露天矿边坡管理办法

第一篇：露天矿边坡管理办法

露天矿边坡管理办法

第一节一般规定

第1条边坡滑坡是露天矿安全生产的重大隐患之一，露天矿边坡的稳定与否，是直接关系到煤矿能否正常生产的重要前提。露天矿边坡研究与治理工作是煤矿技术工作不可缺少的一部分。为了加强露天矿边坡管理工作，确保安全生产，根据《露天煤矿边坡管理暂行规定》制定本办法。

第2条露天矿边坡管理的基本任务是：

1、开展工程地质及水文地质工作，查明影响边坡稳定的各种地质条件及其它因素。

2、为露天矿采剥工程设计提供可靠的工程地质及水文地质资料，每年对已经出现的边坡滑落和变形预报提出整治方案，并做好施工中的管理工作。

3、不断总结露天矿边坡管理经验，搞好露天矿边坡管理工作。

第3条局科技处作为边坡管理的职能部门，必须做到：

1、成立露天矿边坡管理小组，指定专人负责，每季度作出边坡监测分析报告，报有关部门。

2、定期进行地下位移监测，掌握第一手资料，应用计算机进行边坡位移分析。

3、督促两矿健全边坡管理机构，配备专业技术人员，按期进行边坡观测，及时提供观测数据。

第4条边坡管理作为生产管理的一项重要内容，局、矿生产部门必须做到：

1、把边坡管理工作纳入日常生产管理，负有业务保安责任。

2、年度、季度采剥设计、计划必须提出确保边坡稳定的技术措施。

3、加强生产现场管理，工作面必须放线开挖、排土，严禁出现超高台阶，加强工作面水的管理，如发现不按设计施工或违反规定以及出现滑坡险情时，有权责成两矿及时处理，在紧急情况下，有权停止有滑坡险情或险情危及区域的生产或施工作业，以保证安全。

第5条边坡滑落作为煤矿重大灾害事故之一，局、矿安全部门必须做到：

1、把边坡管理工作纳入日常安全监察工作，负有业务保安责任。

2、督促检查两矿落实年度采剥设计、计划提出的边坡稳定技术措施。

3、在安全检查中，如发现不按设计施工或违反规定以及出现滑坡险情时，责成有关部门及时处理，在紧急情况下，有权停止有滑坡险情或险情危及区域的生产或施工作业，以保证安全。

第6条两矿应在局长和主管副局长的领导下，建立地质、测量、采矿等工程技术人员参加的边坡管理机构，从事边坡管理、科研工作。

第二节地质测量

第7条根据露天煤矿边坡不同区段的软弱结构面（包括软弱层面、节理面、断层面等）发育程度、含水情况及与其空间关系，每8~10年划分一次边坡类型。

Ⅰ型：稳定型

1、以坚硬岩层为主，软弱结构层（面）不发育，有很少的软弱结构层（面）或层间距很大（>30m）。

2、软弱结构层（面）倾角大于采场最终边坡角，小于软弱结构层（面）的内摩擦角。

3、软弱结构层（面）走向与采场最终边坡走向的夹角接近。

4、岩体构造简单，含水性差，透水性强，不影响边坡稳定。

Ⅱ型：基本稳定型

1、坚硬岩与软岩互层，软弱结构层（面）发育，软弱结构层（面）多或层间距较小（15-30m）。

2、软弱结构层（面）倾角等于或稍大于采场最终边坡角。

3、软弱结构层（面）的走向与采场最终边坡走向的夹角大于30°。

4、岩体构造不复杂，含水性中等，对边坡稳定有一定影响。

Ⅲ型：不稳定型

1、坚硬岩与软岩互层，软弱结构层（面）极发育，软弱结构层（面）很多或层间距很小（<15m）。

2、软弱结构层（面）走向与采场最终边坡角，大于软弱结构层（面）的内摩擦角。

3、软弱结构层（面）倾角小于采场最终边坡角，大于软弱结构层（面）的内摩擦角。

第8条边坡岩移的观测工作，应采取多种方法进行，搞好地质测量监测配合，注意引进新技术、新仪器，研究新方法，采用测量方法观测，其方法、精度要求执行煤炭部颁发的《煤矿测量规程》的规定。

第9条在雨季前，对有滑动迹象的边坡，要提出预报和处理意见，并采取有效措施。对生产及地面大型设备或固定建筑物，有严重威胁的滑坡与滑坡迹象地段，要及时向主管局领导和有关部门汇报，报上级机关。

第10条对已出现的滑坡、有滑坡迹象及预计滑坡的危险区，必须进行岩移监测，监测工作采取专业小组与两矿监测相结合的方法进行。对Ⅲ型采场必须设专门小组进行长期岩移监测工作，及时提供信息，不断总结经验。

第三节设计

第11条露天矿的长远设计、阶段性设计或改造设计都应包括边坡设计内容及其费用，各级领导审批设计时，应一并审批相应的边坡设计。

第12条年度采剥设计和单项工程设计必须保证边坡稳定，特别对Ⅱ、Ⅲ型边坡有关的各项工程，都必须有完整的工程设计，设计要包括边坡稳定计算和分析。如不稳定则应做出必要的防滑工程设计，其工程费用要列入工程总概算中。

第13条边坡稳定验算、边坡稳定计算方法需经主管局领导批准，方能计算稳定系数值及其参数。

第14条凡与边坡稳定有关的各项工程，必须严格履行会签手续，不经主管局领导批准的，一律不准施工。如需修改已批准的设计，应由原设计单位提出修改设计，重新进行稳定性计算分析，经原审批单位批准后方可施工。

第15条排土场设计应根据排土工艺和对边坡稳定的要求，做出相应的边坡稳定性分析，尤其是排土机排土场。

第四节施工

第16条对于Ⅱ、Ⅲ型采场，与边坡有关的各项工程，必须在施工前下发必要的图纸，严格按设计规定的程序、境界和方法施工，在实际施工中注意分析、研究边坡稳定状态，工程竣工后提交竣工图，竣工报告中应写明边坡稳定状态分析意见，经会签后存档，并报工程审批单位备案。

第17条凡与边坡稳定有关的各项工程，必须根据设计的要求，提前或同时进行防滑工程施工。

第18条临近采场最终边坡或到界台阶的最后一个采幅的穿孔，爆破和采剥工作应做出单项设计或技术措施。各露天矿都要研究适合本矿条件的爆破参数，推广一些比较先进的爆破技术或其它减震措施。

第19条工程施工测量应严格执行《煤矿测量规程》，保证测量精度。

第五节整治

第20条水是造成边坡滑坡的主要因素。对于地下水威胁边坡稳定的区域，需进行必要的疏干工作，如开挖疏水沟或拦截水沟，钻孔放水及群孔抽水等。

第21条在采场、排土场周围，建立完整的防排水系统。每年雨季前，应进行全面检查、维修。

第22条为维护边坡完整，防止边坡滑落，禁止任何单位及个人在到界边坡上乱挖乱采，如遇因此而发生的边坡滑落，要追究当事者个人责任。

第23条对矿坑内的明火，应采取必要的灭火措施予以消除，保证矿坑无明火。

第24条对局部不稳定的边坡，必须采取弱层爆破、削坡减载、边坡加固（护坡、挡墙、抗滑桩、表面喷水泥砂浆）等措施，或采取不切弱层、预留防滑煤壁的方法进行处理。

第25条台级到界后，要清扫浮石，将台阶修整好，具体要求按《到界台阶管理实施细则》执行。

第六节边坡科研

第26条边坡科研是露天矿科研工作的一个重要部分，矿务局每年应根据实际情况拨出一定科研费用，进行边坡科研工作。

第27条建立边坡试验设施，购置必要的设备、仪器，开展系统的边坡科研工作，可采取与有关院校、科研单位合作的方法。

第28条各级领导应将边坡管理列入工作日程，有计划的举办边坡技术管理短训班、学术讨论会，大力推广边坡研究新成果，了解掌握国内外边坡管理新动态。每年组织一次边坡管理经验交流会。

第二篇：露天矿边坡稳定总结

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2－5％的反坡

如图2所示

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

0－200m，>200m即按200米设置。

排土场造成周边地面地形变形滑坡危害较大。如神华准能黑岱沟储煤仓、铁路地面、胶带走廊等案例。

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、公路路堑和路堤、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600米，走向长，揭露的岩层多，岩体结构复杂

二、煤矿边坡岩体主要是沉积岩：层理明显，弱夹层较多，岩石强度低。稳定边坡

角大约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，不利于边坡稳定。稳定边坡

角大约50度以下。

三、主要是滑动变形

四、露天矿边坡是人工机械开挖边坡,边坡岩体较破碎，边坡一般不加维护，易受风化作用影响。

五、露天矿场每日受爆破、机车行走等因素，边坡受振动影响大，受到的设备自身载荷及冲击载荷较大。

六、露天矿服务年限长。

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是不同的。

1.5

研究内容及步骤

一、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、开采工艺、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，做大量的边坡实验研究，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、岩体结构

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（I－V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

I－V级

三、岩体、结构

2.3水的影响

露天矿采场及排土场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

①、孔隙角水

②、悬浮水

③、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

①、渗流水

②、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条件不易掌握全貌，水位差异很大

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

γ0:干容重

n:空隙比

γw:水容重

d:岩石比重

饱水重量：

干重量

孔隙水重量

浮重量：

则岩柱所受浮力：

静水压力就是水压三角形乘积：

中点水压强度：

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，使饱和水岩土液化

二、破坏主因

震波在岩石中传播有纵波，横波，主要是纵波

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

第三篇：露天矿边坡稳定总结2

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。

3—1

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：

三、1、区域地质背景；

四、2、矿区地质构造；

五、3、露天矿现采场边坡工程地质条件；

六、4、露天矿最终采场边坡工程地质条件；

七、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。

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

3—2

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、倾伏角、围岩轴

线（旋转的某一基准线）。

第五章

边坡稳定性计算

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

温差应力

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全的边坡角。

c、边坡的技术原理

Ⅰ、到界边帮台阶的减震爆破

Ⅱ、防排水

Ⅲ、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

Fs<1，滑坡

当

Fs=1，极限平衡

当

Fs>1，稳定。保守起见:

=1.1－1.5，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FS4、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

①、将滑体视为刚体

②、滑体的位移是剪切破坏

③、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，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隙

(一)、数学分析法

设：1、岩石不透水，垂直裂隙渗入，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：

当断裂出露在坡顶时：

当断裂出露在坡面时：

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β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φ，在S线上截取便是

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）（排土台阶，土边坡，锡盟地区）

α<45度多为圆弧滑坡，坡角较大时，多为平面滑面

2、直立边坡的临界高度：

当边坡垂直时，α=90度

所以：

带入整理后得：

应用公式：

教材中：

方法二：

5－7式将

代入上式可得：

对于垂直边坡时，α=90°：

把α=90°代入5－7式：

以上绘制曲线图5－6：

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，它的破坏呈拉断。

抗拉强度小于抗剪强度

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，张性断裂时，岩石坚硬：

极限平衡

说明：当C

趋于0

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α>β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，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①：Fs，②：坡角

岩体力学性质：

闪长岩：

γ=27KN/m3

c=500－1000KPa

φ=40度

断层c＇=0－30KPa

φ＇=18度

2、滑动模式

经分析确定为平面滑动

3、稳定性计算：

第四篇：露天矿边坡稳定总结3

4、计算结果

度不同坡角θ=42－49°，冲水条件

粘聚力C=500－1000KPa，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坡

一、纯粘性土（φ=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W2、沿弧面的粘聚力C3、弧面上滑体所受的反力

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：

表达式，粘聚力值因圆弧的几何参数（W，R）而定。

解：C极大值，可确定最危险滑弧面

即对β求导并求极大值得：

联立5－18，5－19两式子，用数值解法绘制成图5－12；

从图5－12可求得不同坡角α之下的ω，β;而α，ω，β三个值代入5－17式，可求H，也可将5－17式绘制成图，直接可取用数值：

α=90度，极限坡高

二、兼有C和φ时的条分法

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

βi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10－15度

2、安装深度可达80m3、预应力可达到几百吨

4、锚杆加固系统结构（如图6－3）

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、在若干锚杆（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，防止金属网锈蚀，用沥青或水泥浆护

7、锚杆疏密程度的形成连续压密带即可（窄压密带）

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、采场周边设截水沟堤坝

2、裂隙填堵

图

6.4.1

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50—80mm，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

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50—127mm，孔距是孔径的10—20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。

6—6

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KC≥1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K0≥1时，挡垟不会因推力作用而倾斜

6—7

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φ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φ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质条件，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φ从19→31゜；

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

6—8

矿山工程法

指采用矿山工程措施或制定并执行

正确的剥离、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：

a、大面积边坡移动的观测；

b、边坡表面或钻孔内局部岩体移动的观测；

c、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、长7—1大面积边坡岩体移动观测期性的工作（从设计到露天矿寿命结束）。

7—1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1/50002、观测点设置要求：观测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7—2）

1滑坡前后边坡外形；

2滑动面位置；

3露头；

4测点标高；

5岩层；

6构造。

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；（1—5）

（二）分析滑坡原因；

（三）预报滑坡。

7—2

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、铟钢尺伸长计；

三、铟杆伸长计装置；

四、多点边坡位移自动记录仪；

五、滑动触点装置。

7—3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。

7—4

微震监测

岩石在高应力作用下会发生噪音，设备包括地音探测器，放大器，记录器、监听器等部分。分析时应注意穿孔、采掘、运输、爆破等造成的噪音。

第八章

排土场稳定性

引言：

一排土场类型：

（一）按排土场位置分：1、内排土场；2、外排土场。

（二）按开采工艺及排土设备分：

1、铁道运输机械铲排土；

2、铁道运输排土犁排土；

3、汽车运输推土机（前装机）排土；

排土方式：a、场地排土（露天）

b、边缘式排土（剩余量30—40%）

4、排土机；

5、吊斗铲或机械铲倒堆。

（三）按排土场基底倾斜程度为

1、山坡（内排时倾斜<13度以下）；2、水平或近水平基底排土场；

（四）按排土台阶数目分

1、单台阶；

2、多台阶

二、排土场稳定性影响因素

1、排弃物料的物理性质；

2、排土场基底条件；

3、水的影响；

4、排土参数；

5、排土工艺。

三、排土场滑坡危害性

1、影响正常生产人员及设备的安全；

2、毁坏周边建筑物及道路；（排弃高度1.5倍范围内不准许有任何建筑物）

3、堵塞泄洪渠道；

4、地基发生蠕变。

四、排土场稳定性研究内容

1、分析影响排土场稳定性的各种因数

2、确定排土场的合理边坡角等参数；

3、确定排土场的合理高度；

4、排土场变形的防治措施。

8—1排土场变形类型

一、滑动

1、排弃物内部滑动（水因素造成的）；

2、排弃物沿基底面滑动（山坡排土场易发生）（10%坡势需采取防滑挡垟措施）；

3、排土场基底滑动。

二、流动（即泥石流）南方居多

三、沉降

8—2

影响排土场稳定性的因素

一、自然地理、基底岩层埋藏特征；

二、水文地质因素；

三、开采工艺因素；

四、排弃物及基底的物理力学性质。

1、排弃物容重；

2、排弃物的抗剪强度；

3、基底的物理力学性质。

8—3

排土场稳定性分析

一、稳定基底排土场

1、将排土场表面简化为平滑面；

2、在计算的滑动面上确定若干点；

3、根据下式确定个点的正应力和剪应力；

4、将滑动面展成水平直线；

5、根据剪应力强度曲线，确定相应个点正应力的抗剪强度Iyi6、求稳定系数fs=

二、软弱基底排土场

1、软岩处理掉，在进行排土时最好为硬岩基底；

2、软岩较厚则可能发生圆弧滑面；

3、分条块进行计算

三、倾斜基底排土场

外排土场（山坡）

内排土场（倾角<13度）

分条块试算

四、沿台阶走向有均布外载荷的排土场（列车运输）

五、台阶上有集中载荷的排土场（汽车运输

8—4

排土场滑坡防治

主要措施主要有：

1、不同性质的土岩分别排弃（岩石在下，软岩在上）；

2、疏干排水

地表水→堤坝

地下水→盲沟、排水沟

3、排土场基底进行工程处理；

4、设置抗滑建筑物；

5、调整排土工艺及排土场参数

一、土岩按性质分别排弃

1、安排好剥离工程计划；

2、实现不同土岩的合理运输及排弃程序；

3、岩石大块在下，软岩在上；

4、混排。

二、疏干排水

三、基地工程处理

爆破→增加基底f

四、支挡滑体

抗滑桩；

抗滑挡坝、挡垟；

临时爆柱。

五、调整排土工艺和排土参数。

第五篇：露天煤矿边坡管理办法[定稿]

赤峰全盛炭质泥岩有限责任公司

边坡管理办法

第一章 总则

第一条 边坡滑坡是露天矿安全生产的重大隐患之一，露天矿边坡的稳定与否，是直接关系到矿山能否正常生产的重要前提。露天矿边坡研究与治理工作是矿山技术工作不可缺少的一部分。为了加强露天矿边坡管理工作，有效防止坍塌、滑落和片帮对安全生产造成的影响，保证人员和设备的安全，特制定本管理办法。

第二条 本办法依据《内蒙古自治区露天煤矿安全质量标准化标准及考核评级办法》（内安委会发[2008]4号）及其附件《露天煤矿边坡管理暂行规定》、《黑岱沟露天煤矿雷达预警暂行管理办法》进行编制。

第三条 露天矿边坡管理的基本任务是采取不同的边坡监测手段，对工作帮、非工作帮的边坡变形、位移等情况进行监测。为露天矿安全开采提供可靠的数据。每年对已经出现的边坡滑落和变形预报提出整治方案，并做好施工中的监督、管理工作。不断总结露天矿边坡管理经验，搞好露天矿边坡管理工作。

第四条 生产技术部作为边坡管理的职能部门，职责如下：

（一）健全边坡管理机构，成立露天矿边坡管理小组，配备专业技术人员，按期进行边坡观测，及时提供观测数据，每季度作出边坡监测分析报告，报矿领导及有关部门。

（二）定期进行边坡变形、位移监测及边坡地下位移监测，掌握第一手资料，应用计算机进行边坡位移分析。

（三）监督生产部门严格执行《神华准格尔能源有限公司安全质量标准化管理办法》。

第五条 边坡管理作为生产管理的一项重要内容，露天矿生产部门职责如下：

（一）把边坡管理工作纳入日常生产管理，负有业务保安责任。

（二）根据、季度采剥设计、月度计划中的到界台阶及边坡稳定的要求，提出确保到界台阶及边坡稳定的安全施工措施。

（三）加强生产现场管理，工作面必须放线开挖、排土，严禁出现超高、超限台阶，加强工作面水的管理，如发现不按设计施工或违反规定以及出现滑坡险情时，有权责成相关部门及时处理，在紧急情况下，有权停止有滑坡险情或险情危及区域的生产或施工作业，以保证安全。

第六条 边坡滑落作为煤矿重大灾害事故之一，露天矿安全部门职责如下：

（一）把边坡管理工作纳入日常安全监察工作，负有业务保安责任。

（二）督促检查生产部门落实采剥设计、计划提出的边坡稳定技术措施。

（三）在安全检查中，如发现不按设计施工或违反规定以及出现滑坡险情时，责成有关部门及时处理，在紧急情况下，有权停止有滑坡险情或险情危及区域的生产或施工作业，以保证安全。

第七条 露天矿应在矿长、总工程师的领导下，建立地质、测量、采矿等工程技术人员参加的边坡管理机构，从事边坡管理、科研工作。

第二章 地质测量

第八条 根据边坡不同区段的软弱结构面（包括软弱层面、节理面、断层面等）发育程度、含水情况及与其空间关系，每8—10年划分一次 2

边坡类型。

Ⅰ型：稳定型

1.以坚硬岩层为主，软弱结构层（面）不发育，有很少的软弱结构层（面）或层间距很大（>30m）；

2.软弱结构层（面）倾角大于采场最终边坡角，小于软弱结构层（面）的内摩擦角；

3.软弱结构层（面）走向与采场最终边坡走向的夹角接近； 4.岩体构造简单，含水性差，透水性强，不影响边坡稳定。Ⅱ型：基本稳定型

1.坚硬岩与软岩互层，软弱结构层（面）发育，软弱结构层（面）多或层间距较小（15-30m）；

2.软弱结构层（面）倾角等于或稍大于采场最终边坡角； 3.软弱结构层（面）的走向与采场最终边坡走向的夹角大于 30°；

4.岩体构造不复杂，含水性中等，对边坡稳定有一定影响。Ⅲ型：不稳定型

1.坚硬岩与软岩互层，软弱结构层（面）极发育，软弱结构层（面）很多或层间距很小（<15m）；

2.软弱结构层（面）走向与采场最终边坡角，大于软弱结构层（面）的内摩擦角；

3.软弱结构层（面）倾角小于采场最终边坡角，大于软弱结构层（面）的内摩擦角。

第九条 边坡岩移的观测工作，应采取多种方法进行，搞好地质测量监测配合，注意引进新技术、新仪器，研究新方法，采用测量方法观 3

测，其方法、精度要求执行煤炭部颁发的《煤矿测量规程》的规定。

第十条 在雨季前，对有滑动迹象的边坡，要提出预报和处理意见，并采取有效措施。对生产及地面大型设备或固定建筑物，有严重威胁的滑坡与滑坡迹象地段，要及时向总工程师、分管领导和有关部门汇报，并由相关部门上报上级机关。

第十一条 对已出现的滑坡、有滑坡迹象及预计滑坡的危险区，必须进行岩移监测，监测工作采取专业小组与相关部门监测相结合的方法进行。对Ⅲ型采场必须设专门小组进行长期岩移监测工作，及时提供信息，不断总结经验。

第三章 设计

第十二条 边坡监测点布臵设计

（一）GPS位移监测点的布臵：按照监测点所形成的区域要涵盖边坡所在区域的总体要求，结合露天煤矿边坡区域现场环境和地质环境等因素，选择具有代表性的点，同时在重要的道路、建筑设施、开采通道等位臵布设监控点。一般选择边坡区域内易于观测，且可能出现较大变形的部位设立监测点实现以点代面对边坡进行监测。

（二）应力监测点的布臵：监测点布臵在加固锚索靠近坡脚最近一排。

第十三条 采剥设计和单项工程设计必须保证边坡稳定，特别对Ⅱ、Ⅲ型边坡有关的各项工程，都必须有完整的工程设计，设计要包括边坡稳定计算和分析。如不稳定则应做出必要的防滑工程设计，其工程费用要列入工程总概算中。

第十四条 边坡稳定验算、边坡稳定计算方法需经总工程师批准，方能计算稳定系数值及其参数。

第十五条 凡与边坡稳定有关的各项工程（如刷帮、爆破、清理滑体等）、需经相关部门会签，并经总工程师批准，否则一律不准施工。如需修改已批准的设计，应由原设计单位提出修改设计，重新进行稳定性计算分析，经原审批单位批准后方可施工。

第十六条 排土场设计应根据排土工艺和对边坡稳定的要求，做出相应的边坡稳定性分析验算。进行排土作业时，应严格控制排土场基地的处理方式、排弃强度。

第四章 分析

第十七条 边坡变形的监测分析

（一）边坡从出现滑动预兆到最终完全滑落要经历一段时间，或数月，或数年，其移动速度即单位时间内的位移量由小变大，最后发生急剧变化。因而根据移动速度的变化可预报滑坡。在发生滑坡之前，边坡的内部应力应该表现为急剧增加或者突然变小。且应力的变化体现在位移变化之前。

（二）在边坡的变形阶段，每个月，每季度、每年都要对边坡的稳 定情况进行分析如：位移、速度、应力进行整理分析，并出书面报告，在边坡的临滑阶段，根据实际情况每一周、每一天甚至每一小时对安全隐患区域进行细致分析，并出示书面报告。

第十八条 边坡监测数据统计分析

总结观测数据，通过整理，可按不同需要，绘制下列各图：

（一）滑坡区域平面图。图上应绘出边坡的平面形状，地貌，测点及标高等；

（二）滑坡区域的断面图。图上应绘制出滑坡前后边坡外形，滑坡位臵及露头，测点标高、岩层、构造等；

（三）测点的各个X方向，Y位移方向及高程的位移、速度、加速度曲线；

（四）测点移动位移向图。根据滑坡区域监测图及滑坡机理，以及对所有滑坡相关资料数据进行科学的计算和论证，分析滑坡原因，总结滑坡规律，为以后作业现场的安全生产提供有力保障。

第五章 施工

第十九条 对于Ⅱ、Ⅲ型采场，与边坡有关的各项工程，必须在施工前下发必要的图纸，严格按设计规定的程序、境界和方法施工，在实际施工中注意分析、研究边坡稳定状态，工程竣工后提交竣工图，竣工报告中应写明边坡稳定状态分析意见，经会签后存档，并报工程审批单位备案。

第二十条 凡与边坡稳定有关的各项工程，必须根据设计的要求，提前或同时进行防滑工程施工。

第二十一条 临近采场最终边坡或到界台阶的最后一个采幅的穿孔，爆破和采剥工作应做出单项设计或技术措施。相关部门负责研究爆破参数，推广一些比较先进的爆破技术或其它减震措施。

第二十二条 工程施工测量应严格执行《煤矿测量规程》，保证测量精度。

第六章 整治

第二十三条 水是造成边坡滑坡的主要因素。对于地下水威胁边坡稳定的区域，需进行必要的疏干工作，如开挖疏水沟或拦截水沟，钻孔放水及群孔抽水等。

第二十四条 在采场、排土场周围，建立完整的防排水系统。每年雨季前，应进行全面检查、维修。

第二十五条 为维护边坡完整，防止边坡滑落，禁止任何单位及个人在到界边坡上乱挖乱采，如遇因此而发生的边坡滑落，要追究当事者个人责任。

第二十六条 对局部不稳定的边坡，须采取弱层爆破、削坡减载、预留保安平盘、边坡加固（护坡、挡墙、抗滑桩、表面喷水泥砂浆）等措施，或采取不切弱层、预留防滑煤壁的方法进行处理。

第二十七条 台级到界后，要清扫浮石，将台阶修整好，做好安全挡墙。

第七章 边坡科研

第二十八条 边坡科研是露天矿科研工作的一个重要部分，应根据每年实际情况拨出一定科研费用，进行边坡科研工作。

第二十九条 建立边坡试验设施，购臵必要的设备、仪器，开展系统的边坡科研工作，可采取与有关院校、科研单位合作的方法。

第三十条 各级领导应将边坡管理列入工作日程，有计划的举办边坡技术管理短训班、学术讨论会，大力推广边坡研究新成果，了解掌握国内外边坡管理新动态。每年组织一次边坡管理经验交流会。

第八章 边坡雷达监测预警

第三十一条 根据高台阶的地质情况，分析存在的潜在危险区域，并对这些区域进行重点的监测。

第三十二条 当出现以下情况时，系统会自动报警：

（一）硬岩情况下，当速度变化值超过10mm/h，变化像素达到两 7

个或两个以上；

（二）软岩情况下，当速度变化值超过6mm/h，变化像素达到两个或两个以上。

第三十三条 由生产技术部或煤炭科学研究总院沈阳研究院相关技术人员对监测数据进行分析，根据不同的情况，设臵相应的报警参数。

第三十四条 边坡监测雷达报警后，由技术人员通知露天矿生产指挥中心。

第三十五条 由生产指挥中心值班主任通知坑下危险区域作业人员，组织人员及设备撤离危险区域。

第三十六条 及时将相关情况上报矿领导及生产技术部领导。第三十七条 滑坡后，由技术员确定滑坡区域有无危险；确认无危险后由生产指挥中心通知露天矿工务队对滑坡区域进行清理，迅速恢复生产。

第三十八条 在滑坡后由露天矿生产技术部和煤科总院沈阳研究院共同对事故进行总结，并形成书面材料，由露天矿生产技术部和煤科总院沈阳研究院共同备案。

第九章 附则

第三十九条 本管理办法由黑岱沟露天煤矿生产技术部负责解释。第四十条

本管理办法自公布之日起实施。