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露天矿边坡稳定所有章节整合参考课件

1983年4月18日,第26次 滑坡,47.73立方米玄武岩 裂隙水渗透到松散砂岩, 使滑体底部页岩层泥化层 发生的
3、义马 4、哈密三道岭 5、大冶露天铁矿狮子山北帮西口工程滑体 6、海南露天铁矿 7、云南小龙潭露天煤矿
四、静水压力作用
露天矿上部风化带岩层
受水浸润后容重增加 0nw
岩石饱和水容重 γ0:干容重 n:空隙比 γw:水容重 d:岩石比重
3、长期性工作,直到露天矿寿命结束 4、最后评价
第二章 影响边坡稳定性的因素
引言:因素分类 1、内因:岩石的矿物组成及地质结构
2、外因:水、震动、构造应力、采矿活 动、风化及温差
2.1 岩石矿物组成的影响
1、不同矿物的强度不同 (1)、Na、K、Ca、Mg等化合物易溶于水,为 不稳定矿物
(2)、蒙脱石[(OH)4Al4SiO8O20]吸水性强而透 水性差,易导致滑坡
吸附水:是颗粒表层或离子的吸附层内的水分子, 在分子力作用下,不能移动。 薄膜水:是离子扩散层内的水分子,若在分子力 作用下可能移动,在长期荷载作用下可能部分被 挤出 (三)、自由水:是土岩颗粒水化膜以外的水, 受重力影响,分毛细水和重力水
1、毛细水 ①、孔隙角水 ②、悬浮水 ③、毛细孔水
毛细孔水是岩石毛细孔内的水(结合水除外) 它与重力水相同,可以传递静压力
三、滑坡危害
1、阻断运输线路(铁道、公路、胶带) 2、推倒、掩埋采掘运输设备 3、破坏地面工业民用建筑物
总体规划不合格 地面建筑物安全距离采场 0-200m,>200m即 按200米设置。 排土场造成周边地面地形变形滑坡危害较大。 如神华准能黑岱沟储煤仓、铁路地面、胶带走廊 等案例。
四、优化边坡角
工程岩体:有结构面和结构体组成的具有一 定结构的地质体的一部分
一、结构面(I-V级) 煤矿中主要5种面: 1、软弱夹层:粘土层、碳质页岩层、泥岩、薄煤 层、页岩层
2、岩层面、节理 3、断层 4、节理、裂隙 节理是构造裂隙
裂隙是原生裂隙
5、片理、页理:压应力作用下动力变质的结果 二、结构体
I-V级 三、岩体、结构
第一章 概论
1.1概述 一、边坡的重要性
1、节省成本 2、安全生产 二、国内外露天矿边坡概述 1、露天矿开采现状及发展趋势 2、列举优化边坡的实例
1.2基本概念
一、采场边坡 (一)露天矿边坡 1、山坡露天矿 2、凹陷露天矿 (二)、边坡 1、底帮边坡 2、顶帮边坡 3、端帮边坡
(三)边坡角
1、工作帮坡角
2、岩石是矿物的集合体 3、岩石有晶质>非晶质>碎屑质 硅质胶结>钙质胶结>泥质胶结 粒度<0.005mm时,粒度增加时,内摩擦角减小 4、岩石的构造有定向与非定向之别
2.2岩体结构面、结构体、 岩体结构
定义:结构面:岩体中这些自然生成的强度 减弱面统称为结构面
结构体:这些结构面将岩体切割成不同规模 和几何形态的块体
1、在松软土岩中水位变 化
2、坚硬岩石中裂隙水无定向
坚硬岩石的水文地质条件不易掌握全貌, 水位差异很大
现场实例介绍
1、辽宁阜新海州露天煤 矿1956年-1957年之间 39次滑坡中,有24次有水 的影响
2、平装西露天煤矿工作 帮1957年8月14日第24次 滑坡39.5立方米的滑坡是 连续三天降雨,雨水渗入 绿泥层面及滑体,以及滑 体下部常年积水1-2米, 深浸泡而发生的。
同时考虑两个问题 1、剥离费 2、边坡维护费
1.4露天矿边坡的特点
与水库岸坡、坝肩、引水渠道、铁路、公路路堑和路 堤、山区挖方工程的的边坡相比有以下特点: 一、边坡较高 几米到600米, 走向长, 揭露的岩层多 ,岩体结构复杂 二、煤矿边坡岩体主要是沉积岩:层理明显, 弱夹层较 多, 岩石强度低。稳定边坡 角大约40度以下。 金属矿主要是岩浆岩、 变质岩 ,强度高, 但断层、节理 发育,不利于边坡稳定。稳定边坡 角大约50度以下。 三、主要是滑动变形
四、露天矿边坡是人工机械开挖边坡,边坡岩体较破碎, 边坡一般不加维护,易受风化作用影响。
五、露天矿场每日受爆破、机车行走等因素,边坡受 振动影响大,受到的设备自身载荷及冲击载荷较大。
六、露天矿服务年限长。内排有利于防治边坡滑坡; 陡帮开采配合内排效果较好,如平装西露天煤矿。
七、不同地段边坡稳定程度是不同的。重要的建(构) 筑物、高压线和铁路等一级建筑物要求稳定性高
2.3水的影响
露天矿采场及排土场边坡防水便等于防滑。雨后、雨季、解冻时期 现场防治水办法介绍。 一、水在岩石中存在的的形态 (一)、气态水 是结晶水及化学水,对岩体稳定性影响不大 (二)、结合水 1、吸附水(或强结合水)强结合水,70000倍重力加速度不能使其 分离。 2、薄膜水(或弱结合水)弱结合水,长期荷载可能被挤出 结合水是在岩石中颗粒表面与水分子的吸引力(静电引力)而结合的 水
2、非工作帮坡角 (废正角)
二、排土场边坡
1、外排土场建立 条件
2、内排土场建立 条件
3、排土场台阶高 度、坡面角
4、排土排弃物的 性质
5、பைடு நூலகம்定性分析
1.3滑坡概论及研究意义
一、边坡变形种类 1、剥离(振动、风化) 2、崩落(陡立柱状岩体突然倒塌滚动) 3、滑动(沿一定的面或带缓慢移动)→滑坡 4、流动(指饱和水的松软岩体沿4度-6度甚至更缓的斜 面流动) 5、沉陷变形、垂直下沉 排土场管理主因 所以规范规定排土场到边坡一定距离范围内有2-5%的反 坡 如图2所示
2、重力水 ①、渗流水 ②、地下水
(四)、固态水(冰) 体积增大、扩大裂隙、减弱岩体强度(融 冰期边坡易滑原因)。
总之,边坡岩体内的水主要是结合水和自 由水
二、水对边坡的不利影响主要表现
1、软化岩体,降低其强度; 2、静水压力 3、动水压力:自由水在重力作用下流动, 对岩石产生动水压力
三、地下水在边 坡内的分布
1.5 研究内容及步骤
一、研究内容 1、边坡岩体中各种结构面 如断层、层面、节理、裂隙分布状态 2、结构面的物理力学性质 3、水 4、开采工艺、河流、爆破、构造应力 5、设计边坡 6、提出防滑措施 7、边坡监测
二、研究步骤 1、矿山勘探,设计阶段必须开始边坡工作;
2、矿山投产后,做大量的边坡实验研究, 校核边坡稳定角;
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