1、第卷第期建井技术年月 海州露天矿北帮滑移机理及防治措施刘页龙，陈永生，付方华，冯宏亮，刘家 顺（辽宁工程 技 术 大 学土木工程 学院，辽宁阜新 ；中材地质工程 勘查研 究院有限公司，北 京 ）摘要：在阜 新 海州露天矿关闭，改建成国家矿山公园后，面临滑坡、崩 塌等诸多地质灾害问题，给矿山生态环境带来不 利 影响，同时也威胁 着矿区周边人的生命和财产 安全。针 对露天矿边坡滑 移工程治理 难题，以海州露天矿 北帮滑坡治理工程为例，首 先利用有限 差分软 件，建立海州露天矿 北帮边坡三维数值计算模型，然后 应用强度 折减法进 行计算，再后通 过 对边坡滑 移特征的研究，获 得了北帮各典型模拟区域
2、的安全系数，并在此基础上提出 削坡整形、泄水孔排水疏干、抗滑桩和锚杆 钢筋混凝土格构护坡等滑坡工程防 治措施，在施工中取得了良好的效 果，对类似工程项目有借鉴意义。关键词：海州露天矿；边坡防 治；数值 模拟；安全系数中 图分类 号：；文献标识码：文章编 号：（）卜 ，（，丄 ，？（：，？（）：，？，？，？：；收 稿日期 修回日期：责任编 辑：张素玉：基金项目：国家自然 科 学基 金资助项目（）；辽宁工程 技 术 大 学地下工程 灾害机理与控制创新团队基 金支 持 项目（）作者 简介：刘 页龙（），男，辽宁沈阳人，大 学本科。：通信作者：刘家顺（），男，辽宁铁 岭 人，博士，副教 授。：引用格式
3、：刘 页龙，陈 永生，付方 华，等海州露天矿 北帮滑 移机理及防治 措施建井技 术，（）：（）：議井技术斷牟卷引言近年来随翁山生爲环境的曰渐恶化，人们对生态文明的认识也逐渐加深因此，国内外学者对矿山边坡环境治 理迸行了食量的研究何满潮等在对延参遂：地膨胀性韓：岩边坡雨攀樯塌特怔分 析的？硝上提虫了岩体保湿、裂隙封闭和排水设施滑坡洽理的具体措施；邓焱等利三乘有限元软件和极限乎衡法，対海州露天矿雇窩边坡稳定：性及瘡坡机理进行了研究；刘文心墓于发患的矿山地廣衾的成类型茇诱发机制提出相逾的防治对策；杨可析了马官植矿山地质灾害的形成条件，形态及待性，提出了和应的渰理方案痛鹏飞在对安家岭露天矿酉侧排土场霧
4、际边坡的研究基础上，缙合 数值模拟分析方法对边坡进行稳定性分析，并总结和妇纳边坡失稳的主夢擊响离氣厨葦涵研究了感动载奉响下舊天矿边坡脔化效處评 价天矿边坡的稳定性；刘子眷揭出了一种碁于条带式控制开采技术的边坡治連方案；林登阁響以 山东稽菜州市仓上金矿北帮边玻为研究对象，采謂神雨络建立了 边坡变形失稳时间预襟型并磁用窜言弟制了相 应的針蓂机截序；，为快速、准确地预铡预报边坡稳定性提供了有效手段；周 子涵等？构痛了边坡系统的能邐耗散突变判别准厕；靳智義对 内外多个露茏矿边坡稳的实情況进行分析，并毪此塞础上撵出了几种蛊坡治理的方法和监测段？石广样以胜利鳝：天媒矿南端帮滑 坡为工茜实钶，制蜜了一种软翁
5、边坡 滑 坡的治理施工程序；杜財貴提出了太型露宠矿山边坡稳定性糈度评价方法；等：告翁体學衡能分析及离散元数偉模方法边坡预应力锚杆抬理方法进行分析和评定；张峰了一种利用啬帮方法￥行猾 坡防濟的揞施；刘志华結合吝采不闻边坡工農特征，提出了含理的霍林河北露无煤矿边玻稳定性控制方案？年梅州灣養矿姻霖建處輝攀矿山会，之前因矿山开发、煤 炭开采等遗留下来的工輕和生态环境问题也日突出，中尤以海州矿北帮边坡滑坡的防治輝题獄为严重由于海州矿独特的地理位釐和特征（甫北帮长：度大，地势复杂？地理环境较，在？对其北箝：边坡进行多次治理爵，変形仍在继续，面且出现了持续的变化滑移和防护结构 硖损；等何因此加强对露：天矿边
6、坡樯移机理及隹因拿的研究，对制定相迨的獪捩防治措施？具會薰夢的程应用价值，海州露天矿北帮边坡工程概述边坡螯状况海州露天位宁省阜新市细拥亩部其西南帮坡脚 陡峻（平均坡 脚大益，北 帮坡脚相对平缓（平均坡脚介于？之间商帮和北帮地质条件复杂主要为凰层边坡，？含软蜀夹遍坡体靈形显著，为主要的：滑 坡，在餐：过多年的大规？模集中开棄后，形成一个东长约，、北宽；，灣食：采寒度约长梅深凹翥禾坑北帮现权如如年，陆鏤了一系列综孴治瑾：如海州矿一期、一期 续怍、二期鐵建及，兰期工程等）。过诒理后 虽有显著成效？但由帮暴典型的层边坡？且总边坡角为？如。，边坡食害醫金應：屬仍 然：存崖要的清食：警姻现：穩个鷹域；？亦
7、霸？侧？麗域，食量煤矸石雜放形成不规则的边坡堆载，致使较尤范围的土体：滑坡，如图）所示丨愈帮侧域，地菌出现大駑裂缝和明显的沉陷、引起则？格构大变藤旦坡顶严生滑坡織缝審，的滑坡迹象，如圆所北帮东 部格构区现状翁袭矿浦破坏现餘蘩期菰页龙身餘规鏡无：矿北着滑積机雜：通狳措施？北聲遠坡滑坡裰式及攀响因素边坡潜坡截式在擊边據巨貪？蒗围内赛在一？敏弱夹長，且分布的坡面角度近似柑等坡体受刻排堆载、井下开采爆破振动外部环境影 响时，坡体将产生勘软弱类的涪移运动？特别是软弱夹屋范内的岩体表现出显着的流变特性在长期 荷载作 用下堪焉面丨旬的強流聋性岩体将产生沿调鳥向下的餘滑变形西虚力集中在坡脚附近鸯生馨曲变藤最终
8、痕 变为工程扰动鑼变潰移雜坡脚像量曲破坏边坡：变形破坏可分为三个阶段？：轻微弯曲阶段、强，烈曲和隆起阶段以裂面贯通边坡阶段，分别如？，一客裏激边最露堆？体绔一貴鑛擊：本图边坡滑栽，魏勝酿坏过程北帮不食定划分及滑坡机通受到坡 面无序堆载、部分地下采空和！断层割等爾素的影响，海州露天矿北帮 边坡仍 存？部不稳鬼，）西部不歡定区部不稳定油范围 为？，位果场北帮西侧垄衰电厂处，其愈围内存赛太暴排土堆土龠载，滑坡形式为典型的推动式滑坡滑坡由松散堆填体的内戠开始形成？并切断原边坡墨岩，沿風层滑动？霄本稳重区。尊不歲蠢 的范；？廉域产生潸坡的主果康因 包括：（排土和地乘垒民造成局部边坡稳定性降低，坡顶出现较
9、多的寒缝安衾系数低，存在滑坡患媒矿在生产中产幾的地下采空和人防工程造成边坡肩：部地菌沉陷湘北帮现有的格构破：综上所述、海姻巋无矿北帮边坡由宁爱到排土堆载、地下幵篆，放炮振动和长期荷藥流寶等作用，其长斯稳定性遭到破坏，靡蕾针对海洲矿北帮边坡稳定性间题开展滑坡机理分析，以便采取相處的程髮害访治措施海州露天矿边坡数值分析模型建立针对海州露天矿北帮 边坡范？太地质 构造异的特處，采用更符合实情況三维地廣力学檩型来模拟蛊坡寶形和 应力分布特本戈根据该矿北帮实海情况，通过分区摸思路、采用額麵減件迸行魏囊模塑雜麗前后施加方向的位穆约東，向贏部边界施加方向的位移约束；，顶部为由面，郞翁边界弁应用强度折减法进计
10、算。繁值计雾模遗如图，所黎偉背塵建井技术 年 第卷，数值模拟结果及分析图（）和（）分别为北帮边 坡数值模 拟所 得的二维最大位移云图和剪切应变 增量云图。：丨 （）最大位移云图？：（：（剪切应变增：图北審徽值猿魏譜虫图可知，北帮中部 在潰动爾？主要沿软厨结构面产费移，软弱绪构？部分岩体几乎沒春瘦？位移？大僮龙生边坡坡面中下部和坡脚位蹙这是周：为在边坡坡体爲重作 用下下滑力趨过了软蔚结构面所能提供的抵抗下滑力从而致软辑结构面以上土体的潰巷而软跼结构两下部分岩体在长期地质构違运动 和多年沉积的作甩下其坡体銓处宁稳定状态，此不金产（可知，玻 体爾愈翁增鼉巖太截（繁愈麻戡脚，处）为疝，斑埤滑坡体雀作用
11、下象堂沿调弧状剪领滑移面的滑动，边坡 破坏！麗由剪切：證：变丨起采用强度折戚法计算，辱劐北帮各典型域的安全系数，结果见表表北帮典型区域安全系数计算 结果区域代爾商齊蠢慕东部和西部边坡处宁不稳定和欠稳宾状态，中部斑坡处于，级亀走餐全状翁海州露天矿 滑坡防治建议 及措施結合数值模拟分析结果可知北帮盡都地面沉陷匡和西部边坡排土边坡处于不定和欠稳定状态，难以满足规范要求￥響要针对性地制定相愈的滑坡：程理掊施西部边坡排土区滑坡治理方案：西部边坡排土区潰坡的壤康棊排土场堆载和臟层边坡软國此该园主要爵理權施为爾部内排的边坡迸行坡减麗、畫形？忠坡爾保持在之间；）针对边坡乘的麗层域，应进锚索加）梅据各辑层的位置
12、，确定超过腾层的超长泄 水孔孔位？幷利用泄水孔对边坡进行排水疏千，确保其在无水条件下的稳定系 数尤于对乎曾绦固排土体滑坡沿骚崖基底滑动 的北帮西部？区滅翁本參餘东？域，？确：保部逾坡輕萣的前提下，在边玻藤窟以布韻：两排抗滑桩进行边坡加固。杭滑桩设置分布如图鹏东部地面滅翁 区滑坡治理方案：由于北靜东 部地 面沆区的局部域边坡坡土层度较太且节理袁盲，表层上事翁被破坏严篥。待别是多南拿在爾水的冲刷作甩，边坡表面：发生冲沟和表层土体流失。因此在此域，采用锚杆钢筋混凝，土箱构护坡进行涪纏。锚杆钢筋裩凝土：格构设置如图？所沄攀舟播杆钢筋凝土格构护坡后效臬戽著，为坡面绿化提供了基础 条件和作业吋處夏敎酋结论
13、轉区东 部区 由表可 知：北帮西部稳定安全系数？；中部边 坡 稳定安全系数？；东部边 坡 稳定安全系数？。根据建筑边坡工程技术规范（产，利 用有限元软件，建立海州露天矿边坡三维数值计算模型，通过对北帮边 坡滑移特征的研究，提出了有 针对性的削坡整形、泄水孔排水疏干、抗滑桩和锚杆钢 筋混凝土格 构护坡等防治措施，解决了该矿北帮滑坡工程治理的关 键 技术难题，为同类工程提供了参考。参 考文献：丄何满 潮，张 金风，金永军，等延 吉盆地膨 胀性软 岩边 坡雨 季表层 滑 塌 稳定性分 析建井技 术，（）：邓焱，郝喆，尹亮 亮，等露天 矿逆层 高 边 坡 稳定性及滑第期刘 页龙，等：海州露天矿北帮滑移
14、机理及防治措施压顶梁钢筋混凝土格构、基础梁、锚杆：謂口：口图锚杆钢 筋混凝土格 构设置坡机理分 析采 矿技 术，（）：刘 文心山东 平邑地区某 矿山地质灾 害 成因类型与 防 治对策世界 有 色 金 属，（）：杨可矿山地质灾 害 治理方案研究世界 有 色 金 属，（）：陈 鹏飞安家岭 露天 矿 西排土场边 坡 稳定性分 析及安全评价露天 采 矿技 术，（）：周子涵，陈 忠辉，王建明，等爆破荷 载作用 下露天 矿 边 坡 稳定性的突 变研究岩土力 学，（）：刘子春，韩猛扎尼河 露天 矿 边 坡 治理措施与效果煤炭科学技 术，（增 刊）：林登阁，王以功，宋克 志岩 质边 坡 变 形 失 稳预测预报
15、的神经网络模型建井技 术，（）：周子涵，陈 忠辉，张 凌凡，等基于能量原理的露天 矿 边 坡 开挖稳定性 突 变研究岩土力 学，（）：靳智明探讨露天 矿山的边坡治理安全技 术内蒙 古科技与经济，（）：丄丄石 广 洋，吴云飞，黄月军，等胜利露天煤矿 南端帮 边 坡 失稳 治理方案露天 采 矿技 术，（）：杜时 贵大型露天 矿山边 坡 稳定性 等精度评价方法岩石 力 学 与工程学报，（）：（，（）；张峰黑山头露天煤矿 采场 裂隙区边 坡 稳定性评价与 治理技 术研究中 国矿山工程，（）：刘 志 华，陈永祥，邹 天旭霍 林河北露天煤矿 边 坡 稳定预防及治理措施露天 采 矿技 术，（）：丄 ，建 筑边 坡工程技 术规范