分析结论如下：图3-1采坑南段岩质边坡赤平投影预测分析简图图3-2采坑西段岩质边坡赤平投影预测分析简图图3-3采坑北段岩质边坡赤平投影预测分析简图（3）排土场填土边坡预测评估排土场选择在露天采场东侧沿雁坎沟内按照原地形进行排放，排土场采用平地堆筑式和依背山坡相结合的排弃方式，为充分利用地形和方便排弃，排土场排土方式为阶梯状，相邻两排土线标高相差10m，阶面宽8-10m，单级坡面角45°。排土场弃土安放方式为自卸汽车在排土工作线上卸载后，用装载机将其推至坡下，如此排土方式导致坡肩弃土压实度差，粗颗粒土基本均在边坡边缘部位，导致排土场在堆放沉降过程中会对坡肩形成拉裂，导致边坡出现失稳。目前，排土场最下游位置已经形成高8级的弃土，经现场测量，弃土场坡顶标高2298.6m，坡底高程2200.3m，高约98m，宽度50m，坡向93°，结构松散，稳定性差，在自重，震动，降水、冻融、坡脚冲刷等不利工况条件下产生滑坡灾害的可能性较大，对排土场作业人员及机械安全威胁严重。综合分析，边坡在自然状态下，P1南段和北段处于不稳定状态，西段和东段处于基本稳定状态。基于以上综合因素分析判断，定性认为P1边坡现状稳定性差，处于基本稳定——不稳定状态；P2边坡处于欠稳定状态。上述边坡在在自重，震动，降水、冻融、坡脚冲刷等诱发因素的作用下，其发展趋势为失稳滑塌。二、定量评价边坡稳定性计算采用《建筑边坡工程技术规范》（GB50330－2013）附录A中圆弧法进行稳定计算。（1）计算剖面的选择本次对不稳定斜坡均选择具有代表性的剖面进行定量计算。在定量计算过程中对边坡土体进行条块划分时主要考虑了以下原则：①在主滑方向地质剖面上按滑裂面倾角相对变化将剖面划为若干个条块；②在划分条块时，充分考虑斜坡坡面起伏情况，再进一步细分条块，以准确计算条块体积；③在划分条块时，还应考虑斜坡体岩性分布特点及地下水位埋深等因素。（2）计算方法及计算工况的选取根据储量核实报告，该矿地层内含水量较小，富水性极弱，在开采过程中未见渗水、涌水现象，虽然碎屑岩类孔隙、裂隙潜水—承压水含水岩组含水具有微承压性，但也易于疏干，所以不需考虑来自此地层内潜水对滑坡体产生的水力推压力矩和水力浮托力，计算方法选用简化毕肖普(Bishop)法。计算时采用“理正岩土计算软件6.0版”进行辅助计算。简化毕肖普法是计算单一圆弧型破坏最为常用和有效的方法。数学模型如下：①计算示意图②计算公式：式中：Fs一斜坡稳定性系数；ci一第i计算条块滑面黏聚力（kPa）；φi一第i计算条块滑面内摩擦角（°）；一第i计算条块滑面长度（m）；θi一第i计算条块滑面倾角（°），滑面倾向与滑动方相同时取正值，滑面倾向与滑动方向相反时取负值；Ui一第i计算条块滑面单位宽度总水压力（kN/m）；Gi一第i计算条块单位宽度自重（kN/m）；Gbi一第i计算条块单位宽度竖向附加荷载(kN/m)；方向指向下方时取正值，指向上方时取负值；Qi一第i计算条块单位宽度水平荷载(kN/m)；方向指向坡外时取正值，指向坡内取负值；hwi，hwi-1一第i及第i-l计算条块滑面前端水头高度(m)；γW一水重度，取10kN/m3；i一计算条块号，从后方起编；n一一条块数量。③计算工况工况1：自重工况2：自重＋地震工况3：自重＋暴雨④地震荷载标准根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015），XX县XXXX抗震设防烈度为Ⅷ度，地震动峰值加速度为0.2g，地震动反应普特征周期为0.4s。（3）计算结果[控制参数]:采用规范:通用方法降水信息：计算目标:安全系数计算采用总应力法滑裂面形状:圆弧滑动法考虑渗透力作用地震烈度:8度不考虑边坡外侧静水压力[计算条件]圆弧稳定分析方法:Bishop法土条重切向分力与滑动方向反向时:当下滑力对待稳定计算目标:自动搜索最危险滑裂面条分法的土条宽度:1.000(m)搜索时的圆心步长:1.000(m)搜索时的半径步长:0.500(m)[计算结果图]（1）自重条件下：滑动安全系数=1.074（2）自重+地震条件下：最不利滑动面:滑动圆心=(6.293,157.333)(m)滑动半径=154.259(m)滑动安全系数=0.866（3）自重+降水条件下：最不利滑动面:滑动圆心=(3.147,161.267)(m)滑动半径=158.097(m)滑动安全系数=0.657表3-2P2边坡坡稳定性计算成果一览表剖面编号自重自重＋地震自重＋降雨2—2＇1.0740.8660.657根据《滑坡防治工程勘查规范》（GBT32864-2016）第13.3.4条的规定，边坡稳定状态应根据其稳定系数按表3-3确定。表3-3滑坡稳定状态