煤矿地面边坡稳定性分析.pdf

2020年第5期西部探矿工程 * 收稿日期 2019-09-19 作者简介 王浩 （1990-） ， 男 （汉族） ， 陕西合阳人， 助理工程师， 现从事煤矿地面建设工程管理工作。 煤矿地面边坡稳定性分析 王浩* （陕西陕煤黄陵矿业有限公司一号煤矿， 陕西 延安 727307） 摘要 为更好的保障煤矿地面财产不受滑坡损害， 以某煤矿为例， 介绍了其地形地质情况， 分析了 其工业广场办公楼后边坡情况， 并探讨了该矿边坡的稳定性情况， 通过对该矿煤矿边坡稳定性的分 析， 有助于更深入的研究类似地质条件下煤矿边坡的稳定性， 进而更好地保障煤矿人员财产安全。 关键词 煤矿； 地面边坡； 稳定性； 财产安全 中图分类号 TD22 文献标识码 A 文章编号 1004-5716202005-0030-02 陕西省拥有丰富的煤炭资源， 从该省几大煤田的 分布状况来看， 煤矿大多位于东西两大山脉之上， 因此 大多数煤矿都处于山脚之下， 只是一些煤矿井田区域 及其周围地形的坡度都比较平缓， 但是一部分煤矿工 业广场或者地面建筑物都会受到地质灾害不同程度的 影响， 其中， 边坡滑坡具有较大的危害性。在实际工作 中， 很多煤矿已经由基建开始来扩建工业广场， 有些在 河谷之中建设相应的通廊等， 出现了边坡放坡的不合 理施工， 对周边的地形因素没有加以考虑， 降雨冲蚀着 地表、 洪水影响着边坡的坡脚等诸多因素导致边坡的 稳定性随之逐渐变差， 从而导致滑坡事故的产生。在 此， 通过运用实际案例来分析边坡的稳定性。 1某煤矿地形地质情况 某煤矿地处于桥山脚下的沮水河畔。井田内部地 表的形状呈现为侵蚀性中低山地貌， 北西的走向则表 现为沟谷发育， 沟谷之间存在黄土梁、 赤相隔， 小支沟 地处于沟谷的两侧， 呈现出树枝形状， 井田的地理构造 较为复杂， 其多表现为西北低、 东南高， 其最高点处于 东南区域的山梁上， 最低点处于西南区域西北边界的 沟谷之处， 这两点的标高分别为1431.5m和1160m， 其 相对高差的最大值为271.5m。 井田的地表大多被第四系及新近系层所覆盖， 仅 仅在沟谷之中存在一小部分基岩显现出来。 新近系层上面的新统地层有11.5570.90m， 厚度 的平均值为37.51m， 下部洪积相则为半胶结状砂砾层； 上部的湖泊相及洪积相则是红色粘土， 中部冲积相则 是由砾岩、 砂土、 粘土及粘土岩。 2某煤矿工业广场办公楼后边坡情况及稳定性计算 某煤矿的工业广场地处沟谷之中， 根据工业广场 的平面图可知， 目前本煤矿所运用的办公楼地处人工 挖掘的山坡下面。通过将办公楼放在相应的地质地形 图上面， 可以发现该办公楼北东方位的山坡上都是第 四系地层， 办公楼前端的标高为1285m， 该地基已进入 到了第三系上部。因此可以将北东侧的边坡定为土体 边坡。 对工业广场的平面图进行实际测量， 并由办公楼 后侧的东北角开始， 沿着相应的角度来编制剖面图， 详 见图1， 其比例尺为1 ∶1000， 坡高大约为80m。由图1 可知， 中间部位的坡度为5530′， 若将1292m和1352m 两个标高点进行连线， 其坡度为 4820′， 将 1310m 和 1344m两个标高点进行连线， 其坡度为51， 而且分级 削坡不具备合理性， 也不显著。此外， 1352m标高点之 上的坡度较为平缓， 因此， 可以将该土坡简单地看作是 坡趾在1290m的标高点、 坡肩在1360m的标高点， 并且 坡顶为相应的粘性土坡， 根据分类可知， 它为高边坡和 急坡边坡。 根据经验类比法所给出的相关数值， 对于软油性 粘土、 湿松散黄土、轻重砂质粘土， 若其边坡高于90m 的时候， 其稳定角处于2130； 而对于一些片状土、 重砂质粘土、 块度为90mm的砾石， 其边坡的高度低于 90m的时候， 稳定角保持在3043。对于坡体高度超 出50m的砂质粘土， 其崩塌的角度为4045； 对于相 应的亚粘土， 其崩塌的角度为4550。一般状况下， 崩塌角要比滑动角大， 而粘土存在的内摩擦角则为20 30 2020年第5期西部探矿工程 24， 粘土所具有的内聚力为2226kPa。根据相关的 平面图可知， 办公楼后侧的边坡不具有一致的坡度， 存 在相应的变化， 这里仅仅对边坡的稳定程度进行简单 的计算， 即不依照圆弧型滑动来进行考虑， 单单根据单 一滑面的坡度进行计算。圆弧滑动的滑面切线与其夹 角为45- ψ/2 ， 根据上述状况可以将单一滑动面的角 度明确为3335。 3边坡稳定性简单分析 在对边坡稳定性进行分析的过程中， 通常可以运 用安全系数来代表稳定性。若该数值大于1， 则表示稳 定性加强； 若数值低于1时， 则表示稳定性较差； 若数值 等于1， 则表示其处于临界状态。经过2次的计算之 后， n值均低于1， 表明该边坡不具备较好的稳定性， 极 易产生滑坡。在对稳定性进行计算的过程中存在较多 的不明确因素， 为了使边坡保持较好的稳定性， 应确保 安全系数的数值高于1， 即具备相应的储备能力。通常 情况下， 若边坡周围存在核心建筑物的时候， 其安全系 数应当维持在1.41.5之间， 这样以来， 该边坡的安全 性就更差了。 边坡稳定性的常规计算法都在具有代表性的边坡 地段来截取剖面， 并根据平面来进行计算的， 这种方法 并非完全有效， 对边坡的实际状况无法真实反映。由 于对边坡稳定性造成影响的因素较多， 有些时候因受 到相关条件的约束或受到边坡地形的影响， 特别是雨 季， 边坡的稳定性将会受到极大的影响， 对边坡稳定性 进行预测的难度较大。同时由于边坡稳定性会随着自 然条件的变化及时间的发展而不断变化， 无法依据某 一个自然条件下的监测信息来对边坡的稳定性进行预 测， 因此， 一方面对边坡的稳定性进行实时监测， 另一 方面将坡面消减， 放缓边坡的角度， 从而使边坡的稳定 性得到极大提升。 本煤矿的工作人员也对边坡有所认识， 但是并不 具备较高的重视度。地测部门监测了该边坡， 并在上 面安排了10个点。根据某段时间的监测资料可知， 水 平位移大于30mm、 70mm的点分别有3个和7个， 但是 也 有 一 些 点 出 现 了 异 常 的 位 移 。 根 据 煤矿测量规程 中的相关要求可知， 当观测点下落或 水平移动超出一定数值的时候， 就认为已开始了滑坡 期。但是根据观测数据可知一些点的位移方向产生了 异常变化， 尚未意识到失稳边坡的严重性。目前， 本煤 矿停留于缓建状态， 必须聘用专业部门来实施监测， 放 缓边坡， 同时设计出有效的方案， 保证安全性。 4结语 在沟谷及山区中， 由于受到环境及气候变化的影 响， 人工边坡及自然边坡将会出现变形问题， 从而导致 边坡的稳定性降低， 造成滑坡。人工的不科学削坡、 边 坡角提升、 坡体内部抗滑阻力减小、 加强坡体的质量都 会导致滑坡的发生。在对边坡的稳定性进行预测的工 作中， 边坡观测有着十分关键的作用， 同时为边坡的稳 定性分析提供可靠的依据及资料， 因此可以通过观测 来掌握对坡体的范围、 规模及范围。以前对煤矿所开 展的检查， 管理人员及技术人员大多将注意力集中于 矿井下， 常常忽略了地质灾害。日后的工作中， 相关人 员必须关注边坡观测， 对失稳的边坡进行有效地治理， 必要之时可以聘请专业部门来进行设计， 以保证工作 人员的人身安全。 参考文献 [1]许梦飞， 姜谙男， 段龙梅， 焦明伟， 胡雪峰.考虑损伤渗流边 坡稳定性数值离心加载法分析[J].岩土工程学报， 2019 （7） 33-35. [2]沈平.地质灾害治理工程施工中边坡稳定问题及滑坡治理 方法[J].建材与装饰， 2019 （16） 10-12. [3]吕夫侠， 谢谟文， 杜岩， 陈晨.基于抗滑力变化的边坡稳定状 态识别[J].2019 （14） 87-89. [4]向小伟.地质灾害治理工程施工中边坡稳定问题及滑坡治 理方法[J].资源信息与工程， 2019 （2） 30-32. 31