积水露天煤矿边坡稳定性研究.pdf
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1、露天采矿技术Opencast Mining TechnologyVol.38No.3June.2023第 38 卷第 3 期2023 年 6 月DOI:10.13235/ki.ltcm.2023.03.003马诗文,孙鸿昌,侯成恒.积水露天煤矿边坡稳定性研究 J.露天采矿技术,2023,38(3):10原13.MA Shiwen,SUN Hongchang,HOU Chengheng.Research on slope stability of open-pit coal mine withponding 允.Opencast Mining Technology,2023,38(3):10原1
2、3.移动扫码阅读积水露天煤矿边坡稳定性研究马诗文1,2,孙鸿昌1,2,侯成恒1,2(1.中煤科工集团沈阳研究院有限公司,辽宁 抚顺 113122;2.煤矿安全技术国家重点实验室,辽宁 抚顺 113122)摘要:为了探究露天矿坑在排出积水过程中水位下降对边坡稳定性的影响,以内蒙古某露天矿为背景,研究了矿坑水位下降过程中边坡稳定性变化情况,分析了高水位(高程88 m)以及低水位(高程28 m)矿坑边坡在地震作用下安全系数变化情况。结果表明:随着水位高度不断下降,边坡水平位移不断变大,最大位置区域主要集中在4060 m高程;边坡内部水沿坡面向坡脚方向运移渗出,浸润线的高度随着水位的降低而变小,水位每
3、下降6 m,浸润线埋深下降35 m;安全系数随水位下降变化趋势分为快速下降阶段和平缓阶段,在地震作用下,高、低水位矿坑边坡最小安全系数分别为1.56、0.97。关键词:矿坑积水;水位变化;地震;渗流作用;边坡稳定性中图分类号:TD824.7文献标志码:B文章编号:1671-9816(2023)03-0010-04Research on slope stability of open-pit coal mine with pondingMA Shiwen1,2,SUN Hongchang1,2,HOU Chengheng1,2(1.China Coal Science and Industry
4、Group Shenyang Research Institute Co.,Ltd,Fushun 113122,China;2.State Key Laboratory of Coal Mine Safety Technology,Fushun 113122,China)Abstract:In order to explore the influence of water level drop on the slope stability in the process of draining the pit water in theopen-pit mine,taking an open-pi
5、t mine of Inner Mongolia as the background,the stability change of the slope during the drawdown ofthe pit water level is studied,and the change of the safety factor of the pit slope with high water level(elevation 88m)and lowwater level(elevation 28 m)under earthquake action is analyzed.The results
6、 show that the horizontal displacement of the slopeincreases with the decrease of the water level,and the maximum location area is mainly concentrated in the 4060 m elevation.The seepage direction of water inside the slope is moving along the slope towards the foot of the slope.The height of the phr
7、eaticline decreases with the decrease of water level.The buried depth of the phreatic line decreases by 35 m for every 6 m of waterlevel decrease;The change trend of safety factor can be divided into rapid decline stage and gentle stage.Under earthquake action,the minimum safety factors of high wate
8、r level and low water level pit slopes are 1.56 and 0.97 respectively.Key words:ponding in the pit;water level change;earthquake;seepage effect;slope stability收稿日期:2022-员0-16责任编辑:张东旭基金项目:中国煤炭科工集团有限公司科技创新创业资金专项重点资助项目(2019-ZD004)作者简介:马诗文(1991),男,辽宁抚顺人,助理工程师,大专,2014 年毕业于沈阳理工大学,从事露天煤矿安全工作。随着煤矿资源的开发,露天采矿
9、场深度逐渐变大,边坡的高度和扰动面积逐渐增大,因此诱发的滑坡事故的频率和规模逐渐变大,对工作人员以及周边居民的民生安全造成严重威胁1-2。露天煤矿边坡滑动是由变形、破坏、滑动3部分组成,边坡变形不断积累诱发内部破坏,内部破坏贯穿后引起滑动3-4。而露天矿坑在降雨和地下水汇流的影响下,形成坑底积水,积水软化岩土体强度,加大了滑坡危险性,所以研究露天矿坑积水对边坡稳定性的影响具有重要意义。近年来,学者们对露天矿边坡稳定性研究做了大量研究。孙世国等5利用极限平衡法对抚顺西露天10露天采矿技术Opencast Mining TechnologyVol.38No.3June.2023第 38 卷第 3
10、期2023 年 6 月矿内排压脚前后的边坡稳定性进行评价,得出回填压脚有效控制边坡变形,安全系数显著提高;曹兰柱等6运用极限平衡法、数值模拟等方法,研究了不同煤柱留设长度边坡稳定性变化规律,确定了该露天矿南帮的滑坡模式为剪切圆弧-顺层滑移,且留设煤柱越长边坡稳定性越小;侯成恒7利用有限元法、极限平衡法研究了排土场边坡潜在滑动模式以及边坡稳定性,表明该排土场破坏模式为“坐落滑移式”破坏且稳定系数不满足安全储备要求,应采取底部压脚等措施进行加固;刘向峰等8研究了雨季矿震作用下抚顺西露天矿边坡稳定性,得出降雨对边坡稳定性影响存在临界值,降雨及矿震对稳定性影响严重,应提前加固;LI Shuai等9以井
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