露天矿边坡稳定课件（部分图更新可编辑所有章节整合）.ppt

1、露天矿边坡稳定,主讲老师：侯殿坤,第一章 概论,1.1概述 一、边坡的重要性 1、节省成本 2、安全生产 二、国内外露天矿边坡概述 1、露天矿开采现状及发展趋势 2、列举优化边坡的实例,1.2基本概念,一、采场边坡 （一）、露天矿边坡 1、山坡露天矿 2、凹陷露天矿 （二）、边坡 1、底帮边坡 2、顶帮边坡 3、端帮边坡,（三）、边坡角 1、工作帮坡角 2、非工作帮坡角（废正角） 二、排土场边坡 1、外排土场建立条件 2、内排土场建立条件 3、排土场台阶高度、坡面角 4、排土排弃物的性质 5、稳定性分析,1.3滑坡概论及研究意义,一、边坡变形种类 1、剥离（振动、风化） 2、崩落（陡立柱状岩体

2、突然倒塌滚动） 3、滑动（沿一定的面或带缓慢移动）滑坡 4、流动（指饱和水的松软岩体沿4度6度甚至 更缓的斜面流动） 5、沉陷变形、垂直下沉 排土场管理主因 所以规范规定排土场到边坡一定距离范围内有25的反坡 如图2所示,二、实例,三、滑坡危害,1、阻断运输线路（铁道、公路、胶带） 2、推倒、掩埋采掘运输设备 3、破坏地面工业民用建筑物 总体规划不合格 地面建筑物安全距离 采场 0200m 200m 排土场造成地面地层变形滑坡危害 较大:为准能黑岱沟储煤仓、铁路地面胶带走廊等,四、优化边坡角,同时考虑两个问题 1、剥离费 2、边坡维护费,1.4露天矿边坡的特点,与水库岸坡、坝肩、引水渠道、铁路

3、公路路堑、山区挖方工程的的边坡相比有以下特点： 一、边坡较高 几米到60米 走向长 几公里 揭露的岩层多 变化复杂 二、煤矿边坡主要是沉积岩：层理明显 弱夹层较多 岩石强度低 40度以下 金属矿主要是岩浆岩 变质岩 强度高 但断层、节理发育不利于边坡的稳定 三、主要是滑动变形,四、露天矿边坡是机械开挖边坡,边坡岩体较破碎，边坡一般不加维护，易受风化作用影响。 五、露天矿厂每日受爆破、机车行走等因素，边坡受振动影响大，负载加大。 六、露天矿服务年限长内排可以解决边坡滑问题 陡帮开采配合内排效果较好，如平装西露天煤矿 七、不同地段边坡稳定程度可以不同建筑物和铁路稳定性高,1.5 研究内容及步骤,一

4、、研究内容 1、边坡岩体中各种结构面 如断层、层面、节理、裂隙分布状态 2、结构面的物理力学性质 3、水 4、开采工程、河流、爆破、构造应力 5、设计边坡 6、提出防滑措施 7、边坡监测,二、研究步骤 1、矿山勘探，设计阶段必须开始边坡工作 2、矿山投产后，做大量的实验研究，校核边坡稳定角 3、长期性工作，直到露天矿寿命结束 4、最后评价,第二章 影响边坡稳定性的因素,引言：因素分类 1、内因：岩石的矿物组成及地质结构 2、外因：水、震动、构造应力、采矿活动、风化及温差,2.1 岩石矿物组成的影响,1、不同矿物的强度不同 （1）、Na、K、Ca、Mg等化合物易溶于水，为不稳定矿物 （2）、蒙脱

5、石(OH)4Al4SiO8O20吸水性强而透水性差，易导致滑坡 2、岩石是矿物的集合体 3、岩石有晶质非晶质碎屑质 硅质胶结钙质胶结泥质胶结 粒度0.005mm时，粒度增加时，内摩擦角减小 4、岩石的构造有定向与非定向之别,2.2岩体结构面、结构体、 岩体结响,定义：结构面：岩体中这些自然生成的强度减弱面统称为结构面 结构体：这些结构面将岩体切割成不同规模和几何形态的块体 工程岩体：有结构面和结构体组成的具有一定结构的地质体的一部分,一、结构面（IV级） 煤矿中主要5种面： 1、软弱夹层：粘土层、碳质页岩层、泥岩、薄煤层、页岩层 2、岩层面、节理 3、断层 4、节理、裂隙 节理是构造裂隙 裂隙

6、是原生裂隙 5、片理、页理：压应力作用下动力变质的结果 二、结构体 IV级 三、岩体、结构,2.3水的影响,露天矿边坡防水便等于防滑：雨后、雨季、解冻时期 现场防治水办法介绍 一、水在岩石中存在的的形态 （一）、气态水 是结晶水及化学水，对岩体稳定性影响不大 （二）、结合水 1、吸附水（或强结合水）强结合水，70000倍重力加速度不能使其分离 2、薄膜水（或弱结合水）弱结合水，长期荷载可能被挤出 结合水是在岩石中颗粒表面与水分子的吸引力（静电引力）而结合的水,吸附水：是颗粒表层或离子的吸附层内的水分子，在分子力作用下，不能移动 薄膜水：是离子扩散层内的水分子，若在分子力作用下可能移动，在长期荷

7、载作用下可能部分被挤出 （三）、自由水：是土岩颗粒水化膜以外的水，受重力影响，分毛细水和重力水 1、毛细水 、孔隙角水 、悬浮水 、毛细孔水 毛细孔水是岩石毛细孔内的水（结合水除外） 它与重力水相同，可以传递静压力,2、重力水 、渗流水 、地下水 （四）、固态水（冰） 体积增大、扩大裂隙、减弱岩体强度（融冰期边坡易滑原因）。 总之，边坡岩体内的水主要是结合水和自由水,二、水对边坡的不利影响主要表现 1、软化岩体，降低其强度； 2、静水压力 3、动水压力：自由水在重力作用下流动，对岩石产生动水压力,三、地下水在边坡内的分布 1、在松软土岩中水位变化,2、坚硬岩石中裂隙水无定向 坚硬岩石的水文地质

8、条件不易掌握全貌，水位差异很大,现场实例介绍 1、辽宁阜新海州露天煤矿1956年1957年之间39次滑坡中，有24次有水的影响 2、平装西露天煤矿工作帮1957年8月14日第24次滑坡39.5立方米的滑坡是连续三天降雨，雨水渗入绿泥层面及滑体，以及滑体下部常年积水12米，深浸泡而发生的。 1983年4月18日，第26次滑坡，47.73立方米玄武岩裂隙水渗透到松散砂岩，使滑体底部页岩层泥化层发生的,3、义马 4、哈密三道岭 5、大冶露天铁矿狮子山北帮西口工程滑体 6、海南露天铁矿 7、云南小龙潭露天煤矿,四、静水压力作用,露天矿上部风化带岩层受水浸润后容重增加 岩石饱和水容重 0:干容重 n:空

9、隙比 w:水容重 d:岩石比重,饱水重量： 浮重量：,干重量,孔隙水,干重量,骨架颗粒水重,则岩柱所受浮力： 静水压力就是水压三角形乘积： 重点水压强度：,实践中，当坡底处断裂面无渗流时，则该处的水的压强不等于零，并可达到高峰值。,五、动水压力作用：动水压力是指渗流水在流通过程中作用于岩石颗粒上的渗流力，它是体积力 实验表明：多孔隙（或裂隙）水相互贯通，因而产生渗流水，动水压力 圆管内的水流运动时需要克服阻力 1、与管径大小成反比 2、与两端压差成正比 3、岩石介质中水的渗流阻力与孔隙率成反比,动水压力： 计入 P浮力，静动压力为矢量和 滑面上切向法向分力 N（指向滑面）,=,结论：稳定渗流边

10、坡的水压，包括静压与动压，可近似按滑面上各点水的压强乘以该处滑面面积计算即近似等于滑面上的静水压力值,2.4爆破作业、振动影响,一、影响因素 1、爆破震动增加了边坡的滑动力 2、爆破作用破坏边坡岩体 降低了岩体强度，使雨水地下水易于沿爆破后岩石裂隙渗透，加速岩体风化 3、穿、采、运设备作业时，使饱和砂土液化 二、破坏主因 震波在岩石中传播有纵波，横波，主要是纵波,横波是二者方向一致 地震时：,m/s,三、减震措施 1、控制一次爆破药量 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、采用预裂爆破、缓冲爆破,2.5构造应力影响,据弹性理论： 每次大的深部构造运动都会导致产生新的应力

11、状态 水平应力=上覆岩层重力侧压应力系数 构造应力场内：自重应力 水平应力 铅直应力 李四光地质力学理论 非洲测得：水平应力是铅直应力的2.6倍,2.6其他因素影响,一、露天矿存在年限 具体讲应指边坡服务年限 时间长岩体强度减弱大，稳定系数大些 二、边坡形状 凹形：侧向阻力大，稳定性好 凸性：侧向阻力小，稳定性不好 但凸性边坡剥离量最小，经济合理 三、地形荷载：外排土场就近位置 推进方向（工作线）破坏岩体完整性，引起边坡滑落 总之，因为边稳固什么很多，尚待研究。,第三章 边坡工程地质程序及岩体结构 面的调查、统计与分析,31 边坡工程地质工作程序,一、边坡工程工作主要任务： 1、搜集影响边坡稳

12、定性的各项因素； 2、分析边坡岩体的稳定性： 查明岩体中结构面分布及岩性变化； 分析潜在滑面； 建立滑动模式。,二、边坡工程地质工作程序：,1、区域地质背景； 2、矿区地质构造； 3、露天矿现采场边坡工程地质条件； 4、露天矿最终采场边坡工程地质条件； 5、露天矿边坡工程地质分区。,三、露天矿边坡各阶段的工作内容,矿山地质勘探报告； 露天矿设计阶段； 投产以后岩层暴露。,四、绘制边坡工程地质平面图及断面图内容,1、岩性分布； 2、地质结构面分布 3、出水点； 4、采掘台阶现状； 5、工程地质分区及剖面线； 6、岩石力学试验取样地点。,五、E.HOCK边坡工程地质工作程序图,1、利用已有的勘测、

13、地测及岩芯初步收集资料 2、初建边坡地质模型、评价其稳定性 3、排除稳定性地段、此段边坡稳定性按运输条件定 4、确认不利的地质结构面可能失稳的地段 5、 详细的工程地质研究包括补勘 6、岩体强度试验7、水文试验及监测 8、以5、6、7所得资料进行稳定性分析 9、设计危险地段边坡，拟定加固措施及监测计划，进行各种可能方案对比 10、位移监测及滑坡预报，在不危及人员及设备等条件下承担滑坡风险。,32 岩体结构面的调查,主要调查节理、岩层面产状、密度。 方法：地面测量；钻孔。 一、结构面地面调查（表3-1为调查内容） 二、钻孔定向取芯，主要是探明深部的不利结构面。 （一）岩芯定向 三个要素：倾向、倾

14、伏角、围岩轴 线（旋转的某一基准线）。,33 岩体结构面的统计,一、玫瑰图法 此法为一半圆形，径向刻度表示裂隙数目， 圆周上刻度表示裂隙 倾向，与其垂直方向 表示走向。常用于缓 斜岩层，裂隙多与岩 层垂交，在露天矿有实际意义。,二、赤平极射投影法,（一）定义： 赤平极射投影表示点、线、面的角距关系或方位的平面拱形，而不涉及面的大小，线的长度或点与点之间的绝对距离。为了确定角距或方位，必然要设立一个坐标原点，自此点向四面八方发出射线，作为角度线来量度方向。（把空间的点、线、面自球的中心投影于球面上，为了便于观测，把球面上的点、线、面再以南、北极为焦点（发射点）投影于三维赤道平面上） 球面上的投影

15、既不便于观察，又不易于表示，于是把球面的点、线、面再以南极或北极为焦点（发射点）投影于赤道平面上，这种投影叫做赤平极射投影。,二、赤平极射投影法,拱形原理：作一投影球O（参考球）表示三维空 间，球的上下极点为A及F，赤道平面为NWSE。,二、赤平极射投影法,1点的投影:在球的上半球面上有一点H，自球 的下半球的极点F向H发射线FH，射线与赤道平 面的交点M，便是H点的赤平极射投影。几何实 物位于上半球，极点在下半球时的投影称上半球 投影。,二、赤平极射投影法,2. 线的投影 一条直线与球交于两点 B及C，BCF成为一平 面，所以它的投影必 然是一条直线bc。,二、赤平极射投影法,3. 面的投影

16、 大圆斜面SHNH 表示投影：SMNG。,34 岩体结构面的分析,了解,第四章 岩体的力学性质,41 岩石的物理、水理性质,一、岩石的主要物理性质 二、岩石的空隙性 三、岩石的吸水性 1、岩石的吸水率 2、岩石饱水率 3、饱水系数K 四、土岩的可塑性及其指标,42 岩石的力学性质,定义：P51 一、 岩石的变形特征 （一）岩石在单向轴压缩条件下的变形特征 （二）岩石在多向应力和剪切条件下的变形 1、岩石在三轴压缩条件下的变形特征 2、岩石在直接剪切条件下的变形特征 （三）表征岩石变形特征的主要参数弹性模量和泊松比 1、初始弹性模量E0 ； 2、割线弹性模量Ei；3、切线弹性模量 4、泊松比定义

17、：当岩石试件纵向受压时纵向有压缩变形l 的同时，横向产生伸长变形d ，表征横向与纵向变形关系的参数称为泊松比u。 弹性范围内：d=ul u= （四）岩石的流变性 1、蠕变特性；2、岩石流变性的影响因素；3、流变力学模型,42 岩石的力学性质,二、岩石强度特征 1、岩石破坏及强度的一般特征 1-4 2、岩石强度理论 3、岩石强度图 4、岩石抗剪强度指标粘聚力和内摩擦角,43 结构的抗剪强度,一、层间无填充物的平直结构面抗剪强度； 二、起伏状结构面抗剪强度。,44 破碎岩体强度,一、破碎岩体的结构效应 1、结构面产状的力学效应 2、破碎岩体的抗剪强度,45 岩石、岩体力学指标的测定,第五章 边坡稳

18、定性计算,5.1概述 一、边坡岩体内部分析 1、有两种运动 a、相对静止：边坡稳定 b、显著变动：滑坡（变动非常复杂） 2、滑坡原因 a、驱动滑坡因素,荷载 震动 水 构造应力 滑差应力 b、抗滑能力 岩体强度 二、露天采场边坡 1、高大边坡 2、暴露岩层多,3、地质构造面纵横交错 4、水文及工程地质条件复杂 因此，边坡随时监控调整，合理的边帮角只能最终评价。 三、目前研究现状及任务 1、土体边坡稳定研究，解决岩石边坡有许多问题 2、露天边坡稳定计算任务 a、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。 b、设计露天矿合理边坡角，在已知开采深度，设计既经济合理又安

19、全的边坡角。,c、边坡的技术原理 、到界边帮台阶的减震爆破 、防排水 、伞檐处理 管理不善，缓坡可能滑坡，管理好陡帮也可能安全（例如平装西露天矿）结合生产工艺 3、经验法选取边帮稳定角 爆破40度 金属矿50度 4、边坡稳定表示方法,当 1，稳定 保守起见: =1.11.5，多数取1.3,根据边坡服务年限选取不同值 四、本章研究内容： 1、确定边坡岩体内最危险区 2、分析区内的全部作用力 3、求FS 4、判断稳定程度,5.2计算基础及方法分类,一、边坡稳定分析步骤 1、确定滑面 2、分析滑面上的作用力及反作用力，建立平衡条件 二、计算方法 1、刚性极限平衡法 、将滑体视为刚体 、滑体的位移是剪

20、切破坏,1111111111111111111111111111 、滑体在滑面上的平衡条件，应用滑块在斜坡上的平衡原理 2、有限元法 3、概率法 5.3平面滑面计算法 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（）度左右 2、滑面出露在坡面上，即滑面倾角小于坡面角，二者相交在坡面上 3、滑体两侧有裂面，侧阻力小（略）,一、边坡内有确定的滑面及垂直裂面 (一)、数学分析法 设：1、岩石不透水，垂直裂面渗入，流经滑面自坡面逸出，水的压强呈线性分布。 2、滑体重力W，水压U及V均通过滑体重心不产生力矩，滑体无转动，则滑体稳定条件为：,当断裂什么在坡顶时： 当断裂什么

21、在坡面时： 边坡的稳定程度，以稳定系数表示，抗滑力与滑动力之比：,C=0 （二）矢量法 力多边形封闭为平衡状态 步骤： 1、绘铅直重力矢W，比例自选 2、接W之首绘V矢，与W方向垂直 3、接V之首绘U矢，与铅直方向成角 4、接U之首绘反力矢N，与铅直方向与U同 5、求封闭力矢S，其方向平行滑面，指向与滑动方向相反。 自W之尾绘线，使其平行滑面，并与N矢相垂交，便是所求平衡抗力S。,抗力中摩擦阻力 接U绘拐角，在S线上截取便是 于是稳定系数： 二、边坡内无确定的滑面，最危险滑面位置可分析求得 1、滑面临界倾角（不计U、V） 平衡方程：,又由于：,故：,或：,令：,最后解得：,（最危险滑面倾角）（

22、排土台阶，土边坡，锡盟地区） 45度多为圆弧滑坡， 坡交较大时，多为平面滑面 2、直立边坡的临界高度：,当边坡垂直时，=90度,所以：,带入整理后得：,应用公式：,教材中：,57式 将 代入上式可得：,对于垂直边坡时，=90：,方法二：,把=90代入57式： 以上绘制曲线图56：,说明： 1、垂直边坡的高度大于上式值时，岩体自重力足，以使边坡产生剪切破坏，滑坡。 2、小于上式值时，处于弹性应力状态，不发生剪切位移。 3、任意边坡滑动时，剪切面仅在距坡顶一定的深度即 以下方能产生，以上岩层成为弹性层，它的破坏呈什么推断。 抗拉运动什么抗剪强度 4、当边坡体内某局部开始达到塑性变形，而远未形成滑坡

23、之前，坡顶处便首先出现,垂直张裂隙，往往称作为滑坡的前兆特征，用来预报即将发生滑坡。,存在最小的极限高度，相对应的弱面倾角为：,当C=0时，什么性断裂时，岩石坚硬：,极限平衡,说明：当C 时，滑面被较陡的坡面切割，而沿滑面的摩擦角又小于滑面倾角时， 即： ，则可能产生滑坡，与坡面和坡角无关（在时而言）,此时为增加边坡稳定性,减少坡高和削坡是无益的,只有沿滑面削掉或机械加固，煤矿多见此种例子。 三、边坡内无确定的拉张裂缝，其最危险的位置可分析求得 1、滑体稳定系数,将,带入上式,2、拉张裂缝的临界高度 解Fs的极限值（最小化） 不考虑水的因素，一般采用减弱系数法处理，分步微分法 设：,求Fs极值

24、，设 ，用分步微分法： 令 又知：,令：,得：,3、滑体临界顶宽 从图中求： 代入上式：,四、实例分析 1、条件：已知某矿坡高382m，坡角42度，断层倾角70度（弱面），宽度5m， 求解：Fs，：坡角,岩体力学性质： 闪长岩： =27KN/m3 c=5001000KPa =40度 断层c=030KPa =18度 2、滑动模式 经分析确定为平面滑动 3、稳定性计算：,4、计算结果 度不同坡角=4249，冲水条件,粘聚力C=5001000KPa，计算结果见表5-1 结论：边坡尚可适当加陡 5.4圆弧画面计算方法 引言：适用范围 1、匀质土坡 2、露天矿的排土场 3、结构面与边坡面相反倾向的岩体边

25、坡 一、纯粘性土（=0） 假设条件,1、滑体围绕一定轴心成钢体转动 2、画面通过坡脚或坡脚以下 力矩平衡条件分析边坡稳定性：,计算的圆弧是无数的 应从中确定出最危险滑面 Fs最小者为最危险滑面 第一步：先假设一弧，通过坡脚，轴心为O 第二步：分析作用力 作用在圆弧上的力包括 1、滑体重力W 2、沿弧面的粘聚力C 3、弧面上滑体所受的反力N,第三步：建立极限平衡方程： 抗滑力矩= 滑动力矩 抗滑力矩 其中：,抗滑力矩,抗滑力矩 滑动力矩 a为整个滑体，重心与转轴的力臂长VABDF，计算时分为VABD， 求各自力矩：,又：,平衡方程：抗滑力矩滑动力矩： 517 表达式，粘聚力值因圆弧的几何参数（W

26、，R）而定。 解：C极大值，可确定最危险滑弧面 即对求导并求极大值得：,519 联立518，519两式子，用数值解法绘制成图512；,从图512可求得不同坡角之下的，;而，三个值代入517式，可求H，也可将517式绘制成图，直接可取用数值：,=90度，极限坡高 二、兼有C和时的条分发 将滑体划分为垂直分条 1、滑动力矩Md为各分条的重力Wi与重力线对圆心取矩Xi的乘积之和即 i为分条底滑面倾角,2、抗滑力矩Mr为各分条在滑面上所能提供的最大抗剪力Si与滑弧半径的乘积之和 3、滑体的稳定系数Fs,第六章滑坡防治 引言：防治滑坡工作特点 1、提高边帮角，减小剥采比，获较大的经济效益。 2、允许有一

27、定的边坡破坏概率。 3、实践证明，加大边坡角有最优区间，并非边帮角越大越好，应考虑综合效率（如运输费用）。 4、在生产过程中特别注意边坡岩体动态监测，工程地质和水文地质调查以及稳定分析工作，如发现滑坡征兆，及时防治滑坡，以免造成损失。 6.1滑坡防治方法类型及程序 一、滑坡防治方法类型 方法： 1、削坡，压坡脚；削坡降低下滑力，提高Fs，压坡脚阻止滑体下滑，内排即为例证 2、增大或维持边坡岩体强度 3、人工建造支挡物（人工加固）,二、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、疏干滑坡区域附近的地下水，或降低地下水位 4、削

28、坡减载，反压坡脚或清除滑体，爆破减震等 5、采用人工支挡物或其他预防措施,6.2大型预应力锚杆（索） 一、概述 1、采用大型预应力锚杆（索），增大帮坡角1015度 2、安装深度可达80m 3、预应力可达到几百吨 4、锚杆加固系统结构（如图63） 锚头 锚杆 水平横梁 锚固段 金属网 二、锚杆（索）加固边坡的工作原理 1、固结锚固段（或越过滑面），利用分隔圈使钢筋混凝土固结牢固 2、施加预应力,3、拧紧锚头，形成锚杆（索）为中心的密合整体 4、再若干锚杆（索）的联合作用下，形成一个均匀的压密带，提高岩体强度 5、滑面处增加摩擦力，提高边坡岩体的稳定性 6、未压密的部分岩体，由水平横梁，金属网支护

29、，防止金属网锈蚀，用沥青或水泥浆喷护,7、锚杆疏密程度的形成连续压密带即可（窄压密带） 三、锚杆（索）设计 1、锚杆（索）锚固力的确定 滑体受到滑体重力W、锚固力P两个力的作用：,2、最佳安装角的确定（ ） 最佳“ ”应为所需锚固力最小 即：61式中，分母最大即为P最小 即：,所以： 一般 =510度 向水平方向下方倾斜510度 3、锚杆（索）承载力计算 锚杆（索）承载力一定要大于锚固力 锚杆（索）才可能不被拉断,P (KN) Q:锚杆承载力，KN; D: 锚杆（索）的直径； ：锚杆（索）材料的抗拉强度，KN/cm2； P：锚杆（索）的锚固力，KN； 4、锚固长的确定 要实现锚固力，必须足够的

30、锚固长度 锚固长度的大小与下列因数有关 、锚固段砂浆与锚固杆的粘结强度R1,MPa 光面钢筋 MPa 螺纹钢 R为混凝土标号，kg/ cm2； 水泥砂浆与孔壁的粘性强度R2，MPa; 锚固段岩体的抗拉强度R3，MPa; 锚固段长度l应按R3 R2 R1的原则确定 按R1确定l较为合理 四、锚杆（索）应力状态的测试,作用：1、检查锚杆安装有效性 2、锚杆（索）应力变化情况 方法： 1、刚强 2、电阻应变片 3、信息平台随时查寻应力变化情况 五、大型预应力锚杆（索）加固边坡实例,6-4疏干排水,引言：水对边坡影响 使边坡岩体强度降低 动水压力 静水压力 因此防排水工作非常重要,一、地表排水,1、采

31、场周边设截水沟堤坝 2、涨裂隙填堵 裂隙大时先填透水性好的材料先填堵，顶部用隔水性能好的材料密封，防止深部产生静水压力。,二、水平钻孔排水,对降低涨裂隙和潜在滑面附近的水压很有效 的 施工方法：5%坡度的钻孔，孔径5080mm， 水自然流水坡度3 集水管 采场底部积水坑 排除采场外积水池 真空排水 费用高一般不采用。图 6.4.1 使水渗透压力近似垂直于滑面， 增大了法向压力， 有利于边坡稳定。,三、垂直排水井（疏干井）,水位降低位置：L=1.35H （一）流程 ：疏干井水 地面沟道 地面储水池 书中抽入积水坑是错误的。 （二）注意事项： 1、切忌水自由排放，要考虑汇水面积范围和地表水与地下水

32、的水力联系。 2、切忌将水排入采场积水坑然后再抽到地面积水池，增加排水费用。 3、排水沟网及积水池防渗漏工作要做好 。 （三）优点: 1、穿孔 2、采装 3、运输 4、排卸,四、地下疏干巷道排水（简述）,费用高，如有旧井巷道利用可行，排土场基底地下盲沟排水。,6-5 控制爆破,1、微差减震爆破； 2、预裂爆破； 3、缓冲爆破。,一、预裂爆破的基本原理,1、预裂爆破是在边坡计划最终边坡线上钻一排倾斜（台阶坡面角）小钻孔、装少量药比主爆孔先起爆50ms。 2、截断主爆破的冲击波，减少边坡的破坏作用，提高边坡稳定性（光面爆破）。 3、无需超钻，齐发爆破,二、预裂爆破参数,1、孔径和孔距 孔径5012

33、7mm，孔距是孔径的1020倍 2、装药量 采用不偶合装药（径向或轴向）； 一般不充填； 药量经验法。,66 抗滑挡垟,一、概述,1、依靠自力重量抵抗滑坡推力的； 2、对于滑面不深的小型滑坡面用，同时也是防治大型滑坡的综合措施之一； 3、就地取材，施工方便； 4、挡垟设置在推力小的部位； 5、保证滑体不越过垟顶的滑坡，同时不能产生挡垟下部产生新的滑面。,二、抗滑挡垟的设计计算,现以平底挡垟为例，要进行挡垟的抗滑抗倾覆稳定验算： 1、抗滑验算 KC= 当KC1时，挡垟不会因滑坡推动力产生水 平滑动。,二、抗滑挡垟的设计计算,2、挡垟倾覆稳定演算 K0= = 当K01时，挡垟不会因推力作用而倾斜。

34、,67 改变滑带土岩性质,通过各种措施提高滑带在弱面的土岩强度，即增加土岩的凝聚力C、内摩擦角值。,一、松动爆破滑面,（一）原理：在滑动面附近进行松动爆破，破坏滑面的连续性，使得滑带的土岩值提高。 1、土岩经松动爆破后破碎块之间的内摩擦角增大。 2、改善滑带附近的水文地址条件，有利于稳定。 （二）实例：阜新海州露天矿爆破东北环滑坡，以松动爆破滑面获得良好防治效果，主要依据： 1、7#弱层从1931； 2、透水性条件改善； 3、滑体五个台阶均已到界，台阶上削坡不合理； 4、滑体已处于缓慢移动阶段，人工加固难以实施，爆破后趋于稳定。,二、注浆法,68 矿山工程法,指采用矿山工程措施或制定并执行 正

35、确的剥离采矿程序维护边坡的稳定性。 1、清帮减重法； 2、减重压坡脚法； 3、改变合理的开拓运输系统； 4、合理安排开采程序； 5、采用汽车运输工艺。,第七章 边坡监测,一、引言：,（一）基本概念种类 1、露天矿边坡监测工作: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础资料、预报滑坡。 2、种类： 1大面积边坡移动的观测； 2边坡表面或钻孔内局部岩体移动的观测； 3地音监测。,二、边坡监测特点,1、经常观察巡视边坡及时发现边坡滑坡迹象； 2、对重要建筑物及早采用监测措施； 3、读数及记录要仔细认真分析； 4、雨季及融冻期应加强观测，认真记录相关数据； 5

36、、长期性的工作（从设计到露天矿寿命结束）。,71大面积边坡岩体移动观测,一、观测原则： 1、是指在边坡上设置观测点，观测线用经纬仪、水准仪、钢尺等测量岩体移动，原则是观察方法、观测精度均应符合测量规程要求。精度1/5000 2、观测点设置要求：观点上部应有清楚的中心，以保证 精确测量； 3、设置位置应便于观测； 保证桩柱岩体牢固结合，是观测点能真实反映岩 体的移动； 4、观测点与露天矿的三角测量网建立联系，确定基坐标。,二、观测资料的图示,1、滑坡平面图 内容：1边坡平面形状； 2滑体范围； 3地貌； 4测点； 5标高。 2、滑坡区断面图（如图72） 1滑坡前后边坡外形； 2滑动面位置； 3露

37、头； 4测点标高； 5岩层； 6构造。,二、观测资料的图示,3、观测点位移时间关系曲线图 4、观测点移动向量图,三、观测资料分析,（一）分析滑动面的形状及位置；（15） （二）分析滑坡原因； （三）预报滑坡。,72 边坡表面测量岩体移动的装置,一、简易装置 1、裂隙上涂石膏浆或水泥砂浆，观察裂隙发展情况。 2、浅孔埋入钢桩，测量位移。 二、锢钢尺伸长计； 三、锢杆伸长计装置； 四、多点边坡位移自动记录仪； 五、滑动触点装置。,73钻孔内测量岩体移动的装置,一、钢丝或多点不变拉力钻孔伸长装置； 二、杆式钻孔伸长计装置； 三、倒置摆； 四、钻孔内探测滑动面的装置与仪器； 五、钻孔倾斜仪。,74 微震监测,岩石在高应力作用下会发生噪音，设备包括地音