露天矿节理岩质边坡稳定性分析
浅谈露天金属矿山边坡稳定性的影响及分析
217浅谈露天金属矿山边坡稳定性的影响及分析柏文华，印 根，孟 浩（中国水利水电第十工程局有限公司，四川 成都 ６１００３７）摘 要：随着我国经济的快速发展，边坡治理设计越来越受到社会的重视，边坡稳定性分析和治理设计研究具有重要现实意义。
塞吉罗拉金矿滑坡区地形总体呈南高北低的斜坡地形，从初步勘察来看，边坡有滑塌的趋势，因此亟需对边坡进行稳定性分析。
本文对露天金属矿山边坡稳定性的影响及分析进行研究，总结目前常用的岩质边坡稳定性分析方法，包括简单平面滑动稳定分析方法、复杂平面滑动稳定分析方法、三维楔形体稳定分析方法。
采用理正边坡稳定性分析软件计算露天金属矿山边坡稳定性。
研究结果表明：楔体安全系数都大于１．２，达到边坡稳定要求。
关键词：露天金属矿山；边坡稳定性；三维楔形体分析；安全系数；治理设计中图分类号：ＴＤ８５４．６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）２１－０２１７－３Discussion on the influence and analysis of slope stability in open-pit metal minesBAI Wen-hua, YIN Gen, MENG Hao（Ｃｈｉｎａ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ １０ｔｈ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｂｕｒｅａｕ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００３７，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｉｎａ＇ｓ ｅｃｏｎｏｍｙ， ｓｌｏｐｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｄｅｓｉｇｎ ｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ ｖａｌｕｅｄ ｂｙ ｓｏｃｉｅｔｙ， ａｎｄ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｄｅｓｉｇｎ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｈａｖｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ． Ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｔｅｒｒａｉｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｅｊｉｒｏｌａ ｇｏｌｄ ｍｉｎｅ ｌａｎｄｓｌｉｄｅ ａｒｅａ ｉｓ ａ ｓｌｏｐｉｎｇ ｔｅｒｒａｉｎ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｔｅｒｒａｉｎ ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｕｔｈ ａｎｄ ｌｏｗ ｔｅｒｒａｉｎ ｉｎ ｔｈｅ ｎｏｒｔｈ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ ｓｕｒｖｅｙｓ， ｔｈｅｒｅ ｉｓ ａ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｓｌｏｐｅ ｃｏｌｌａｐｓｅ， ｓｏ ｉｔ ｉｓ ｕｒｇｅｎｔ ｔｏ ｃｏｎｄｕｃｔ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ． Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｓｔｕｄｉｅｓ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ｏｐｅｎ－ｐｉｔ ｍｅｔａｌ ｍｉｎｅｓ， ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｔｈｅ ｃｏｍｍｏｎｌｙ ｕｓｅｄ ｒｏｃｋ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄｓ， ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｓｉｍｐｌｅ ｐｌａｎｅ ｓｌｉｄｉｎｇ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ， ｃｏｍｐｌｅｘ ｐｌａｎｅ ｓｌｉｄｉｎｇ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｗｅｄｇｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ． Ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｏｐｅｎ－ｐｉｔ ｍｅｔａｌ ｍｉｎｅ ｓｌｏｐｅｓ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｌｉｚｈｅｎｇ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｏｆｔｗａｒｅ． Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｗｅｄｇｅｓ ａｒｅ ａｌｌ ｇｒｅａｔｅｒ ｔｈａｎ １．２， ｍｅｅｔｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Keywords: ｏｐｅｎ－ｐｉｔ ｍｅｔａｌ ｍｉｎｅｓ； Ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ； ３Ｄ ｗｅｄｇｅ ａｎａｌｙｓｉｓ； Ｓａｆｅｔｙ ｆａｃｔｏｒ； Ｇｏｖｅｒｎａｎｃｅ ｄｅｓｉｇｎ收稿日期：２０２３－０９作者简介：柏文华，男，生于１９８９年，河北人，工程师，研究方向：矿山生产管理、市场开发。
露天采矿学露天矿边坡稳定性分析与维护
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。
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。
露天煤矿边坡稳定性分析与评价报告
露天煤矿边坡稳定性分析与评价报告山西某某某某煤业有限公司露天矿边坡稳定性分析与评价报告第一章绪言一、任务来源2009年11月20日山西省国土资源厅为山西某某某某煤业有限公司颁发了编号为C1400002009111220044251号《采矿许可证》，批准开采9-11号煤层，矿田面积5.2554km2，生产规模为60万t /a。
2010年5月31日经山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办发[2010]38号文《关于山西某某某某煤业有限公司重组整合方案调整的批复》批准，山西某某永煤业有限公司开采方式由井工开采变更为露天开采，矿井能力由6 0万t/a提升到90万t/a。
该矿重组整合后特委托山西同地源地质矿产技术有限公司编制该矿的地质报告，山西同地源地质矿产技术有限公司于2010年11月编制完成了《山西某某县某某煤业有限公司兼并重组整合露天煤矿地质报告》。
经过对地质报告所提供资料进行了大量的分析、计算、比较，我院认为该矿地质、煤层赋存等条件基本可以满足露天开发的条件，且采用露天方式开发矿田内煤炭资源具有安全性高、煤炭回收率高等优势，因此该矿特委托我院进行《山西某某县某某煤业有限公司露天煤矿兼并重组整合项目初步设计》的编制工作。
二、目的任务通过广泛搜集、研究已有资料，根据露天矿实际采掘情况和外排土场情况，结合已有勘察、设计成果和资料，外围调查与重点勘察相结合，室内研究与野外勘察相结合，认真做好边坡地质原型的勘察研究，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，并对其稳定性进行评价、预测。
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1：5000地形测绘；3、对边坡及周边进行1：5000工程地质填图及调查；4、在采掘场边坡范围内布设探井不少于6个，并进行描述、取样，所取样品具代表性并进行室内试验；5、通过收集和勘查后查明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。
新疆马朗一号露天煤矿边坡稳定性分析
新疆马朗一号露天煤矿边坡稳定性分析摘要：由于我国独特而复杂的地质条件及社会发展需求，滑坡和高边坡的稳定性已成为具有中国特色的一个重大工程问题。
露天矿边坡作为大型人工边坡，其稳定性直接关系到生产与人民生命财产安全，从而影响国民经济的发展。
因此，对露天煤矿边坡稳定性的工程地质预测方法进行研究具有重要的意义。
关键词：工程地质开采防治一、工程地质岩组特征井田内主要分布有第四系、古近系、白垩系、侏罗系及石炭系地层。
（一）松散岩组（A）全区分布，由风积、残积亚砂土和地表砾石组成。
近地表处发育有盐碱胶结的盐碱壳，胶结较好，坚硬，遇水即散，平均厚度3.92m左右。
该岩组一般无胶结，为散体结构，结构体呈颗粒碎屑状，遇水塌陷，伴有地基沉降、边坡坍塌位移，属极不稳固型。
（二）风化岩组（B）古近系安集海组、白垩系及侏罗系浅部风化层，风化深度一般 50m。
该组地层岩石完整程度遭受破坏，成碎块状、薄饼状及短柱状，近散体结构（Ⅳ），风化裂隙较发育，一般岩石结构未发生改变。
经风化后岩石力学性质有所降低，略低于新鲜岩石，属不稳固型。
（三）无煤岩组(C)：侏罗系下统三工河组地层、未风化的古近系安集海组、未风化的白垩系下统土谷里克群和侏罗系中统头屯河组地层为无煤岩组，该岩组不含煤。
为湖泊相沉积，底部为灰色、黄绿色砾岩夹粗砂岩细砂岩，中上部为灰、灰绿、紫红色泥岩、泥质粉砂岩夹砂岩、细砂岩、迭锥灰岩和炭质泥岩的薄层，常见水平纹理及微波状层理，与下伏的八道湾组地层呈整合接触，局部区域与石炭系呈不整合接触。
三工河组地层厚16.65-54.27m，平均厚34.95m。
Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级结构面均发育，彼此交切的结构面多被充填，或为泥夹碎屑、或为泥膜。
结构面光滑度不等，形态不一。
结构体形态为碎屑和大小不等、形态不同的岩块。
易形成小型岩层滑动，易软化泥化。
结构面摩擦系数一般 0.20－0.40。
岩石的机械强度低于同类岩石的正常范围，属不稳固型。
（四）含煤岩组（D）侏罗系中统西山窑组和侏罗系下统八道湾组地层为含煤岩组。
探讨露天矿边坡稳定性的研究
探讨露天矿边坡稳定性的研究露天矿是指地表裸露的矿区，在露天矿采矿过程中，坡面稳定性一直是一个重要的问题。
随着矿业开采规模的不断扩大和环境监管的加强，对于露天矿边坡稳定性的研究和探讨变得愈发重要。
本文将就露天矿边坡稳定性进行探讨，讨论影响边坡稳定性的因素以及解决方案，以期为露天矿的安全生产和保护环境提供一定的参考。
一、露天矿边坡稳定性的影响因素1. 地质条件地质条件是影响露天矿边坡稳定性的主要因素之一。
不同种类的岩石、岩层、构造和构造形态、岩性、构造节理等地质因素都会对边坡稳定性产生影响。
地层的倾角、厚度和性质直接影响了边坡的稳定性。
2. 人为因素人为因素也是影响露天矿边坡稳定性的重要因素之一。
矿区的开采活动、爆破作业、运输和堆放等都可能对边坡稳定性造成影响。
特别是大规模开采和爆破活动可能会导致边坡松动、坍塌等问题。
3. 气候条件气候条件是另一个影响因素，气候条件的改变，如降雨、干旱、温度等都会对边坡稳定性产生一定的影响，特别是降雨对于边坡稳定性的影响较大。
4. 地下水位地下水位的变化也会对边坡稳定性产生一定的影响。
地下水的渗流引起边坡内部的土体饱和度发生变化，导致边坡的稳定性发生变化。
5. 生物因素生物因素也会对边坡稳定性产生影响，例如植物根系的渗透和扎根会对岩石和土壤的稳定性产生影响。
二、露天矿边坡稳定性的研究方法1. 地质勘察和监测地质勘察和监测是露天矿边坡稳定性研究的重要手段。
通过对矿区地质条件的认真勘察和监测，可以对边坡的稳定性进行评估和预测，并制定相应的治理方案。
2. 数值模拟分析数值模拟分析是一种常用的研究方法，可以通过建立边坡稳定性的有限元数值模型，对边坡的稳定性进行定量分析和预测。
3. 野外试验野外试验是另一种重要的研究方法，可以通过对不同区域、不同条件的边坡进行野外试验，获得实际数据，并进行数据分析和总结，为边坡稳定性研究提供一定的参考。
三、露天矿边坡稳定性的解决方案1. 地质治理地质治理是解决露天矿边坡稳定性问题的重要手段，通过采取地质治理措施，如爆破控制、边坡支护、地下水控制等，可以有效地提高边坡的稳定性。
山西省平朔矿区东露天矿区边坡稳定性分析
山西省平朔矿区东露天矿区边坡稳定性分析摘要：山西省平朔矿区东露天矿田资源精查勘探区位于宁武煤田北端，隶属山西省朔州市平鲁区所辖。
由于该矿区为露天开采矿区，因此，查明露天边坡各岩层的岩性、厚度、物理力学性质、水理性质，详细了解软弱夹层的层位、厚度、分布及其物理力学特征，评价影响边坡稳定性的主要地质因素，具有十分重要的意义。
关键词：矿区；边坡稳定性；分析中图分类号：td804文献标识码： a 文章编号：1 岩组工程地质特征1.1第四系（q）岩性主要由粉土及粉砂质粘土组成，上部为黄土，局部含钙质结核及砂砾石。
干燥时较密实，湿陷性弱，潮湿时变松软，呈软塑态。
沿沟谷两侧多形成陡壁，其坡度大于70°时易发生崩塌现象，潜蚀现象也较常见。
局部黄土柱状节理发育，遇降水入渗，在下伏粘土隔水的作用下，常发生滑坡。
本组地层平均厚度28.90m。
第四系松散地层多具湿陷性，承载力低，物理力学指标分别为：（1）粉土：塑性指数5.1～9.9，平均7.7；液限23.0%～29.0%，平均25.9%；压缩系数0.24～0.51mpa；内摩擦角25.2°；凝聚力0.04 mpa。
（2）粉质粘土：塑性指数10.1～16.0，平均11.7；液限25.9%～31.7%，平均27.6%；内摩擦角10.8°；凝聚力0.04 mpa。
（3）粘土：塑性指数18.1；液限38.6%；内摩擦角17.7°；凝聚力0.13 mpa。
1.2第三系上新统（n2）岩性为粘土和粉砂质粘土，内含铁锰质斑点，中下部常夹3-5层钙质结核及砂砾石。
干燥时土质比较密实，浸水后土质变软，呈塑态，由于红粘土的赋存，遇降水入渗可能发生滑坡现象。
一般不透水，属低压缩性土。
本组地层平均厚度25.52m。
本层多具湿陷性，承载力低，其主要物理力学指标分别如下：（1）粉土：塑性指数5.8～10.0，平均8.3；液限24.0%～29.9%，平均27.1%；压缩系数0.15～0.20mpa，平均0.18mpa。
露天矿岩质边坡稳定性分析及开挖边坡角的确定的开题报告
露天矿岩质边坡稳定性分析及开挖边坡角的确定的开题报告一、选题背景及意义随着现代化建设的不断推进，地下资源的开采与利用也越来越被重视。
露天矿作为一种广泛存在于地质背景中的矿产资源开采方式，其开采中所面临的边坡稳定问题一直备受关注。
露天矿的边坡稳定问题涉及到地质、机械、水文等多个领域，其稳定性评价既是保证工作面安全高效开展的重要前提，也是研究人员探索完善开采工艺、促进资源利用的重要途径。
因此，基于露天矿岩质边坡稳定性分析及开挖边坡角的确定，对于推进我国矿业的发展、保障矿山工作面的安全运营以及提高资源利用效率具有重要的现实意义和深远的学术价值。
二、选题研究内容本研究选取某露天矿的边坡为研究对象，从该露天矿的地质力学条件出发，将矿山开采区域的边坡划分为若干个稳定块体，基于力学平衡原理，建立稳定块体的受力分析模型，并探讨边坡的稳定性评价方法。
同时，本文还将通过现场实测、实验室试验等方法获取边坡岩体的基本力学参数，并利用数值模拟方法对露天矿边坡稳定性进行分析。
最后，基于实际矿区情况，提出开挖边坡角度的建议，为现场矿山开采提供技术支撑。
三、研究方法和技术路线1. 现场观测法：对边坡现有情况进行实地考察，获取边坡的地质、地貌、构造特征等数据，筛选明显病害体并进行定位、测量。
2. 岩石力学试验法：针对研究对象，分别采用单轴压缩试验、钻芯强度试验、三轴压缩试验等方法，采集边坡岩体基本力学参数。
3. 数值建模（FLAC、UDEC等）：基于现场数据进行数学建模，在数值模拟平台上进行模拟实验，模拟露天矿边坡产生滑坡、崩塌、剥蚀等地质灾害。
4. 文献综述法：对前人的相关文献进行综述，总结降低露天矿边坡灾害发生率的各种工程措施，为实地矿区开采提供建议和支持。
四、研究预期成果1. 为露天矿岩质边坡稳定性评价提供理论和方法支持，创新性地提出以稳定块体为基本单位的边坡稳定性分析方法。
2. 获取边坡岩体的力学参数数据，形成矿山边坡稳定性评价相关数据库。
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露天矿节理岩质边坡稳定性分析王家臣;陈冲【摘要】According to the structure characteristics of the joint rock mass of the east slope of Gongchangling open iron ore mine,using the 3 dimensional rock non-contact measurement system (3GSM),the investigation and statistical analysis of surface structure are performed.Detailed statistics data including surface structure tendency,inclination,joint trace length,and joints pitch are obtained.Based on Monte-Carlo stochastic simulation method,the three-dimensional network model of jointed rock mass is obtained by the structural network simulation software FracSim3D.The rock quality index RQD is obtained by drilling samples on the three-dimensional network model.Then the RMR index is evaluated combined with on-site point load test.The shear strength parameters of jointed rock mass are obtained by Hoek-Brown method.Jointed rock slope is modeled through the FISH language programming,and the stability of the slope using the discrete element software UDEC is performed.The results show that the slope is in a stable state,but the local wedge failure of rock mass occur in the upper areas of slope,which is controlled by the joints along slope direction.The phenomenon of block out also appears in dispersion zone.%针对弓长岭露天铁矿东帮节理岩体边坡的结构特征,使用3GSM三维岩体不接触测量系统,进行了结构面调查及统计分析,获取了结构面倾向、结构面倾角以及节理迹长、节理间距的详细统计数据.基于Monte-Carlo随机模拟方法,使用结构面网络模拟的软件FracSim3D,得到节理岩体的三维网络模型.在建立的三维网络模型基础上,采用钻孔取样方法获取节理岩体的岩体质量指标RQD,结合现场点荷载强度试验,进而获取RMR指标,基于Hoek-Brown经验方法得到节理岩体的抗剪强度参数.通过FISH 语言编程实现了对复杂节理岩体的精细建模,采用离散元软件UDEC对边坡进行稳定性分析.结果表明:边坡整体处于稳定状态,局部发生岩体变形,受顺倾结构面控制,边坡顶部岩体沿结构面产生楔体破坏,局部散体区域出现掉块现象.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2017(042)007【总页数】7页(P1643-1649)【关键词】节理岩体;边坡;三维网络模拟;稳定性分析【作者】王家臣;陈冲【作者单位】中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;放顶煤开采煤炭行业工程研究中心,北京100083;中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;放顶煤开采煤炭行业工程研究中心,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TD854.6露天矿采场边坡由于开挖以及爆破震动等的影响导致边坡岩体节理裂隙发育，而节理会导致岩体强度降低，进而影响边坡的稳定性。
然而，由于岩体结构的复杂性，如何准确的获取结构面信息，模拟岩体内部结构面，确定岩体强度参数并分析其稳定性一直以来都是露天矿边坡工程的难题[1-6]。
目前的测量技术还不能将岩体内部的所有节理测出，只能通过钻孔、开挖面和岩体出露面进行测量。
常用方法有两种：接触测量(钻孔法、测线法、统计窗法)和非接触测量(钻孔摄像法、激光扫描法、摄影测量法)。
其中数字摄影测量方法避免了大量的接触测量工作，测量过程省时省力，拍摄的图片可反复使用，成本较钻孔摄像和激光扫描低，是一种很有前景的测量方法[7-10]。
结构面网络模拟克服了岩体内部结构面无法直接测量的问题。
在现场大量结构面测量数据统计分析基础上，得到结构面几何参数概率统计模型，依据Monte-Carlo方法生成结构面网络模型。
目前结构面网络模拟技术已经从早期的二维模型发展到三维模型。
三维结构面网络模型不仅可以展现岩体内部结构面的特征，还可以获取岩体质量指标RQD，通过经验公式便能得到岩体强度参数，结合现场岩体强度实验结果，可以为露天矿边坡稳定性分析提供准确的依据[11-15]。
用数值模拟方法对岩体边坡进行稳定性分析时，分析结果的可靠性取决于岩体结构模型的正确与否。
迄今为止，以离散单元法UDEC为代表的岩体边坡稳定性分析软件，仍难以建立与复杂岩体结构面分布规律相符的块体分析模型[16-18]。
笔者采用数字摄影测量系统ShapeMetriX3D获取露天矿采场边坡结构面信息，利用三维网络模拟软件FracSim3D建立边坡三维节理网络模型，通过Hoek-Brown经验方法获取岩体强度参数，通过FISH语言编程实现了对复杂节理岩体的精细建模，在此基础上，利用离散元软件UDEC分析了露天矿采场边坡的稳定性。
1.1 工程背景弓长岭露天铁矿位于辽宁省中部，西南距鞍山市70 km，西北距辽阳市40 km。
弓长岭露天铁矿年生产铁矿石720万t，占地面积4.359 1 km2，开采标高+530～+68 m。
采场开挖形成高陡岩石边坡，为了系统分析采场边坡的稳定性，对采场边坡节理的分布情况进行调查分析。
笔者选取该矿独木采区节理发育的东端帮13号测点，进行结构面参数的调查和统计分析，测点位置如图1所示。
测点边坡台阶坡面角65°，区域岩体为混合岩，由于长期风化边坡呈现碎裂岩体结构。
1.2 测量系统本次测量采用的是由奥地利3GSM公司生产的ShapeMetriX3D三维岩体不接触测量系统。
该系统由一个校准的单反相机(尼康D80，3 872像素×2 592像素)、标杆以及相应的软件组成，如图2所示。
该系统利用相机对边坡面的左右两个角度拍摄照片，标杆作为距离测量的参照，软件系统对不同角度的图像进行一系列的技术处理(基准标定、像素点匹配、图像变形偏差纠正)，实现实体表面真三维模型重构，在三维实体图像的基础上实现每个结构面个体的识别、定位、拟合、追踪以及几何形态信息参数(产状、迹长、间距等)的获取，并进行结构面的分组、几何参数统计。
该系统主要优点可归纳为：① 解决了传统现场节理地质测量低效、费力、耗时，不安全、甚至难以接近实体和不能满足现代快速施工的要求的弊端，真正做到现场岩体开挖揭露面的即时定格和精确定位;② 传统方法现场真正需要测量的具有一定分布规律和统计意义的Ⅳ级和Ⅴ级结构面几何形态数据无法做到精细、完备、定量的获取，该系统完全可以胜任，使得现场的数据可靠性和精度满足进一步分析的要求。
1.3 结果分析在需要调查的边坡区域拍摄两个不同角度的照片，两张照片通过软件合成如图3所示三维立体边坡模型。
对所生成的三维边坡模型进行结构面标定，标出主要节理面的范围、迹线，系统会自动分析并对节理面的倾向、倾角、间距和迹长等数据分析并记录。
在ShapeMetix3D软件中，可以直接生成如图4所示的节理赤平极射投影图，通过对结构面产状的赤平投影分析和聚类分析，得出了测点13边坡的优势产状为135.42°∠74.69°,184.43°∠46.48°,34.31°∠50.76°。
通过对图3，4的统计分析，可以得到测点13的节理倾向、倾角、迹长和间距统计结果，见表1。
三维网络模型的目的是应用计算机技术构建与实际分布规律类似的三维节理岩体模型。
把现场测量结果进行统计和分析后，利用Monte-Carlo方法在计算机上模拟生成节理面的三维网络图。
本次节理网络模拟采用的是FracSim3D软件[19-21]。
模拟参数根据调查统计的节理信息确定，节理迹长转化为圆盘模型的形状、大小;节理数量转化为节理密度;节理的产状、间距信息则使用相同概率分布特征函数模拟。
将表1所示的节理特征参数输入到软件中，得到结构面网络图(图5)。
岩石质量指标(RQD)由美国伊利诺斯大学Deere在1964年提出，其原始定义为钻孔进尺L内长度大于10 cm的岩芯累积长度与L的百分比。
当通过网络模拟建立起岩体结构面三维网络模型后，就可以根据实际要求，通过在结构面网络图中的不同方向布置测线，视该测线为“钻孔”，它被各条结构面所截成的线段视作“岩芯柱”，便可以用来计算RQD值。
在建好的三维网络模型中布置一组3个随机的“钻孔”，如图6所示，并获取到“钻孔”与结构面交点的坐标。
然后计算出相邻两个交点之间的间距，即每段“岩芯柱”的长度，并统计出长度大于10 cm的“岩芯柱”的长度，再除以钻孔总长度，即可得到RQD指标。
经过计算得出现场岩体的RQD指标为67.7%。
3.1 点荷载测试点荷载试验机小巧轻便，便于携带，可在现场进行试验;另外，点荷载试验可以利用不规则形体的试样，试样无需进行机械加工，用地质锤稍加修整后，都可以直接用于试验，大大降低了试验成本，缩短了试验时间，最后，点荷载试验操作简便，对试样要求低，可以进行大量试验，能够获得较全面的岩石强度指标。
因此，笔者采用SD-1型便携式数码点荷载仪和相配套的AKS-GL2010型数据采样器(图7)对东端帮不同的高程区域(+166，+178，+233，+269，+387 m)的边坡岩体进行了现场测试。
获取数据后，根据《工程岩体试验方法标准》计算出点荷载强度指数，并求出岩石的抗压强度和抗拉强度值。