MT∕T 1183-2020 露天矿边坡稳定性分析及岩移监测方法(煤炭).pdf
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1、书书书犐 犆 犛 犇 中 华 人 民 共 和 国 煤 炭 行 业 标 准犕 犜 犜 露 天 矿 边 坡 稳 定 性 分 析 及岩 移 监 测 方 法犜 犺 犲 狊犾狅 狆 犲 狊狋 犪 犫 犻犾犻狋 狔 犪 狀 犪犾狔 狊犻狊 犪 狀 犱 犱 犻狊 狆 犾犪 犮 犲 犿 犲 狀 狋 犿 狅 狀 犻狋 狅 狉犻 狀 犵犿 犲狋 犺 狅 犱 狅 犳 狅 狆 犲 狀 狆 犻狋 犿 犻 狀 犲 发 布 实 施国 家 煤 矿 安 全 监 察 局发布书书书目 次前 言? 范 围? 规 范 性 引 用 文 件? 术 语 和 定 义? 露 天 煤 矿 边 坡 稳 定 性 分 析 方 法? 露 天 煤 矿 边
2、坡 岩 移 监 测 方 法?附 录(资 料 性 附 录)钻 孔 原 始 记 录 表 ?附 录(资 料 性 附 录)工 程 地 质 勘 查 孔 位 及 工 作 量 统 计 表 ?附 录(资 料 性 附 录)钻 孔 柱 状 图 ?附 录(资 料 性 附 录)地 质 剖 面 图 ?附 录(资 料 性 附 录)岩 石 力 学 试 验 成 果 统 计 表 ?附 录(资 料 性 附 录)滑 动 平 衡 原 理 ?附 录(资 料 性 附 录)刚 体 极 限 平 衡 法 分 析 ?附 录(资 料 性 附 录)边 坡 稳 定 系 数犉 ?附 录(资 料 性 附 录)边 坡 岩 体 地 表 位 移 监 测 成 果
3、 曲 线(示 例) ?附 录(资 料 性 附 录)边 坡 岩 体 地 下 位 移 监 测 成 果 曲 线(示 例) ?犕 犜犜 前 言 本 标 准 按 照 标 准 化 工 作 导 则第部 分:标 准 的 结 构 和 编 写进 行 编 写。请 注 意 本 标 准 的 某 些 内 容 可 能 涉 及 专 利。本 标 准 的 发 布 机 构 不 承 担 识 别 这 些 专 利 的 责 任。本 标 准 由 中 国 煤 炭 工 业 协 会 提 出。本 标 准 由 煤 炭 行 业 煤 矿 安 全 标 准 化 技 术 委 员 会 归 口。本 标 准 起 草 单 位:煤 科 集 团 沈 阳 研 究 院 有 限
4、 公 司、中 煤 平 朔 集 团 有 限 公 司、神 华 准 格 尔 能 源 有 限 责任 公 司。本 标 准 主 要 起 草 人:祖 国 林、王 振 伟、韩 猛、缪 海 宾、纪 玉 石、刘 晶 辉、赵 雪、朱 新 平、刘 如 成、刘 峰、张 勇、翟 正 江、胡 存 虎、王 平 亮。本 标 准 为 首 次 发 布。犕 犜犜 露 天 矿 边 坡 稳 定 性 分 析 及岩 移 监 测 方 法 范 围本 标 准 规 定 了 露 天 煤 矿 边 坡 稳 定 性 分 析 方 法 及 边 坡 岩 移 监 测 方 法。本 标 准 适 用 于 露 天 煤 矿 边 坡 的 稳 定 性 分 析 与 边 坡 岩 移
5、 监 测。 规 范 性 引 用 文 件下 列 文 件 对 于 本 文 件 的 应 用 是 必 不 可 少 的。凡 是 注 日 期 的 引 用 文 件,仅 注 日 期 的 版 本 适 用 于 本 文件。凡 是 不 注 日 期 的 引 用 文 件,其 最 新 版 本(包 括 所 有 的 修 改 单)适 用 于 本 文 件。 露 天 煤 矿 边 坡 稳 定 性 年 度 评 价 技 术 规 范 岩 土 工 程 勘 察 规 范 工 程 测 量 规 范 土 工 试 验 方 法 标 准 露 天 煤 矿 工 程 质 量 验 收 规 范 煤 炭 工 业 露 天 矿 设 计 规 范 工 程 岩 体 试 验 方 法
6、 标 准 露 天 煤 矿 边 坡 模 拟 试 验 方 法 术 语 和 定 义下 列 术 语 和 定 义 适 用 于 本 标 准。 露 天 开 采 狅 狆 犲 狀 狆 犻狋 犿 犻 狀 犻 狀 犵直 接 从 地 表 揭 露 出 煤 炭 或 其 他 矿 产 并 将 其 采 出 的 作 业。 露 天 煤 矿 狅 狆 犲 狀 狆 犻狋 犮 狅 犪犾 犿 犻 狀 犲从 事 露 天 开 采 的 煤 矿 企 业。 边 坡 狊犾狅 狆 犲岩 体、土 体 在 自 然 重 力 作 用 或 人 为 作 用 下 而 形 成 一 定 倾 斜 度 的 临 空 面。 露 天 采 场 狅 狆 犲 狀 狆 犻狋具 有 完 整
7、的 生 产 系 统,进 行 露 天 开 采 的 场 所。 采 场 边 坡 狅 狆 犲 狀 狆 犻狋 狊犾狅 狆 犲露 天 采 场 内 由 台 阶 平 盘 和 台 阶 坡 面 组 成 的 总 体。犕 犜犜 排 土 场 犱 狌 犿 狆堆 放 剥 离 物 的 场 地。 排 土 场 边 坡 犱 狌 犿 狆 狊犾狅 狆 犲排 土 场 内 由 台 阶 平 盘 和 台 阶 坡 面 组 成 的 总 体。 边 坡 稳 定 性 分 析 狊犾狅 狆 犲 狊狋 犪 犫 犻犾犻狋 狔 犪 狀 犪犾狔 狊犻狊分 析 边 坡 岩 体 稳 定 程 度 的 工 作。 稳 定 边 坡 狊犾狅 狆 犲 狊狋 犪 犫 犻犾犻狋 狔在
8、 工 程 运 行 期 间,在 自 然 条 件 或 承 受 工 程 荷 载 下,边 坡 岩 体 不 发 生 变 形 破 坏,或 虽 发 生 变 形,但 其 变形 量 在 允 许 破 坏 极 限 以 内 的 边 坡。 失 稳 边 坡 狊犾狅 狆 犲 犻 狀 狊狋 犪 犫 犻犾犻狋 狔已 经 或 正 在 变 形 破 坏 的 边 坡。 可 能 失 稳 边 坡 狆 狅 狊狊犻 犫 犾犲 犻 狀 狊狋 犪 犫 犻犾犻狋 狔 狅 犳 狋 犺 犲 狊犾狅 狆 犲承 受 工 程 荷 载 或 自 然 条 件 改 变 后,可 能 发 生 变 形 破 坏 的 边 坡,或 在 稳 定 性 评 价 中,稳 定 性 指 标
9、 小 于规 定 安 全 指 标 的 边 坡。 滑 坡 狊犾狅 狆 犲 狊犾犻 犱 犲边 坡 产 生 滑 动、崩 塌、倾 倒 等 边 坡 破 坏 的 现 象。 滑 坡 模 式 狊犾犻 犱 犲 犿 狅 犱 犲露 天 矿 边 坡 滑 坡 方 式、类 型。 破 坏 机 理 犳 犪犻犾 狌 狉 犲 犿 犲 犮 犺 犪 狀 犻狊 犿边 坡 发 生 滑 动 等 失 稳 破 坏 的 力 学 原 理。 岩 移 狉 狅 犮 犽 犿 狅 狏 犲 犿 犲 狀 狋岩 体 地 表 位 移 与 地 下 位 移 的 统 称。 边 坡 岩 移 监 测 狋 犺 犲 狊犾狅 狆 犲 狉 狅 犮 犽 犿 狅 狏 犲 犿 犲 狀 狋
10、犿 狅 狀 犻狋 狅 狉犻 狀 犵采 用 测 试 手 段 对 边 坡 岩 体 的 移 动 进 行 测 量。 边 坡 地 表 位 移 狊犾狅 狆 犲 狊 狌 狉 犳 犪 犮 犲 犱 犻狊 狆 犾犪 犮 犲 犿 犲 狀 狋边 坡 系 统 发 生 变 形 时,边 坡 岩 体 表 面 发 生 的 移 动。 边 坡 地 下 位 移 狊犾狅 狆 犲 狌 狀 犱 犲 狉 犵 狉 狅 狌 狀 犱 犱 犻狊 狆 犾犪 犮 犲 犿 犲 狀 狋边 坡 系 统 发 生 变 形 时,边 坡 岩 体 内 部 发 生 的 移 动。犕 犜犜 露 天 煤 矿 边 坡 稳 定 性 分 析 方 法 一 般 规 定 露 天 煤 矿
11、边 坡 分 为 采 场 边 坡 与 排 土 场 边 坡;采 场 边 坡 分 为 非 工 作 帮 边 坡、端 帮 边 坡 和 工 作 帮 边坡;排 土 场 边 坡 分 为 外 排 土 场 边 坡 和 内 排 土 场 边 坡。内 排 土 场 边 坡 在 实 现 内 部 排 土 的 采 场 非 工 作 帮 或端 帮 一 侧 形 成。 边 坡 稳 定 性 分 析 工 作 应 贯 穿 露 天 煤 矿 规 划、设 计、建 设、生 产、闭 坑 全 过 程。 露 天 煤 矿 开 采 规 划 应 根 据 矿 体 围 岩 赋 存 与 岩 土 性 质 进 行 边 坡 稳 定 性 初 步 评 价,给 出 最 终 边
12、坡 形状 与 边 坡 角 的 合 理 范 围。 露 天 煤 矿 设 计 阶 段 应 开 展 边 坡 稳 定 性 全 面 分 析 研 究,在 工 程 地 质 与 水 文 地 质 勘 查、岩 土 物 理 力学 性 质 试 验、工 程 地 质 分 区、井 采 采 空 区、边 坡 破 坏 模 式 分 析 等 基 础 上 对 总 体 边 坡 进 行 稳 定 性 定 量 分 析,提 出 合 理 的 边 坡 角 和 边 坡 形 状。 露 天 煤 矿 建 设 阶 段 应 对 不 稳 定 边 坡 区 段 的 边 坡 补 充 勘 察、试 验、监 测、稳 定 性 评 价 与 分 析,提 出相 应 的 优 化 方 案
13、 与 滑 坡 防 治 措 施。 露 天 煤 矿 生 产 阶 段 应 对 年 度 和 长 远 采 矿 工 程 设 计 进 行 边 坡 稳 定 性 验 算。对 非 工 作 帮 和 端 帮 形成 的 到 界 边 坡、可 能 出 现 失 稳 的 端 帮 边 坡、临 近 最 终 设 计 的 工 作 帮 边 坡 进 行 稳 定 性 分 析 评 价;对 影 响 生产 安 全 的 不 稳 定 边 坡 应 采 取 防 治 措 施,或 修 改 采 矿 设 计、边 坡 设 计。 排 土 场 边 坡 应 随 其 形 成 和 发 展 定 期 进 行 稳 定 性 分 析。对 不 稳 定 边 坡 应 修 改 排 土 参 数
14、 或 采 取 防治 措 施;采 场 实 施 内 部 排 土 前,应 进 行 内 排 土 场 基 底 岩 层 的 工 程 地 质、水 文 地 质 勘 查 及 基 底 岩 土 与 排 弃物 料 的 物 理 力 学 性 质 测 定。 露 天 煤 矿 终 采 闭 坑 前 应 结 合 采 场 与 排 土 场 复 垦 方 案,对 到 界 边 坡 进 行 稳 定 性 分 析,提 出 终 采 边坡 稳 定 防 治 措 施。 露 天 煤 矿 边 坡 稳 定 性 分 析 分 为 定 性 分 析 和 定 量 分 析。 定 性 分 析 方 法 包 括 历 史 分 析 法、工 程 地 质 类 比 法、边 坡 稳 定 性
15、 图 解 法 等,分 析 成 果 应 包 括 边 坡破 坏 机 理 与 滑 坡 模 式。 定 量 分 析 方 法 包 括 刚 性 块 体 极 限 平 衡 分 析 法、应 力 应 变 分 析 法、概 率 分 析 法 等。 边 坡 稳 定 性 分 析 步 骤:)边 坡 工 程 地 质 勘 查;)边 坡 岩 土 体 物 理 力 学 性 质 试 验、岩 体 强 度 评 价 指 标 选 取 及 岩 体 结 构 分 析;)边 坡 变 形 破 坏 机 理 与 滑 坡 模 式 分 析;)边 坡 稳 定 性 分 析 与 评 价;)边 坡 稳 定 控 制 措 施 与 滑 坡 防 治 措 施。 最 终 边 坡 角
16、的 确 定 宜 采 用 极 限 平 衡 法 进 行 计 算;含 水 边 坡 应 考 虑 水 对 边 坡 稳 定 性 的 影 响,并 进行 含 水 率、水 压 敏 感 度 分 析。 边 坡 稳 定 系 数 的 限 值 应 符 合 的 相 关 规 定。 边 坡 工 程 地 质 勘 查 边 坡 工 程 地 质 勘 查 按 执 行,本 标 准 以 露 天 煤 矿 生 产 阶 段 的 边 坡 工 程 地 质 勘 查 为 例 编制,其 他 阶 段 参 考 执 行。 边 坡 工 程 地 质 勘 查 内 容:)组 成 边 坡 的 岩 体 岩 性、产 状、构 造、新 构 造 运 动、区 域 地 质 特 性、岩
17、层 风 化 程 度、水 文 地 质 特 征;)矿 区 水 文、气 象、地 震 资 料、开 采 中 爆 破 等 采 矿 工 程 活 动 情 况;犕 犜犜 )边 坡 稳 定 性、边 坡 变 形 与 滑 坡 调 查 及 分 析;)岩 体 结 构 类 型 和 工 程 地 质 分 区。 边 坡 工 程 地 质 勘 查 步 骤:)收 集 矿 区 相 关 地 质、水 文、气 候 等 资 料,包 括 勘 探 报 告、钻 孔 资 料、地 质 剖 面 图、位 移 监 测 资 料等,确 定 边 坡 的 岩 体 结 构、组 成 及 赋 存 形 态;)确 定 边 坡 工 程 地 质 勘 查 方 案;)边 坡 钻 探 应
18、 严 格 按 照 的 有 关 技 术 要 求 执 行;)编 制 边 坡 工 程 地 质 勘 查 报 告。 边 坡 岩 土 物 理 力 学 性 质 试 验 与 岩 体 强 度 评 价、指 标 选 取 边 坡 岩 土 物 理 力 学 性 质 试 验 主 要 内 容:)抗 剪 强 度 试 验,包 括 岩 样、原 位 岩 体 与 散 体 岩 土 的 直 接 剪 切 或 三 轴 压 缩 抗 剪 强 度 试 验;)岩 土 物 理 性 质 指 标 测 定,包 括 液 塑 限 测 定、压 缩、固 结、贯 入 试 验;)岩 土 试 样 抗 压 强 度、点 荷 载 强 度、变 形 参 数 测 定;)软 岩 或 泥
19、 化 层 流 变 试 验 采 用 直 剪 流 变 仪 测 定 长 期 强 度 及 各 种 流 变 参 数;)岩 土 不 同 含 水 量 下 的 物 理 力 学 性 质 试 验。 边 坡 岩 土 物 理 力 学 试 验 方 法 应 以 、 为 依 据,结 合 露 天 煤 矿 边 坡 具 体 特点 确 定 试 验 项 目、内 容。 岩 体 强 度 评 价 主 要 是 确 定 边 坡 稳 定 分 析 采 用 的 指 标 参 数,结 合 露 天 煤 矿 边 坡 试 验 成 果,选 用 适宜 的 岩 体 强 度 评 价 理 论、滑 坡 反 分 析 及 岩 土 性 质 类 比 成 果 等,综 合 确 定
20、边 坡 各 岩 土 体 物 理 力 学 性 质 指标,特 别 是 抗 剪 强 度 指 标。 边 坡 模 拟 试 验 应 根 据 边 坡 稳 定 分 析 需 要,采 用 底 摩 擦 模 型 法 或 相 似 材 料 模 型 法 进 行 边 坡 模 拟 试验,确 定 边 坡 变 形 破 坏 和 滑 坡 模 式。试 验 方 法 按 规 定 进 行。 边 坡 变 形 破 坏 机 理 及 滑 坡 模 式 分 析 边 坡 变 形 破 坏 机 理 及 滑 坡 模 式 应 根 据 边 坡 工 程 地 质 勘 查 成 果、边 坡 模 型 试 验 成 果、历 史 滑 坡 分析 与 工 程 地 质 类 比 分 析 成
21、 果 等 定 性 分 析 得 出。 边 坡 变 形 破 坏 形 式 有 松 弛 张 裂、滑 动、崩 塌、倾 倒、蠕 滑、剥 落、流 动 等。露 天 煤 矿 边 坡 变 形 破 坏可 以 是 上 述 变 形 破 坏 形 式 的 一 种 或 多 种 结 合。 边 坡 滑 坡 模 式:)滑 坡 按 滑 体 的 岩 性 分 为 采 场 覆 盖 层 滑 坡、采 场 基 岩 滑 坡、排 土 场 滑 坡;)采 场 滑 坡 按 滑 动 面 与 层 面 的 关 系 分 为 顺 层 滑 坡、切 层 滑 坡;排 土 场 滑 坡 按 滑 动 面 位 置 分 为 基底 以 上 排 弃 物 料 滑 动、沿 基 底 滑 动
22、、基 底 滑 动;)按 受 力 方 式 或 破 坏 顺 序 分 为 牵 引 式 滑 坡、推 动 式 滑 坡;)按 滑 动 面 形 式 分 为 圆 弧 形、平 面 形、楔 形、倾 倒 及 组 合 变 形 破 坏 形 态。 边 坡 稳 定 性 分 析 与 评 价 分 析 与 评 价 步 骤 边 坡 稳 定 性 分 析 与 评 价 按 以 下 步 骤 进 行:)确 定 边 坡 体 滑 动 面;)分 析 滑 动 面 上 的 作 用 力 及 反 作 用 力,建 立 平 衡 条 件,求 解 合 理 边 坡 角 或 坡 高;)边 坡 稳 定 性 分 析 采 用 刚 体 极 限 平 衡 法 为 主、有 限 单
23、 元 法 等 其 他 方 法 为 辅。当 边 坡 破 坏 机 理 复犕 犜犜 杂 时,宜 结 合 数 值 分 析 法。 刚 体 极 限 平 衡 法 根 据 边 坡 工 程 地 质 勘 查、岩 土 物 理 力 学 性 质 试 验、模 拟 试 验、边 坡 变 形 破 坏 机 理 与 滑 坡 模 式 分析 的 成 果,确 定 边 坡 破 坏 的 可 能 边 界 范 围、破 坏 的 地 质 模 型,并 对 滑 体 破 坏 趋 势 做 出 判 断,按 下 列 原 则 确定 稳 定 性 分 析 方 法:)土 质 滑 坡 和 较 大 规 模 的 碎 裂 结 构 岩 质 边 坡 滑 坡 宜 采 用 圆 弧 滑
24、 动 法 计 算;)平 面 滑 动 的 边 坡 滑 坡 宜 采 用 顺 层 平 面 滑 动 法 进 行 计 算;)折 线 滑 动 的 边 坡 滑 坡 宜 采 用 折 线 滑 动 法 进 行 计 算。 圆 弧 滑 动 法。圆 弧 形 滑 坡 是 松 散 介 质 或 包 含 多 组 产 状 各 异 的 节 理 及 风 化 破 碎 岩 体 中 最 常 见的 一 种 滑 坡 类 型。 平 面 滑 动 法。顺 层 滑 坡 属 于 典 型 平 面 滑 动,是 露 天 煤 矿 中 最 为 常 见 的 滑 动 模 式,特 点 是 边 坡岩 体 弱 面 顺 边 坡 方 向。 折 线 滑 动 法 也 叫 传 递
25、系 数 法。折 线 滑 动 一 般 发 生 在 工 程 地 质 条 件 复 杂、岩 层 埋 藏 复 杂、断 裂构 造 复 杂 的 露 天 煤 矿 中。如 边 坡 岩 体 由 两 个 或 两 个 以 上 的 弱 面 组 成 的 一 种 滑 坡 类 型。滑 坡 一 般 呈 复 合式 滑 动,折 线 滑 动 是 其 中 一 种。 其 他 滑 动 法 包 括 楔 形 滑 动、倾 倒 滑 动 等。按 相 应 的 滑 动 模 式,求 出 相 应 的 边 坡 稳 定 计 算 公 式,可 分 别 选 用 解 析 法、矢 量 法 和 图 解 法 等 稳 定 分 析 计 算 方 法 求 解 边 坡 稳 定 系 数
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