资源描述：
一、立项背景 XXX煤矿自2006年9月29日正式开工建设以来，露天采场地表沿煤层走向已形成南北长约1.135km，沿煤层倾向东西宽约0.45km，开采面积约0.51km2的地表境界，开采垂深约为54m，采场底部已形成南北走向长约862m,东西宽65m的深部境界。采场内已形成530、520两个采煤台阶和540、550、560三个剥离台阶。其中东帮到界台阶4个，分别为530、540、550、560，东部排土场最大排弃段高已达25米，到年底排土段高可达30米。 从采场内东帮到界台阶部分地区已见裂缝，可以看出边坡问题已开始影响露天采坑，随着露天采坑的逐渐降深和排土场的逐步加高，边坡问题会越来越影响到露天采坑和排土场的设计，并给露天采坑正常生产和排土场正常排弃造成严重的安全隐患。露天采坑最终边坡角的大小对露天矿剥离量有较大的影响，增大边坡角可以减少剥离费用，但增加了滑坡的危险，增加了边坡维护费，减少边坡角增加了剥离费，但可减少滑坡危险，减少边坡维护费。因此，对XXX煤矿边坡稳定进行研究，从而有针对性制定有效的防治对策已显的越来越紧迫,XXX煤矿特申请对XXX煤矿边坡稳定进行研究，并制定有效的防治对策。 XXX煤矿位于古尔班通古特沙漠南缘，地势开阔平坦，为卡拉麦里西南山前戈壁荒漠地带。地表植被稀少，无水系发育。海拔600米左右，相对高差3050米左右。 该地区属中温带大陆性半沙漠气候，干旱少雨，四季多风。冬季长且寒冷，积雪较少，冰冻期三个半月，最大冻土层厚1.5米。该区降水多集中在67月份，年降雨量小于120毫米，蒸发量大于1202毫米，一次最大暴雨量为39.7毫米，相对湿度全年平均为49。 露天勘探区位于破房子凹陷鼻状构造的西翼，地层表现为单斜构造，略有弯曲，总体呈NNW-SSE向带状展布，其中南部地层产状280～285、∠15～18,中部一般为285～300、∠22～24,北部一般为300～320、∠17～20，勘探区内未见其它明显的褶皱、断层，构造相对简单，只有一些小裂隙，节理发育，属构造简单区。 矿区只有一层巨厚煤B1，平均51.80米，煤层产状平缓，倾角约1725，煤呈灰黑黑色，块状，条痕灰黑黑褐，暗淡光泽沥青光泽，断口呈贝壳状参差状，节理不发育，煤层呈条带状均一状结构，层状构造，煤较硬，风化呈现粉沫状。煤层为不粘煤，挥发份较高，燃点低，容易自燃，加之煤层干燥，自然发火期约30天左右。煤层还原样着火点温度为341.50℃，燃点温差为45℃，氧化程度为95.45，为很易自燃发火的煤层。 该项目完成后将会产生非常好的经济和社会效益。 二、研究内容与预期目标 本项目研究内容为 1）、分析影响XXX煤矿边坡稳定的各种因数。 2）、对采场工作帮、非工作帮、端帮及排土场确定一个合理的最优边坡角，使露天矿的生产既经济又安全。 3）、滑坡防治措施 一、XXX煤矿上部是风化煤边坡，下部是煤层底板及底版下部的岩石组成的岩质边坡，岩质边坡中的各种结构面，如断层、层面、节理等的产状、位置、数量或分布密度、相互关系等是影响边坡稳定性的重要因数。详查地质勘探虽未发现弱层，但地层中有膨润土，泥岩中蒙脱石含量较高，因此有可能在局部地层中存在有弱层，国内的露天煤矿顺层面滑坡多属这类。 二、边坡稳定性还与结构面、结构体以及由此二者组合成边坡岩体的物理力学性质有关。 三、水是边坡稳定的有害因数。水会增加岩体容重，降低岩体抗剪强度。水对边坡岩体产生静压和动压、减少滑动面上的岩石颗粒间的有效压力，从而促使边坡滑动。 四、露天矿边坡相对于结构面的方向、边坡构成要素，边坡形状、开拓运输系统、采矿工作线布置方向、开采程序、最终边坡形成早或晚、穿孔爆破方法以及疏干排水方法等对边坡稳定性均有影响。 XXX露天矿边坡根据采掘场与地层的关系，边坡稳定情况可分为三种情况，即工作帮最终边坡，端帮边坡，非工作帮边坡。工作帮最终边坡走向与岩层层理走向平行，边坡岩层与边坡倾向相反，工作帮最终边坡高度为露天采掘场的最大开采深度；端帮边坡走向与岩层层理走向近似垂直，其高度随着采深的增加而增加；非工作帮边坡主要由煤层底板及底板下部的岩层构成。 XXX露天矿边坡岩层强度一般，边坡稳定主要受物料强度和弱层控制，断层、节理对边坡稳定也有一定的影响。 已有的地质勘探未发现弱层，但地层中有膨润土，泥岩中蒙脱石含量较高，因此有可能在局部地层中存在有弱层。在今后的工作中，应补充采区的工程地质工作。 端帮边坡与岩层的层理近似垂直，其稳定性受岩层强度、节理断层控制，滑坡模式为圆弧滑坡，本次设计按这种滑坡模式进行计算分析。 工作帮最终边坡岩层倾向与边坡倾向相反，岩层中的节理相对较散乱，边坡滑坡模式为圆弧滑坡模式。 非工作帮边坡主要由煤层底板以及煤层底板下部的岩层构成，可能的滑坡模式为圆弧滑坡。 通过本项目的研究，确定一个合理的最优边坡角，使露天矿的生产既经济又安全,提出相应的、切实可行的、经济合理的边坡变形破坏防治措施和方案建议。 三、实施方案 本项目计划分六个阶段实施,计划实施周期为8个月。具体实施方案为 一、边坡工程地质测绘及资料整理 边坡稳定性分析、评价的首要基础工作是进行边坡工程地质、水文地质条件研究，通过研究给出 边坡岩体的结构特征以及岩层和软弱结构面的赋存规律、分布特点； 地下水赋存情况； 建立工程地质模型 工程地质、水文地质条件研究的基础是利用以往勘察资料为基础参考依据，适当补充一些工程地质勘察工程。进一步补充的边坡工程地质、水文地质勘察采用钻探方法。 该阶段计划二个月。 二、岩土物理力学性质试验研究 利用补充钻探采取的岩样，进行岩土物理力学性质试验工作。该阶段计划一个月。 三、边坡变形破坏机理研究 边坡变形破坏机理研究拟采用数值模拟方法给出边坡的变形、破坏机理和潜在滑坡模式。 数值模拟是在建立地质体工程地质模型及力学性态本构模型的基础上，采用数值分析方法，求解地质体（随时间的）变形（位移）、应力及破裂状态的变化过程，从而达到对地质体变形破坏、乃至运动进行全过程描述的目的。 XXX露天矿边坡根据采掘场与地层的关系，边坡稳定情况可分为三种情况，即工作帮最终边坡，端帮边坡，非工作帮边坡。工作帮最终边坡走向与岩层层理走向平行，边坡岩层与边坡倾向相反，工作帮最终边坡高度为露天采掘场的最大开采深度；端帮边坡走向与岩层层理走向近似垂直，其高度随着采深的增加而增加；非工作帮边坡主要由煤层底板及底板下部的岩层构成。 XXX露天矿边坡岩层强度一般，边坡稳定主要受物料强度和弱层控制，断层、节理对边坡稳定也有一定的影响。 已有的地质勘探未发现弱层，但地层中有膨润土，泥岩中蒙脱石含量较高，因此有可能在局部地层中存在有弱层。 端帮边坡与岩层的层理近似垂直，其稳定性受岩层强度、节理断层控制，滑坡模式为圆弧滑坡。 工作帮最终边坡岩层倾向与边坡倾向相反，岩层中的节理相对较散乱，边坡滑坡模式为圆弧滑坡模式。 非工作帮边坡主要由煤层底板以及煤层底板下部的岩层构成，可能的滑坡模式为圆弧滑坡。 该阶段计划一个半月。 四、边坡稳定性分析与评价 边坡稳定性分析与评价是边坡研究工作的核心，也是边坡防治措施研究的基础。边坡稳定性分析与评价的方法很多（计算方法主要有morgenstern-price法、bishop法、janbu法、推力法、sarma法等）。 该阶段计划一个半月。 五、边坡变形破坏防治措施研究 根据矿山边坡工程地质、水文地质条件及其相应的稳定性分析与评价成果，分析可能实现的采矿及边坡失稳预防、治理技术条件和经济对比等因素，提出相应的、切实可行的、经济合理的边坡变形破坏防治措施和方案建议。 该阶段计划一个月。 六、研究报告的编制 该阶段计划一个月。 四、效益预测 一、直接经济效益预测 露天矿最终边坡角的大小对露天矿剥离量影响极大，按露天最终采深400米，最终边坡角35度，边坡角变化1度，则每公里长边坡的剥离量变化约400万方，按单价9元/立方，则可节约3600万元。 二、社会效益预测 稳定的边坡角可以控制采场、排土场不发生滑坡，减少了滑坡对环境的破坏。 五、年度计划及经费预算 说明经费预算主要包括以下内容，根据性质不同，单个科目可包括其中某几项内容。 经费预算表 科 目 价 格（万元） 备 注 一、人员研究费 200 二、设备费 1．购置费（特殊需要） 2．试制费（包括样机） 三、相关费用 150 1．材料费 2．燃料及动力费 3．测试及化验费 100 4．会议及差旅费 15 5．资料及咨询费 30 6．直接管理费 5 7．知识产权费 四、生产性试验或现场试验费 40 1．现场人员费 10 2．材料及设施费 25 3．交通费 5 五、其他费用 10 合 计 400 六、其他需要说明的问题 七、申报单位签章 申报单位名称 （公章） 法人代表（签字） 年 月 日 八、XXX公司审核意见并签章 审核意见 XXX有限责任公司（公章） 负责人（签字） 年 月 日 12
展开阅读全文
