某露天煤礦邊坡失穩(wěn)破壞模式與穩(wěn)定性分析

1、某露天煤礦邊坡失穩(wěn)失穩(wěn)破壞模式與穩(wěn)定性分析黃明利，管曉明（北京交通大學(xué)土木建筑工程學(xué)院，北京 100044）摘 要：針對(duì)某露天礦邊坡工程，介紹了工作幫和非工作幫邊坡工程背景和滑坡現(xiàn)狀，結(jié)合地形與地貌、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，分析了影響邊坡穩(wěn)定的主要因素及破壞模式。結(jié)果表明：持續(xù)的降雨和大規(guī)模露天開(kāi)采是滑坡的外在因素，不利的地貌特征、巖土體的自身性質(zhì)較差及軟弱層構(gòu)造是其內(nèi)在因素，滑坡破壞模式表現(xiàn)為順層滑坡、圓弧滑坡、圓弧-順層滑坡和崩塌4種形式。運(yùn)用基于有限單元法的MIDAS GTS軟件構(gòu)建了邊坡三維地質(zhì)模型，采用強(qiáng)度折減法計(jì)算了穩(wěn)定系數(shù)，進(jìn)行了穩(wěn)定性分析和評(píng)價(jià)，并采用畢肖普法對(duì)幾種工程性質(zhì)較差

2、的土層進(jìn)行了邊坡臺(tái)階高度參數(shù)的優(yōu)化分析。結(jié)果表明：工作幫坡頂砂土位移較大，上部3個(gè)臺(tái)階均可能發(fā)生局部滑坡，穩(wěn)定系數(shù)為1.4125，表明邊坡整體保持穩(wěn)定；非工作幫坡腳的高嶺土層位移較大，滑坡結(jié)構(gòu)面類(lèi)型為高嶺土層，加之地表重物堆載加劇滑動(dòng)，穩(wěn)定系數(shù)為0.8625，表明邊坡已經(jīng)發(fā)生失穩(wěn)破壞。泥巖1和泥巖2在開(kāi)挖高度為6米時(shí)可基本保持穩(wěn)定；而砂土和粘性土層建議在低于6米臺(tái)階高的情況下進(jìn)行開(kāi)挖；粉砂巖1在臺(tái)階高為8米時(shí)都將保持穩(wěn)定。關(guān)健詞：露天礦邊坡；影響因素；破壞模式；穩(wěn)定性分析；臺(tái)階參數(shù)優(yōu)化中圖分類(lèi)號(hào)：TD 824 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A Study Analysis on of instability a

3、nd failure mode and stability of an open-pit mine slope and sensitivity of rock mass parameters HUANG Ming-li，GUAN Xiao-ming(School of Civil Engineering, ，Beijing Jiaotong University,，Beijing 100044,，China)Abstract:For an open pit slope engineering, describes the work to help and work to help non-la

4、ndslide slope engineering background and status, combined with the terrain and topography, engineering geology and hydrogeological conditions, analysis of the main factors affecting slope stability and failure mode. The results show that: Continuous rainfall and large-scale open-pit mining is to sli

5、de the external factors, unfavorable topography features, the nature of rock and soil of their own poor and weak layer structure is the internal factors, landslide damage along the landslide model performance, round landslide arc, arc - bedding landslides and avalanches four kinds of forms. Use base

6、d on the finite element method MIDAS GTS software build three-dimensional geological model of the slope, calculated using a stable strength reduction factor for the stability analysis and evaluation, and the Bishop method of using several engineering properties of soil were less Slope step height pa

7、rameter optimization analysis. The results showed that: work to help offset the larger sand hill, the top three steps are possible local landslides, stability factor of 1.4125, indicating that the overall slope stability; non-working to help the larger slope of the kaolin layer displacement, landsli

8、de surface structure type of kaolin layers, coupled with increased sliding surface heap load weight, stability factor of 0.8625, indicating that the slope unstable failure has occurred. 1 and 2 in the mudstone shale excavation height is 6 meters will be basically stable; the proposed sand and clay l

9、ayers below 6 m in the case of high-level excavation; siltstone in steps 1 to 8 meters high will remain stable.Key words: open-pit mine slope；stability；limit equilibrium method；path search method；parameters sensitivity；slope reinforcement1工程概況某露天煤礦位于內(nèi)蒙古中東部大興安嶺南段西坡，在西烏珠穆沁旗東北78km處，煤炭年生產(chǎn)量達(dá)700萬(wàn)t。露天礦地表境界

10、東西平均長(zhǎng)4.99km，南北平均寬4.25km，面積21.19km2。露天煤礦區(qū)內(nèi)地形呈現(xiàn)南高北低、東高西低，海拔標(biāo)高+10001050m，相對(duì)高差50m。主要地貌特征為高原低山緩坡丘陵地形，基巖多被風(fēng)成黃土覆蓋。近年來(lái)，隨著煤炭產(chǎn)量大幅提高，露天礦采掘場(chǎng)長(zhǎng)度和寬度都有較大的發(fā)展，礦區(qū)內(nèi)采坑邊坡不斷增高變陡，最大高度已經(jīng)達(dá)到50m，并且形成了多處排土場(chǎng)邊坡，最大高度約為25m。目前，隨著露天礦生產(chǎn)的不斷進(jìn)行，露天礦工作幫和排土場(chǎng)邊坡均出現(xiàn)不同程度的滑坡現(xiàn)象。本文以工作幫（以下簡(jiǎn)稱(chēng)BH1）滑坡體和排土場(chǎng)非工作幫（以下簡(jiǎn)稱(chēng)BH2）滑坡體為例簡(jiǎn)要說(shuō)明礦區(qū)滑坡?tīng)顩r。BH1滑坡體分布在工作幫第四系地層，

11、滑坡區(qū)平面為長(zhǎng)條狀，剖面近似三角形，滑坡體物質(zhì)組成為第四系松散堆積物，為砂土質(zhì)邊坡，土體結(jié)構(gòu)零亂。BH1號(hào)滑坡總體延展方向近南北向，長(zhǎng)約580m，寬約1040m，厚約25m，滑坡體積約14.5萬(wàn)m358萬(wàn)m3，規(guī)模較大。滑坡壁直立，后緣形態(tài)近似圓弧形，可見(jiàn)大量拉張裂隙，裂隙長(zhǎng)200500m左右，寬度0.20.5m，深度0.51m。BH1滑坡體如圖1。 圖1 BH1滑坡體分布示意圖 圖2 BH2滑坡體分布示意圖BH2滑坡體是內(nèi)排土場(chǎng)和非工作幫煤層底板，海拔高度為+10001050m，如圖2所示。BH2號(hào)滑坡總體延展方向近東西向，長(zhǎng)約420m，寬約160m，為土質(zhì)滑坡。2004年12月6日邊坡發(fā)生

12、變形滑動(dòng)，滑坡規(guī)模較大。BH2號(hào)滑坡體物質(zhì)組成為露天開(kāi)采的剝離土和第四系松散堆積物，控制滑坡結(jié)構(gòu)面類(lèi)型為沿煤層底板分布的高嶺土層。BH2號(hào)滑坡體平面形態(tài)為月牙形，縱剖面形態(tài)為凹形或臺(tái)階形；滑坡壁直立，滑坡體呈臺(tái)階狀，最大臺(tái)階高度約2m，后緣形態(tài)近似圓弧形，滑坡體后緣可見(jiàn)大量深而寬的拉張裂隙，如圖3。 圖3 BH2滑坡體后緣形態(tài)圖滑坡是露天礦生產(chǎn)與安全的重大隱患之一，露天開(kāi)采的邊坡的穩(wěn)定直接關(guān)系到整個(gè)礦山的持續(xù)發(fā)展1-5。該露天礦自生產(chǎn)以來(lái)大小滑坡時(shí)有發(fā)生，不僅破壞了礦山的正常和安全生產(chǎn)，而且對(duì)礦區(qū)作業(yè)人員的生命構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。因此，探討影響露天礦邊坡穩(wěn)定的因素和失穩(wěn)機(jī)理，進(jìn)行露天礦邊坡穩(wěn)定性分

13、析，對(duì)邊坡臺(tái)階參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析，進(jìn)而對(duì)后續(xù)邊坡開(kāi)采深度增加導(dǎo)致的潛在滑坡危險(xiǎn)進(jìn)行分析，并在生產(chǎn)中有針對(duì)性的采取相應(yīng)措施，避免和減少不必要的滑坡，對(duì)露天礦的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的意義。2地質(zhì)條件2.1地層與巖性礦區(qū)內(nèi)地層經(jīng)鉆孔控制，自下而上發(fā)育有白堊系下統(tǒng)巴彥花組(K1b)、第三系上新統(tǒng)(N2)、第四系(Q)。白堊系下統(tǒng)巴彥花組(K1b)地層本組廣泛分布于白音華煤層盆地內(nèi)，也是主要含煤地層。巴彥花組(K1b)地層大部分被第三系、第四系覆蓋。巖性以深灰色、黑灰色泥巖、粘土巖為主，褐黑色褐煤次之，共含煤3組，自上而下分別為1煤組、2煤組、3煤組。第三系上新統(tǒng)(N2)統(tǒng)地層巖性由灰色泥巖、淺

14、黃色、杏黃色粗、細(xì)砂巖、砂礫巖及棕紅色泥巖組成，均呈半膠結(jié)狀態(tài)。第四系(Q)區(qū)內(nèi)廣泛分布，表層為腐植土，其下為粉砂，西南厚，而東北薄。2.2地質(zhì)構(gòu)造礦區(qū)處于下白堊統(tǒng)巴彥花組組成的褶皺帶內(nèi)，除發(fā)育一個(gè)向西南傾伏的不對(duì)稱(chēng)向斜外，還發(fā)育有幾個(gè)次一級(jí)的小褶曲。在一、二號(hào)礦區(qū)的邊界處勘探查明一條落差1025m的斷層，礦區(qū)未見(jiàn)巖漿巖。2.3水文地質(zhì)地下水較豐富，井田西部和西北部第四系地層底板普遍出水，局部形成泉涌水量不大，但是對(duì)邊坡穩(wěn)定影響較大，是不可忽視的因素?；鶐r孔隙承壓含水巖組賦存于井田內(nèi)煤系地層中。泥巖具有一定的隔水性，遇水后具較強(qiáng)的粘、塑性，透水性極差，在礦區(qū)內(nèi)廣泛分布。礦區(qū)的地下水補(bǔ)給來(lái)源主要

15、為大氣降水。在盆地內(nèi)地下水以徑流方式由西南向北東排泄于區(qū)外，在礦區(qū)內(nèi)，地下水徑流方向由東向西補(bǔ)給高力罕河，豐水期河流和基巖裂隙水側(cè)向補(bǔ)給地下水，枯水期井田內(nèi)地下水沿河谷兩側(cè)補(bǔ)給河水。蒸發(fā)和人為開(kāi)采也是地下水排泄的主要方式。2.4軟弱結(jié)構(gòu)層軟弱結(jié)構(gòu)層（面）強(qiáng)度較低，是控制邊坡穩(wěn)定的主要因素。目前，2號(hào)煤層底板高嶺土分布較均勻，是連續(xù)的軟弱層。第三系地層其底板與下覆巖層不整合接觸是軟弱層，并且賦存連續(xù)，已發(fā)生多起滑坡。工作幫中的泥巖和砂巖均為軟弱層，可能成為邊坡穩(wěn)定的不利因素。泥巖成分以粘土礦物為主，且為泥質(zhì)膠結(jié)，遇水泥化，強(qiáng)度降低；砂巖成巖差、膠結(jié)程度低，其力學(xué)強(qiáng)度很低，容易發(fā)生滑動(dòng)。3邊坡穩(wěn)定

16、影響因素與破壞模式3.1邊坡穩(wěn)定影響因素1、人造地貌特征露天礦內(nèi)部排土場(chǎng)滑坡的重要原因是人工堆積排棄物，堆積高度達(dá)25m，坡形不合理，松散的排棄物坐落在7度的斜坡上邊坡穩(wěn)定性很差，是造成內(nèi)排土場(chǎng)滑坡的主要因素。2、巖土體物理力學(xué)性質(zhì)露天煤礦邊坡地表主要是第四系、第三系松散地層和淺部的全風(fēng)化泥巖層。第四系風(fēng)積砂地層松散自穩(wěn)能力極差，在采礦過(guò)程中極易發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害；第三系地層內(nèi)含節(jié)理和滑面，遇水泥化、膨脹，易發(fā)生小規(guī)?；?。3、軟弱結(jié)構(gòu)面軟弱結(jié)構(gòu)面控制著邊坡的整體穩(wěn)定性，沉積巖在具周期性、韻律性沉積過(guò)程中形成的成分不同的含薄夾層常常具有軟弱性，而且分布連續(xù)影響面大。在露天礦東、西、南幫均有沿軟弱

17、面滑坡的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。4、地下水和大氣降水地下水和大氣降水往往誘導(dǎo)滑坡的發(fā)生。地下水長(zhǎng)期浸泡巖石，使巖土體產(chǎn)生軟化、泥化、強(qiáng)度降低是發(fā)生滑坡的誘導(dǎo)因素。大氣降水使地下水升高，巖土體含水量增大強(qiáng)度降低，往往造成雨后滑坡。5、采礦工程活動(dòng)對(duì)于松散巖土體，其自穩(wěn)能力極差，在采礦過(guò)程中應(yīng)該有意降低臺(tái)階高度，減小臺(tái)階坡面角，以提高臺(tái)階的自穩(wěn)能力，同時(shí)采掘時(shí)要先用勺斗挑下臺(tái)階的中上部，防止臺(tái)階突然崩塌造成砸鎬事故。3.2邊坡破壞模式1、順層滑坡非工作幫巖體構(gòu)造是層狀，巖體力學(xué)強(qiáng)度低，遇水膨脹泥化，邊坡體內(nèi)分布的弱層較多，邊坡的變形受弱層控制，可視為各向異性彈塑性體，露天礦邊坡穩(wěn)定性很差，尤其是巖體傾角在5

18、7°，為外傾結(jié)構(gòu)面，在地下水的影響下極易發(fā)生平面滑坡。而順層滑坡可能發(fā)生邊坡整體滑坡，其危害極大。隨著露天礦生產(chǎn)的進(jìn)行延深及邊坡高度的不斷加大，發(fā)生順層滑坡的可能性逐步增大，滑坡規(guī)模及積滑坡巖量也將逐漸增加，對(duì)生產(chǎn)與安全的危害也將逐漸增大。2、圓弧滑坡北幫第四系、第三系混合臺(tái)階巖體可視為連續(xù)均質(zhì)松散體，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)仍可見(jiàn)圓弧面滑坡。3、圓弧順層滑坡該種形式的滑坡出現(xiàn)在非工作幫內(nèi)排土場(chǎng)，排棄物料結(jié)構(gòu)松散，底部為高嶺土弱層，在重力的作用下排棄物發(fā)生圓弧狀坐落下移，底部沿著弱層順層剪出，地下水加劇滑坡。4、崩塌工作幫邊坡泥巖頂板是風(fēng)積砂，極松散，挖后即滑塌，不能單獨(dú)形成臺(tái)階，在生產(chǎn)過(guò)程中曾多次

19、突然滑塌、片幫造成砸鎬事故。風(fēng)積砂底板出水加劇滑坡。在水的作用下風(fēng)積砂邊坡一年以后邊坡塌落角在1719°。4工作幫、非工作幫邊坡現(xiàn)狀穩(wěn)定性分析露天煤礦邊坡工程的穩(wěn)定性分析分別應(yīng)用有限元法和極限平衡法。對(duì)于開(kāi)挖現(xiàn)狀的工作幫和非工作幫邊坡的穩(wěn)定性分析，由于地貌、地質(zhì)條件較為復(fù)雜，應(yīng)該考慮邊坡幾何形狀、邊界條件等各種因素對(duì)邊坡穩(wěn)定產(chǎn)生的影響。有限元法能夠?qū)?fù)雜邊坡進(jìn)行變形穩(wěn)定性分析，揭示邊坡的變形破壞機(jī)制，預(yù)測(cè)邊坡變形的關(guān)鍵部位，并可以采用強(qiáng)度折減法計(jì)算出邊坡的穩(wěn)定系數(shù)，在邊坡穩(wěn)定性分析中具有廣泛應(yīng)用6-15。邊坡臺(tái)階開(kāi)挖參數(shù)優(yōu)化，采用極限平衡法中的畢肖普法進(jìn)行計(jì)算，做對(duì)比分析。以下以BH

20、1和BH2滑坡體為例，利用有限元和強(qiáng)度折減法對(duì)工作幫和非工作幫邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析，并采用畢肖普法對(duì)幾種工程性質(zhì)較差的土層進(jìn)行邊坡臺(tái)階高度的參數(shù)優(yōu)化分析。4.1工作幫邊坡穩(wěn)定性分析1、建立模型根據(jù)露天煤礦BH1勘察資料，建立三維有限元模型，如圖4所示。長(zhǎng)×寬×高120m×60m×50.2m，前6級(jí)臺(tái)階高8m，第7級(jí)臺(tái)階高2.2m，臺(tái)階坡角均為65°。三維有限元模型的邊界條件為：臨空面自由，底面固定，而各側(cè)面相應(yīng)的垂直于其面的位移被約束。共劃分12250個(gè)單元，14120個(gè)節(jié)點(diǎn)。計(jì)算采用摩爾一庫(kù)侖等面積圓屈服準(zhǔn)則。模型所受荷載僅為巖層自重。地層巖性

21、分布自上而下依次為砂土、砂質(zhì)泥巖、1號(hào)泥巖、2號(hào)煤、1號(hào)粉砂巖、2號(hào)泥巖、2號(hào)粉砂巖。圖4 BH1邊坡三維圖2、計(jì)算參數(shù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘探資料、室內(nèi)巖樣物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)研究，基于 RMR法和BQ法巖體質(zhì)量分級(jí)評(píng)判，以及對(duì)各幫坡工程地質(zhì)條件的分析和評(píng)價(jià)，選取巖土體物理力學(xué)計(jì)算參數(shù)，如表1所示。表1 工作幫現(xiàn)狀物理力學(xué)參數(shù)選取表巖層序號(hào)巖性厚度（m）容重（kN/M）內(nèi)聚力(kPa)內(nèi)摩擦角彈性模量（GPa）泊松比1砂土31914200.60.42砂質(zhì)泥巖11.320.525200.90.3531號(hào)泥巖22.419.525200.90.3542號(hào)煤13.514110301.80.351號(hào)粉砂巖19.720

22、.980231.10.3462號(hào)泥巖21.221.230221.00.3572號(hào)粉砂巖22.222100281.20.333、計(jì)算結(jié)果及分析采用有限元強(qiáng)度折減法進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如圖7、圖8所示。圖5 BH1三維位移圖圖6 BH1三維最大剪應(yīng)變圖主要結(jié)論如下： 由圖5可知，位移自上而下逐漸減小，邊坡中上部發(fā)生了較大位移，位移最顯著的區(qū)域主要集中于砂土和砂質(zhì)泥巖層，坡頂最大位移達(dá)到了0.07m；由圖6可知，工作幫上部3個(gè)臺(tái)階均發(fā)生不同程度的滑坡； 計(jì)算所得邊坡穩(wěn)定系數(shù)為1.4125，說(shuō)明整體保持穩(wěn)定； 工作幫上部3個(gè)臺(tái)階出現(xiàn)失穩(wěn)的主要原因是第四系松散風(fēng)積砂自穩(wěn)能力差，經(jīng)常在臺(tái)階的后緣形成拉張裂縫

23、，當(dāng)電鏟采掘挖斷根部時(shí)，巖體突然脫離母體翻滾而下形成崩塌，常常發(fā)生砸鎬事故，對(duì)生產(chǎn)的影響較大，必須采取相應(yīng)的治理措施。4.2非工作幫邊坡穩(wěn)定性分析1、建立模型根據(jù)露天煤礦非工作幫BH2邊坡勘察資料，建立三維有限元模型，如圖7所示。長(zhǎng)×寬×高140m×60m×55m。弱層傾角取5.6°，整體坡面角取30°。三維有限元模型共劃分13680個(gè)單元，15420個(gè)節(jié)點(diǎn)。模型的其他假定及邊界條件和上述幫坡一致。地層巖性分布自上而下依次為物料、砂土、粘土、高嶺土、2煤底板。圖7 BH2三維模型2、計(jì)算參數(shù)采用同上的方法，得到BH2物理力學(xué)參數(shù)如表2

24、。表2 臨時(shí)排土場(chǎng)物理力學(xué)參數(shù)選取表巖層序號(hào)巖性厚度（m）容重（kN/M）內(nèi)聚力(kPa)內(nèi)摩擦角彈性模量（GPa）泊松比1物料251910240.40.362砂土121914200.60.43粘土819.518221.10.384高嶺土217.510120.30.452煤底板202230282.40.33、計(jì)算結(jié)果及分析采用有限元強(qiáng)度折減法進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如圖7、圖8所示。 圖8 BH2三維位移圖 圖9 BH2三維最大剪應(yīng)變圖主要結(jié)論如下： 由圖8可知，位移最顯著的區(qū)域主要集中于坡腳的高嶺土層，坡腳最大位移達(dá)到了0.15m；由圖9可知，BH2整體呈圓弧折線(xiàn)滑坡。在高嶺土弱層以上出現(xiàn)圓弧滑坡

25、，與高嶺土相交后，沿高嶺土弱層直線(xiàn)滑坡； 計(jì)算所得邊坡穩(wěn)定系數(shù)為0.8625，說(shuō)明邊坡已經(jīng)發(fā)生失穩(wěn)破壞； 由于非工作幫滑坡體主要是排棄物，控制滑坡結(jié)構(gòu)面類(lèi)型為沿煤層底板分布的高嶺土層，滑坡體物質(zhì)組成為露天開(kāi)采的剝離土和第四系松散堆積物，工程性質(zhì)比較差，是滑坡的主要因素。同時(shí)地表有排土物料堆積，重力作用加劇滑坡。滑坡對(duì)生產(chǎn)的影響較大，必須采取相應(yīng)的治理措施。4.3邊坡臺(tái)階開(kāi)挖參數(shù)優(yōu)化由煤礦邊坡的穩(wěn)定性分析結(jié)果可知，在第四系松散砂、第三系粘土以及風(fēng)化泥巖等土層中進(jìn)行臺(tái)階開(kāi)挖，經(jīng)常出現(xiàn)臺(tái)階失穩(wěn)，對(duì)安全生產(chǎn)產(chǎn)生不利影響。因此，對(duì)幾個(gè)工程性質(zhì)相對(duì)較差的土層進(jìn)行臺(tái)階高度的參數(shù)化分析。分別比較臺(tái)階高度6米、

26、8米和10米的安全系數(shù)。計(jì)算方法為極限平衡法中畢肖普條分法，并分別給出安全系數(shù)以作比較。1、建立模型分別建立6米、8米和10米三種臺(tái)階高度的模型，臺(tái)階高度取65°。如圖12、13、14所示。巖土體計(jì)算參數(shù)同前。 圖10 6米高臺(tái)階模型圖圖13 8米高臺(tái)階模型圖圖14 10米高臺(tái)階模型圖2、計(jì)算結(jié)果及分析各個(gè)巖層在不同臺(tái)階高度下的安全系數(shù)，如表5-6所示。表5-6 各種臺(tái)階高度下的穩(wěn)定系數(shù)表巖性6米臺(tái)階8米臺(tái)階10米臺(tái)階砂土1.0220.7320.676粘土1.1510.9070.8281號(hào)泥巖1.1590.9010.8142號(hào)泥巖1.371.0580.9541號(hào)粉砂巖3.092.38

27、32.069圖11 各種臺(tái)階高度穩(wěn)定系數(shù)圖主要結(jié)論如下：煤礦現(xiàn)在的開(kāi)采臺(tái)階高度為8米，根據(jù)上述的計(jì)算結(jié)果，在開(kāi)挖高度為8時(shí)，砂土、粘土和泥巖1都將出現(xiàn)滑坡失穩(wěn)，泥巖2的安全系數(shù)雖然大于1，但是安全儲(chǔ)備過(guò)低，也具有滑坡的危險(xiǎn)?？梢钥吹侥鄮r1和泥巖2兩種巖層在開(kāi)挖高度為6米時(shí)可基本保持穩(wěn)定，而砂土和粘性土層由于其工程性質(zhì)極差，建議在低于6米臺(tái)階高的情況下進(jìn)行開(kāi)挖。粉砂巖1在8米臺(tái)階高時(shí)都將保持穩(wěn)定，特別是粉砂巖在10米臺(tái)階高時(shí)依然具有較高的安全系數(shù)。5結(jié)論 露天礦邊坡受人造地貌特征、巖土體自身物理力學(xué)性質(zhì)、軟弱結(jié)構(gòu)面、地下水和大氣降水和采礦工程活動(dòng)的不利影響，容易發(fā)生順層滑坡、圓弧滑坡、圓弧-順層

28、滑坡、崩塌等4種形式的滑坡。 工作幫邊坡坡頂砂土和砂質(zhì)泥巖層自穩(wěn)能力差，在臺(tái)階后緣形成拉張裂縫，位移變化較大，而且上部3個(gè)臺(tái)階均可能發(fā)生不同程度的滑坡；計(jì)算所得邊坡穩(wěn)定系數(shù)為1.4125，說(shuō)明邊坡整體保持穩(wěn)定。 非工作幫滑坡體組成為露天開(kāi)采的剝離土和第四系松散堆積物，工程性質(zhì)比較差，是滑坡的主要因素；控制滑坡結(jié)構(gòu)面類(lèi)型為沿煤層底板分布的高嶺土層，同時(shí)地表有排土物料堆載，重力作用加劇滑坡。非工作幫邊坡位移最顯著的區(qū)域主要集中于坡腳的高嶺土層。計(jì)算所得邊坡穩(wěn)定系數(shù)為0.8625，說(shuō)明邊坡已經(jīng)發(fā)生失穩(wěn)破壞，呈圓弧折線(xiàn)滑坡。 泥巖1和泥巖2兩種巖層在開(kāi)挖高度為6米時(shí)可基本保持穩(wěn)定，而砂土和粘性土層由于

29、其工程性質(zhì)極差，建議在低于6米臺(tái)階高的情況下進(jìn)行開(kāi)挖。粉砂巖1在8米臺(tái)階高時(shí)都將保持穩(wěn)定，特別是粉砂巖在10米臺(tái)階高時(shí)依然具有較高的安全系數(shù)。參 考 文 獻(xiàn)1 何滿(mǎn)潮露天礦高邊坡工程M北京：煤炭工業(yè)出版社，1991(Qin Siqing，Zhang ZhuoyuanAn introduction to nonlinear engineering geologyM. Chengdu：Southwest Jiaotong University Press，1993.)2 王樹(shù)仁，何滿(mǎn)潮，武崇福等復(fù)雜工程條件下邊坡工程穩(wěn)定性研究M北京：科學(xué)出版社，20073 黃潤(rùn)秋20世紀(jì)以來(lái)中國(guó)的大型滑坡及其發(fā)生

30、機(jī)制J巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2007，26(3)：433-454(Huang RunqiuLarge-scale landslides and their sliding mechanisms in China since the 20th centuryJChinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2007，26(3)：433-454)4 王家臣，常來(lái)山，夏成華等露天礦節(jié)理巖體邊坡穩(wěn)定性研究J巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2005，24(18)：3350-3354WANG Jia-chen，CHANG Lai-shan，XIA Cheng-huaStudy on stability of jointed rock s