露天采矿学露天矿边坡稳定性分析与维护
浅析露天矿边坡稳定工程安全技术措施
采矿工程M ining engineering 浅析露天矿边坡稳定工程安全技术措施张 豪（安徽宏泰矿山建设工程有限公司，安徽 池州 ２４７０００）摘 要：在对露天的矿山进行开采和挖掘的过程中，尤其是一些深度特别深的凹型露天矿山，为了保证其生产的安全性和可靠性，必须要确保露天矿边坡的稳定性，才能有效促进露天矿边开采的有序进行。
近几年以来，由于我国经济发展速度较快，所以开展了大规模的挖掘和开采，使得露天矿的深度不断加深，而边坡工程也逐渐变得高大，边坡的不稳定会给矿山的挖掘带来严重的安全隐患。
本文首先介绍了露天矿边坡工程的基本特征，然后分别从三个方面分析了影响边坡工程稳定的要点因素，同时探究了边坡稳定性的分析方法，提出了相关的露天矿边坡稳定性的安全技术措施，希望能给矿山企业带来一定的帮助。
关键词：露天矿；边坡稳定；安全技术中图分类号：ＴＤ８２４．７１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２１）０３－００４１－２Brief analysis of safety technical measures of slope stability engineering in open pit mineZHANG Hao（Ａｎｈｕｉ Ｈｏｎｇｔａｉ Ｍｉｎｅ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．， Ｌｔｄ，Ｃｈｉｚｈｏｕ ２４７０００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｏｐｅｎ－ｐｉｔ ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ ｍｉｎｉｎｇ， ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｓｏｍｅ ｄｅｅｐ ｃｏｎｃａｖｅ ｏｐｅｎ－ｐｉｔ ｍｉｎｅｓ， ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ， ｉｔ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｏｐｅｎ－ｐｉｔ ｓｌｏｐｅ， ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅ ｏｒｄｅｒｌｙ ｏｐｅｎ－ｐｉｔ ｍｉｎｉｎｇ ｓｉｄｅ．Ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ， ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎ Ｃｈｉｎａ， ｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｉｎｉｎｇ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ， ｍａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｄｅｐｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｏｐｅｎ－ｐｉｔ ｍｉｎｅ ｄｅｅｐｅｎｉｎｇ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ， ａｎｄ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｈａｓ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｂｅｃｏｍｅ ｈｉｇｈｅｒ ａｎｄ ｈｉｇｈｅｒ． Ｔｈｅ ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ ｗｉｌｌ ｂｒｉｎｇ ｓｅｒｉｏｕｓ ｓａｆｅｔｙ ｈｉｄｄｅｎ ｄａｎｇｅｒ ｔｏ ｔｈｅ ｍｉｎｅ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｆｉｒｓｔ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｓｌｏｐｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆ ｏｐｅｎ ｐｉｔ ｍｉｎｅ， ａｎｄ ｔｈｅｎ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｆａｃｔｏｒｓ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｓｌｏｐｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｆｒｏｍ ｔｈｒｅｅ ａｓｐｅｃｔｓ， ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ， ｅｘｐｌｏｒｅｓ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ， ａｎｄ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｓａｆｅｔｙ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｏｐｅｎ ｐｉｔ ｍｉｎｅ ｍｉｎｅ， ｈｏｐｉｎｇ ｔｏ ｂｒｉｎｇ ｓｏｍｅ ｈｅｌｐ ｔｏ ｍｉｎｉｎｇ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ．Keywords: ｏｐｅｎ－ｐｉｔ ｍｉｎｅ；Ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ；Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ露天矿边坡之所以会出现不稳定的情况，或是发生其他一些形状变化的情况，和其周围的地质条件，以及一些相关的环境因素有着非常密切的联系，这些不确定的因素随时可能发生变化，具有一定的复杂性和多变性，所以在很大程度上会导致不同的地理位置发生不同程度的边坡变形，同时也会导致其位置发生一定的变化。
露天矿边坡稳定性分析与维护 PPT
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动水压力（或渗透力） 当地下水在土体或碎裂岩体中流动时，受到土 颗粒或岩石碎块的阻力，水要流动就得对它们 施加作用力以克服它们对水的阻力，这种作用 力称为动水压力或渗透力。动水压力作用方向 与渗透方向一致。动水压力用D表示： 动水压力是一种体积力，其方向与水流方向一 致。在计算土边坡和散体结构的岩石边坡时， 要考虑动水压力的作用。
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水对某些岩石的软化作用 某些粘土质岩石浸水后发生软化作用，岩石 强度显著降低，如含有大量蒙脱石粘土矿物 岩体或边坡中的泥质软弱夹层等。 对于主要是由坚硬的岩浆岩、变质岩构成的 边坡岩体，水的软化作用一般不显著，但这 些边坡的断层破碎带中常有大量粘十质充填 物存在，在研究这些断裂而的强度和稳定性 时，要特别注意水对这些岩石的软化作用。
2）岩体结构 边坡岩体的破坏主要受岩体中不连续面（结构 面）的控制。影响边坡稳定的岩体结构因素主 要包括下列几方面： 结构面的倾向和倾角 一般来说，同向缓倾边坡（结构面倾向和边坡 坡面倾向一致， 倾角小于坡角）的稳定性较反 向坡差。同向缓倾坡中，岩层倾角愈陡，稳定 性愈差；水平岩层稳定性较好。 结构面的走向 当倾向不利的结构面走向和坡面平行时，整个 坡面都具有临空自由滑动的条件，对边坡的稳 定不利。结构面走向与坡面走向夹角愈大，对 边坡的稳定愈有利。
4）爆破震动 露天矿爆破产生的地震波，给潜在破坏面施以 额外的动应力，可使岩石节理面张开，甚至使 岩石破碎，促使边坡破坏，在边坡稳定分析中 必须考虑此附加外应力。 专门研究表明，爆破震动对岩体造成的损害取 决于岩体质点振动速度的大小。质点振动速度 的影响可用下列临界速度估计： ≤25.4cm/s——完整岩体不破坏 25.4~2～61cm/s——岩体出现少量剥落 61～254cm/s——发牛强烈拉伸和径向裂隙 ＞254cm/s——岩体完全破碎
露天矿山边坡稳定化治理与生态修复技术分析
2023年 6月下 世界有色金属213露天矿山边坡稳定化治理与生态修复技术分析谭兴元（贵州省有色金属和核工业地质勘查局二总队，贵州 六盘水 ５５３０００）摘 要：近年来，经济的迅速发展使得采矿行业也取得了巨大的进步和发展。
然而，在开采露天矿山的过程中，很容易形成采矿场边坡，这不仅增加了地质灾害的风险，还对采区的植被和企业的经济效益产生了严重影响。
本文将分析露天矿山边坡稳定化治理和生态修复技术，以为矿山地质环境和生态环境的治理和修复提供参考。
关键词：露天矿山；边坡稳定化；治理；生态修复技术；分析中图分类号：ＴＤ８０４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）１２－０２１３－３Analysis of slope stabilization and ecological restoration technology in open-pit minesTAN Xing-yuan（Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｓ ａｎｄ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ Ｂｕｒｅａｕ Ｓｅｃｏｎｄ Ｂｒｉｇａｄｅ，Ｌｉｕｐａｎｓｈｕｉ ５５３０００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ， ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｅｃｏｎｏｍｙ ｈａｓ ｌｅｄ ｔｏ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｎｉｎｇ ｆｉｅｌｄ． Ｈｏｗｅｖｅｒ， ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｍｉｎｉｎｇ ｏｐｅｎ－ｐｉｔ ｍｉｎｅｓ， ｉｔ ｉｓ ａｌｓｏ ｅａｓｙ ｔｏ ｆｏｒｍ ｍｉｎｉｎｇ ｓｌｏｐｅｓ． Ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｅｎｃｅ ｏｆ ｓｌｏｐｅｓ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｔｈｅ ｒｉｓｋ ｏｆ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｄｉｓａｓｔｅｒｓ， ｂｕｔ ａｌｓｏ ａｆｆｅｃｔｓ ｔｈｅ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｎｉｎｇ ａｒｅａ， ａｎｄ ｅｖｅｎ ｈａｓ ａ ｓｅｒｉｏｕｓ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｂｅｎｅｆｉｔｓ ｏｆ ｗｏｒｋｅｒｓ ａｎｄ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ． Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｆｏｃｕｓｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｉｎ ｏｐｅｎ－ｐｉｔ ｍｉｎｅｓ， ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｎｄ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ ｉｎ ｍｉｎｅｓ．Keywords: ｏｐｅｎ－ｐｉｔ ｍｉｎｅｓ； Ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ； Ｇｏｖｅｒｎａｎｃｅ； Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ； ａｎａｌｙｓｉｓ收稿日期：２０２３－０４作者简介：谭兴元，男，生于１９９１年，壮族，广西宾阳人，地质工程师，研究方向：地质灾害调查及治理。
露天煤矿排土场边坡稳定性分析与治理技术
露天煤矿排土场边坡稳定性分析与治理技术发布时间：2021-11-11T08:02:44.724Z 来源：《中国科技人才》2021年第23期作者：张伟[导读] 排土场边坡稳定是确保露天矿安全高效生产的前提条件。
为确定露天矿北排土场的滑坡模式，通过分析北排土场建设情况、经济因素及环境条件，对北排土场边坡滑坡采取排土压脚综合治理措施，治理后的边坡稳定性系数为1. 214，使边坡达到了稳定状态，为同类滑坡灾害治理提供了可靠性依据。
中煤平朔集团有限公司东露天矿山西朔州 036800摘要：排土场边坡安全与否关系着矿山安全生产以及排土场下游居民的生产生活设施的正常使用。
随着生产的进行，排土场不断增高无疑增加了边坡失稳的风险。
许多专家学者针对排土场边坡稳定性分析均有不同方面、不同角度的研究。
露天采场的持续生产会不断产生大量的废石，排土场不断增高是必然趋势，其边坡失稳的风险亦逐渐增加。
关键词：露天煤矿排土场边坡稳定性；治理技术排土场边坡稳定是确保露天矿安全高效生产的前提条件。
为确定露天矿北排土场的滑坡模式，通过分析北排土场建设情况、经济因素及环境条件，对北排土场边坡滑坡采取排土压脚综合治理措施，治理后的边坡稳定性系数为1. 214，使边坡达到了稳定状态，为同类滑坡灾害治理提供了可靠性依据。
一、露天矿边坡特征1.露天矿边坡一般较高，从几十米到几百米，走向从几百米到数千米，其揭露的岩层多，边坡各部分地质条件差异大，变化复杂，岩体暴露时间长、破碎、完整性差，岩体的强度低。
2.露天矿最终边坡是由上而下逐步形成的，上部边坡服务年限长，下部边坡服务年限短，因此上下部边坡的稳定性也不相同，具有时效性。
3.露天矿场每天频繁的穿孔、爆破作业和车辆行走，使边坡岩体受到经常性的震动影响。
4.边坡是随着露天矿开采作业而形成的，其稳定性不断发生变化。
边坡的类型按坡体成分可分为岩石边坡、泥土边坡、沉积物边坡、构筑堆坡和尾矿坝；按几何形状可分为倾斜边坡、内陷边坡和外鼓边坡。
露天矿山边坡稳定性研究
露天矿山边坡稳定性研究摘要：随着我国基础建设的大力发展，水泥及砂石料的需求量一路攀升，市场竞争日趋激烈的今天，为实现资源的充分利用，矿山边坡问题日益突出。
边坡稳定性不仅影响矿山的自身稳定和安全，而且直接影响开采成本。
因此，对边坡稳定性的分析就显得格外重要，它为矿山的安全开采、资源充分利用提供科学的依据。
关键词：露天；矿山；稳定性；分析前言石灰石矿山普遍为露天矿开采，共性的问题是随着深度的加深和开采范围的扩大，加上复杂的工程地质条件、水文地质条件及爆破的影响，必然引起边坡的位移，位移的大小直接反映了边坡的稳定程度。
露天矿边坡在其服务年限内的稳定性，-直是矿业生产部门及地质人员最为关心的课题。
因为它不仅直接关系到作业人员及设备的安全，同时也影响着生产的顺利进行。
为此，对边坡进行破坏模式和边坡稳定性计算分析，确定边坡角的推荐值成为矿山开采工作的首要任务。
云南永保特种水泥有限责任公司金山分公司石灰石矿山，许可开采标高介于2500~2916m，高差为416m，为高边坡，边坡的危害等级为Ⅲ级，边坡安全等级为Ⅱ级。
稳定性分析采用收集资料、工程地质测绘、工程地质钻探、原位测试、三维地形测量等手段，通过不平衡推力传递系数法校核萨尔玛法得到的边坡稳定系数，按正交试验法进行边坡最优边坡角的选取。
1项目概况矿山位于丽江古城西南水泥有限公司厂区北侧，地理坐标北纬26°58′02″～26°58′34″、东经100°20′32″～100°21′01″。
开采方式为露天开采，采矿方法采用浅孔爆破。
依据设计，台阶高度15m，最小工作平盘宽度45m、最小工作线长度90m、台阶坡面角50°、55°、60°、采场内运输平台宽度9.5m、安全平台宽度4.0m，清扫平台宽度6m。
2勘察方法及手段云南永保特种水泥有限责任公司金山分公司石灰石矿山边坡勘察工作主要采取了如下的勘察方法及勘察手段：2.1收集资料搜集和研究了场地区域地质、地震资料及场地已有的工程勘察、设计技术资料。
露天矿开采边坡稳定性影响因素和防治措施
露天矿开采边坡稳定性影响因素和防治措施摘要：随着科学技术发展,露天采矿工程边坡已经成为困扰矿山安全生产的重要问题,其稳定性是保证矿山正常生产的先决条件。
露天矿山开挖后在一定程度上破坏和扰动原来较为稳定的岩体而形成新的人工边坡,随着回采工作的逐年推进,大量的永久性边坡随之形成。
它们的稳定性随着时间的延长逐渐降低,对生产、生活的安全威胁将会随之增大。
因此,对露天边坡稳定性影响因素的分析也就变得尤为重要。
本文就露天矿开采边坡稳定性影响因素和防治措施进行了分析。
关键词：露天矿开采；边坡稳定性；影响因素；防治措施一、露天矿边坡的特点第一，边坡坡度高的特点。
露天矿边坡一般较高，高度从几十米到几百米不等,边坡走向从几百米延伸可达数公里,因而边坡揭露的岩层多，边坡各部分地质条件差异大、变化复杂。
第二，易受荷载影响较大的特点。
露天矿因大型机械作业设备施工频繁，边坡容易受到荷载力的影响，使得边坡的稳定性逐渐降低，长此以往，边坡必将坍塌。
第三，易滑坡的特点。
露天矿的边坡稳定性具有下端稳定性强、上端稳定性差的特点，并且上下区间软夹层是比较多的，长时间受到分化作用或者不同水质条件侵蚀作用，产生滑坡问题。
露天矿在实际开采过程中上部边坡的服务时间长于下部边坡的服务时间，因此，下部边坡的稳定性要求要高于上部边坡的稳定性。
第四，易破碎的特点。
因露天矿的边坡主要采用爆破的形式或者机械采掘的形式形成的，严重破坏了岩体的稳定性，使得露天矿的边坡岩体受到外力作用的条件下易产生破碎的情况，如露天矿开采中经常出现爆破活动，使得边坡很容易受到震动，整体性较差的岩体就会产生破碎。
二、露天矿开采边坡稳定性影响因素1、地质因素。
影响露天矿边坡稳定性的地质因素主要包括岩石性质、结构面、岩体孔隙度和地应力等四个方面。
（1）岩石性质。
露天矿施工场地的岩石性质是影响边坡稳定性最直接的因素，通常情况下，岩石的强度越高，露天矿边坡稳定性越好，反之，岩石的强度越低，露天矿边坡稳定性越低。
219528727_露天矿开采过程中边坡稳定性分析
世界有色金属 2023年 4月上40采矿工程M ining engineering露天矿开采过程中边坡稳定性分析李书敏（武汉荣璟工程有限公司，湖北 武汉 ４３００５０）摘 要：针对露天矿开采过程中边坡稳定性进行分析，提出了圆弧法、应力云图等边坡稳定性判断方式，解决了边坡稳定性分析难的问题，实现对边坡稳定性的精准辨识，确保边坡符合开采条件的要求。
基于边坡稳定性的研究成果表明：在稳定的边坡开采环境下，不仅可以提高作业安全性，还能够准确地控制边坡的规模，提高露天矿开采的规范程度。
研究成果可应用于露天矿边坡稳定性的判断，保证边坡稳定性控制的严格性，保障露天矿开采过程顺利进行。
关键词：露天矿；边坡；稳定性中图分类号：ＴＤ８０４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）０７－００４０－３Analysis of slope stability during open-pit mining processLI Shu-min（Ｗｕｈａｎ Ｒｏｎｇｊｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．， Ｌｔｄ，Ｗｕｈａｎ ４３００５０，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｏｐｅｎ－ｐｉｔ ｍｉｎｉｎｇ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ａｒｃ ｍｅｔｈｏｄ， ｓｔｒｅｓｓ ｎｅｐｈｏｇｒａｍ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｊｕｄｇｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ， ｗｈｉｃｈ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ， ａｃｈｉｅｖｅ ａｃｃｕｒａｔｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ， ａｎｄ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ ｍｅｅｔｓ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｍｉｎｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ． Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓｔａｂｌｅ ｓｌｏｐｅ ｍｉｎｉｎｇ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｓａｆｅｔｙ ｃａｎ ｂｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ， ｂｕｔ ａｌｓｏ ｔｈｅ ｓｃａｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ ｃａｎ ｂｅ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｏｐｅｎ ｐｉｔ ｍｉｎｉｎｇ ｃａｎ ｂｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｊｕｄｇｅ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｏｐｅｎ ｐｉｔ ｓｌｏｐｅ， ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓｔｒｉｃｔｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ， ａｎｄ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓｍｏｏｔｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｏｐｅｎ ｐｉｔ ｍｉｎｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ．Keywords: ｏｐｅｎ ｐｉｔ ｍｉｎｅ； Ｓｌｏｐｅ； ｓｔａｂｉｌｉｔｙ收稿日期：２０２３－０２作者简介：李书敏，女，生于１９９１年，汉族，湖北黄石人，本科学士，工程师，研究方向：地质灾害危险性评估及勘察设计。
露天煤矿边坡稳定分析及防治
露天煤矿边坡稳定分析及防治摘要：我国人口众多，煤炭资源需求量大，煤炭开采的重要性不言而喻，做好煤炭开采工作可以有效的满足各个行业对煤炭的需求。
但是煤矿开采本身就属于高危行业，容易受到地质环境、开采技术等多种因素的影响和干扰，对于露天煤矿来说，相较于井下开采的难度低一些，资源可以得到充分有效利用，大型机械施工得以高效便捷的应用，产量大，劳动生产率高，成本比较低。
但是在实际的开采环节，边坡的稳定性容易受到影响和干扰，为了更好的解决该问题，文章尝试针对边坡稳定性问题进行论述。
关键词：露天煤矿；边坡稳定性分析；防治措施引言在开采工作的持续推进中，形成了高大的排土场和深大的露天矿坑。
边坡治理是一项非常复杂的工作，所涉及到的内容众多，在任何环节存在失误或者是不足，都将会对最终的边坡稳定效果产生干扰和影响。
针对露天煤矿边坡稳定性问题，必须要采取针对性措施予以治理，了解导致边坡不稳定的原因所在，然后有效解决相关领域问题，提高边坡的稳定性和可靠性，保证煤矿开采的安全性，减少各类开采事故发生率。
1煤炭保供基地露天煤矿资源分布为强化能源安全保供基础设施建设，推动能源基础设施高质量发展，2022年9月，国家能源局提出建设山西、蒙西、蒙东、新疆、陕北五大煤炭供应保障基地，夯实煤炭煤电兜底保障基础。
全国五大煤炭供应保障基地均有露天煤矿资源分布，分别位于晋北地区、神东地区、蒙东地区、新疆地区，是我国露天煤炭资源集中的区域。
此外，云贵和陕北地区也有一定的适合露天开采的煤炭资源。
2边坡稳定性分析2.1评价方法选择极限平衡法原理是先认定边坡中存有潜在的滑面，然后对滑面上的滑体进行有效条分，最后生成相互作用的若干条块，进行稳定系数的分析。
在若干条块处理中，一般要进行三步：①对单个条块进行静力平衡方程建设。
②结合条块之间的作用关系、条块的静力平衡方程，实现宏观滑体的静力平衡方程建设。
③结合滑面上的抗剪力、剪切力的比值，将其视为潜在滑体的稳定系数。
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露天采矿学露天矿边坡稳定性分析与维护概述露天矿边坡与其他岩土工程边坡相比具有如下特点：）露天矿边坡的规模较大边坡高度一般为～m最高可达～m边坡走向延伸可达数公里因而边坡揭露地层多边坡各部分的地质条件差异大变化复杂。
）露天矿边坡一般不维护故易受风化作用的影响。
）露天矿场频繁的爆破作业和车辆运行使边坡经常受到动荷载的作用。
同时随着采掘、运输及其他设备日益大型化边坡台阶的负荷有日益增大的趋势。
）露天矿的最终边坡由上至下逐渐形成上部边坡服务期长下部边坡服务期则相对较短。
）露天矿边坡的不同地段要求有不同的稳定程度。
边坡上部地表有重要建筑物不允许变形时要求的稳定程度高。
边坡上有站场、运输线路下部有采矿作业时要求的稳定程度较高。
对生产影响不大的地段稳定程度可要求低一些。
露天矿边坡稳定性分析与维护涉及岩体工程地质、岩体力学性质试验、边坡稳定性分析与计算、边坡治理和监测、维护等工作。
影响露天矿边坡稳定性的主要因素和边坡破坏形式影响露天矿边坡稳定性的主要因素影响露天矿边坡稳定的因素较多其中岩体的岩石组成、岩体构造和地下水是最主要的因素此外爆破和地震、边坡形状等也有一定影响。
现将其主要影响因素介绍如下：）岩石的组成岩石的矿物成分和结构构造对岩石的工程地质性质起主要作用通常强度高的岩石边坡稳定性也高片理、层理发育的岩石边坡稳定性相对较差。
）岩体结构边坡岩体的破坏主要受岩体中不连续面（结构面）的控制。
影响边坡稳定的岩体结构因素主要包括下列几方面：结构面的倾向和倾角一般来说同向缓倾边坡（结构面倾向和边坡坡面倾向一致倾角小于坡角）的稳定性较反向坡差。
同向缓倾坡中岩层倾角愈陡稳定性愈差水平岩层稳定性较好。
结构面的走向当倾向不利的结构面走向和坡面平行时整个坡面都具有临空自由滑动的条件对边坡的稳定不利。
结构面走向与坡面走向夹角愈大对边坡的稳定愈有利。
结构面的组数和数量当边坡受多组相交的结构面切割时整个边坡岩体自由变形的余地大切割面、滑动面和临空面多易于形成滑动的块体而且为地下水活动提供了较好的条件对边坡稳定不利。
其次结构面的数量直接影响到被切割的岩块的大小它不仅影响边坡的稳定性也影响边坡变形破坏的形式。
岩体严重破碎的边坡甚至会出现类似土质边坡那样的圆弧形滑动破坏。
结构面的不连续性在边坡稳定计算中通常假定结构面是连续的实际并非如此。
因此在解决实际工程问题时认真研究结构面的不连续性具有现实意义。
结构面的起伏差和表面性质结构面的光滑程度对结构面的力学性质影响极大。
边坡岩体沿起伏不平的结构面滑动时可能出现两种情况如果上覆压力不大则除了要克服面上的摩擦阻力外还必须克服因表面起伏所带来的爬坡角的阻力因此在低正应力情况下起伏差将使有效摩擦角增大。
另一种情况是当结构面上的正应力过大在滑动过程中不允许因为爬坡而产生岩体的隆胀时则出现滑动的条件必须是剪断结构面上互相咬合的起伏岩石因而结构面的抗剪性能大为提高。
如果结构面上充填的软弱物质的厚度大于起伏差的高度时就应当以软弱充填物的抗剪强度为计算依据不应再把起伏差的影响考虑在内。
）地下水露天矿的滑坡多发生在雨季或解冻期间说明地下水对边坡稳定性的影响是很显著的。
在边坡稳定性研究中对岩体中地下水的赋存情况、动态变化、对边坡稳定性的影响以及防治措施等都要进行详细研究并做出定量评价。
地下水对边坡稳定性的影响主要表现在以下几方面：静水压力和浮托力当地下水赋存于岩石裂隙中时水对裂隙两壁产生静水压力如下图所示。
当由于边坡岩体位移而产生的张裂隙充水时则沿裂隙壁产生的静水压力为：静水压力作用方向垂直于裂隙壁作用点在Zw的下三分之一处。
此静水压力厂是促使边坡破坏的推动力。
当张裂隙中的水沿破坏面继续向下流动流至坡脚逸出坡面时则沿AB面（上图）的总浮托力为：此力和沿AB面作用的正应力方向相反抵消一部分正应力的作用从而减小了沿该面的摩擦力对边坡稳定不利。
当岩体比较破碎地下水在岩体中比较均匀地渗透并形成如下图所示的统一的潜水面而且当滑动面为平面时则作用于滑面上的浮托力可用滑面下所画的三角形水压分布来表示。
总浮托力可用下式计算：动水压力（或渗透力）当地下水在土体或碎裂岩体中流动时受到土颗粒或岩石碎块的阻力水要流动就得对它们施加作用力以克服它们对水的阻力这种作用力称为动水压力或渗透力。
动水压力作用方向与渗透方向一致。
动水压力用D表示：动水压力是一种体积力其方向与水流方向一致。
在计算土边坡和散体结构的岩石边坡时要考虑动水压力的作用。
水对某些岩石的软化作用某些粘土质岩石浸水后发生软化作用岩石强度显著降低如含有大量蒙脱石粘土矿物岩体或边坡中的泥质软弱夹层等。
对于主要是由坚硬的岩浆岩、变质岩构成的边坡岩体水的软化作用一般不显著但这些边坡的断层破碎带中常有大量粘十质充填物存在在研究这些断裂而的强度和稳定性时要特别注意水对这些岩石的软化作用。
）爆破震动露天矿爆破产生的地震波给潜在破坏面施以额外的动应力可使岩石节理面张开甚至使岩石破碎促使边坡破坏在边坡稳定分析中必须考虑此附加外应力。
专门研究表明爆破震动对岩体造成的损害取决于岩体质点振动速度的大小。
质点振动速度的影响可用下列临界速度估计：≤cms完整岩体不破坏~～cms岩体出现少量剥落～cms发牛强烈拉伸和径向裂隙＞cms 岩体完全破碎对于爆破造成的岩体质点振动速度目前研究尚不充分通常采用下列经验公式确定：利用上述公式计算v值时必须先通过爆破试验确定系数K和a。
在边坡稳定性计算时一般不直接引用v值而要将其转换为振动力。
转换的程序是取爆破地震的实测图谱把爆破波的主振相作为正弦波处理根据谐振公式求出爆破地震造成的质点加速度：分析边坡稳定性为了安全起见将上式计算所得的a值视为水平加速度。
考虑到作用在岩石质点上的振动力属于体积力故已知水平加速度a值后即确定各质点振动的水平力。
为了简化计算取此水平力为岩体重力的Ka倍即F=KaWKa=ag。
式中F为指向矿坑的水平振动力W为滑体重力g为重力加速度。
考虑到爆破震动频率高和作用时问短在边坡稳定分析中一般还要将此动荷载通过下式转变为等效静荷载P即：天然地震和爆破震动一样也会给边坡稳定造成危害在边坡稳定性分析中也必须考虑一般按与爆破震动相同的方法处理其加速度可按预计的地震烈度选取。
）其他因素边坡几何形状当边坡向采场凸出时岩体侧向受拉力由于岩体抗拉能力淮低此时边坡稳定条件差当边坡向采场凹进时边坡岩体侧向受压边坡比较稳定。
风化作用风化作用可使边坡岩体随时间推移不断产生破坏而失稳。
通常风化速度与岩石本身的矿物成分、结构构造和后期蚀变有关同时也与湿度、温度、降雨、地下水以及爆破震动等因素有关。
人为因素由于对影响边坡稳定的因素认识不足在生产中往往人为地促使边坡破坏。
如在边坡上堆积废石和设备以及建筑房屋等加大了边坡上的承重增加了岩体的下滑力或挖掘坡脚减小了岩体的抗滑力这些都会使边坡稳定条件恶化甚至导致边坡破坏。
露天矿边坡破坏类型露天矿边坡破坏类型主要是受岩体的工程地质条件特别是岩体结构面的控制。
常见的破坏形式有以下四种：平面破坏边坡沿一主要结构面如层面、节理、断层或层间错动面发生滑动（下图a）。
边坡中如有一组结构面与边坡倾向相近且其倾角小于边坡角而大于其摩擦角时容易发生这类破坏。
楔体破坏一般发生在边坡中有两组结构面与边坡斜交且相互交成楔形休。
当两结构面的组合交线倾向与边坡倾向相近倾角小于坡面角而大于其摩擦角时容易发生这类破坏（下图b）。
坚硬岩体中露天矿台阶大多是以这种形式破坏的。
圆弧形破坏滑动面为圆弧形。
土体滑坡一般是此种形式散体结构岩体或坡高很大的碎裂岩体边坡也可以此种形式破坏（下图c）。
以上三种形式破坏的机理主要是剪切破坏。
倾倒破坏当岩体中结构面或层面很陡时岩体发生倾倒破坏（下图d）。
其破坏机理与以上三种不同它是在重力作用下岩块向外向下弯曲塌落。
边坡稳定性分析与计算露天矿边坡稳定性分析方法大体上可分为岩体结构分析法、数学模型分析法和工程参数类比法。
这里仅简单介绍露天矿边坡平面滑动和楔形滑动的稳定性极限平衡法。
极限平衡法是一种基于平衡理论的数学模型计算分析方法。
主要根据边坡破坏面上抵抗破坏的阻力与破坏力的比值n进行判定。
当n＜l时边坡为不稳定状态当n=I时边坡处于极限平衡状态：当n＞时边坡才处于稳定状态n值越大边坡愈稳定。
n值称为边坡稳定系数。
这种计算方法是结合岩体结构特征进行的。
层状结构或单滑面边坡的计算在结构面走向、倾向与边坡走向、倾向基本一致的情况下其稳定性计算可沿滑面走向取一单宽剖面按平面问题讨论见下图。
滑动岩体在自重力作用下的稳定决定于滑动破坏的下滑力S与滑面上抗滑力T的关系。
其稳定系数公式为：将上式化简后得：当n时层状结构或单滑面边坡是稳定的。
从上式可看出：在这类边坡稳定性评价中滑动破坏面AB的长度影响不大而与滑动岩体高度h、滑动破坏面倾角a关系较大即h和a 值愈大则边坡的稳定性愈低。
除此之外滑动破坏面的性质也有影响若滑动破坏面软弱或为泥质层、泥化夹层且光滑平整结构面上的内聚力很小或接近于零则滑动岩体的稳定性主要决定于内摩擦角的大小即：在此情况下当滑动破坏面的倾角a大于内摩擦角时边坡不稳定。
凡能降低值的因素如地下水的作用、爆破震动等都会促使露天矿边坡失稳。
楔形滑体或双滑面边坡的计算当边坡岩体中出现两组结构面与边坡斜交两着倾向相反其交线与边坡走向接近直交则岩体可能呈楔形滑动如下图所示。
图中的ABD面BCD面为两个可能的滑动破坏其面积分别为A和A’两个面的交线（BD）方向为可能滑动方向。
设两个面的交线与边坡走向直交．交线倾向与边坡倾向基本一致倾角为两个面的C、值是相近似的楔形体（ABCD）自重力为W 则滑动破坏力S=Wsin抗滑动力T=Wcos tg C(AA’)。
稳定系数公式为：从上式可以看出角愈大则边坡愈不稳定。
当滑动破坏面为软弱面时即C则边坡的稳定性决定于角与角的相互关系。
极限平衡分析计算在实际应用中必须具备两个条件：一是基础资料的完整性二是各种参数要相对准确。
因为参数的变化可能对稳定件系数的计算结果带来较大影响。
我国露天矿山在对边坡稳定性分析与维护中常采用极限平衡分析法来确定边坡的稳定性。
一般取稳定性系数n为稳定型边坡。
露大矿边坡治理不稳定边坡给露天矿生产带来的危害与影响是巨大的。
因此矿山应十分重视不稳定边坡的监控并及时研究采取合适的工程技木治理措施从而确保生产人员和设备的安全。
露天矿边坡治理方法分类、适用条件及考虑顺序不稳定边坡的治理措施可分为三大类其具体措施、作用原理及适用条件见课本表－。
不稳定边坡的治理工作应按一定程序进行它反映了各治理措施的轻重缓急次序。
不稳定边坡治理工程的考虑顺序是：）截住并排出流入不稳定边坡区的地表水）尽量采取疏干措施降低地下水位）采取削坡减载措施）采取人工加固工程。
常用具体方法简介)对地表水和地下水的治理治理地表水和地下水的原则是：防止地表水流入边坡表面裂隙中：采用疏于措施降低潜在破坏面附近的水压。