海州露天矿矿山地质环境治理理论与技术

前言

第1章 海州露天矿及其重大矿山地质环境问题

1．1 海州露天矿的建设历程

1．1．1 海州露天矿建设的历史进程

1．1．2 海州露天矿的发展现状

1．1．3 海州露天矿国家矿山公园建设

1．1．4 海州露天矿的发展展望

1．2 海州露天矿煤炭资源开采综述

1．2．1 区域成矿特征及地质背景

1．2．2 阜新的煤田地质特征

1．2．3 阜新矿区的煤炭资源开采

1．2．4 海州露天矿的煤炭资源开采

1．3 区域地理及地质条件

1．3．1 地理位置及交通

1．3．2 气象水文

1．3．3 地形地貌

1．3．4 地史演化

1．3．5 地层与地质构造

1．3．6 新构造运动与地震

1．3．7 工程地质特征

1．3．8 水文地质特征

1．4 海州露天矿的重大矿山地质环境问题

1．4．1 滑坡、泥石流

1．4．2 地表变形

1．4．3 残煤自燃

1．4．4 大气污染

1．4．5 水环境灾害

1．4．6 周边地采冲击地压

1．4．7 地下采空区

1．4．8 生态环境破坏

1．5 海州露天矿矿山地质环境治理工作简述

1．5．1 治理历程

1．5．2 典型治理工程

1．5．3 治理工作方案

第2章 海州露天矿工程地质勘察

2．1 露天矿工程地质勘察技术

2．1．1 工程地质测绘与调查

2．1．2 勘探与取样

2．1．3 岩土水试验与原位测试

2．2 海州露天矿的地质构造调查

2．2．1 地质构造特征

2．2．2 褶曲构造

2．2．3 断裂构造

2．2．4 弱层特征

2．2．5 工程地质分区

2．3 海州露天矿断层区工程地质勘察

2．3．1 勘察区概况

2．3．2 工程地质勘察

2．3．3 水文地质勘探

2．3．4 勘察结果分析

2．3．5 断层区环境地质调查及分析

2．4 海州露天矿北帮边坡工程地质勘察

2．4．1 工程地质勘察工作布置

2．4．2 勘察区工程地质及水文地质条件

2．4．3 勘察图件

2．4．4 环境地质调查及分析

2．5 海州露天矿南帮边坡工程地质勘察

2．5．1 工程地质勘察工作布置

2．5．2 勘察区工程地质及水文地质条件

2．5．3 勘察图件

2．5．4 环境地质调查及分析

第3章 海州露天矿岩石物理力学性质试验

3．1 含煤岩系的岩石物理力学性质

3．1．1 岩石物理力学性质指标

3．1．2 含煤岩系岩石物理力学性质影响因素

3．2 海州露天矿含煤岩系岩石物理力学性质试验

3．2．1 一般岩石物理力学性质试验

3．2．2 软弱层岩石物理力学性质试验

3．3 海州露天矿北帮（含断层）岩体强度试验

3．3．1 岩体原位试验

3．3．2 海州露天矿北帮（含断层）岩体大三轴抗剪强度试验

3．3．3 海州露天矿北帮（含断层）岩体强度综合评价

3．4 海州露天矿南帮岩石（体）力学性质试验

3．4．1 南帮浅部坚硬岩石的力学性质试验

3．4．2 南帮浅部软弱岩石（体）的力学性质试验

3．4．3 南帮深部岩石（体）力学性质试验

3．4．4 南帮岩石（体）抗剪强度试验指标的选取

第4章 海州露天矿边坡稳定性研究

4．1 边坡稳定性分析方法综述

4．1．1 极限平衡法

4．1．2 数值计算法

4．1．3 不确定性分析法

4．2 海州露天矿边坡稳定的极限平衡分析

4．2．1 极限平衡法基本原理

4．2．2 海州矿边坡稳定性计算参数

4．2．3 海州露天矿北帮顺层边坡极限平衡分析

4．2．4 海州露天矿南帮逆层边坡极限平衡分析

4．3 海州露天矿边坡稳定的有限元数值分析

4．3．1 基本原理

4．3．2 海州露天矿南帮三维地质力学数值模型及参数确定

4．3．3 海州露天矿南帮三维边坡模型建立及模拟

4．3．4 海州露天矿南帮边坡残煤自燃数值模拟分析

4．3．5 小结

4．4 海州露天矿边坡稳定性的智能分析方法

4．4．1 基本原理

4．4．2 神经网络预测安全系数

4．4．3 神经网络预测滑坡位置

4．4．4 基于神经网络方法的边坡治理分析

4．4．5 小结

第5章 海州露天矿北帮顺层岩质边坡工程治理

5．1 顺层岩质边坡治理技术

5．1．1 抗滑挡墙

5．1．2 抗滑桩

5．1．3 锚杆（索）

5．1．4 防排水工程

5．1．5 减重反压工程

5．1．6 注浆加固

5．2 海州露天矿北帮顺层岩质边坡治理分析及设计

5．2．1 分析及设计思路

5．2．2 削坡平盘工程

5．2．3 锚索加压坡脚工程

5．2．4 排水疏干加压坡脚工程

5．2．5 抗滑桩工程

5．2．6 锚杆钢筋混凝土格构护坡工程

5．2．7 挡墙工程

5．2．8 截排水工程

5．2．9 注浆灭火工程

5．3 海州露天矿北帮顺层岩质边坡治理施工

5．3．1 施工组织设计编制

5．3．2 削坡平盘工程

5．3．3 锚索工程

5．3．4 抗滑桩工程

5．3．5 锚杆钢筋混凝土格构工程

5．3．6 挡墙工程

5．3．7 泄水孔工程

5．3．8 截排水工程

5．3．9 注浆灭火工程

第6章 海州露天矿南帮逆层岩质边坡工程治理

6．1 逆层岩质边坡治理技术

6．1．1 削坡压脚

6．1．2 坡脚加固

6．1．3 中部加固

6．1．4 坡面封闭

6．1．5 截排水系统

6．1．6 注浆加固

6．2 海州露天矿南帮逆层岩质边坡治理分析计算

6．2．1 削坡治理原则及方案

6．2．2 极限平衡分析

6．2．3 有限元分析

6．3 海州露天煤矿南帮逆层岩质边坡治理设计

6．3．1 削坡、平盘及压脚工程

6．3．2 锚索工程

6．3．3 挡土墙工程

6．3．4 注浆灭火工程

6．3．5 废弃矿井及采空区回填工程

6．3．6 截排水工程

6．4 海州露天矿南帮逆层岩质边坡治理施工

6．4．1 削坡平盘及压脚工程

6．4．2 锚索工程

6．4．3 挡土墙工程

6．4．4 注浆灭火工程

6．4．5 废弃矿井及采空区回填工程

6．4．6 截排水工程

第7章 海州露天矿水环境灾害分析及防治研究

7．1 地下水污染扩散规律研究

7．1．1 污染物迁移转化基本理论

7．1．2 海州矿区域地下水污染扩散规律数值模拟

7．2 露天边坡水渗流稳定研究

7．2．1 边坡稳定性分析方法

7．2．2 水位变化诱发的滑坡

7．2．3 静水压力和动水压力

7．2．4 稳定系数定义

7．2．5 模型的建立

7．2．6 小结

7．3 水环境灾害防治研究

7．3．1 现有防治系统

7．3．2 闭坑后停止抽水的聚水成湖预测

7．3．3 闭坑后的水环境灾害防治对策

第8章 海州露天矿生态修复技术研究

8．1 露天煤矿边坡生态修复治理技术综述

8．1．1 露天矿边坡绿化的意义及作用

8．1．2 边坡绿化设计原则及流程

8．1．3 边坡绿化主要方法及施工工艺

8．2 露天煤矿废弃地土地复垦综述

8．2．1 露天采煤引起的土壤生态退化

8．2．2 露天煤矿废弃地土地复垦技术

8．3 海州露天矿矿山环境生态修复治理

8．3．1 海州露天煤矿矿区土壤现状

8．3．2 海州露天矿北帮顺层边坡生态修复治理

8．3．3 海州露天矿南帮逆层边坡生态修复治理

8．3．4 海州露天矿排土场土地复垦设计

8．4 结论

第9章 海州露天矿边坡稳定性监测

9．1 露天矿边坡稳定性监测技术综述

9．1．1 露天矿边坡监测方法发展现状

9．1．2 露天矿边坡稳定性监测设备发展现状

9．1．3 现有监测方法及设备存在的问题剖析

9．2 海州露天矿边坡稳定性监测

9．2．1 监测目的

9．2．2 监测网点布设原则

9．2．3 地表位移监测方法与网点布设

9．2．4 深部位移监测方法与网点布设

9．2．5 应力监测方法与网点布设

9．2．6 地下水监测方法与网点布设

9．2．7 监测人员、仪器及周期

9．2．8 监测数据统计分析

9．3 海州露天矿边坡变形原因分析及采取措施

9．3．1 变形原因分析

9．3．2 应采取的措施

第10章 海州露天矿矿山地质环境治理工程竣工验收

10．1 竣工验收程序与组织要求

10．2 竣工验收内容及质量检验标准

10．2．1 土质边坡削坡平盘工程

10．2．2 岩质边坡削坡平盘工程

10．2．3 非预应力锚杆（索）工程

10．2．4 预应力锚杆（索）工程

10．2．5 砌体挡土墙工程

10．2．6 抗滑桩工程

10．2．7 边坡喷射混凝土防护工程

10．2．8 钢筋混凝土格构锚固工程

10．2．9 注浆灭火工程

10．2．10 回填压脚工程

10．2．11 砌石及}昆凝土边坡排水工程

10．3 工程质量检验评定方法

10．3．1 治理工程质量评定

10．3．2 分项工程质量评定

10．3．3 单位工程质量评定

10．4 治理工程量统计

10．4．1 一期工程（2005～2008年）

10．4．2 二期工程（2009年）

10．4．3 三期工程（2011～2012年）

10．5 治理图集

10．5．1 治理前图片

10．5．2 治理施工图片

10．5．3 治理现状图片

10．5．4 后续治理图片

10．6 治理影响及相关分析

10．6．1 治理影响分析

10．6．2 资金筹措分析

10．6．3 项目质量保证措施

结束语

参考文献

参考资料2100433B

《海州露天矿矿山地质环境治理理论与技术》共分10章。内容包括：海州露天矿及其重大矿山地质环境问题、工程地质勘察、岩石物理力学性质试验、边坡稳定性研究、北帮顺层岩质边坡工程治理、南帮逆层岩质边坡工程治理、水环境灾害分析及防治研究、生态修复技术研究、边坡稳定性监测、矿山地质环境治理工程竣工验收等诸多方面。《海州露天矿矿山地质环境治理理论与技术》强调工程实用性，所建立的研究思路和方法可为矿山地质环境治理研究、生产和教学有较大参考价值。

《海州露天矿矿山地质环境治理理论与技术》可供矿山、地质、岩土、安全、环境等系统的工程技术人员及相关专业的高校师生参考。

1、露天矿控制测量

露天煤矿的控制测量包括平面控制测量和高程控制测量，平面控制测量分为基本控制网测量和工作控制网测量两类。基本控制网应根据露天矿坑四周的地形条件、采矿场的形状、采矿工作的发展方向以及在矿坑内建立工作控制网的方法等因素采用不同的方法来布置。地面三、四等三角网、边角网、测边网或一级小三角网、一级小测边网、一线导线网均可作为大型露天矿的基本控制网。小型露天矿可采用二级小三角网、二级小测边网或二级导线网作为矿区的基本控制网。布设露天矿基本控制网时，应尽可能满足下列要求：

(1) 应根据露天矿的地形条件，使控制点均匀分布在露天矿四周的边帮上； (2) 选择控制点时，应注意采矿场的轮廓和露天矿的边坡角度，使每个控制点能控制较大的范围； (3) 布设控制点时，应考虑采矿工作的发展方向和边坡的稳定性，使控制点能长时间的保存。

露天矿工作控制网分为两级，Ⅰ级工作控制网是在基本控制网基础上的加密，Ⅱ级工作控制网是在Ⅰ级工作控制网或基本控制网基础上的加密。通常用的方法主要有交汇法和断面线法。

露天矿的高程控制也分为基本控制和工作控制两大类。地面三、四等水准点均可作为高程的基本控制点，等外水准点可作为小型露天矿的高程基本控制点。

露天矿的高程工作控制也分Ⅰ、Ⅱ两级。Ⅰ级是在基本高程控制点上的加密，Ⅱ级是在基本高程控制点或Ⅰ级工作高程控制点基础上的加密。露天矿的工作高程控制路线一般应布设成环形网、附合路线或结点网，在困难地区，也可采用支水准路线，但支水准路线的长度不应超过同等精度附合水准路线长度的1/4。

露天矿的工作高程控制一般是与平面工作控制同时进行的，平面工作控制点同时也是高程工作控制点。其测量方法可采用水准测量或三角高程测量。

2、露天矿生产测量

在露天矿的日常生产过程中，必须及时测定采剥工作面的位置，验收采剥工作面地规格和质量，计算岩石的剥离量和矿物的采出量，这些测量工作统称为采剥场验收测量。为了检查生产任务的完成情况，计算实际采剥比，及时填绘有关矿图，验收测量必须按旬，半月或月进行。 采剥场验收测量的主要任务

(1) 及时、全面地测量采剥进度并绘制成图；

(2) 按区域、阶段平盘、工程项目、电铲号等计算实际采剥工程量； (3) 在验收测量图纸上量取实际工程技术指标。

3、露天矿矿图

为了反映露天矿地面的地物、地形、采剥工程情况和矿体的埋藏情况，合理地进行采剥工程设计，科学地今夕生产指挥和管理，露天矿也要绘制一整套的矿图。

露天矿的基本矿图有以下八种：

(1) 矿田区域地形图，比例尺为1∶1000或1∶2000； (2) 工业广场平面图，比例尺为1∶500或1∶1000； (3) 分阶段采剥工程平面图，比例为1∶500或1∶1000； (4) 采剥工程断面图，比例尺为1∶500或1∶1000； (5) 采剥工程综合平面图，比例尺为1∶1000或1∶2000，也可加绘1∶5000的；(6) 排土场平面图，比例尺为1∶1000或1∶2000，也可加绘1∶5000的；(7) 防排水系统图，比例尺为1∶1000或1∶2000，也可加绘1∶5000的； (8) 排水井巷平面图，比例尺为1∶1000或1∶2000。

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