南露天矿边坡稳定性评价.docVIP

霍林河南露天矿边坡稳定性分析 耿会斌 鲍强 (内蒙古霍林河露天煤业股份有限公司地质勘探公司 内蒙古霍林河029200) 摘要：霍林河南露天矿设计产量1500万吨/年，是霍林河露天煤业股份有限公司的主要生产矿区，分析清楚各种因素对边坡的影响，为该矿的采矿设计和安全生产打下基础。通过对该矿边坡岩石、边坡岩体结构面、地质构造、水、爆破作业震动等影响边坡稳定性因素的分析，确定可能滑坡的原因，采取合理的预防治理措施，从而保证该矿的安全生产。 关键词：南露天矿；边坡稳定；预防治理措施 露天采矿工程中的边坡稳定性受到许多因素的干扰与控制，其中包括地形条件，气象、水文条件，地层岩性条件，地质构造条件等。尤其是露天矿的逐步开采剥离过程使原有边坡的动态平衡条件发生了改变，很可能导致边坡的滑塌失稳。霍林河南露天矿设计产量1500万吨/年，是霍林河露天煤业股份有限公司的主要生产矿区，分析清楚各种因素对边坡的影响，为今后南露天矿的安全生产打下基础。 1 南露天矿的地质概况 1.1 地层 该矿区域发育地层为中生界早白垩世含煤岩系。 该地层下为一套中基性为主的火山碎屑岩，统称兴仁组。上为一套陆相碎屑岩类霍林河组。霍林河组按岩性、岩相特征分为砾岩段、砂岩段、下泥岩段、含煤段、上泥岩段。其上覆第四系。 1.2 地质构造 在漫长的地质历史中受山脉不断上升作用的影响，所产生的断裂都是张性正断层。南露天矿位于霍林河煤田中段向斜南翼的次级“三湖”鞍状隆起的南侧。含煤地层的展布方向与煤田向斜轴方向基本一致，受“三湖”鞍状隆起的影响，本区深部地层走向从西向东由N30°E转为N50°E，地层在走向和倾向上都略有起伏，倾斜较缓，一般7～10°，中深部渐缓，浅部露头处稍陡。南露天矿内断层较发育，共有20条张性正断层。 1.3 水文地质条件 霍林河是霍林河煤田主干水系，发源于矿区西南部30Km罕山北麓的霍林河源头自流泉，经南露天矿的东南边缘约2.5Km处由西南向东北蜿蜒流过。在矿区的东翼有阿尔泉河、芒给尔特河等支流汇入，其西翼有查各达布拉格河等支流汇入。本区地下水主要由大气降雨渗入形成，区内季节性地表水在雨季对地下水有一定的补给，但补给量非常有限。主要含水层为煤系地层风化带。本区煤系地层风化带分为三个垂直分带.3.2 隔水层 本区由上而下有3个隔水层：（1）第四系中更新统（Q2）淤泥质粘土、亚粘土层，厚度一般为15～40m，最厚达58.7m，全区分布，隔水性良好。 （2）上泥岩段（k1h4）隔水层，主要岩性为黑灰色泥岩，粉砂质泥岩，位于含煤段地层之上，全区分布。厚度大于100m，隔水良好。 （3）下泥岩段（k1h2）隔水层，由浅灰色泥岩、粉砂质泥岩组成，局部夹粉砂岩薄层。位于含煤段之下，全区分布。厚度25～230m。.3.3 断层导水性 南露天煤矿断层裂隙不发育，为泥质充填，一般不含水。断层在风化带以下，基本不含水，在风化带深度之内，断层透水型较弱，断层对采掘场充水无较大影响。2 影响南露天矿边坡稳定性的因素 (1)边坡岩石性质。该边坡岩层由第四系、全风化－强风化砂岩、泥岩层及煤系地层组成。第四系由砂砾石、细砂、粉细砂、中粗砂和淤泥质粘土组成，厚度约15－40m，由东向西厚度增大。 (2)岩体结构面。影响边坡稳定的结构面主要包括基岩层面、节理裂隙面。当结构面、边坡坡面相互组合所形成的楔形体组合交线小于边坡倾角时，边坡容易产生局部小规模的错落崩塌。 (3)南露天煤矿断层构造均发育于坚硬基岩中该露天矿边坡中存在的软弱层及破碎带主要位于人工填土、第四系砂土层以及全、强风化的泥岩、砂岩层。坚硬基岩产状、断裂构造基本不影响露天矿边坡的稳定性。(4)水。随着采场采掘生产的进行，地下水疏干不断加大，南露天煤矿内基本无稳定的地下水位。钻孔取样、试验结果表明：地下水位附近的岩土体性质较差，强度较低，为边坡失稳，破坏面的形成提供了条件。在全风化、强风化层中，存在呈透镜体分布的砂岩层，形成局部的上层滞水，同时，其较大的孔隙度也为地下水的渗入提供了条件。在边坡上部人工排弃的剥离物中下渗到天然地层中的地下水，同样导致土层产生软化、泥化现象。地下水是影响边坡稳定的重要因素之一。(5)爆破作业和震动。露天矿爆破作业对边坡稳定的影响，一是爆破震动力增加了边坡的滑动力，二是爆破作用破坏边坡岩体，降低岩石的强度，使雨水、地下水易于沿爆破裂隙渗透，加速岩体风化。在爆破震动和岩体破坏、强度降低的共同影响下使边坡稳定性降低。露天矿台阶上机车、汽车的运行和挖掘机作业的震动力有时也会影响局部台阶的稳定性。 3 预防边坡失稳的措施 目前国内露天矿边坡采取以下几种主要防治措施： (1)削坡压脚措施：对边坡体的上部或中上部进行削坡，减小边坡角。将岩土体堆积在边坡的前端或抗滑部分，保证边坡的稳定性。 (2)疏干排水措施：