采矿形成高陡边坡稳定性综合分析方法研究以山

0 引言

露天矿的开采，会形成众多大小不一的岩质边坡或土质边坡，很多边坡因开采过程的不规范，对边坡下部建筑或人员形成了不同程度的威胁。因此，对边坡的稳定性分析，是矿山地质灾害治理工程设计工作中必不可少的组成部分，对其发育特征、破坏类型、形成原因及稳定性的研究具有十分重要的意义（冯君等，2005；汪旭涛等，2006；黄润秋等，1991；Wang Jun-Jie，2014），不稳定边坡形成原因和相关的影响因素有许多学者进行过研究和探讨（杨彪和李长冬，2007；孙国富等，2003；陈从新等，2007；王建华等，2007；刘立平，2000）。

赤平投影法是定性分析岩质边坡稳定性的方法之一，可以直观的表明各组结构面的组合关系，而岩质边坡的稳定性主要取决于岩体发育结构面的性质及其与边坡的空间耦合关系（石根华，1977；孙玉科和古讯，1980）。合理使用赤平投影对项目区采矿形成的岩质边坡进行稳定性分析，能够为不稳定边坡治理工程的实施提供参考。对于土质边坡稳定性分析的方法有很多，其中瑞典条分法计算相对简单，适用范围较广，因此多用于工程建设的稳定性分析当中。现今边坡稳定性计算分析多利用分析软件进行，能够大大提高工作效率，其中对土质边坡的稳定性分析软件种类很多，理正边坡稳定性分析软件简单易用，是众多工程稳定性的首选（王杨兴和丘志杨，2020；钟燕茹，2019）。

本文就岩质边坡及土质边坡的边坡工程实例，依据相关规范及标准，通过赤平投影分析对岩质边坡进行稳定性分析，同时辅以稳定性公式计算的方式加以验证。利用理正岩土软件对土质边坡稳定性进行分析，得到不同工况下的稳定性系数，依照相关规范对其进行稳定性评价。针对岩质及土质两种不同类型的边坡进行稳定性评价，以期为边坡的稳定性研究和治理提供数据支持。

1 岩质边坡稳定性评价

1.1 评价标准及依据

用赤平投影法对岩质边坡进行稳定性分析时，需首先假定边坡岩体为刚性，仅考虑块体滑动力与抗滑力的作用，不考虑内部块体之间的应变，并忽略外力作用。在岩质边坡稳定性分析中，稳定性由各结构面的相互组合关系和结构面间的摩擦力共同控制，当结构面或结构面交线的走向与边坡走向相反时，边坡一般较稳定，当两者走向相对一致时，则需通过二者的倾角进行进一步分析（陈奇珠和董翌为，2013；张水兵等，2000；荣富强等，2020；唐胜传等，2018；张子新和孙钧，2002；谢良甫，2018；刘才华和陈从新，2012；孙玉科等，1988；孙璐伟和宋兰，2019）。对于边坡稳定性评价，可根据野外调查的边坡发育情况及赤平投影分析可进行定性-半定量的评价。

表1 边坡稳定性野外判别表

定性评价标准根据《地质灾害危险性评估规范》（DZ/T0286-2015）中对不稳定斜坡的调查要求，从斜坡的高度、坡度、组成斜坡的岩性、地下水的发育程度、斜坡的变形破坏特征等定性分析不稳定边坡的稳定性（表1）。

根据《工程地质手册》（第五版）（化建新和郑建国，2018）相关规定，对其稳定性进行半定量的分析评价，评价标准见表（表2）。根据基岩节理裂隙发育特征参数，将每一组地层层面、节理面、边坡坡面进行组合，若每组结构面组合评定结果均为稳定，则该边坡评价为稳定状态；若一些结构面组合稳定，另一些结构面组合基本稳定，则边坡处于基本稳定状态；若有任一组不稳定，则边坡不稳定。由此可以判断出影响边坡稳定性的主要因素。

1.2 案例分析

某矿山地质环境治理项目区内存在多处不稳定斜坡隐患点，其中包括岩质边坡及土质边坡，其破坏形式主要以错断式为主。根据野外勘查，勘查区内高陡边坡多为采矿开挖形成的开采创面，岩体结构面较发育、岩体破碎，采坑西侧出露煤层底板形成顺向岩质边坡，采坑东侧顶板围岩形成逆向岩质边坡。本文选取其中具有代表性的岩质边坡及土质边坡进行稳定性分析。

表2 边坡稳定性分级及评价标准

勘查区的某岩质边坡YBP01 坡高18～36 m，坡宽59.35 m，坡向160°，坡度58°，为顺向斜交坡，坡脚处坡度较缓，堆积少量废渣，坡底无地表径流，岩体干燥；坡体整体高陡，局部临空，坡面裸露，坡体出露砂岩、炭质页岩，岩层节理裂隙发育。边坡后缘未见裂缝发育，无积水。该边坡岩层产状：110°∠40°，岩层中两组节理产状分别为J1：210°∠65°和J2：170°∠50°，节理密度均为2～5 条/米。根据表边坡稳定性野外判别表的相关内容，结合该岩质边坡的发育特征情况，可以初步定性分析该边坡的稳定性较差，但仍需要通过赤平投影法对其稳定性进行进一步分析。

文章来源：《山西化工》 网址: http://www.sxhgzz.cn/qikandaodu/2021/0302/756.html