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1、第十二章第十二章非煤矿山岩层控制与边坡稳定非煤矿山岩层控制与边坡稳定矿山压力与岩层控制矿山压力与岩层控制主要内容主要内容 12.1 金属矿的采场矿压金属矿的采场矿压12.2 边坡稳定分析与控制边坡稳定分析与控制矿山压力与岩层控制矿山压力与岩层控制第一节第一节 金属矿的采场矿压金属矿的采场矿压 除了煤矿以外的矿山都应划归为非煤矿山的范畴，除了煤矿以外的矿山都应划归为非煤矿山的范畴，除了煤矿以外的矿山都应划归为非煤矿山的范畴，除了煤矿以外的矿山都应划归为非煤矿山的范畴，然而，由于在非煤矿山中，金属矿山占主导地位，而且然而，由于在非煤矿山中，金属矿山占主导地位，而且然而，由于在非煤矿山中，金属矿山占
2、主导地位，而且然而，由于在非煤矿山中，金属矿山占主导地位，而且其岩层条件、采矿方法等具有代表性，因此本章的非煤其岩层条件、采矿方法等具有代表性，因此本章的非煤其岩层条件、采矿方法等具有代表性，因此本章的非煤其岩层条件、采矿方法等具有代表性，因此本章的非煤矿山是指矿山是指矿山是指矿山是指金属矿山金属矿山金属矿山金属矿山。金属矿床开采与煤矿开采相比，主要特点是：金属矿床开采与煤矿开采相比，主要特点是：金属矿床开采与煤矿开采相比，主要特点是：金属矿床开采与煤矿开采相比，主要特点是：（1 1）矿体及围岩坚硬）矿体及围岩坚硬）矿体及围岩坚硬）矿体及围岩坚硬;（2 2）矿床赋存条件不稳定，矿体的厚度、倾角
3、及形）矿床赋存条件不稳定，矿体的厚度、倾角及形）矿床赋存条件不稳定，矿体的厚度、倾角及形）矿床赋存条件不稳定，矿体的厚度、倾角及形状变化大，这就要求有多种采矿方法状变化大，这就要求有多种采矿方法状变化大，这就要求有多种采矿方法状变化大，这就要求有多种采矿方法;（3 3）在矿床中经常有断层、褶皱、穿入矿体中的岩）在矿床中经常有断层、褶皱、穿入矿体中的岩）在矿床中经常有断层、褶皱、穿入矿体中的岩）在矿床中经常有断层、褶皱、穿入矿体中的岩脉、断层破碎带等地质构造，给采矿和探矿工作带来很脉、断层破碎带等地质构造，给采矿和探矿工作带来很脉、断层破碎带等地质构造，给采矿和探矿工作带来很脉、断层破碎带等地质
4、构造，给采矿和探矿工作带来很大困难大困难大困难大困难。矿压矿压矿压矿压 地压地压地压地压 金属矿回采过程中，矿压活动与采矿方法密切相关。金属矿回采过程中，矿压活动与采矿方法密切相关。金属矿回采过程中，矿压活动与采矿方法密切相关。金属矿回采过程中，矿压活动与采矿方法密切相关。采用房柱采矿法时，一般表现为顶柱、间柱塌落，进采用房柱采矿法时，一般表现为顶柱、间柱塌落，进采用房柱采矿法时，一般表现为顶柱、间柱塌落，进采用房柱采矿法时，一般表现为顶柱、间柱塌落，进而导致上盘岩石崩落，造成大规模矿压活动；而导致上盘岩石崩落，造成大规模矿压活动；而导致上盘岩石崩落，造成大规模矿压活动；而导致上盘岩石崩落，造
5、成大规模矿压活动；崩落采矿法主要表现在崩落采矿法主要表现在崩落采矿法主要表现在崩落采矿法主要表现在出矿水平巷道（耙巷、近路）出矿水平巷道（耙巷、近路）出矿水平巷道（耙巷、近路）出矿水平巷道（耙巷、近路）的破坏的破坏的破坏的破坏。房柱采矿法房柱采矿法房柱采矿法房柱采矿法一、开采水平矿床时顶板中应力分布的弹性力学解一、开采水平矿床时顶板中应力分布的弹性力学解一、开采水平矿床时顶板中应力分布的弹性力学解一、开采水平矿床时顶板中应力分布的弹性力学解 对房柱法顶板中应力分布的弹性力学求解时有如对房柱法顶板中应力分布的弹性力学求解时有如对房柱法顶板中应力分布的弹性力学求解时有如对房柱法顶板中应力分布的弹性
6、力学求解时有如下假设：下假设：下假设：下假设：（1 1）岩体为均质各向同性弹性介质；）岩体为均质各向同性弹性介质；）岩体为均质各向同性弹性介质；）岩体为均质各向同性弹性介质；（2 2）矿床走向长度）矿床走向长度）矿床走向长度）矿床走向长度L L与开采深度与开采深度与开采深度与开采深度HH之（之（之（之（L/HL/H）大于）大于）大于）大于1.51.5；（3 3）矿柱间距相等；）矿柱间距相等；）矿柱间距相等；）矿柱间距相等；（4 4）将采场上部厚度为）将采场上部厚度为）将采场上部厚度为）将采场上部厚度为h h的岩层视为顶板，并且的岩层视为顶板，并且的岩层视为顶板，并且的岩层视为顶板，并且h h
7、L L （L L为矿房宽度之半）；为矿房宽度之半）；为矿房宽度之半）；为矿房宽度之半）；（5 5）作用于顶板上部载荷均为分布。）作用于顶板上部载荷均为分布。）作用于顶板上部载荷均为分布。）作用于顶板上部载荷均为分布。图图图图12-1 12-1 顶板岩体应力分布计算模型顶板岩体应力分布计算模型顶板岩体应力分布计算模型顶板岩体应力分布计算模型作用于顶板岩体上的垂直方向载荷为作用于顶板岩体上的垂直方向载荷为作用于顶板岩体上的垂直方向载荷为作用于顶板岩体上的垂直方向载荷为上覆岩层重量，水平方向载荷为上覆岩层重量，水平方向载荷为上覆岩层重量，水平方向载荷为上覆岩层重量，水平方向载荷为 。从上式看出，从上
8、式看出，即存在侧向水平构造应力时，即存在侧向水平构造应力时，为压应力。为压应力。时，时，为拉应力，对顶板稳定性影响较为拉应力，对顶板稳定性影响较大大。同时，从上述公式还看出，。同时，从上述公式还看出，值与采场跨度有关：值与采场跨度有关：L增大，增大，值增大。值增大。图图图图12-2 12-2 采场顶板中心截面上采场顶板中心截面上采场顶板中心截面上采场顶板中心截面上xx、yy分布分布分布分布二、倾斜、急倾斜矿体开采的矿压活动二、倾斜、急倾斜矿体开采的矿压活动二、倾斜、急倾斜矿体开采的矿压活动二、倾斜、急倾斜矿体开采的矿压活动图图图图12-3 12-3 倾斜矿床的围岩及矿柱中的应力分布倾斜矿床的围
9、岩及矿柱中的应力分布倾斜矿床的围岩及矿柱中的应力分布倾斜矿床的围岩及矿柱中的应力分布 在回采空间（矿房）下盘上角和上盘下角发生应力在回采空间（矿房）下盘上角和上盘下角发生应力在回采空间（矿房）下盘上角和上盘下角发生应力在回采空间（矿房）下盘上角和上盘下角发生应力集中；集中；集中；集中；图图图图12-4 12-4 已采空间上盘拉应力区与阶段高度关系已采空间上盘拉应力区与阶段高度关系已采空间上盘拉应力区与阶段高度关系已采空间上盘拉应力区与阶段高度关系(a)(a)大阶段高度，（虚线范围内为拉应力区）大阶段高度，（虚线范围内为拉应力区）大阶段高度，（虚线范围内为拉应力区）大阶段高度，（虚线范围内为拉应
10、力区）;(b)(b)小阶段高度。小阶段高度。小阶段高度。小阶段高度。阶段高度适中上盘的拉应力区消失；距回采空间附阶段高度适中上盘的拉应力区消失；距回采空间附阶段高度适中上盘的拉应力区消失；距回采空间附阶段高度适中上盘的拉应力区消失；距回采空间附近上、下盘围岩中应力低，阶段矿柱附近为应力高区。近上、下盘围岩中应力低，阶段矿柱附近为应力高区。近上、下盘围岩中应力低，阶段矿柱附近为应力高区。近上、下盘围岩中应力低，阶段矿柱附近为应力高区。在目前采用的阶段高度条件下（在目前采用的阶段高度条件下（在目前采用的阶段高度条件下（在目前采用的阶段高度条件下（40m-60m40m-60m40m-60m40m-6
11、0m），分布），分布），分布），分布于回采空间周围岩体中应力值远低于构成上、下盘岩石于回采空间周围岩体中应力值远低于构成上、下盘岩石于回采空间周围岩体中应力值远低于构成上、下盘岩石于回采空间周围岩体中应力值远低于构成上、下盘岩石强度，因此应是稳定的，但从湘赣地区和辽宁地区矿山强度，因此应是稳定的，但从湘赣地区和辽宁地区矿山强度，因此应是稳定的，但从湘赣地区和辽宁地区矿山强度，因此应是稳定的，但从湘赣地区和辽宁地区矿山所发生的矿压活动看出，所发生的矿压活动看出，所发生的矿压活动看出，所发生的矿压活动看出，采空区周围岩体破坏，主要属采空区周围岩体破坏，主要属采空区周围岩体破坏，主要属采空区周围岩体
12、破坏，主要属于构造控制破坏类型于构造控制破坏类型于构造控制破坏类型于构造控制破坏类型。我国金属矿山当前在有利于采用。我国金属矿山当前在有利于采用。我国金属矿山当前在有利于采用。我国金属矿山当前在有利于采用房式采矿法的围岩条件下，房式采矿法的围岩条件下，房式采矿法的围岩条件下，房式采矿法的围岩条件下，所出现的矿压活动几乎都归所出现的矿压活动几乎都归所出现的矿压活动几乎都归所出现的矿压活动几乎都归因于采空区周围岩体受构造控制破坏。因于采空区周围岩体受构造控制破坏。因于采空区周围岩体受构造控制破坏。因于采空区周围岩体受构造控制破坏。三、崩落采矿法的矿压活动三、崩落采矿法的矿压活动（一）有底柱崩落采矿
13、法底柱出矿巷道所承受压力（一）有底柱崩落采矿法底柱出矿巷道所承受压力（一）有底柱崩落采矿法底柱出矿巷道所承受压力（一）有底柱崩落采矿法底柱出矿巷道所承受压力 由由由由于于于于崩崩崩崩落落落落采采采采矿矿矿矿法法法法矿矿矿矿石石石石随随随随回回回回采采采采放放放放出出出出，上上上上覆覆覆覆岩岩岩岩层层层层崩崩崩崩落落落落补补补补充充充充原原原原矿矿矿矿石石石石所所所所占占占占据据据据的的的的位位位位置置置置充充充充满满满满采采采采空空空空区区区区，因因因因此此此此，崩崩崩崩落落落落采采采采矿矿矿矿法法法法矿矿矿矿压压压压活活活活动动动动有有有有其其其其自自自自身身身身特特特特点点点点。有有有有底
14、底底底柱柱柱柱崩崩崩崩落落落落采采采采矿矿矿矿法法法法的的的的矿矿矿矿石石石石是是是是通通通通过过过过底底底底柱柱柱柱放放放放矿矿矿矿巷巷巷巷道道道道放放放放出出出出。在在在在回回回回采采采采过过过过程程程程中中中中，往往往往往往往往由由由由于于于于底底底底柱柱柱柱承承承承压压压压过过过过大大大大，耙耙耙耙道道道道遭遭遭遭到到到到破破破破坏坏坏坏而而而而影影影影响响响响回回回回采采采采工工工工作作作作正正正正常常常常进进进进行行行行。所所所所以以以以这这这这种种种种采采采采矿矿矿矿方方方方法法法法的的的的矿矿矿矿压压压压控控控控制制制制主主主主要要要要表表表表现现现现在在在在维维维维持持持持底
15、柱出矿巷道（耙道）的稳定性上。底柱出矿巷道（耙道）的稳定性上。底柱出矿巷道（耙道）的稳定性上。底柱出矿巷道（耙道）的稳定性上。在回采期间，不同的阶段底柱所承受压力是不同在回采期间，不同的阶段底柱所承受压力是不同在回采期间，不同的阶段底柱所承受压力是不同在回采期间，不同的阶段底柱所承受压力是不同的，一般可分为三个阶段。的，一般可分为三个阶段。的，一般可分为三个阶段。的，一般可分为三个阶段。有底柱崩落采矿法有底柱崩落采矿法有底柱崩落采矿法有底柱崩落采矿法 第一阶段：第一阶段：第一阶段：第一阶段：采场进行切割拉底后（未进行崩矿）采场进行切割拉底后（未进行崩矿）采场进行切割拉底后（未进行崩矿）采场进行
16、切割拉底后（未进行崩矿），此时电耙巷道上部是实体。虽然此时也有压力作用于，此时电耙巷道上部是实体。虽然此时也有压力作用于，此时电耙巷道上部是实体。虽然此时也有压力作用于，此时电耙巷道上部是实体。虽然此时也有压力作用于下部，但因未采动矿石本身对周围岩体有一定的承载能下部，但因未采动矿石本身对周围岩体有一定的承载能下部，但因未采动矿石本身对周围岩体有一定的承载能下部，但因未采动矿石本身对周围岩体有一定的承载能力，故此时底部所承受压力比较小；力，故此时底部所承受压力比较小；力，故此时底部所承受压力比较小；力，故此时底部所承受压力比较小；第二阶段：第二阶段：第二阶段：第二阶段：底柱不仅要承受崩下矿石自
17、重造成底柱不仅要承受崩下矿石自重造成底柱不仅要承受崩下矿石自重造成底柱不仅要承受崩下矿石自重造成的压力，还要承受上覆崩落岩石传递给底柱的压力，比的压力，还要承受上覆崩落岩石传递给底柱的压力，比的压力，还要承受上覆崩落岩石传递给底柱的压力，比的压力，还要承受上覆崩落岩石传递给底柱的压力，比第一阶段承受压力明显增大。第一阶段承受压力明显增大。第一阶段承受压力明显增大。第一阶段承受压力明显增大。图图图图12-5 12-5 底柱承受压力计算简图底柱承受压力计算简图底柱承受压力计算简图底柱承受压力计算简图 第三阶段：第三阶段：第三阶段：第三阶段：随放矿进行，作用在底柱上的压力随放矿进行，作用在底柱上的压
18、力随放矿进行，作用在底柱上的压力随放矿进行，作用在底柱上的压力降低。这是因为随放矿进行，漏斗上部矿石发生二次松降低。这是因为随放矿进行，漏斗上部矿石发生二次松降低。这是因为随放矿进行，漏斗上部矿石发生二次松降低。这是因为随放矿进行，漏斗上部矿石发生二次松散，在每个放矿漏斗上部形成一个椭球状松动空间散，在每个放矿漏斗上部形成一个椭球状松动空间散，在每个放矿漏斗上部形成一个椭球状松动空间散，在每个放矿漏斗上部形成一个椭球状松动空间 。在放矿过程中，处于放矿的漏斗中心压力降低，出现降在放矿过程中，处于放矿的漏斗中心压力降低，出现降在放矿过程中，处于放矿的漏斗中心压力降低，出现降在放矿过程中，处于放矿
19、的漏斗中心压力降低，出现降压带。降压带发生在松散椭球体范围内，距放矿漏斗轴压带。降压带发生在松散椭球体范围内，距放矿漏斗轴压带。降压带发生在松散椭球体范围内，距放矿漏斗轴压带。降压带发生在松散椭球体范围内，距放矿漏斗轴线越近，压力值降低越大。线越近，压力值降低越大。线越近，压力值降低越大。线越近，压力值降低越大。图图图图12-6 12-6 矿石放出过程漏斗上部压力变化矿石放出过程漏斗上部压力变化矿石放出过程漏斗上部压力变化矿石放出过程漏斗上部压力变化 11放出椭球体放出椭球体放出椭球体放出椭球体;2;2松动椭球体松动椭球体松动椭球体松动椭球体;3;3压力迹线压力迹线压力迹线压力迹线 （二）无底
20、柱分段崩落法进路周围岩体中应力分布（二）无底柱分段崩落法进路周围岩体中应力分布（二）无底柱分段崩落法进路周围岩体中应力分布（二）无底柱分段崩落法进路周围岩体中应力分布 无底柱分段崩落法较有底柱崩落法结构简单，无底柱分段崩落法较有底柱崩落法结构简单，无底柱分段崩落法较有底柱崩落法结构简单，无底柱分段崩落法较有底柱崩落法结构简单，整个回采过程整个回采过程整个回采过程整个回采过程凿凿凿凿岩、崩矿、出矿都在同一条回采巷岩、崩矿、出矿都在同一条回采巷岩、崩矿、出矿都在同一条回采巷岩、崩矿、出矿都在同一条回采巷道（进路）中完成道（进路）中完成道（进路）中完成道（进路）中完成。为了维护回采巷道（进路）的稳定
21、性必须了解为了维护回采巷道（进路）的稳定性必须了解为了维护回采巷道（进路）的稳定性必须了解为了维护回采巷道（进路）的稳定性必须了解进路周围岩体中应力分布，以及回采顺序对它的影响，进路周围岩体中应力分布，以及回采顺序对它的影响，进路周围岩体中应力分布，以及回采顺序对它的影响，进路周围岩体中应力分布，以及回采顺序对它的影响，以便采取相应维护措施。以便采取相应维护措施。以便采取相应维护措施。以便采取相应维护措施。无底柱分段崩落法无底柱分段崩落法无底柱分段崩落法无底柱分段崩落法图图图图12-7 12-7 进路周围岩体应力分布计算模型进路周围岩体应力分布计算模型进路周围岩体应力分布计算模型进路周围岩体应
22、力分布计算模型一、一、露天矿边坡工程特点露天矿边坡工程特点图图图图12-11 12-11 露天矿边坡及构成露天矿边坡及构成露天矿边坡及构成露天矿边坡及构成第二节第二节 边坡稳定分析与控制边坡稳定分析与控制 露天边坡与其它岩土边坡相比，具有许多自身特露天边坡与其它岩土边坡相比，具有许多自身特露天边坡与其它岩土边坡相比，具有许多自身特露天边坡与其它岩土边坡相比，具有许多自身特点点点点 ：（1 1）露天矿边坡的形成是一动态开挖过程；）露天矿边坡的形成是一动态开挖过程；）露天矿边坡的形成是一动态开挖过程；）露天矿边坡的形成是一动态开挖过程；（2 2）边坡工程地质条件的不可选择性；边坡工程地质条件的不可
23、选择性；边坡工程地质条件的不可选择性；边坡工程地质条件的不可选择性；（3 3）边坡高大且受到日常爆破震动的影响。边坡高大且受到日常爆破震动的影响。边坡高大且受到日常爆破震动的影响。边坡高大且受到日常爆破震动的影响。二、露天矿边坡常见的破坏类型二、露天矿边坡常见的破坏类型 露天矿边坡的破坏按其发生的形态主要分塌落、露天矿边坡的破坏按其发生的形态主要分塌落、露天矿边坡的破坏按其发生的形态主要分塌落、露天矿边坡的破坏按其发生的形态主要分塌落、滑动和倾倒等。滑动和倾倒等。滑动和倾倒等。滑动和倾倒等。图图图图12-12 12-12 台阶塌落台阶塌落台阶塌落台阶塌落图图图图12-13 12-13 边坡常见
24、的几种滑动形式边坡常见的几种滑动形式边坡常见的几种滑动形式边坡常见的几种滑动形式 a-平面；b-圆弧；c-楔体 图图图图12-14 12-14 组合型滑动面组合型滑动面组合型滑动面组合型滑动面 a-沿弱面滑动 b-沿节理面的折面滑动图图图图12-15 12-15 倾倒破坏形式倾倒破坏形式倾倒破坏形式倾倒破坏形式三、露天矿边坡工程分析的主要内容与程序三、露天矿边坡工程分析的主要内容与程序 （一）影响露天矿边坡稳定的因素（一）影响露天矿边坡稳定的因素（1 1 1 1）岩体的物理力学性质）岩体的物理力学性质）岩体的物理力学性质）岩体的物理力学性质 （2 2 2 2）岩体结构面）岩体结构面）岩体结构面
25、）岩体结构面 （3 3 3 3）地下水）地下水）地下水）地下水 （4 4 4 4）爆破震动）爆破震动）爆破震动）爆破震动 （5 5 5 5）几何形状）几何形状）几何形状）几何形状 （二）露天矿边坡工程稳定性分析与评价的程序（二）露天矿边坡工程稳定性分析与评价的程序进行边坡稳定分析与评价时一般遵从如下程序：进行边坡稳定分析与评价时一般遵从如下程序：进行边坡稳定分析与评价时一般遵从如下程序：进行边坡稳定分析与评价时一般遵从如下程序：（1 1）边坡工程地质条件、水文条件与影响边坡稳）边坡工程地质条件、水文条件与影响边坡稳）边坡工程地质条件、水文条件与影响边坡稳）边坡工程地质条件、水文条件与影响边坡稳
26、定因素的调查与分析评价定因素的调查与分析评价定因素的调查与分析评价定因素的调查与分析评价;（2 2）边坡岩体及结构面等相关物理力学参数的测）边坡岩体及结构面等相关物理力学参数的测）边坡岩体及结构面等相关物理力学参数的测）边坡岩体及结构面等相关物理力学参数的测试与确定，如抗拉强度、抗压强度、粘聚力、内摩擦试与确定，如抗拉强度、抗压强度、粘聚力、内摩擦试与确定，如抗拉强度、抗压强度、粘聚力、内摩擦试与确定，如抗拉强度、抗压强度、粘聚力、内摩擦角、弹性模量、对水的敏感性等角、弹性模量、对水的敏感性等角、弹性模量、对水的敏感性等角、弹性模量、对水的敏感性等;（3 3）根据地质等调查与分析的结果，以及模
27、拟实）根据地质等调查与分析的结果，以及模拟实）根据地质等调查与分析的结果，以及模拟实）根据地质等调查与分析的结果，以及模拟实验结果确定边坡可能的破坏模式验结果确定边坡可能的破坏模式验结果确定边坡可能的破坏模式验结果确定边坡可能的破坏模式;（4 4）针对各种可能的破坏模式，选择不同的计算）针对各种可能的破坏模式，选择不同的计算）针对各种可能的破坏模式，选择不同的计算）针对各种可能的破坏模式，选择不同的计算方法进行边坡的稳定性计算，以及各种影响因素的敏方法进行边坡的稳定性计算，以及各种影响因素的敏方法进行边坡的稳定性计算，以及各种影响因素的敏方法进行边坡的稳定性计算，以及各种影响因素的敏感性分析感
28、性分析感性分析感性分析;（5 5）根据稳定计算与分析结果，对研究区域的边）根据稳定计算与分析结果，对研究区域的边）根据稳定计算与分析结果，对研究区域的边）根据稳定计算与分析结果，对研究区域的边坡进行综合性稳定评价坡进行综合性稳定评价坡进行综合性稳定评价坡进行综合性稳定评价;（6 6）对局部不稳定边坡给出工程稳定及加固治理）对局部不稳定边坡给出工程稳定及加固治理）对局部不稳定边坡给出工程稳定及加固治理）对局部不稳定边坡给出工程稳定及加固治理措施，给出边坡维护的工程方案措施，给出边坡维护的工程方案措施，给出边坡维护的工程方案措施，给出边坡维护的工程方案;（7 7）给出最佳边坡设计与施工方案。）给出
29、最佳边坡设计与施工方案。）给出最佳边坡设计与施工方案。）给出最佳边坡设计与施工方案。四、边坡稳定计算四、边坡稳定计算（一）计算方法分类（一）计算方法分类（一）计算方法分类（一）计算方法分类 （1 1）极限平衡法）极限平衡法）极限平衡法）极限平衡法 （2 2）数值计算法）数值计算法）数值计算法）数值计算法 （3 3）概率分析法）概率分析法）概率分析法）概率分析法 （二）平面滑动计算（二）平面滑动计算（二）平面滑动计算（二）平面滑动计算 结构面走向与边坡走向平行或近于平行，夹角结构面走向与边坡走向平行或近于平行，夹角结构面走向与边坡走向平行或近于平行，夹角结构面走向与边坡走向平行或近于平行，夹角2
30、020以以以以内）内）内）内）;结构面出露在边坡面上，即结构面倾角结构面出露在边坡面上，即结构面倾角结构面出露在边坡面上，即结构面倾角结构面出露在边坡面上，即结构面倾角 小于边坡小于边坡小于边坡小于边坡角角角角。满足这些条件时，结构面就可能成为平面滑动的滑。满足这些条件时，结构面就可能成为平面滑动的滑。满足这些条件时，结构面就可能成为平面滑动的滑。满足这些条件时，结构面就可能成为平面滑动的滑面，并对滑坡起控制作用。面，并对滑坡起控制作用。面，并对滑坡起控制作用。面，并对滑坡起控制作用。图图图图12-17 12-17 平面滑动示意图平面滑动示意图平面滑动示意图平面滑动示意图稳定系数稳定系数稳定系
31、数稳定系数 理论上讲，如果计算的稳定系数大于理论上讲，如果计算的稳定系数大于理论上讲，如果计算的稳定系数大于理论上讲，如果计算的稳定系数大于1 1 1 1，说明，说明，说明，说明边坡稳定边坡稳定边坡稳定边坡稳定;小于小于小于小于1 1 1 1，说明边坡不稳定，说明边坡不稳定，说明边坡不稳定，说明边坡不稳定;等于等于等于等于1 1 1 1，说明边，说明边，说明边，说明边坡处于稳定的极限平衡状态。实际的工程中，根据露坡处于稳定的极限平衡状态。实际的工程中，根据露坡处于稳定的极限平衡状态。实际的工程中，根据露坡处于稳定的极限平衡状态。实际的工程中，根据露天矿边坡的重要性，一般对于运输帮等重要的边坡地
32、天矿边坡的重要性，一般对于运输帮等重要的边坡地天矿边坡的重要性，一般对于运输帮等重要的边坡地天矿边坡的重要性，一般对于运输帮等重要的边坡地段，取许用的稳定系数为段，取许用的稳定系数为段，取许用的稳定系数为段，取许用的稳定系数为1.25-1.31.25-1.31.25-1.31.25-1.3，对于其它边坡地，对于其它边坡地，对于其它边坡地，对于其它边坡地段，一般取许用的稳定系数为段，一般取许用的稳定系数为段，一般取许用的稳定系数为段，一般取许用的稳定系数为1.15-1.21.15-1.21.15-1.21.15-1.2。（三）圆弧滑动计算（三）圆弧滑动计算1 1 费勒纽斯费勒纽斯费勒纽斯费勒纽斯
33、(Fellenius)(Fellenius)法（条带间没有相互作用力）法（条带间没有相互作用力）法（条带间没有相互作用力）法（条带间没有相互作用力）图图图图12-18 12-18 圆弧滑动计算圆弧滑动计算圆弧滑动计算圆弧滑动计算a-a-边坡分条；边坡分条；边坡分条；边坡分条；b-b-分条受力分条受力分条受力分条受力2 2 毕绍普毕绍普毕绍普毕绍普(Bishop)(Bishop)法（条带间有相互作用力）法（条带间有相互作用力）法（条带间有相互作用力）法（条带间有相互作用力）图图图图12-1912-19毕绍普法边坡分条及受力分析图毕绍普法边坡分条及受力分析图毕绍普法边坡分条及受力分析图毕绍普法边坡
34、分条及受力分析图五、露天矿边坡的治理五、露天矿边坡的治理（一）对地表水和地下水的治理（一）对地表水和地下水的治理（一）对地表水和地下水的治理（一）对地表水和地下水的治理 治理地表水和地下水的原则是：防止地表水流入治理地表水和地下水的原则是：防止地表水流入治理地表水和地下水的原则是：防止地表水流入治理地表水和地下水的原则是：防止地表水流入边坡表面裂隙中；采用疏干措施降低潜在破坏面附近的水边坡表面裂隙中；采用疏干措施降低潜在破坏面附近的水边坡表面裂隙中；采用疏干措施降低潜在破坏面附近的水边坡表面裂隙中；采用疏干措施降低潜在破坏面附近的水压。边坡疏干工程的布置，一般只限于排除边坡附近的地压。边坡疏干
35、工程的布置，一般只限于排除边坡附近的地压。边坡疏干工程的布置，一般只限于排除边坡附近的地压。边坡疏干工程的布置，一般只限于排除边坡附近的地下水，而不是在广大范围内疏干地下水。下水，而不是在广大范围内疏干地下水。下水，而不是在广大范围内疏干地下水。下水，而不是在广大范围内疏干地下水。边坡疏干的一般方法为：边坡疏干的一般方法为：边坡疏干的一般方法为：边坡疏干的一般方法为：（1 1 1 1）在边坡岩体外面修筑排水沟排除地面水）在边坡岩体外面修筑排水沟排除地面水）在边坡岩体外面修筑排水沟排除地面水）在边坡岩体外面修筑排水沟排除地面水 （2 2 2 2）钻水平排水孔）钻水平排水孔）钻水平排水孔）钻水平排
36、水孔 （3 3 3 3）在边坡岩体外围打疏干井）在边坡岩体外围打疏干井）在边坡岩体外围打疏干井）在边坡岩体外围打疏干井 （4 4 4 4）地下巷道疏干）地下巷道疏干）地下巷道疏干）地下巷道疏干 （二）控制爆破（二）控制爆破（二）控制爆破（二）控制爆破 控制爆破是维护露天矿边坡稳定的比较有效方法，控制爆破是维护露天矿边坡稳定的比较有效方法，控制爆破是维护露天矿边坡稳定的比较有效方法，控制爆破是维护露天矿边坡稳定的比较有效方法，包括：包括：包括：包括：（1 1 1 1）减少每次延发爆破的炸药量，使冲击波的振）减少每次延发爆破的炸药量，使冲击波的振）减少每次延发爆破的炸药量，使冲击波的振）减少每次延
37、发爆破的炸药量，使冲击波的振幅保持在尽可能小范围内；幅保持在尽可能小范围内；幅保持在尽可能小范围内；幅保持在尽可能小范围内；（2 2 2 2）预裂爆破）预裂爆破）预裂爆破）预裂爆破 ；（3 3 3 3）缓冲爆破）缓冲爆破）缓冲爆破）缓冲爆破 。（三）露天矿边坡人工加固（三）露天矿边坡人工加固（三）露天矿边坡人工加固（三）露天矿边坡人工加固 抗滑桩，即在钻孔内放入钢轨、钢管和钢筋作抗滑桩，即在钻孔内放入钢轨、钢管和钢筋作抗滑桩，即在钻孔内放入钢轨、钢管和钢筋作抗滑桩，即在钻孔内放入钢轨、钢管和钢筋作为主要抗滑结构，然后用混凝土将钻孔内的孔隙填满或为主要抗滑结构，然后用混凝土将钻孔内的孔隙填满或为
38、主要抗滑结构，然后用混凝土将钻孔内的孔隙填满或为主要抗滑结构，然后用混凝土将钻孔内的孔隙填满或用压力灌浆。抗滑桩一般施工简单、速度快，应用比较用压力灌浆。抗滑桩一般施工简单、速度快，应用比较用压力灌浆。抗滑桩一般施工简单、速度快，应用比较用压力灌浆。抗滑桩一般施工简单、速度快，应用比较广泛。广泛。广泛。广泛。钢筋锚杆和钢绳锚索加固边坡钢筋锚杆和钢绳锚索加固边坡钢筋锚杆和钢绳锚索加固边坡钢筋锚杆和钢绳锚索加固边坡 ，锚杆（索）一，锚杆（索）一，锚杆（索）一，锚杆（索）一般由锚头、张拉段和锚固段三部分组成：锚头的作用是般由锚头、张拉段和锚固段三部分组成：锚头的作用是般由锚头、张拉段和锚固段三部分组成：锚头的作用是般由锚头、张拉段和锚固段三部分组成：锚头的作用是给锚杆（索）施加作用力，张拉段是将锚杆（索）的拉给锚杆（索）施加作用力，张拉段是将锚杆（索）的拉给锚杆（索）施加作用力，张拉段是将锚杆（索）的拉给锚杆（索）施加作用力，张拉段是将锚杆（索）的拉力均匀地传给周围岩体，锚固段是提供锚固力。力均匀地传给周围岩体，锚固段是提供锚固力。力均匀地传给周围岩体，锚固段是提供锚固力。力均匀地传给周围岩体，锚固段是提供锚固力。作作 业业 P352:1、2