1、1白音华露天矿边坡地质环境分析白音华煤田地处内蒙古中东部，大兴安岭西坡南段之北侧。矿区系丘陵低山区，剥蚀堆积地形，冲洪积平原，标高 976.101100.90m，相对高度 124.80m，南西高东北低。煤田内是地势平缓的草原、沼泽地形，两者间的过渡带则是由剥蚀堆积和风蚀形成的缓波状丘陵。 在煤田东北和西南两侧发育有彦吉嘎、高力罕两条老年期季节性内陆河流。彦吉嘎河为本井田主要河流，自东北流向西南，在金星大队附近转向东北，呈蛇曲形蜿蜒于煤田东北部大面积沼泽地带内，在煤田内长达 26km，水量不大，为季节性河流。高力罕河位于煤田西南部，自东南向西北横切煤田而过，在煤田内流长 5km。河谷呈“U”字形
2、，水深一般为 1m 左右，据内蒙古锡林郭勒盟行政公署水利局资料，平均流量0.63m3/s，年平均迳流量为 0.1671 亿 m3，总的流量变化是随降水量的大小而变化，春汛流量较大，最低侵蚀基准面标高 1003m。丰水期流量100585m3/d 该地区属中温带干旱半干旱气候，基本特征为春季多风易干旱，夏季温热雨不匀，秋季凉爽霜雪早，冬长寒冷冰雪茫。据西乌珠穆沁旗气象局（1954 年 11 月）资料：多年极端最高气温 37.4（1987 年 7 月 29日） ，最低气温-38.6（1964 年 2 月 4 日） 。1971 年2000 年间年平均降水量 345.9mm，年平均蒸发量 1769.0m
3、m。每年的 6、7、8 三个月为雨季，占全年降水量的 68%。年最大降水量 564.5mm（1998 年） ，最小2189.0mm（1988 年） 。 一、露天矿地层岩性 白音华煤田为全掩盖煤田。外围有石炭系浅变质岩和侏罗系大面积火山岩出露，其地层分区属天山兴安地层区兴安分区西乌旗小区。地层由老至新有：中生界侏罗纪上统兴安岭群，白垩系下统白音华群，新生界第三系上统，第四系下、中、上更新统，全新统。 （1）下白垩统白音华组（Klb）：为一套河流、湖沼相沉积的含煤、含油碎屑岩系，不整合于兴安岭群（J3xh）之上。由粗细粗三套碎屑岩组成一个完整的沉积旋回。下部为深灰、褐、棕褐色粉砂岩、粗砂岩、含砾粗
4、砂岩与深灰、灰、灰绿色泥岩互层。中下部以大套深灰、黑灰色泥岩为主体岩性，夹有浅灰、褐色泥岩和粉砂岩。中部为灰深灰色粉砂岩、泥岩、细砂岩及灰白、浅灰色砂砾岩、粗砂岩，含煤层。泥岩页理发育，厚度变化大，巨厚煤层和粉砂岩互层，夹薄层中粗砂岩或泥岩，为区域重要含煤层位。中上部以灰白、灰、深灰色泥岩、粉砂岩为主，局部为灰色砂砾岩或粗砂岩，泥岩和粉砂岩中富含炭屑或夹煤线及炭质泥岩。上部以浅灰、灰白-灰绿色砂砾岩、中粗砂岩为主，夹细砂岩、粉砂岩和泥岩，局部中粗砂岩及细砂岩互层，砂砾岩成分复杂，胶结疏松，固结程度低。 （2）第三系（N2）：由杂色碎屑岩组成，灰色、棕红色砂砾岩、泥岩或粘土。 （3）第四系（Q）
5、：广泛发育。更新统（Qp）：下部为冲洪积砾石层，中部为灰色湖滨冲积砂砾层，上部为黄褐色古阶地冲积砂砾层。全新统（Qh）：下部为褐黄色、灰色冲积、风积、残坡积砂土、砾石层组成，中部为风积沙，上部为褐色、灰色冲积、3湖积砂砾、砂土、淤泥层。 二、露天矿构造 白音华煤田为大兴安岭南段西侧的山间断陷盆地，北东北北东向长条状展布。白音华三号矿位于二连坳陷东端乌尼特断陷带的东北端白音华断陷之内。井田位于断陷中部，其主体构造形态为一不完整的走向北 40东，倾角 18的宽缓向斜，中部为一同沉积隆起，与主体构造复合，使全井田的构造形态呈“马鞍”状，形成“两凹一隆”的构造格局，井田内构造简单，未发现断层。 三、露
6、天矿水文地质条件 白音华煤田属白音华盆地水文地质单元的一部分，标高9401388m，相对高度 448m，煤田地貌特征为冲洪积平原的低缓丘陵。 区内有两条南北向河流，均发源于大兴安岭，属内陆水系。 高力罕河从一号露天矿西缘由东南向北西流过，长达 5km，河谷呈 U型，水深一般为 2m，据锡林郭勒盟水利局资料，平均流量为 0.63m3/s，年平均流量为 0.1671 亿 m3。 彦吉嘎河以北东向穿越煤田，在四号露天矿东侧呈蛇曲形蜿蜒于沼泽中，长达 26km，水深 1m 左右，洪水期流量 7.0 m3/s，平均流量 1.0 m3/s。地形低洼分布大小不等，季节性湖泊赛罕诺尔湖面积最大，可达0.16k
7、?O，一般为 8000 k?O，积水深度多为 0.20.5m，赛罕诺尔湖水深1.5m，春季干涸。 河湖地表水水体发育地段沼泽发育，生长芦苇芨芨草等喜水植物，近年沼泽蜕变，地表沙化明显。 4（一）含水层。 （1）第四系孔隙潜水含水层。含水层分布于高力罕河，彦吉嘎河两河谷平原之间的广大冲洪积平原区，由上更新统冲洪积中细砂，含砾中砂组成，最大厚度 39.80m，单位涌水量0.02790.187L/s?m，渗透系数 0.5642.727m/d，属弱中等富水性含水层。 （2）白音华组裂隙承压含水岩组。包括一、二、三煤组三个含水岩组，与煤层分布范围一致。富水性受裂隙发育程度控制，三个含水岩组富水性在区域内
8、，1、2 煤组含水岩组为中等，3 煤组为弱强。 （二）隔水层。第四系潜水含水层底部隔水层为中更新统湖积粘性土，第三系粘土及泥岩，1 煤组顶部泥岩，厚度 49.44m，1、 2、3 号煤组含水岩组底板基本发育有稳定隔水层（局部地段缺失） ，岩性由泥岩、砂质泥岩、粉砂岩组成，厚度分别为 58.89m、45.75m、33.34m。 （三）地下水补给、径流、排泄。本区属白音华盆地水文地质单元的一部分，前期人对该单元作了概略研究，而区域内水文地质条件比较复杂，按地下水赋存类型分别叙述如下： 潜水在自然状态下靠大气降水、河流、基岩裂隙水侧向补给，少量的水汽凝结水。潜水面上覆地表岩性一般为粉细砂，粉质粘土，
9、粉土，厚度 0.3.m14.50m，多为 3m。大气降水在不同地段渗入补给强度各异，直接入渗补给潜水，其余降水形成地表径流或湖泊。区内多年平均降水量 345.90mm，集中在 6、7、8 三个月，5 月份为解冻期，因此，潜水位在 5 月和 8、9 月出现两次不同程度的高峰。5 月和 8、9 月份河水上涨，水位高于潜水位，丰水期河流补给潜水，枯水期潜水则向河流排泄。 5潜水含水层多直接覆于基岩之上，彼此连通，故基岩裂隙水侧向补给潜水，水力坡度 1-3，总体由南向北径流，通过河谷平原以地下径流形式向北排泄，另外，由潜水面蒸发，植物蒸腾及人工排泄（农牧业用水）等形式进行排泄。 白音华盆地上部普遍被第
10、四系覆盖，第四系潜水底部为厚度 49.66m粘性土、泥岩，故潜水很难垂直向下渗补给承压水。 盆地东西两侧均为基岩，岩性为上侏罗统凝灰岩、下二叠统砂岩及花岗岩，因此，承压含水层直接与基岩接触，彼此沟通，有利于基岩裂隙侧向补给承压水。盆地水力坡度为 1.5-2.1；边缘含水层颗粒较粗，一般为砂岩、砂砾岩，径流条件好；愈往盆地中心，含水层愈细，径流条件愈差，以地下径流形式向北东排泄。 四、工程地质评价（以东端帮为例） 东帮边坡坡长约 315m，深度约 82m，坡角 15.1，岩性为第四系细砂层、第三系红粘土层及白垩系煤岩地层。第四系细砂层全区普遍发育，埋藏深度 5.00 m33.60 m，平均厚度
11、12.94m。第三系红粘土普遍发育，埋藏深度 4.30 m36.50 m，平均厚度 15.95m。煤系地层全区分布，主要岩性为泥岩、砂岩、煤层。其中 3-1、3-2、3-3 煤层发育均匀，沿走向较平缓。其物理力学性质见表 第四系细砂：东端帮普遍发育，内摩擦角为 30.5，粘聚力平均为2.0KPa，边坡角为 15.1，地表如无大的荷载一般不易滑动。第三系红粘土：东端帮普遍发育，内摩擦角平均为 34.8，凝聚力（变角剪）平均为 140KPa。边坡角为 15.1，地表6如无大的荷载一般不易滑动。但红粘土中蒙脱石含量较高，遇水软化产生塑性变形，抗剪强度大大降低，易产生滑动。白垩系含煤段：主要以煤、泥岩、砂岩为主，泥岩细腻、裂隙发育，易风化，是较弱岩层。砂岩大多为凝灰质胶结，松散易碎，煤层较硬，裂隙发育，含水。底板泥岩遇水软化。但矿坑垂直走向剥离，与边帮岩层近于垂直，无滑动倾角，一般不易滑动。 为由此可以看出，东端帮岩层较平缓，地下水渗透系数小，边坡设计合理，地表无负载，其稳定性较好。但第四系渗透系数较大，东端帮易出现第四系塌落。
