露天煤矿边坡稳定性验算
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验算条件说明一、边坡段选取1、因Ⅰ-Ⅱ和Ⅱ-Ⅲ段边坡为顺向坡---斜向破,经顺层清方后,边坡的可能破坏模式为边坡沿着强风化与中风化界面滑动,经验算边坡为稳定边坡(详见地勘报告),不再验算。
2、Ⅲ-Ⅳ段边坡为切向坡,边坡的可能破坏模式为边坡沿岩层面(视倾角31°)产生滑移破坏。
经验算边坡为不稳定边坡(详见地勘报告),在此对原设计作支护后的整体稳定性验算。
二、参数选取说明1、对于Ⅰ-Ⅱ、Ⅱ-Ⅲ和Ⅲ-Ⅳ段边坡破坏模式为边坡沿着强风化与中风化界面滑动时,选取强风化泥岩指标验算,即强风化泥岩:f a=200kPa;γ=21.30kN/m3;c k=80kPa,φk =20°;2、对于Ⅲ-Ⅳ段边坡破坏模式为边坡沿岩层层面滑动时,选取软弱结构面(泥岩层面)指标验算,即软弱结构面:c k=25kPa ,φk =13°。
3、边坡岩体重度选取粉质粘土、强风化泥岩和中风化泥岩的加权平均重度γ=24.1 kN/m3。
4、边坡支护高度为边坡开挖面高度51米,本次边坡验算高度取至坡顶滑体影响区域拉断处。
三、Ⅲ-Ⅳ段边坡支护后稳定性验算计算书计算说明:计算软件为理正6.5版,采用规范《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2013)----------------------------------------------------------------------------计算项目: 平塘加油站C断面(Ⅲ-Ⅳ段)边坡支护后稳定性验算----------------------------------------------------------------------------[ 计算简图 ]----------------------------------------------------------------------------------- [ 计算条件 ]----------------------------------------------------------------------------------- [ 基本参数 ]计算方法:极限平衡法(建坡规范附录A.0.2)计算目标:计算安全系数边坡高度: 60.000(m)结构面倾角: 31.0(°)结构面内摩擦角: 13.0(°)结构面粘聚力: 25.0(kPa)水平外荷载Px(kN): 0.0(kN/m)竖向外荷载Py(kN): 0.0(kN/m)[ 坡线参数 ]坡线段数 13序号水平投影(m) 竖向投影(m) 倾角(°)1 10.000 10.000 45.02 2.000 0.000 0.03 10.000 10.000 45.04 2.000 0.000 0.05 10.000 10.000 45.06 2.000 0.000 0.07 10.000 10.000 45.08 2.000 0.000 0.09 10.000 10.000 45.010 6.450 3.160 26.111 22.760 4.960 12.312 4.970 0.188 2.213 13.730 1.692 7.0[ 岩层参数 ]层数 1序号控制点Y坐标容重锚杆和岩石粘结强度(m) (kN/m3) frb(kPa)1 0.000 24.1 480.0[ 锚杆(索)控制参数 ]锚杆杆体抗拉安全系数: 2.20钢筋与锚固体抗拔安全系数: 2.60交互锚杆钢筋的抗拉强度:是[ 锚杆(索)参数 ]钢筋类型对应关系:d-HPB300,D-HRB335,E-HRB400,F-RRB400,G-HRB500,P-HRBF335,Q-HRBF400,R-HRBF500 锚杆(索)道数 23序号支护类型水平间距竖向间距入射角锚固体直径自由段长度锚固段长度配筋锚筋fy 钢筋与砂浆(m) (m) (°) (mm) (m) (m) (MPa) fb(kPa)1 锚杆 4.000 10.700 20.0 110 0.000 8.000 1F32 480.0 3400.02 锚杆 4.000 2.828 20.0 110 0.000 8.000 1F32 480.0 3400.03 锚杆 4.000 2.828 20.0 110 0.000 8.000 1F32 480.0 3400.04 锚杆 4.000 2.828 20.0 110 0.000 8.000 1F32 480.0 3400.05 锚索 4.000 1.515 18.0 130 8.000 10.000 6s15.2 480.0 3400.06 锚索 4.000 2.828 18.0 130 7.000 10.000 6s15.2 480.0 3400.07 锚索 4.000 2.828 18.0 130 6.000 10.000 6s15.2 480.0 3400.08 锚索 4.000 2.828 18.0 130 5.000 10.000 6s15.2 480.0 3400.09 锚杆 3.000 1.510 20.0 110 0.000 8.000 1F32 480.0 3400.010 锚杆 3.000 2.121 20.0 110 0.000 8.000 1F32 480.0 3400.011 锚杆 3.000 2.121 20.0 110 0.000 8.000 1F32 480.0 3400.012 锚杆 3.000 2.121 20.0 110 0.000 8.000 1F32 480.0 3400.013 锚杆 3.000 2.121 20.0 110 0.000 8.000 1F32 480.0 3400.014 锚索 3.000 1.516 18.0 130 9.000 10.000 6s15.2 480.0 3400.015 锚索 3.000 2.121 18.0 130 8.000 10.000 6s15.2 480.0 3400.016 锚索 3.000 2.121 18.0 130 7.000 10.000 6s15.2 480.0 3400.017 锚索 3.000 2.121 18.0 130 6.000 10.000 6s15.2 480.0 3400.018 锚索 3.000 2.121 18.0 130 5.000 10.000 6s15.2 480.0 3400.019 锚杆 3.000 1.515 20.0 110 0.000 8.000 1F32 480.0 3400.020 锚杆 3.000 2.121 20.0 110 0.000 8.000 1F32 480.0 3400.021 锚杆 3.000 2.121 20.0 110 0.000 8.000 1F32 480.0 3400.022 锚杆 3.000 2.121 20.0 110 0.000 8.000 1F32 480.0 3400.023 锚杆 3.000 2.121 20.0 110 0.000 8.000 1F32 480.0 3400.0----------------------------------------------------------------------[ 计算结果 ]----------------------------------------------------------------------岩体重量: 19147.7(kN)水平外荷载: 0.0(kN)竖向外荷载: 0.0(kN)侧面裂隙水压力: 0.0(kN)底面裂隙水压力: 0.0(kN)第1道锚杆(索)的抗力: 0.0(kN)第2道锚杆(索)的抗力: 0.0(kN)第3道锚杆(索)的抗力: 0.0(kN)第4道锚杆(索)的抗力: 0.0(kN)第5道锚杆(索)的抗力: 80.7(kN)第6道锚杆(索)的抗力: 86.0(kN)第7道锚杆(索)的抗力: 91.3(kN)第8道锚杆(索)的抗力: 96.6(kN)第9道锚杆(索)的抗力: 0.0(kN)第10道锚杆(索)的抗力: 0.0(kN)第11道锚杆(索)的抗力: 0.0(kN)第12道锚杆(索)的抗力: 11.7(kN)第13道锚杆(索)的抗力: 31.6(kN)第14道锚杆(索)的抗力: 251.3(kN)第15道锚杆(索)的抗力: 251.3(kN)第16道锚杆(索)的抗力: 251.3(kN)第17道锚杆(索)的抗力: 251.3(kN)第18道锚杆(索)的抗力: 251.3(kN)第19道锚杆(索)的抗力: 83.0(kN)第20道锚杆(索)的抗力: 102.9(kN)第21道锚杆(索)的抗力: 122.7(kN)第22道锚杆(索)的抗力: 142.6(kN)第23道锚杆(索)的抗力: 162.5(kN)结构面上正压力: 18139.3(kN)总下滑力: 8391.3(kN)总抗滑力: 7054.6(kN)安全系数: 0.841加长未进入滑体的锚杆(索)----------------------------------------------------------------------------------- 计算项目: 平塘加油站C断面(Ⅲ-Ⅳ段)边坡支护后稳定性验算----------------------------------------------------------------------------------- [ 计算简图 ]----------------------------------------------------------------------[ 计算条件 ]----------------------------------------------------------------------[ 基本参数 ]计算方法:极限平衡法(建坡规范附录A.0.2)计算目标:计算安全系数边坡高度: 60.000(m)结构面倾角: 31.0(°)结构面内摩擦角: 13.0(°)结构面粘聚力: 25.0(kPa)水平外荷载Px(kN): 0.0(kN/m)竖向外荷载Py(kN): 0.0(kN/m)[ 坡线参数 ]坡线段数 13序号水平投影(m) 竖向投影(m) 倾角(°)1 10.000 10.000 45.02 2.000 0.000 0.03 10.000 10.000 45.04 2.000 0.000 0.05 10.000 10.000 45.06 2.000 0.000 0.07 10.000 10.000 45.08 2.000 0.000 0.09 10.000 10.000 45.010 6.450 3.160 26.111 22.760 4.960 12.312 4.970 0.188 2.213 13.730 1.692 7.0[ 岩层参数 ]层数 1序号控制点Y坐标容重锚杆和岩石粘结强度(m) (kN/m3) frb(kPa)1 0.000 24.1 480.0[ 锚杆(索)控制参数 ]锚杆杆体抗拉安全系数: 2.20钢筋与锚固体抗拔安全系数: 2.60交互锚杆钢筋的抗拉强度:是[ 锚杆(索)参数 ]钢筋类型对应关系:d-HPB300,D-HRB335,E-HRB400,F-RRB400,G-HRB500,P-HRBF335,Q-HRBF400,R-HRBF500锚杆(索)道数 23序号支护类型水平间距竖向间距入射角锚固体直径自由段长度锚固段长度配筋锚筋fy 钢筋与砂浆(m) (m) (°) (mm) (m) (m) (MPa) fb(kPa)1 锚杆 4.000 10.700 20.0 110 0.000 26.000 1F32 480.0 3400.02 锚杆 4.000 2.828 20.0 110 0.000 25.000 1F32 480.0 3400.03 锚杆 4.000 2.828 20.0 110 0.000 24.000 1F32 480.03400.04 锚杆 4.000 2.828 20.0 110 0.000 23.000 1F32 480.0 3400.05 锚索 4.000 1.515 18.0 130 14.000 10.000 6s15.2 480.0 3400.06 锚索 4.000 2.828 18.0 130 13.000 10.000 6s15.2 480.0 3400.07 锚索 4.000 2.828 18.0 130 12.000 10.000 6s15.2 480.0 3400.08 锚索 4.000 2.828 18.0 130 11.000 10.000 6s15.2 480.0 3400.09 锚杆 3.000 1.510 20.0 110 0.000 20.000 1F32 480.0 3400.010 锚杆 3.000 2.121 20.0 110 0.000 19.000 1F32 480.0 3400.011 锚杆 3.000 2.121 20.0 110 0.000 18.000 1F32 480.0 3400.012 锚杆 3.000 2.121 20.0 110 0.000 17.000 1F32 480.0 3400.013 锚杆 3.000 2.121 20.0 110 0.000 16.000 1F32 480.0 3400.014 锚索 3.000 1.516 18.0 130 9.000 10.000 6s15.2 480.0 3400.015 锚索 3.000 2.121 18.0 130 8.000 10.000 6s15.2 480.0 3400.016 锚索 3.000 2.121 18.0 130 7.000 10.000 6s15.2 480.0 3400.017 锚索 3.000 2.121 18.0 130 6.000 10.000 6s15.2 480.0 3400.018 锚索 3.000 2.121 18.0 130 5.000 10.000 6s15.2 480.0 3400.019 锚杆 3.000 1.515 20.0 110 0.000 8.000 1F32 480.0 3400.020 锚杆 3.000 2.121 20.0 110 0.000 8.000 1F32 480.0 3400.021 锚杆 3.000 2.121 20.0 110 0.000 8.000 1F32 480.0 3400.022 锚杆 3.000 2.121 20.0 110 0.000 8.000 1F32 480.0 3400.023 锚杆 3.000 2.121 20.0 110 0.000 8.000 1F32 480.0 3400.0----------------------------------------------------------------------[ 计算结果 ]----------------------------------------------------------------------岩体重量: 19147.7(kN)水平外荷载: 0.0(kN)竖向外荷载: 0.0(kN)侧面裂隙水压力: 0.0(kN)底面裂隙水压力: 0.0(kN)第1道锚杆(索)的抗力: 153.1(kN)第2道锚杆(索)的抗力: 157.0(kN)第3道锚杆(索)的抗力: 160.9(kN)第4道锚杆(索)的抗力: 164.8(kN)第5道锚杆(索)的抗力: 188.5(kN)第6道锚杆(索)的抗力: 188.5(kN)第7道锚杆(索)的抗力: 188.5(kN)第8道锚杆(索)的抗力: 188.5(kN)第9道锚杆(索)的抗力: 207.3(kN)第10道锚杆(索)的抗力: 205.9(kN)第11道锚杆(索)的抗力: 204.5(kN)第12道锚杆(索)的抗力: 203.1(kN)第13道锚杆(索)的抗力: 201.7(kN)第14道锚杆(索)的抗力: 251.3(kN)第15道锚杆(索)的抗力: 251.3(kN)第16道锚杆(索)的抗力: 251.3(kN)第17道锚杆(索)的抗力: 251.3(kN)第18道锚杆(索)的抗力: 251.3(kN)第19道锚杆(索)的抗力: 83.0(kN)第20道锚杆(索)的抗力: 102.9(kN)第21道锚杆(索)的抗力: 122.7(kN)第22道锚杆(索)的抗力: 142.6(kN)第23道锚杆(索)的抗力: 162.5(kN)结构面上正压力: 19696.0(kN)总下滑力: 7112.8(kN)总抗滑力: 7414.0(kN)安全系数: 1.042。
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V ABDF, 计算时分为V ABD,求各自力矩:βω222sin sin 42H CW R l C =Wa =Rl C =WRl 2=22CWR =βsin HAD =βsin 221HAD AE ==22CWR =ω222sin sin 42H CW =Wa=)(AOD AODF AEDF V V V -ωsin R AE =ωβωβωsin sin 2sin 1sin 2sin HH AE R ===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:βωγsin sin 323R M AODF =ωβωγ23cos sin sin 32R M AOD =βωsin sin 2H R =)cos 1(sin sin 122223ωβωγ-=-H M M AOD AODF βγ23sin 12HM M AOD AODF =-)61tan 31tan tan 21tan tan 21tan tan 21(sin sin 44222+-+-=αβααωβωωβωγH C ),,(4βωαγf H C =ωωαωαωωωωωαωωωωωωαωβtan )tan tan 31tan 3tan 21)(sin cos 2(sin tan tan )sin 2(sin )tan (tan tan --+---+=co )61tan 31tan tan 21tan tan 21tan tan 21(sin sin 44222+-+-=αβααωβωωβωγH C ),,(4βωαγf H C =),,(14βωαγf C H =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。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------露天矿边坡稳定及检测露天矿边坡稳定及检测 1 概述露天采场由于受到地形地貌、自然环境、矿岩构造等因素的制约,在实施采剥生产过程中,边坡岩体的稳定程度取决于岩体本身的应力平衡状态,当下滑力大于抗滑力时,就很容易出现滑落。
大面积岩体滑落不仅会伤人,而且对露天采场的破坏也是很严重的。
影响露天矿边坡的稳定因素是复杂的,其中岩体的岩石组成、岩体构造和地下水是最主要的因素,此外,爆破和地震、边坡形状等也有一定的影响,边坡地下水和生产爆破的影响甚小。
露天矿边坡的稳定性是关系到露天矿山安全生产及其重要的因素之一。
从经济开采角度讲,露天矿边坡的角度越大(越陡)开采效益越好,可以少剥离岩石,降低开采成本。
然而,过大的边坡角度必然导致边坡滑坡等破坏的风险增大。
由于露天矿边坡的高陡而造成的滑坡等破坏,不仅严重威胁了边坡上部及下部采矿作业的安全,而且造成了巨大的经济损失,甚至可能发生人员伤亡。
因此,加强边坡管理、防止边坡大量变形与破坏是露天矿山开采和生产管理的重要内容。
2 常见破坏类型(1)平面破坏这是采场最普遍发生的一种破坏1/ 32类型,其特点是边坡岩体中发育着一组走向与边坡平行、倾向与边坡倾向一致,倾角与边坡相近的不连续结构面当岩体沿上述不连续面滑动时即构成平面破坏。
根据滑面形态特征的不同,平面破坏又可分为简单平面破坏、复合型平面破坏、多平面阶梯状破坏和波状平面破坏。
(2)圆弧型破坏当边坡岩体呈散体结构或岩体破碎、岩块间有较多泥质及其他碎屑物质充填块间并无紧密结合时边坡沿弧形破坏面发生滑动。
(3)楔形破坏由 4 组甚至 4 组以上结构面和临空面构成。
其中必有 2 个滑动面倾向不同且其---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 交线的倾伏方向与边坡倾向一致,其中必有 2 个滑动面倾向不同且其交线的倾伏方向与边坡倾向一致,倾角小于台阶坡面角即可引起三维楔形破坏采场。
露天矿顺层岩质边坡稳定性数值试验研究露天矿最终边坡角[摘要]边坡稳定是保证露天矿安全、持续生产的关键问题之一。
本文结合元宝山露天煤矿东帮边坡工程实际,基于强度折减理论,应用RFPA-SRM软件对顺层岩质边坡稳定性进行数值试验研究,确定了边坡的潜在滑坡模式,分析了边坡岩体的位移分布特征和变形破坏特征,阐明了滑坡机理。
结果表明,宝山露天煤矿东帮边坡的稳定性较差,滑坡模式为以4#弱层为底界面的切层-顺层滑动,坡体沿不同出露弱层均有一定程度的错动变形。
对类似条件下边坡稳定性控制措施的提出给出了依据。
[关键词]露天矿顺层岩质边坡稳定性滑坡模式强度折减法数值试验0.引言边坡稳定性问题一直是露天矿山工程领域的一个重要研究内容,而边坡稳定性评价结果的正确与否直接关系到露天矿作业人员及设备的安全及正常、持续生产。
边坡工程是一项系统工程,其稳定性受诸如地层岩性、地质构造、岩体结构、地下水等多种因素影响,其变形破坏机制极为复杂,尤其是顺层岩质边坡。
如何根据露天矿特有的工程地质特征,正确评价顺层岩质边坡的稳定性,确定其潜在的滑坡模式是采矿工程领域工程技术人员亟待解决的问题之一。
随着计算机技术的飞速发展,数值试验在边坡工程中的应用越来越广泛,对于分析边坡岩体的应力、位移及变形破坏特征,阐明滑坡机理发挥了重要的作用[1-6]。
本文应用东北大学岩石破裂与失稳中心唐春安教授研发的RFPA-SRM数值分析软件,以元宝山露天煤矿东帮边坡为工程实例,对露天矿顺层岩质边坡的稳定性进行数值试验研究,分析研究其变形破坏特征,确定其潜在滑坡模式,为边坡稳定性控制措施提出提供依据。
1.RFPA-SRM简介RFPA-SRM是将强度折减法的基本原理引入到岩石破裂过程的RFPA分析方法中形成的。
它基于有限元作为应力分析工具,全面满足静力平衡、应变相容及岩土体的非线性应力�应变关系,并秉承RFPA系统在岩石破裂过程分析中的特色[6,7]。
(1)强度准则。
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 12)4321(l l -=WaR l Fs C =下滑力矩抗滑力矩=W 1W 2F G H βαR D O H AωR l C =WR l 2=)(AOD AODF AEDF V V V -)tan 31tan 61tan 21)(tan 1tan 1(23αββαβγ+--=H M ABD 0=∂∂βf ∑=i i d X W Mβi 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。
露天煤矿边坡稳定性分析与评价报告露天煤矿是一种传统的开采方式,由于其开采方式特殊,一些地质条件不利于煤炭开采的地方,采矿的技术水平得不到充分的保证,常常出现煤炭开采的边坡稳定性问题,对采煤的安全带来很大威胁。
因此,对露天煤矿边坡稳定性进行分析和评价非常重要。
一、露天煤矿边坡稳定性的影响因素1、地质条件。
地质条件是影响煤矿边坡稳定性的关键因素,地质构造和地层组合对边坡稳定性产生直接影响。
2、地下水位。
地下水位变化会引起边坡的变形和破坏。
3、荷载。
荷载是导致煤矿边坡失稳的主要因素。
二、露天煤矿边坡稳定性的评价方法1、数值模拟方法。
采用数值模拟方法可以分析较为真实的地质条件,并定量地评估边坡的稳定性。
2、实地观测法。
实地观测法就是利用仪器观测边坡变形的方式来评价其稳定性。
3、模拟实验法。
通过对不同条件的模拟实验来探究边坡的稳定性。
三、露天煤矿边坡稳定性的分析方法1、基本的分析方法。
要对煤矿边坡稳定性进行分析,可以采用物理模型、理论分析的方法。
2、实验分析法。
通常需要在露天煤矿附近建立实验场地,打缩模泥样、边坡模型进行研究,以确定边坡破坏机理,进一步加深对其稳定性的了解。
3、监测分析法。
对边坡的变形膨胀与位移进行全面的监测,同时利用分析软件对数据进行分析,以评估其稳定性。
四、露天煤矿边坡稳定性评价报告的编写1、报告的开头应清晰地说明评估的目的和重要性。
2、交代评估的范围,定义研究的地质条件,分析影响因素以及边坡稳定性。
3、利用可靠的分析方法和实验数据,对边坡的稳定性进行评估。
4、分析结果应具体表述,包括各个影响因素的评估、边坡等级和安全系数等。
5、总结评估结果,提出可行的建议和对策,如加强支撑、降低坡度等。
综上所述,对露天煤矿边坡稳定性进行分析和评价是非常必要的,它对于保障煤炭开采安全具有重要作用。
我们应该采取有效的措施来维护煤矿边坡稳定性,以防止煤矿事故的发生。
大型露天矿山边坡稳定性等精度评价方法摘要:边坡是露天矿山最主要的结构要素。
由于开采活动贯穿于矿山服务期的始终,露天矿山边坡一直处于被不断开挖的动态变化过程中。
随着矿业的发展和露天开采深度的加大,大型露天矿山边坡的稳定性已成为直接关系到矿山安全生产与发展的重大问题。
关键词:大型露天矿山;边坡稳定性;精度评价方法边坡稳定性分析是确定边坡是否处于稳定状态以及是否需要对其进行加固与治理的重要决策依据。
边坡稳定系数分析法是评价边坡稳定性的基本方法。
边坡稳定性评价一般有2个方面:一是搞清最不利工况下边(滑)坡稳定系数值,按此来判断边坡的稳定性状态;二是将边坡稳定系数与工程设计要求的安全系数进行比较,以此来判断边坡的稳定性是否满足设计要求。
极限平衡理论是经典的分析边坡稳定性的确定性方法,在工程界应用非常广泛,边坡的稳定性状态一般用稳定系数来定量表达。
1916年,根据大量观测论证了某些土体(特别是有黏结力的土体)发生滑动失稳破坏的现象,在此基础上提出了瑞典圆弧法。
20世纪30~40年代是瑞典圆弧法逐渐完善的时期,致力于改进瑞典圆弧法,在探索最危险滑弧的位置、研究滑裂面的形状等方面做了大量研究工作,假定边坡稳定问题是一个平面应变的问题,滑裂面是圆柱面,计算中不考虑土体之间的作用力,将边坡稳定系数定义为滑裂面上全部抗滑力矩与滑动力矩之比。
直到1955年将稳定系数定义为沿整个滑裂面的抗剪强度与实际产生的剪应力之比。
强调安全系数的定义,“土坡沿着某一滑裂面滑动的安全系数F是指将土的抗剪强度指标降低为c¢/F和tan/Fj,则土体沿着此滑裂面处达到极限平衡”。
自然界中岩质边坡的滑移面一般呈非圆弧形,我国大量使用传递系数法(不平衡推力法)来计算具有不规则滑移面的边坡稳定性,该方法中稳定系数定义为总抗滑力与总下滑力的比值,当稳定系数k=1时,滑坡处于极限平衡状态。
这一作法具有简便易操作的优点,但是也带有很多经验成分。
xxxxxxxxx公司
露天煤矿边坡稳定性验算
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审核:
批准:
二〇二〇年五月
边坡稳定性验算
按照《煤矿安全生产标准化基本要求及评分办法》的相关规定,xxxxx公司采运部技术人员于2020年5月初对露天煤矿进行边坡稳定性验算。
以2020年4月底现状为基础,对露天煤矿工作帮、内排土场、西南排土场、东一排土场、非工作帮的边坡进行验算。
一、露天煤矿边坡现状介绍
xxxxx煤矿目前形成的边坡包括工作帮、内排土场、西南排土场、东一排土场、非工作帮。
工作帮:目前工作帮平均长度为 1.8km,工作帮年推进度较大,边坡暴露时间较短。
黄土台阶高度为8m,台阶坡面角为65°;岩石台阶和煤台阶高度为16m,台阶坡面角为70°。
上部台阶主要为第四系黄土、风积沙和第三系钙质红土,下部台阶主要为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩和粗砂岩,地质结构简单。
内排土场:内排土场形成标高为1048、1080、1112、1128、1144、1160、1176、1192八个排土台阶,内排土场台阶坡面角为33°,岩性大致为下部岩石上部黄土。
内排土场单台阶平盘较宽,总体边坡角较缓。
西南排土场:西南排土场北侧紧邻罐子沟煤矿工业场地,南侧紧邻采场,边坡稳定至关重要。
西南排土场最高标高为1280m,单台阶高度为20m,台阶坡面角为33°。
影响西南排土场边坡稳定的主要因素为地表水以及渗入排弃土岩中的大气降水。
东一排土场:2015年东一排土场已排土到界,东一排土场北侧紧邻油库、炸药库,西南侧靠近罐子沟河道(黄河重要支流)。
东一排土场最高标高为1235m,单台阶高度为20m,台阶坡面角为33°。
影响东一排土场边坡稳定的主要因素为地表水以及渗入排弃土岩中的大气降水。
非工作帮:非工作帮为首采区拉沟位置处,服务于整个首采区开
采期内,边坡暴露时间十几年。
目前使用的罐子沟排洪渠位于非工作帮南侧,非工作帮边坡管理意义重大。
二、露天煤矿剖面选取
在首采区工作帮、内排土场、西南排土场及东一排土场布设了20个稳定分析剖面。
其中采场工作帮7个(CC-1、CC-2、CC-3、CC-4、CC-5、CC-6、CC-7)、内排土场3个(NP-1、NP-2、NP-3)、西南排土场3个(XP-1、XP-2、XP-3);东一排土场5个(DP-1、DP-2、DP-3、DP-4、DP-5),非工作帮2个(FC-1、FC-2)。
图1工作帮、内排、西南排土场剖面位置
图2非工作帮剖面位置
图3 东一排土场剖面位置
三、岩土物理力学参数选取
根据“内蒙古自治区准格尔煤田xxxxx煤矿勘探报告”、“xxxxxxxxx有限责任公司xxxxx煤矿初步设计”,岩体物理力学参数推荐值见表1。
表1岩体物理力学参数推荐值
四、露天煤矿边坡稳定性验算
边坡稳定性验算以露天煤矿开采现状为基础,结合露天煤矿钻孔图,绘制剖面图分出各地层。
参照岩土物理力学参数,运用Bishop 法,计算边坡稳定性系数。
将计算出的边坡稳定性系数与规范规定的安全系数比较,从而验证边坡的稳定性。
《煤炭工业露天矿设计规范》规定了边坡稳定性安全系数F s的选用范围,见下表。
表2 边坡安全系数Fs选用表
(一)工作帮边坡稳定性验算
工作帮三个剖面情况见表3,边坡稳定性验算见图4—10。
表3 工作帮剖面情况
图4工作帮CC-1剖面整体稳定性
图5工作帮CC-2剖面整体稳定性
图6 工作帮CC-3剖面整体稳定性
图7 工作帮CC-4剖面整体稳定性
图8 工作帮CC-5剖面整体稳定性
图9工作帮CC-6剖面整体稳定性
图10 工作帮CC-7剖面整体稳定性
(二)内排土场边坡稳定性验算
内排土场两个剖面情况见表4,边坡稳定性验算见图11—13。
表4内排土场剖面情况
图11 内排NP-1剖面整体稳定性
图12 内排NP-2剖面整体稳定性
图13 内排NP-3剖面整体稳定性
(三)西南排土场边坡稳定性验算
西南排土场四个剖面情况见表5,边坡稳定性验算见图7—9。
表5 西南排土场剖面情况
图14 西南排土场XN-1剖面整体稳定性
图15 西南排土场XN-2剖面整体稳定性
图16 西南排土场XN-3剖面整体稳定性
(四)东一排土场边坡稳定性验算
东一排土场五个剖面情况见表6,边坡稳定性验算见图17—21。
表6 东一排土场剖面情况
D1—5 1220 1116 排弃物料16°
图17 东一排土场DP-1剖面整体稳定性
图18 东一排土场DP-2剖面整体稳定性
图19东一排土场DP-3剖面整体稳定性
图20东一排土场DP-4剖面整体稳定性
图21 东一排土场DP-5剖面整体稳定性
(五)非工作帮边坡稳定性验算
非工作帮三个剖面情况见表7,边坡稳定性验算见图22—23。
表7 非工作帮剖面情况
FC—2 1131 1050 黄土、砂岩、泥岩、煤16°
图22 非工作帮FC-1剖面整体稳定性
图23 非工作帮FC-2剖面整体稳定性
五、边坡稳定验算结果及结论
运用GEO—SLOPE软件对露天煤矿边坡稳定性系数计算结果见下表。
表8 露天煤矿边坡稳定验算结果
结论:
1.工作帮边坡均符合临时边坡Fs>1.10的要求, 边坡稳定;
2.内排土场边坡均符合临时边坡Fs>1.10的要求,边坡稳定;
3.东一排土场边坡均符合永久边坡Fs>1.20的要求, 边坡稳定;
4.西南排土场边坡均符合临时边坡Fs>1.10的要求, 边坡稳定;
5.非工作帮边坡均符合永久边坡Fs>1.20的要求, 边坡稳定。