边坡动态控制技术

倾倒滑移变形的边坡变形剧烈，变形量大，变形影响范围广，对坑内和地面的工业设施破坏严重，近年来抚顺西露天矿和小龙潭露天矿均发生此类边坡的变形破坏实例。边坡存在不对称的向斜构造，向斜轴倾向边坡内部，向斜一翼岩层倒转陡倾，另一翼岩层倾角平缓；岩层中夹有多层软弱夹层呈软硬相间的互层结构。当边坡角加陡到一定限度后，边坡将发生倾倒滑移变形。向斜一翼倒转陡倾岩层被软弱夹层分割成独立的岩柱，在岩体自重作用下发生倾倒，自上而下逐块传递倾倒力，在倒转岩层倾倒力的作用下，另一翼岩层发生沿弱层的顺层滑移，其结果导致倾倒岩层进一步发生倾倒变形 。

座落式变形破坏一般发生在近水平和缓倾的岩层中，其变形破坏周期较短，并有分条块向外扩展的趋势，对露天矿的安全生产危害较大。平庄西露天矿、新疆三道岭露天矿、内蒙古胜利煤田的红旗露天矿、安太堡露天矿均发生过此种类型的滑坡。边坡下部赋存有水平顺坡向或反坡向的缓倾斜软弱岩层（倾角3°-5°），其上为胶结程度较差的岩层或碎裂结构的硬岩层，当边坡角和边坡高度达到一定限度后，在岩层自重应力作用下，将发生沿弱层滑移的座落式滑坡。

20世纪80年代以来，随着边坡监测工作的开展，发现边坡在到界的过程中，不同程度都在发生变形，有些边坡由变形而发展到破坏。因而研究边坡变形破坏规律，将为边坡变形的动态控制奠定基础。露天煤矿边坡主要由沉积岩层组成，而且含有粘土质较多的软弱岩层和断层破碎带，这些软弱结构面遇水软化并呈塑性状态，具有明显的流变特性。软弱结构面与边坡面的组合关系，就构成了不同的边坡变形破坏类型，弱层的流变特性是边坡变形破坏的根本原因，地下水压的变化可促使或减缓变形破坏的发展。

露天矿边坡的服务年限是有限的，在边坡的服务年限内，对边坡变形发展趋势进行预测并采取措施控制边坡变形的发展，使其不影响露天矿的正常生产，以最少的投入获得最大的经济效果，这就是边坡动态控制的任务。

我国露天煤矿曾先后发生过多种类型的边坡变形破坏。如：顺层变形破坏，倾倒滑移变形，座落式变形破坏，沉陷滑移变形等 。

顺层变形破坏是露天煤矿常见的一种边坡变形破坏类型，一般发生在底板帮，我国一些主要露天矿如抚顺西露天矿、海州露天矿、平庄西露天矿、小龙潭露天矿均多次发生此种类型滑坡。

断层下盘的边坡岩体沿着力学强度低的有流变特性的层滑移变形。在滑移段岩体的推力下，断层破碎带发生挤压变形并产生侧向挤出，造成坡面隆起。在断层带挤压和压缩变形过程中，滑移段的推力逐渐通过断层破碎带传递至断层上盘的锁固段。随着锁固段的剪应力不断增大，其岩体发生渐进式剪切变形和破坏，一旦剪切面贯通，将会发生滑坡。

沉陷滑移变形的边坡处于井工开采的岩移范围内，且赋存有与坡面顺倾向的软弱夹层，当边坡角加陡到一定限度后，在井采岩移过程中，有可能发生沿弱层的沉陷滑移，使井采岩移范围扩大，甚至会导致滑坡。抚顺西露天矿E800滑坡，E800-E1300的沉陷滑移变形以及海州露天矿北帮F1断层区边坡的顺层滑移变形都属于这种类型 。2100433B

《渗流作用下露天矿边坡动态稳定性及控制技术》系统总结作者在抚顺西露天矿北帮边坡稳定性研究方面的科研成果和工程实践。书中结合我国露天煤矿边坡稳定性研究的现状和发展趋势，以抚顺西露天矿北帮边坡稳定性工程实践为例，系统揭示了降雨渗流下露天矿边坡蠕动变形发展规律，建立了蠕动边坡稳定性动态控制技术体系，提出了“根据弱层的蠕变特性掌握动态变形发展规律、疏干排水控制雨季水压动态变化减缓加速变形、以采矿方案的调整和内排跟进为主并适当的加固措施为辅的”动态控制技术方法进行边坡稳定性动态评价，同时介绍了治理工程及效果。

《渗流作用下露天矿边坡动态稳定性及控制技术》可供地质、水利、交通、采矿、国防等从事岩土工程的生产、科研人员参考，亦可作为高等院校工程地质、水利工程、采矿工程、岩土工程等专业研究生的教学参考书。

《露天矿山边坡和排土场灾害预警及控制技术》内容包括露天矿山边坡和排土场灾害预警技术研究现状、露天矿山边坡和排土场灾害预警的基础理论、露天矿山边坡和排土场灾害预警指标体系、露天矿山边坡和排土场灾害预警指标的权重研究、露天矿山边坡和排土场灾害预警方法及应用。

《露天矿山边坡和排土场灾害预警及控制技术》结合实际建立了预警系统，并以试验为依据提出了滑坡控制技术，内容非常实用。

《岩石力学与工程研究著作丛书》序

《岩石力学与工程研究著作丛书》编者的话

序

前言

第1章 露天矿边坡稳定性研究评述

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状及分析

1.3 露天煤矿边坡动态稳定评价及控制内容

1.4 本书主要研究内容

参考文献

第2章 抚顺西露天矿蠕动边坡变形特征

2.1 抚顺西露天矿采矿、地质条件

2.2 抚顺西露天矿水文地质条件

2.3 矿区防排水系统及水文地质测试

2.4 抚顺西露天矿北帮西区蠕动边坡变形特征及破坏机理

2.5 “倾倒滑移”力学模型及稳定性分析方法

参考文献

第3章 软弱夹层蠕变力学特性及动态演化机理

3.1 软弱夹层蠕变规律的研究方法

3.2 软弱夹层流变实验方法及主要方程

3.3 抚顺西露天矿褐色软弱夹层流变特性试验

3.4 软弱夹层长期强度

参考文献

第4章 边坡岩体渗透特性及水压分布特征

4.1 露天矿边坡岩体渗流特性

4.2 边坡岩体水压分布特征

4.3 边坡岩体结构面渗透特性分析方法

4.4 边坡岩体渗流模型及数值计算

4.5 边坡岩体水压和渗透特性现场测试

参考文献

第5章 边坡岩体疏干排水机理及控制技术

5.1 岩体渗流排水机理数值模拟

5.2 岩体渗流排水控制技术原理

5.3 抚顺西露天矿北帮西区边坡疏干工程实践

参考文献

第6章 蠕动边坡稳定性分析方法及动态控制技术

6.1 蠕动边坡稳定性分析方法

6.2 蠕动边坡动态稳定性分析结果

6.3 露天矿边坡主要加固方法

参考文献

第7章 抚顺西露天矿北帮西区治理工程实践

7.1 北帮边坡动态控制设计整体思路

7.2 工程布置方案

7.3 实施效果模拟分析

7.4 监测结果分析

7.5 小结

参考文献

第8章 结论和展望

8.1 结论

8.2 展望

作者简介 2100433B