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

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。

2、允许有一定的边坡破坏概率。

3、实践证明，加大边坡角有最优区间，并非边帮角越大越好，应考虑综合效率（如运输费用）。

4、在生产过程中特别注意边坡岩体动态监测，工程地质和水文地质调查以及稳定分析工作，如发现滑坡征兆，及时防治滑坡，以免造成损失。

6.1滑坡防治方法类型及程序

一、滑坡防治方法类型

方法：

1、削坡，压坡脚；削坡降低下滑力，提高Fs，压坡脚阻止滑体下滑，内排即为例证。

2、增大或维持边坡岩体强度

3、人工建造支挡物（人工加固）

二、滑坡防治工作的一般程序

1、进行有关滑坡原因的工程地质、水文地质的勘探工作

2、截集并排出流入滑坡区的地表水

3、疏干滑坡区域附近的地下水，或降低地下水位

4、削坡减载，反压坡脚或清除滑体，爆破减震等

5、采用人工支挡物或其他预防措施

6.2大型预应力锚杆（索）

一、概述

1、采用大型预应力锚杆（索），增大帮坡角10－15度

2、安装深度可达80m3、预应力可达到几百吨

4、锚杆加固系统结构（如图6－3）

锚头

锚杆

水平横梁

锚固段

金属网

二、锚杆（索）加固边坡的工作原理

1、固结锚固段（或越过滑面），利用分隔圈使钢筋混凝土固结牢固

2、施加预应力

3、拧紧锚头，形成锚杆（索）为中心的密合整体

4、在若干锚杆（索）的联合作用下，形成一个均匀的压密带，提高岩体强度

5、滑面处增加摩擦力，提高边坡岩体的稳定性

6、未压密的部分岩体，由水平横梁，金属网支护，防止金属网锈蚀，用沥青或水泥浆护

7、锚杆疏密程度的形成连续压密带即可（窄压密带）

6-4疏干排水

引言：水对边坡影响

使边坡岩体强度降低

动水压力

静水压力

因此防排水工作非常重要

一、地表排水

1、采场周边设截水沟堤坝

2、裂隙填堵

图

6.4.1

裂隙大时先填透水性好的材料先填堵，顶部用隔水性能好的材料密封，防止深部产生静水压力。

二、水平钻孔排水

对降低裂隙和潜在滑面附近的水压很有效的施工方法：5%坡度的钻孔，孔径50—80mm，水自然流水坡度3‰

集水管

采场底部积水坑

排除采场外积水池

真空排水

费用高一般不采用。图

6.4.1

使水渗透压力近似垂直于滑面，增大了法向压力，有利于边坡稳定。

三、垂直排水井（疏干井）

水位降低位置：L=1.35H

（一）流程

：疏干井水

地面沟道

地面储水池

书中抽入积水坑是错误的。

（二）注意事项：

1、切忌水自由排放，要考虑汇水面积范围和地表水与地下水的水力联系。

2、切忌将水排入采场积水坑然后再抽到地面积水池，增加排水费用。

3、排水沟网及积水池防渗漏工作要做好。

（三）优点:

1、穿孔

2、采装

3、运输

4、排卸

四、地下疏干巷道排水（简述）

费用高，如有旧井巷道利用可行，排土场基底地下盲沟排水。

6-5

控制爆破

1、微差减震爆破；

2、预裂爆破；

3、缓冲爆破

1、预裂爆破是在边坡计划最终边坡线上钻一排倾斜（台阶坡面角）小钻孔、装少量药比主爆孔先起爆50ms。

2、截断主爆破的冲击波，减少边坡的破坏作用，提高边坡稳定性（光面爆破）。

3、无需超钻，齐发爆破

二、预裂爆破参数

1、孔径和孔距

孔径50—127mm，孔距是孔径的10—20倍

2、装药量

采用不偶合装药（径向或轴向）；

一般不充填；

药量经验法。

6—6

抗滑挡垟

一、概述

1、依靠自力重量抵抗滑坡推力的；

2、对于滑面不深的小型滑坡面用，同时也是防治大型滑坡的综合措施之一；

3、就地取材，施工方便；

4、挡垟设置在推力小的部位；

5、保证滑体不越过垟顶的滑坡，同时不能产生挡垟下部产生新的滑面。

二、抗滑挡垟的设计计算

现以平底挡垟为例，要进行挡垟的抗滑抗倾覆稳定验算：

1、抗滑验算

KC=

当KC≥1时，挡垟不会因滑坡推动力产生水

平滑动。

二、抗滑挡垟的设计计算

2、挡垟倾覆稳定演算

K0=

=

当K0≥1时，挡垟不会因推力作用而倾斜

6—7

改变滑带土岩性质

通过各种措施提高滑带在弱面的土岩强度，即增加土岩的凝聚力C、内摩擦角φ值

一、松动爆破滑面

一）原理：在滑动面附近进行松动爆破，破坏滑面的连续性，使得滑带的土岩φ值提高。

1、土岩经松动爆破后破碎块之间的内摩擦角增大。

2、改善滑带附近的水文地质条件，有利于稳定。

（二）实例：阜新海州露天矿爆破东北环滑坡，以松动爆破滑面获得良好防治效果，主要依据：

1、7#弱层φ从19→31゜；

2、透水性条件改善；

3、滑体五个台阶均已到界，台阶上削坡不合理；

4、滑体已处于缓慢移动阶段，人工加固难以实施，爆破后趋于稳定。

二、注浆法

6—8

矿山工程法

指采用矿山工程措施或制定并执行

正确的剥离、采矿程序维护边坡的稳定性。

1、清帮减重法；

2、减重压坡脚法；

3、改变合理的开拓运输系统；

4、合理安排开采程序；

5、采用汽车运输工艺。

第七章

边坡监测

一、引言：

（一）基本概念种类

1、露天矿边坡监测工作:是指用仪器或装置，探测边坡岩体的移动规律或稳定状况，目的是提供边坡稳定性分析用的基础资料、预报滑坡。

2、种类：

a、大面积边坡移动的观测；

b、边坡表面或钻孔内局部岩体移动的观测；

c、地音监测。

二、边坡监测特点

1、经常观察巡视边坡，及时发现边坡滑坡迹象；

2、对重要建筑物及早采用监测措施；

3、读数及记录要仔细认真分析；

4、雨季及融冻期应加强观测，认真记录相关数据；

5、长7—1大面积边坡岩体移动观测期性的工作（从设计到露天矿寿命结束）。

7—1大面积边坡岩体移动观测

一、观测原则：

1、是指在边坡上设置观测点，观测线用经纬仪、水准仪、钢尺等测量岩体移动，原则是观察方法、观测精度均应符合测量规程要求。精度1/50002、观测点设置要求：观测点上部应有清楚的中心，以保证

精确测量；

3、设置位置应便于观测；

保证桩柱岩体牢固结合，是观测点能真实反映岩

体的移动；

4、观测点与露天矿的三角测量网建立联系，确定基坐标。

二、观测资料的图示

1、滑坡平面图

内容：1边坡平面形状；

2滑体范围；

3地貌；

4测点；

5标高。

2、滑坡区断面图（如图7—2）

1滑坡前后边坡外形；

2滑动面位置；

3露头；

4测点标高；

5岩层；

6构造。

3、观测点位移—时间关系曲线图

4、观测点移动向量图

三、观测资料分析

一）分析滑动面的形状及位置；（1—5）

（二）分析滑坡原因；

（三）预报滑坡。

7—2

边坡表面测量岩体移动的装置

一、简易装置

1、裂隙上涂石膏浆或水泥砂浆，观察裂隙发展情况。

2、浅孔埋入钢桩，测量位移。

二、铟钢尺伸长计；

三、铟杆伸长计装置；

四、多点边坡位移自动记录仪；

五、滑动触点装置。

7—3钻孔内测量岩体移动的装置

一、钢丝或多点不变拉力钻孔伸长装置；

二、杆式钻孔伸长计装置；

三、倒置摆；

四、钻孔内探测滑动面的装置与仪器；

五、钻孔倾斜仪。

7—4

微震监测

岩石在高应力作用下会发生噪音，设备包括地音探测器，放大器，记录器、监听器等部分。分析时应注意穿孔、采掘、运输、爆破等造成的噪音。

第八章

排土场稳定性

引言：

一排土场类型：

（一）按排土场位置分：1、内排土场；2、外排土场。

（二）按开采工艺及排土设备分：

1、铁道运输机械铲排土；

2、铁道运输排土犁排土；

3、汽车运输推土机（前装机）排土；

排土方式：a、场地排土（露天）

b、边缘式排土（剩余量30—40%）

4、排土机；

5、吊斗铲或机械铲倒堆。

（三）按排土场基底倾斜程度为

1、山坡（内排时倾斜<13度以下）；2、水平或近水平基底排土场；

（四）按排土台阶数目分

1、单台阶；

2、多台阶

二、排土场稳定性影响因素

1、排弃物料的物理性质；

2、排土场基底条件；

3、水的影响；

4、排土参数；

5、排土工艺。

三、排土场滑坡危害性

1、影响正常生产人员及设备的安全；

2、毁坏周边建筑物及道路；（排弃高度1.5倍范围内不准许有任何建筑物）

3、堵塞泄洪渠道；

4、地基发生蠕变。

四、排土场稳定性研究内容

1、分析影响排土场稳定性的各种因数

2、确定排土场的合理边坡角等参数；

3、确定排土场的合理高度；

4、排土场变形的防治措施。

8—1排土场变形类型

一、滑动

1、排弃物内部滑动（水因素造成的）；

2、排弃物沿基底面滑动（山坡排土场易发生）（10%坡势需采取防滑挡垟措施）；

3、排土场基底滑动。

二、流动（即泥石流）南方居多

三、沉降

8—2

影响排土场稳定性的因素

一、自然地理、基底岩层埋藏特征；

二、水文地质因素；

三、开采工艺因素；

四、排弃物及基底的物理力学性质。

1、排弃物容重；

2、排弃物的抗剪强度；

3、基底的物理力学性质。

8—3

排土场稳定性分析

一、稳定基底排土场

1、将排土场表面简化为平滑面；

2、在计算的滑动面上确定若干点；

3、根据下式确定个点的正应力和剪应力；

4、将滑动面展成水平直线；

5、根据剪应力强度曲线，确定相应个点正应力的抗剪强度Iyi6、求稳定系数fs=

二、软弱基底排土场

1、软岩处理掉，在进行排土时最好为硬岩基底；

2、软岩较厚则可能发生圆弧滑面；

3、分条块进行计算

三、倾斜基底排土场

外排土场（山坡）

内排土场（倾角<13度）

分条块试算

四、沿台阶走向有均布外载荷的排土场（列车运输）

五、台阶上有集中载荷的排土场（汽车运输

8—4

排土场滑坡防治

主要措施主要有：

1、不同性质的土岩分别排弃（岩石在下，软岩在上）；

2、疏干排水

地表水→堤坝

地下水→盲沟、排水沟

3、排土场基底进行工程处理；

4、设置抗滑建筑物；

5、调整排土工艺及排土场参数

一、土岩按性质分别排弃

1、安排好剥离工程计划；

2、实现不同土岩的合理运输及排弃程序；

3、岩石大块在下，软岩在上；

4、混排。

二、疏干排水

三、基地工程处理

爆破→增加基底f

四、支挡滑体

抗滑桩；

抗滑挡坝、挡垟；

临时爆柱。

五、调整排土工艺和排土参数。