边坡失稳的简易监测法.pdf

边坡失稳的简易监测法 A嘲 ⋯ 着 删 连 ⋯ 般 备 ⋯法 ／ ／ 关 键 饲 ， 简易监测法 苎 三 兰 坐堡型旦 ／ ’ 龋 l 地质及采矿概况 1 ． 1 矿 区地质情况 广 东石 菸铜 业公司 东段次生矿位于 阳春 盆地西南部， 四而环 山。东段 为平地，地势 平坦，海拔4 0 m左右 。该 次生 矿赋存于 古岩 溶洼 地第四系一套复杂 的松散沉积物中 第 四系 松散沉积物 由山麓 和山前堆 积的冲击 、 洪积和坡残积物构成 ，自下而 上 分 三 层， I 。 一 含粘 土砾石质 砂层 、含 砾石 粘土 质 砂 层 } Ⅱq 一土黄呈紫 红色砂 、砾 层 Ⅲq 一灰 色到土黄色牯土砂砾层。露天采坑西坡处， 地 层更具代表性 见图 1。 暖 1 地质剖面 图 6 o 一石英闪长玢岩 l 8 0 一土状风化石英闪长 玢岩 矿 区地质梅 造。太象分 为三组构造 。其 中断裂椅造对露黄采矿作业盼边坡稳定性影 响较大，尤以F 。 正断层突出。其对 西 边 坡 北部的失稳，构成 了诱发 性 的 作 用 。F s 正 断层由河螂经长田、 7号勘探线，北东至术 黾岭南东一带，倾向南东，倾角5 0 。 ～7 0 。 ， 其倾 向及走向同西坡北段 非常 相似。 1 ． 2采矿概 况 一 l 2～ 根据 矿康的产状， 由， 东省 滔盎 设计 院 设计， 将东 段次生矿作 露天开采 ，开 采台阶 8 m，安全平 台宽 5 m，台阶坡面角 3 5 。 ，最 终 边坡角2 2 。 ～3 7 。 土体 。 到1 9 9 1 年止。露 天采 坑西 边坡北部 已形成 了近 8个 台阶 。即 近7 0 m高的土体 凌 空面。据资 料记载。 该边 坡段在7 0 年代末期就 已出现 了裂缝等活动现 象， 随着 开采加深， 边坡 凌空面加大。岩层 移动越加活跃。在多台阶上出现滑动的危险 现 象，此时开始加强 了监 测工作。 虽然过去 有过观测工 作，但 因此观测点 均埋在 移动体 上 ，故 其观 测数据 无实用意 义。 2 监测方案 由于地质及采矿的原 因，致使西 坡北段 出现 了失稳现象。一方 面由于过去的观测方 案 已经不台理 园拟稳 点位于移动 区内 。 迫使 重新建立 测量 方案 }另一方 面，由于当 时边 坡出现了太的裂缝和 明显的沉降，情况 非常紧 急，不 得不及时进行 观测。在 这种情 况下，结 合当时的仪器设 施，采用沉降观洲 应急措施，即使用三等水准 准确地讲是拟 三等水 准观 洌。水平位置 不能精确定位， 而只 能近 似求取单 向分量 器测线的纵 向 位移。实 际上，只要 测线选择正确 。对边坡 的横 向位移 量可忽略不计。 2 ． 1 观 测原理 如 图 2所示 ，根据 现场 的裂缝 及岩 移情 况 。选取一条与滑移方 向一致 的捌 线。A点 离开移动区较远。作拟稳点，其是否活动则 旮 色矿 山 0 0 4 ． B ，，●● 维普资讯 圈2 观测点解算原理 用 水 准检验，B 点 、c 点 则作为观测工 作 点 即变形点。以下的处理方 法前 提 是A、B、 c。⋯⋯点始终为一直线 。 通过实测可得到该区相邻点各期的观测 高差h 。 ． ，h 。 e 等，还可 以得到 各 期 相 邻 观测之斜距s 、s c e 等量，经三 角 形 解 算可得各期相邻 点 问 的 平 距d ， ，d c e ； 等 量，经多期观测，就可求得各点相对拟稳点 A在 沿测线方 向的水平 移量 △d e 一 、 一 △d 。 一 ，丽 沉降值Ah e ⋯ ～ 。则经实 测 求取，从而可定 出各点在 测线 垂直 断面上的 位移量 。 2 ． 1 ． 1 沉 降值 ram 通过 实测水准 ，可求 取各点 之高程 标 高m，H ， 、HB ． 、Hc 【 ⋯ ⋯，则各 点之相 邻 期垂直位移值 ram为 △ h P l HA目一Hl A hB 2 一 I HB HB1 a h c 。 一 IHc 一 2一Hc 1 MAh ⋯ ／ 丽 吾 式 中 MAh 一 A点之相邻 期垂直位 移 值中误差，mm； M 。 为A点 i 期平差之高程 中 误 差 ， mm。 由此可知，各点最后期累计垂直位移值 mi l 1 A h 【 一 1HlHl MAh A ． 一 瓯 町 或Ah ． 一 ∑ △h ⋯ 一 2 ． 1 ． 2 纵 向水 平位移值 mm 根据 各期观 测求 得 的 h n ， S 、 h 。 、 s 。 a ， ⋯⋯可求得各期 相邻 点 间的水 平距离 值 mm d B A J “ ／S A【 一h 言 | d c e ． 霹 I 百 ； ； 则相邻期两相邻 点阔 的水平位 移值为。 一⋯ △ d B 2 1 d B 2一dB I 一⋯ △ d c B 2 1 dc B 2一d c B1 故沿测线各个观测点相对拟稳点的邻期 水平位移值为 - - - - - -‘ 一一 A D B A 2 1 △dB 2 一I -u -t--～ ～一 A Dc 。 一l △ d B。 ～l △ DB A P ～ l A DD 2 1adD 。 2 1A D c 2 一I ； 则 各点最后 一期相对 拟稳点 的水 平位移 值为 △D ⋯ 一 1 ∑ AD ⋯ 十 1 ,AD c _ l ∑ A D ⋯ ～ 2 ． 1 ． 3 测线断面上的位移值 ram Irfj 1 、2 两 月观测 得 到 的 垂 直 位 移 值 - - ---⋯一 Ah B t 和纵向水平位移值△D 一 ， 即可 以最后 确定B 点第i 期 的位移 值R。 及 移动 方 向Q ． 。见 舟 3。 ⋯ 递坡失稳的苘易监铡洼胡丽戢 一 1 3 维普资讯 B n ‘ _ I 一【 图3 矢量 合成 图 RE 写成矢量公式 △s‘ ＼ ＼ ／ ＼ ／ 甲K 2 ． 2 ． 2 外 业要 求 △ △ 一 其它 测点 同理可得o 2 ． 2 具休方案 2 ． 2 ． 1 布点 为了求取上述原理中的结果值，故在布 点时使各测点均垂直于西边坡，即测线与其 移动方向基本一致，并使各测线的拟稳点尽 可能远离移动区，同时保证各裂缝间均设有 观测点 ，参见 图 4，在远 离活动区较稳定 的 地方分别布设南 、北两组 高程起算点a Ni厶 一． d NT ～ 凸 图l边坡监 测布点示意 图 鉴于人 、物的实际条件及当时失稳的程 度，故要求尽快制定观测方法，及时作出安 矿原有观谢点 垒预报和提出治理意见，量测工作基本上按 图 4示出的布点进行。 2 ． 2 ． 2 ． 1 水准 测量 一 1 4 一 有每矿山1 9 ， B 维普资讯 原则上采用三等水准测量方法，但考虑 到实际情况，故采用两次仪器高尉合水准测 量；先高后低，每次仪器高测站 的 顺 序 是 后、前，前、后，且要求偶数站附台。观测 精度按下述要求进行，超限者重测。 1一 涮站观 测 限差 中丝涮高 I 2双面测高差3 ． O O mm； 3双面读数差2 ． O O mmt 4 检测点间歇点高差之差8 ． O O mm。 2 ． 2 ． 2． 2 量距 由于当时的量距设备只有一把未经检定 的锕尺 5 O m长，但又需要取得具 有一定 可信程度的定量值，故采取每次 以 该 尺 为 准，用 1 0 k g 拉力量 边 不悬 空，在 两尺位 分别进行两次读数，两次测距之差不超过 3m m o 2 ． 2 ． 3 观测周期及 内业处 理 由于原来缺乏观测资料，而边坡正处于 剧烈活动期，故首期每天进行一次观测，待 掌握一定规律后再适当延长观溉l周期。 在作 内业处理前，必须认真检查外业数 据，待检查外业无误，方可进行数据处理。 原则上水准采用条件平差，距离采用多次丈 量 的平距值 。 2 ． 2 ． 4 成 果整理 量测数据采用表格和图形两种方式，以 增 加直观性 ，具休处 理如 下 2 ． 2 ． 4 ． I 垂直 位移值 ram 可利用下沉值求得 H 一l H 式 中H 一 这一次或第二 次测 点 之 高 程 ， mj H 初次或前次测点之高程，m。 2 ． 2 ． 4 ． 2 倾斜和曲率 这两个参数均由下沉值求得，具体计算 公式 是 相邻点间倾斜i m 二 L 相邻边的曲率 K L o 式中q 为n 点的下沉值，L 为n ～n 一 1 点闭的距离 2 ． 2 ． 4 ． 3 水 平移 动值 ram ∈Di Dj I D i 为i 次观测时该点到拟稳点间的距离。 2 ． 2 ． 4 ． 4 水平变形速率 retol d e d 卜I d 。 为i 次测点的距点。 2 ． 2 ． 4 ． 5 图表 受当时的仪器设备限制，使许多形变量 无法准确取得，故下沉曲线图，水平移动曲 线图等已失去实用意义。但为了作 变 形 分 析，便于指导生产，故结合当时实际情况， 编制了一种下沉速度与雨量的对照图，能直 观地分析滑动原因，见图 6。 3 实测情况 利用前 述原理，测量组于 1 9 9 1 年 6 月 2 4 日到 8月 1 7 日，进行 了1 8 次监测，监 测结果 见 图 5，并 利用 图 6进行整理。 在所有计算处理过程中，证明每次水准 测量精度均符台设计要求。由成果表可直观 地看 到移动活动区，可在平面上圈定滑动范 围。并根据滑动角，能较准确地得出滑动体 的大小， 从而 指导治理工作。 4 变形分析 根据实测结果得到了移动变形量，并作 出图 5 所示 的对照图。结台相关资料，对边 坡失稳 的原 因分析如下 首先，根据地质及采矿资料，认为F 。 正 断层对边坡失稳起了诱发性作用，且随着开 采深度的加大，边坡的凌空面增加，加速了 遗被失稳的1 奇 易监恻怯一一胡丽敏 ～ 5 ～ 维普资讯 时间 圈5 下沉速度与雨量对照图 圈6 西地坡稳定性监测计算用图 边坡的移动}其二，该区的地层有潜伏失稳 的危 险，如松 散堆积层 、砾石层 等 分 层 产 状 。 与浅层 地下水 的作用，易诱发 滑动 ； 由 i ； ＼ 一 D 6 I＆ 5 l 甚 。 m 5 、 岛 | 图 5得出 降水较 大的后两天，边 坡下 沉最 大，此时平动也最大，这说明对滑动有催化 作用 的水 ，主要 来 自地表水对 浅层 地下水 的 青色矿山】 9 9 4 ， 0 维普资讯 1 7 缓倾斜薄矿体锚杆护顶 砂浆充填法试验研究 A 锡 矿 山 矿 务 局 【 摘要l 本 文 扼 要 地 f秘 了 锚 杆 护 顶 砂 浆 充 填 謦 开 采缓 I甄 斜 薄 矿 体 的 试 验 研 究 厦其 推 广 应 情 提 。 ． 关键 词 。 顶板支护 杆尾砂胶 结 充填法 ．缓 倾 斜 簿 矿 脉 采 矿 法馈 呈 一 ， 一 ， 一， ⋯一 1 概 述 锡矿山锑矿属缓倾斜似层状中厚矿床。 由于矿山已步入晚期，矿床开采正向深部和 边缘部位发展，薄矿体分布面积与所 占储量 比例逐渐增大。为了减少薄矿体锚杆护顶房 柱法回采所 造成的矿柱损失，进步提高回 采率，降低贫化率，经济合理地回采资源。 南矿 率先在 I I 中段 中部 缓倾斜矿体 中，进行 了锚杆护顶砂浆充填采矿法试验，道后又在 9中段中部薄矿体中进行了扩大 性 开 采 试 验 。该 法 自1 9 7 8 年 2月提 出试验 方案 ，经 过 4 年多开采，共回采3 4 个采 场，采 下 矿 石 9万 多吨，回采率平均为8 1 ． 0 ％， 贫化率平 均为2 7 ． 8 ，与该区域矿休采用锚杆护顶房 柱法开采相比较，矿石损失率约下降2 0 ％， 贫化率降低1 4 ％左右，增利近9 0 万元，取得 了良好的经济效益。自1 9 8 3 年1 0 日通过由局 组织的技术鉴定以来，已在 南、北两 矿区 缓倾斜、倾斜薄矿体中全面推广斑用。 一 2 地 质概况 锡矿山锑矿产于入字型断裂下盘几个次 ～ 级两端倾没的短轴背斜中，主要矿体均赋 存在石灰岩的硅化荻岩中。矿体 具 有 多 层 性，其形态，产状 和规模也有差异 。主要 薄 矿休均赋存在厚1 l o re 钙质页岩直接 底 板 之 下 ，呈 似层 状产 出，沿走 向长3 0 6 0 0 m，延 深6 0 1 8 0 ．0 m。矿体厚度变化稳定，～ 般为 2 ～3 m，倾角一般为1 0 。 0 。 ，局 部 达3 5 。 ～ 4 5 。 ，矿石 平均品位4 ． 5 ～5 ． 7 ％。 矿 体 直 接顶板为厚层页岩， 起伏变化不大 ，较 规 则，节理裂 隙较为发育，稳 固性很 差 矿体 底板为硅 化灰岩或灰岩 ，不规 则， 稳 定 性 好 。 3 采矿方法的选择及其 参数的确定 3 ． I 采矿方法 的选择 锚杆护顶 房柱法应用 于开 采薄矿 脉，取 补 给。 5 边 坡治理 针对边坡失稳的种种原因，对边坡治理 采 取以下措施t 1离边坡远处采用深淘截排水，以 减 少地 表水及浅层地 下水对 糈动体的影响 } 2在 掌握移动规律后 、雨季后 ，当 边坡趋稳时，应进行削坡减载的工作，以减 少 滑动 自重} 3在滑动体深部打排形抗滑桩。 通过 以上综合 治理 ，使 边坡趋稳，经过 几年的实践检验，证明是行之有效的 缓慑r抖薄矿I ；扛 锚杆护顶砂浆充填法试验研究祝禄盅 责任 编辑周 致勤 一 l 7 一 维普资讯