露天礦多軟弱夾層邊坡變形機(jī)理與形態(tài)優(yōu)化研究

田 宇，張 波，劉博文，王振偉，魏 真，閆 杰

(1.中煤西安設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司，陜西 西安 710054；2.華能伊敏煤電有限責(zé)任公司 伊敏露天礦，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021134；3.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 能源與礦業(yè)學(xué)院，北京 100083；4.北方工業(yè)大學(xué)，北京 100041；5.煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司 安全分院，北京 100013)

0 引 言

露天礦山開(kāi)采過(guò)程中邊坡失穩(wěn)滑坡嚴(yán)重影響著現(xiàn)場(chǎng)采礦生產(chǎn)和工作人員的安全，由于邊坡失穩(wěn)滑坡造成重大人員傷亡、巨大經(jīng)濟(jì)損失和工程受阻的事件頻繁發(fā)生，因此邊坡穩(wěn)定是保障礦山安全高效生產(chǎn)的基本條件[1]。對(duì)于露天礦山軟巖邊坡而言，含多弱層控制的復(fù)合邊坡，因其巖土體力學(xué)指標(biāo)很差，特別是在構(gòu)造及地下水作用下易發(fā)生軟化、泥化，強(qiáng)度降低，通常成為邊坡發(fā)生滑坡的主滑動(dòng)面。邊坡體內(nèi)部總是存在有軟弱結(jié)構(gòu)面，這些結(jié)構(gòu)面的分布及其組合特征決定了其工程地質(zhì)性質(zhì)和力學(xué)性狀，在一定條件下將會(huì)成為控制邊坡變形破壞的關(guān)鍵因素，容易誘發(fā)邊坡滑坡失穩(wěn)[2-4]；盡管?chē)?guó)內(nèi)外不少學(xué)者采用二維極限平衡法對(duì)露天采場(chǎng)邊坡形態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)，但是大多無(wú)法考慮到不同埋深地層巖性條件和各弱層發(fā)育形態(tài)上的差異，使得礦山開(kāi)采中還未降深至坑底時(shí)就沿淺部弱層發(fā)生滑坡，對(duì)礦山安全高效的生產(chǎn)影響較大[5-6]，因此如何針對(duì)復(fù)合邊坡露天礦采場(chǎng)邊坡形態(tài)優(yōu)化成為邊坡工程領(lǐng)域亟待解決的難題之一[7]。

綜上所述，研究采用剛體極限平衡法與數(shù)值模……