露天矿排土场边坡稳定性分析与评价

露天矿排土场边坡稳定性分析与评价摘要对边坡稳定性的分析是土木工程学科中的一项重要研究课题，分析的方法也包含多种。

本文在对边坡稳定性分析的基础之上，对各种工况下露头矿排土场边坡的稳定性进行分析和评价，旨在为排土场边坡的综合管理提供可参考的依据。

关键词露头矿；排土场；边坡稳定性；分析；评价露天矿排土场边坡因为地形地貌和地质结构的原因，加上自然灾害的影响，很容易发生危险性较大的地质灾害。

随着对矿产资源的开发，露头开采的不断进行，使露天矿排土场的边坡日渐高陡，对于边坡稳定性的重视度逐渐提高，边坡稳定性的分析研究成为了岩土工程和土木工程学科方面专家普遍关心的重要课题。

对于排土场边坡稳定性的分析，国内外已经有多种方法，在实际应用中被广泛的使用和推广。

排土场的边坡同岩质边坡比较起来本质上有很大的区别，同其它的自然坡体也有很大的差异，符合自身条件特点的稳定性分析方法还有待于开发和发展。

排土场边坡出现滑坡等灾害情况受多方面的不确定因素的影响，所以传统的稳定性分析方法结果的准确度也不够理想。

目前对露天矿排土场边坡稳定性的分析方法都建立在假设的基础之上，其分析结果有明显的误差存在。

本文针对这个问题，以实际工程为分析基础，将多种分析方法结合，整理出关于排土场边坡稳定性分析的更加适合的方法，以便于在实际的工作中加以应用。

1排土场边坡稳定性影响因素及滑坡的主要模式1.1 排土场边坡稳定性的影响因素露天矿排土场边坡的稳定性受多方面因素的影响，归纳起来可分为外在因素和内在因素两大类型。

外在影响因素主要包括水、工程以及外部振动等因素的影响作用；内在因素主要包括边坡的土质、结构以及地应力等影响作用。

外在因素的变化要比内在因素快很多，但是外在因素对边坡稳定性的破坏要通过内在因素来发挥作用，也就是说只用内在因素和外在因素两方面相结合发挥综合作用，才导致排土场边坡发生变形乃至破坏。

1.2 排土场边坡滑坡的主要模式排土场边坡滑坡主要有以下三种模式：1）边坡内部滑坡。

露天煤矿排土场边坡稳定性分析与治理技术发布时间：2021-11-11T08:02:44.724Z 来源：《中国科技人才》2021年第23期作者：张伟[导读] 排土场边坡稳定是确保露天矿安全高效生产的前提条件。

为确定露天矿北排土场的滑坡模式，通过分析北排土场建设情况、经济因素及环境条件，对北排土场边坡滑坡采取排土压脚综合治理措施，治理后的边坡稳定性系数为1. 214，使边坡达到了稳定状态，为同类滑坡灾害治理提供了可靠性依据。

中煤平朔集团有限公司东露天矿山西朔州 036800摘要：排土场边坡安全与否关系着矿山安全生产以及排土场下游居民的生产生活设施的正常使用。

随着生产的进行，排土场不断增高无疑增加了边坡失稳的风险。

许多专家学者针对排土场边坡稳定性分析均有不同方面、不同角度的研究。

露天采场的持续生产会不断产生大量的废石，排土场不断增高是必然趋势，其边坡失稳的风险亦逐渐增加。

关键词：露天煤矿排土场边坡稳定性；治理技术排土场边坡稳定是确保露天矿安全高效生产的前提条件。

为确定露天矿北排土场的滑坡模式，通过分析北排土场建设情况、经济因素及环境条件，对北排土场边坡滑坡采取排土压脚综合治理措施，治理后的边坡稳定性系数为1. 214，使边坡达到了稳定状态，为同类滑坡灾害治理提供了可靠性依据。

一、露天矿边坡特征1.露天矿边坡一般较高，从几十米到几百米，走向从几百米到数千米，其揭露的岩层多，边坡各部分地质条件差异大，变化复杂，岩体暴露时间长、破碎、完整性差，岩体的强度低。

2.露天矿最终边坡是由上而下逐步形成的，上部边坡服务年限长，下部边坡服务年限短，因此上下部边坡的稳定性也不相同，具有时效性。

3.露天矿场每天频繁的穿孔、爆破作业和车辆行走，使边坡岩体受到经常性的震动影响。

4.边坡是随着露天矿开采作业而形成的，其稳定性不断发生变化。

边坡的类型按坡体成分可分为岩石边坡、泥土边坡、沉积物边坡、构筑堆坡和尾矿坝；按几何形状可分为倾斜边坡、内陷边坡和外鼓边坡。

78研究与探索Research and Exploration ·监测与诊断中国设备工程 2019.09 (上)人类社会在进行生产和建设的过程中，不可避免地会进行一些开采工作。

尤其是露天采矿工程，由于挖掘岩土体会导致大量剥离物的产生，以至于排土场成为露天采矿工程中非常重要的一部分。

因为影响排土场边坡稳定性的因素复杂，导致排土场在建设的过程当中常常有事故发生，也由此可见，矿山相关管理者为了保障矿山的生产效率以及矿山能够安全稳定地运行，排土场的建设稳定也是一个需要顾及的重要问题。

1 露天矿排土场的形成及可能导致的灾害露天矿排土场的主要作用是放置采矿工作中产生的大量泥土沙石等废弃物，以确保矿山有序开采有用的矿石，是一个大型的由人工堆积的松散物体。

由于排土场建设的不当不仅会带来安全隐患，引发一些安全事故的发生，如泥石流、山体滑坡，等等，同时还给环境保护工作带来了极大的困难。

由于地质条件、气候条件等存在差异，引发排土场失稳的因素不同，产生的灾害也有不同。

排土场内部滑坡、沿地基接触面滑坡和沿排土场地基软弱层滑坡是排土场失稳的三种主要模式。

比较常见的排土场滑坡主要是由排土场内存在的软弱层，因为地表汇水会雨水的浸入，本就脆弱的软弱层受到的水分的侵蚀就会导致滑坡的安全事故出现，因为岩土土质本身存在不同、排土工艺和其他外界条件不同，所以导致的排土场滑坡会使其滑动面存在不同的高度，另外一种是散体岩石的高度低于排土场的高度，使散体岩石的承载压力过大，从而导致排土场边坡失稳，从而导致滑坡的出现。

有的排土场的基底脆弱不稳定，承载能力低以至于排土场有时会出现滑移的情况，从而导致滑坡引发安全事故。

不同的人工堆积层、土质或洪水带来的卵石层都是影响排土场基底稳定性的重要因素。

一般情况下，由于排土场基底弱层不稳引发的排土场滑坡的多为排土场基底平移引发，且滑动的规模通常较大。

排土场的地基接触面的摩擦不当也有可能导致排土场的滑坡。

定期进行边坡稳定性分析、评价
制定部门：某某单位
时间：202X年X月X日封面页
定期进行边坡稳定性分析、评价
安全事关每个家庭的幸福，熟悉安全操作规程，掌握安全技术措施，制定安全计划方案，做好单位安全培训，加强安全知识学习及考试更是预防和杜绝安全事故的重要方式和手段。

您浏览的《定期进行边坡稳定性分析、评价》正文如下：
定期进行边坡稳定性分析、评价
【规程条文】第五百八十四条非工作帮形成一定范围的到界台阶后，应定期进行边坡稳定分析和评价，对影响生产安全的不稳定边坡必须采取安全措施。

第五百八十八条排土场边坡管理必须遵守下列规定：
(一)定期对排土场边坡进行稳定性分析，必要时采取防治措施。

(二)内排土场建设前，查明基底形态、岩层的赋存状态及岩石物理力学性质，测定排弃物料的力学参数，进行排土场设计和边坡稳定计算，清除基底上不利于边坡稳定的松软土岩。

(三)内排土场最下部台阶的坡底与采掘台阶坡底之间必须留有足够的安全距离。

(四)排土场必须采取有效的防排水措施，防止或者减少水流入排土场。

【执行说明】随着采场和排土场的发展，矿山的地质条件不断发生变化，应当每年至少进行1次边坡稳定性分析和评价。

排土场边坡稳定性分析及安全评价分析马永明（甘肃省建设项目咨询中心有限公司，甘肃　兰州　７３００７０）摘 要：安全评价在矿山项目建设阶段有着不可或缺的作用，大型露天矿山通过安全评价合理建设，了解排土场边坡稳定性，以确保后期生产稳定开展。

文章以某地区矿山开发为例的进行分析，结合矿山实际问题，对排土场边坡稳定性分析并进行安全评价，为相关矿山开发工程稳定开展奠定坚实基础。

关键词：排土场边坡；稳定性；建设；安全评价中图分类号：ＴＤ８０４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２０）０５－０１９３－２Stability analysis and safety evaluation analysis of waste dump slopeMA Yong-ming（Ｇａｎｓｕ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｐｒｏｊｅｃｔ　Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ　Ｃｅｎｔｅｒ　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ，Ｌａｎｚｈｏｕ　７３００７０，Ｃｈｉｎａ）Abstract:　Ｓａｆｅｔｙ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ｐｌａｙｓ　ａｎ　ｉｎｄｉｓｐｅｎｓａｂｌｅ　ｒｏｌｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｓｔａｇｅ　ｏｆ　ｍｉｎｅ　ｐｒｏｊｅｃｔｓ．　Ｌａｒｇｅ　ｏｐｅｎ－ｐｉｔ　ｍｉｎｅｓ　ｃａｎ　ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｌｏｐｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｗａｓｔｅ　ｄｕｍｐ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓａｆｅｔｙ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ，　ｓｏ　ａｓ　ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｓｔａｂｌｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｌａｔｅｒ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．　Ｔａｋｉｎｇ　ｔｈｅ　ｍｉｎｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｉｎ　ａ　ｃｅｒｔａｉｎ　ａｒｅａ　ａｓ　ａｎ　ｅｘａｍｐｌｅ，　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｓｌｏｐｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｗａｓｔｅ　ｄｕｍｐ　ａｎｄ　ｅｖａｌｕａｔｅｓ　ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ，　ｗｈｉｃｈ　ｌａｙｓ　ａ　ｓｏｌｉｄ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｔａｂｌｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｍｉｎｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｐｒｏｊｅｃｔｓ．Keywords:　ｄｒａｉｎａｇｅ　ｓｌｏｐｅ；　Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ；　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；　Ｓａｆｅｔｙ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ1 矿山概况以某地区矿山（后统称为a矿山）为例进行分析，该矿山位于我国北方某地区，地质储量达到22441Mt，实际生产能力达到20.0Mt/a。

2019年第10期西部探矿工程*收稿日期：2019-02-26修回日期：2019-05-22第一作者简介：韩万东（1961-），男（汉族），吉林四平人，教授，现从事露天采矿教学和科研工作。

胜利一号露天煤矿排土场边坡稳定性分析及评价韩万东*1，张冀东1，张学东2，刘箭2（1.内蒙古科技大学矿业研究院，内蒙古包头014010；2.包头市经纬安全技术咨询有限责任公司，内蒙古包头014010）摘要：随着矿山开采，胜利一号露天煤矿内排土场北帮稳定性问题较为突出。

结合该矿实际问题，在工程地质勘查基础上采用Bishop 法计算稳定系数，采用FLAC3D 数值模拟方法对稳定系数进行验证，进而对胜利一号露天煤矿排土场边坡稳定性进行分析评价，从而判断内排土场北帮边坡的稳定情况。

关键词：排土场边坡；边坡稳定性；极限平衡法；数值模拟中图分类号：TU457文献标识码：A 文章编号：1004-5716(2019)10-0015-03露天矿山排土场作为露天矿山的一部分，接纳、收容露天矿山剥离的岩土废弃物。

排土场一旦发生边坡失稳滑落，可能造成重大人身伤亡财产损失。

露天矿山设计之初均对矿山排土场的范围、边坡等进行设计及稳定性分析，但随着采矿的推进，排土场边坡随之推进，排土场边坡及采场边坡随时发生变化，应对排土场边坡稳定性进行分析。

在排土场边坡稳定性分析中，极限平衡法应用最为广泛。

近年来，随着计算机应用技术和岩土数值计算理论的发展，使数值分析法在边坡分析方面得到广泛的应用，成为解决边坡问题的有力工具。

常见的有Plaxis 、SLID 、FLAC3D 等边坡分析软件。

本文在工程地质勘查基础上采用Bishop 法计算稳定系数，采用FLAC3D 数值模拟方法对稳定系数进行验证，进而对胜利一号露天煤矿排土场边坡稳定性进行分析评价。

1矿山概况胜利一号露天煤矿矿区位于内蒙古自治区锡林浩特市北约3km 处。

地质储量22442Mt 。

生产能力20.0Mt/a 。

评价露天矿排土场边坡稳定性[摘要]排土场边坡的稳定性是露天矿安全生产必要考虑的问题之一，直接关系到矿山的安全生产以及员工的人身财产安全，影响排土场边坡的稳定性的因素有很多，主要分为外因以及内因的共同综合作用，如何进行合理的对露天矿排土场边坡稳定性的评价是保护其稳定性的前提。

本文就露天矿影响排土场边坡稳定性因素、不同排土场边坡滑坡模式以及排土场边坡稳定性进行了深入的分析和探讨。

[关键词]排土场边坡稳定性综合作用我国资源的矿采方式主要地下开采以及露天开采，对于露天矿生产过程中，影响其安全的主要因素就是排土场，对于露天矿山最为关心的问题之一就是对于排土场的稳定性的研究。

原因在于随着露天矿开采进度的不断加大，排土场的堆积高度逐渐增高，随着高度的不断增高，其稳定性也将会逐渐的减弱，直接威胁着露天矿的安全生产。

对于排土场的稳定性直接关系到矿山的生产安全以及人身财产安全，与此同时，随着堆积不断增大，占用了大量的土地，对于矿山周围的原有的地貌以及地形特点发生了一定的改变，破坏了地表原有的绿色生态环境，大量的降雨渗入地下直接造成的环境污染、泥石流灾害以及大量的滑坡灾害，因此，对于边坡亦如此，对于水的因素十分敏感。

排土场边坡的稳定性会随着不断降水，空隙水随着雨水渗入土体，使土体达到饱和，压力不断的上升，基质的吸力不断的减小，抗剪的强度不断的下降而降低。

因此，对于边坡的研究的核心内容就是稳定性的研究。

1影响排土场边坡稳定性因素边坡的稳定的影响因素比较多，受到边坡的内在因素以及周围的外界因素是影响其稳定性的主要两个方向的因素。

下面就内部因素以及外因因素的内容进行分析：（1）内部因素主要就是边坡的地应力、结构以及土质等因素共同作用的影响；（2）外在因素主要是边坡周围的振动、工程以及水等因素共同作用影响。

通过实践分析可得，对于边坡的稳定性，外部因素的影响比内部因素的速度迅速，然而，外部因素是通过内部因素对边坡的稳定性造成破坏，因此，对于边坡的稳定性是外部因素和内部因素的共同发挥的综合作用引起的变形甚至破坏。

露天煤矿边坡稳定性分析与评价报告山西某某某某煤业有限公司露天矿边坡稳定性分析与评价报告第一章绪言一、任务来源2009年11月20日山西省国土资源厅为山西某某某某煤业有限公司颁发了编号为C1400002009111220044251号《采矿许可证》，批准开采9-11号煤层，矿田面积5.2554km2，生产规模为60万t /a。

2010年5月31日经山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办发[2010]38号文《关于山西某某某某煤业有限公司重组整合方案调整的批复》批准，山西某某永煤业有限公司开采方式由井工开采变更为露天开采，矿井能力由6 0万t/a提升到90万t/a。

该矿重组整合后特委托山西同地源地质矿产技术有限公司编制该矿的地质报告，山西同地源地质矿产技术有限公司于2010年11月编制完成了《山西某某县某某煤业有限公司兼并重组整合露天煤矿地质报告》。

经过对地质报告所提供资料进行了大量的分析、计算、比较，我院认为该矿地质、煤层赋存等条件基本可以满足露天开发的条件，且采用露天方式开发矿田内煤炭资源具有安全性高、煤炭回收率高等优势，因此该矿特委托我院进行《山西某某县某某煤业有限公司露天煤矿兼并重组整合项目初步设计》的编制工作。

二、目的任务通过广泛搜集、研究已有资料，根据露天矿实际采掘情况和外排土场情况，结合已有勘察、设计成果和资料，外围调查与重点勘察相结合，室内研究与野外勘察相结合，认真做好边坡地质原型的勘察研究，在地质分析的基础上，系统分析研究边坡体的变形破坏机制及其演化过程，并对其稳定性进行评价、预测。

具体任务如下：1、收集有关地质、水文地质资料等相关资料；2、对边坡及周边进行1：5000地形测绘；3、对边坡及周边进行1：5000工程地质填图及调查；4、在采掘场边坡范围内布设探井不少于6个，并进行描述、取样，所取样品具代表性并进行室内试验；5、通过收集和勘查后查明边坡所处的地质环境，包括地形地貌、地层岩性、坡体结构、地质构造、水文地质条件等。

排土场边坡稳定性定量分析及安全评价摘要：采用定量分析方法Bishop法和Morgenstern－price法，对排土场边坡稳定性进行分析计算，最终确定排土场边坡在正常工况、降雨工况下的最小安全系数均满足规范要求，排土场发生整体失稳的可能性较小。

关键词：边坡稳定性；Bishop法；Morgenstern－price法；排土场是矿山生产的重要组成部分。

排土场堆存露天矿山排弃剥离岩石。

大量的排弃物如不妥善处理，会对环境造成严重危害，可能造成水土流失及其他危害，必须建设可靠的排土场。

排土场边坡的稳定性是矿山企业关注的焦点，本文根据某矿山拟建排土场对其边坡稳定性进行定量分析，主要对正常工况下和降雨工况下分析，最终计算得出稳定性系数，满足规范要求。

1 概况某矿山拟建排土场位于位于某村北侧一条山间沟谷中，拟建场区属燕山山脉北部构造剥蚀中低山区。

矿山采用地质调查及钻探、坑探相结合的方法进行勘探，经室内试验、野外进行原位测试，对其数据进行分析统计后，参照规范结合地区工程经验，给出了各地层力学参数建议值，为边坡稳定性计算提供了依据。

2边坡稳定性分析方法边坡稳定性分析采用的方法有很多，本文采用工程中常用的极限平衡理论中的Bishop法和Morgenstern－price法。

1) 简化毕肖(Bishop)法[1]该方法只考虑水平推力而不考虑竖向剪力故安全系数为整个滑裂面的抗剪强度与实际剪应力之比,然后用试算－迭代法求得边坡的最小安全系数。

2) 摩根斯坦(Morgenstern)－普赖斯(price)法Morgenstern－price法既能满足力平衡又满足力矩平衡条件，是国际公认的最严密的边坡稳定性分析方法[2]。

Morgenstern－price法假定两相邻条的法向条间力和切向条间力之间存在一对水平方向坐标的函数关系，根据整个滑动体的边界条间进行迭代求出问题的解[3]。

3排土场稳定系数计算及安全评价1）排土场破坏模式分析根据排土场破坏的工程实例，排土场破坏模式主要有：排土场边坡内部滑坡、沿地基接触面滑坡、沿排土场地基软弱层滑坡三种。

边坡稳定设计与监测第一节露天矿水文及工程地质条件概况一、水文地质概况矿区属半沙漠、干旱-半干旱高原大陆性气候，阳光辐射强烈、日照丰富，冬季寒冷漫长，夏季炎热短暂，春季少雨多风。

年平均降水量350mm，且多集中于7、8、9三个月，年平均蒸发量2492.1mm，为年平均降水量的7倍。

最大冻土深度2.04m。

矿区内无地表水系，矿区边界外北部为奎洞沟，南部为蔓茎沟，均为季节性沟谷，旱季干涸无水，雨季暴雨过后可形成短暂的洪流，自西向东流入束会川，向东南流入勃牛川，向南与乌兰木伦河在陕西省境内汇入窟野河，最终注入黄河。

矿区内直接充水含水层和间接充水含水层的含水空间以裂隙为主,孔隙次之，属孔隙、裂隙充水矿床。

最下一层可采煤层6-2煤层位于本区最低侵蚀基准面以上，直接充水含水层富水性弱（q＜0.1L/s〃m），其补给源以贫乏的大气降水为主，火烧岩体含水层的富水性在局部地段虽然较强，但其对矿井充水的影响仅发生在局部，据此将矿区水文地质类型划分为第一～二类第一型，即孔隙--裂隙充水矿床，水文地质条件简单。

二、工程地质概况本区各主要可采煤层顶、底板，多以泥岩、泥质粉砂岩为主，构成直接顶底。

地质报告对各可采煤层的顶底板均采取了岩石物理力学试验样，进行测试。

测试结果：泥岩单向抗压强度均小于300kg/cm2，属软弱岩石；粉砂岩单向抗压强度400～600kg/cm2，多为500kg/cm2左右，属于半坚硬岩石；砂岩类岩石抗压强度变化范围较大，胶结不好的砂岩，抗压强度一般小于300 kg/cm2，属软弱岩石；胶结好的砂岩，抗压强度介于400～600 kg/cm2，属半坚硬岩石。

从以上测试结果看，该矿区煤层顶底板均为软弱——半坚硬岩石，岩石抗压强度低，稳固性差。

因此，本区工程地质类型属第一类第二型，即以软弱岩层为主，工程地质条件中等的矿床。

三、构造概况兰家塔煤矿位于东胜煤田东南部，基本构造形态与东胜煤田一致，为一向南西倾斜的单斜构造，倾角1°～3°，区内无断层及较大褶皱，亦无岩浆岩侵入，地质构造简单。