1、 乌海市摩尔沟煤炭有限公司煤矿 边坡 稳定 设计 乌海市摩尔沟煤炭有限公司 编制时间： 2016年 1 月 第一节 边坡监测系统设计 露天矿边坡的稳定性是关系到露天矿安全与生产的极其重要因素，因此，我矿建立了边坡监测管理系统，建立健全边坡管理制度和技术人员配备。通过对露天矿边坡加强管理，尽力防止边坡破坏与大量变形，这些都是需要通过露天矿边坡监测来进行的。 一、边坡稳定的监测设计 露天矿边坡监测技术大致可分为位移监测、岩体破裂监测、水的监测和巡检四个主要类型，其中我矿采用的是位移监测。位移监测主要是 通过对边坡地表和内部的重要部分岩体在不同情况下所产生的位移量和位移方向的动态变化，来确定边坡的变
2、形模式及可能存在的滑面位置。我矿位移监测其主要分为两个方面。 1、地面位移监测 地面岩移监测。在矿坑周边地面根据实际情况，在需要监测的重点部位建立岩移观测点 52 个，实施定期观测，观测周期为10 天监测一次，及时掌握边坡动态。 重点部位临时岩移监测。对办公区、排土场、采场、防洪沟等重点部位设置临时观测点，按 10 天一次的周期进行观测并做好相应的记录，监视局部变形，及时做出变形或滑坡预报。 2、人工监控 配合地面岩移监测 ，安排专业人员分区域进行巡视，查看地表裂隙或建筑物的变形状况，以便随时发现变形异常情况，并及时采取对策。 二、监测网的建立及监测设备的选择 1、监测网的建立 监测网的布置形
3、式为线型分布和独立观测点相结合的方式进行监测。监测网的形成分阶段按不同时期和不同的要求形成。主滑面和可能滑动面上、地质分层及界限面，不同风化带上都应有测点，可能形成的滑动带，重点监测部位和可疑点需加深加密布点。这样可以使监测工作在不同阶段做到有的放矢，在边坡工程监测的过程中，监测方案必须随时调整，使能有效地监测边坡工程的岩土变形的动态变化 和发展趋势，具体了解和掌握其演变过程，及时捕捉崩滑灾害的特征信息，预报崩滑险情，防灾于未然，同时为危岩的稳定性评价和防治提供可靠依据。 针对本矿的实际情况，对首采区的边坡做出监测方案和监测网，特别是首采区内存在时间较长的端帮。由于今年矿山尚未开采到岩体深部，
4、因此设计仅对地面位移监测做出监测方案和监测网。 地面位移监测的方法很多，如光学仪器监测、钻孔伸长计监测、倾斜监测、卫星定位系统监测等，设计选择我矿拥有的中海达 GPS 动态定位技术测量（ RTK），精度静态平面为 5+0.5、高程为 5+1,精度动态平面为 10+1、高程为 20+1（固定误差单位为：mm），并每年对测量仪器进行检验，以保证监测数据的可靠性。 （ 1）基点的布设与监测 根据中华人民共和国国标全球定位系统 (GPS)测量规范(GB/T18314-2001)规定，根据监测要求和现场实际情况，在开采影响范围外布设两个基站，一个是监测基站，另一个是校验基站。其中监测基站位于附近山头上，
5、监测点校验基站位于露天矿外，均距监测区域 1km。基点的观测：采用动态方法按 C 级精度观测。 （ 2）监测点的布设与监测 该矿山地表位移监测点布设在包括首采区采场边坡、平盘和地表等在内的所有 面积。在首采区生产影响范围内和边缘，在地形、地貌特征点上根据实际的需要布置相应数量的监测点，以此来反映露天开采引起的地面下沉和露天矿边坡的位移变形。 （ 3）地表位移监测结果及分析 将各监测点的 x， y， z 坐标输入到地质与地表测量沉陷数据库系统中，可得到各测点的水平方向的位移量和垂直方向的位移量 2、监测设备 监测设备包括：监测基站、校验基站、基站 GPS 接收机一台套、流动站 GPS 接收机一台
6、套，系统软件包括 GPS2RTK 系统自身携带的卫星信息接收及数据处理软件以及边坡稳定监测数据处理与分析软件一套。 三、地面重 要设施基础变形、沉降监测设施 本矿为中型露天矿，地面建筑及设施较为简单，工业场地位于露天境界之内，在建筑物周边重点部位设置监测点，做好边坡监测记录。 四、预防露天采场及排土场滑坡的技术安全措施和设施 1、加强地面防水和坑下排水工作，防止地面水流入坑下影响边坡的稳定，防止坑下积水影响内排基底的稳固性。 2、加强边坡的监测和分析，在出现滑坡征兆时，根据具体条件，从打抗滑柱、锚杆加固、挡土墙方法中选择合理治理措施。 3、在非工作帮和端帮，要严格按照设计进行采掘，不能过界，不
7、得超挖坡底线。 4、非工作帮、端帮到界台 阶，有露头煤和煤层存在，应加以封盖和采取其它防止风化的措施。 5、排土场形成后随着其发展，亦应定期进行观察和分析，采取相应的防滑措施。 6、在内排前应弄清基底岩层的赋存状态，清除基底上不利于边坡稳定的松软岩土。 第二节 采掘场边坡稳定设计 一、滑坡模式设计 露天煤矿采掘场帮坡地层的构成，其上部大部分为黄土覆盖，一般为 0-20m，平均 10m，其中部分为缓倾斜岩层，形成沿层理面的圆弧 -直线（层面）型滑坡的可能性较小。上部黄土覆盖层较薄，易形成较小的张裂缝，在由黄土、岩层和煤层构成的帮坡体中，形成“张裂缝 -圆 弧型滑坡”的可能性较大。 二、采掘场边坡
8、稳定分析计算 采用刚体极限平衡法对设计边界的边坡进行了稳定分析，选取采场内具有代表性的两个剖面从不同角度进行稳定性分析，以此来确定最佳边坡角。 采掘场边坡稳定分析我们分别选取首采区内边坡和全采区内的边坡进行稳定性分析。 该边坡高 240m 左右，覆盖层为黄土、中砂岩、细砂岩、炭质泥岩和泥岩，其中黄土层为 10m 左右，煤层含夹矸。经选取34、 35、 36、 37 38 39进行稳定性分析计算，从以上图中可以看出，在边坡角度达到 35时 Fs 1.20，为 1.223。 三、 设计结论 按照煤炭工业露天矿设计规范规定采掘场最终边坡稳定系数不小于 1.3，规范规定临时边坡稳定系数可取 1.0-1
9、.2，由于本矿岩体边坡工程地质尚缺资料，首采区边坡参照计算结果及类似边坡选定边坡角，在边坡勘探进一步进行后修正，一般规律采掘场随开采深度增加稳定角减小，但考虑到深部岩体强度提高的可能性最终边坡角推荐按 35设计。 在露天矿的建设过程中，还须结合施工工艺、气候条件、附加荷载特征、工序、岩土体的现场实际特征、平台宽度、台阶高度和地震等一系列因素的影响，可以对边坡进行调整 ,以取得最大安全保障及经济 效益。由于地表降水、断层导水、陷落柱沟通含水层水及采空区积水能引起边坡地层中泥岩等软化，对边坡稳定性产生一定影响。 第三节 排土场边坡稳定 一、排土场滑坡模式 外排土场基底分析，不会产生基底滑坡。 二、
10、排土场基底分析处理 1、外排土场基底基本为岩石，上覆仅数米的黄土，因此滑落面不会切入基底，不会发生包括部分基底的深层滑坡。 2、排土场荷载，充水将使抗滑摩擦力减小，可能发生滑坡，本地区雨量小，采取截、隔水措施，可防止地表水流入基底。 3、为防止雨水渗入排土场将有害物带出，污染地下水，排土场顶部排弃不透水土岩 ，并将水引入蓄水池，用做道路洒水及绿化。 4、内排基底为缓坡，为防止滑坡做导盲水沟，流入水池抽排至地面蓄水池。 三、排土场边坡稳定性分析 刚体极限平衡法分析边坡稳定性，计算剖面和结果分析见下图 1、外排土场 本矿安排一个外排土场，原两个排土场现已进行合二为一排弃四层，每层台阶高度 20m，排弃方向向着高山，由于地形及排弃方向原因，此坡面与对面山脊形成一反角，从而增加了排土场的稳定性。 结论：通过对内外排土场的稳定性分析计算，按照煤炭工业露天矿设计规范规定排土场边坡稳定系数，外排土场边坡1.2-1.5；内排 土场根据存在时间，当小于 10 年时取 1.2，大于10 年时取 1.3，因此我们采用排土场边坡最佳边坡角为 20。
