露天煤矿蠕动边坡变形破坏规律及其动态控制技术研究.pdf

露天采矿技术 2005 年 增刊 ·边 坡 _ A , . 露天煤矿蠕动边坡变形破坏规律及其动态控制技术研究 徐志远 ’，李绍臣x，陈义东3 ( 1.平朔煤炭工业公司，山西 朔州 038506; 2. 中国矿业大学( 北京校区) ，北京 100086 3.哈密矿业集团力拓公司，新脸 哈密 830000 ) 摘 要: 以抚顺西露天煤矿大规模倾倒滑移变形体变形研究为例，探讨 了受软弱夹层控制的软 岩边坡变形破坏规律及其变形整治措施. 关键词:蠕动; 边坡变形; 动态控制 中图分类号:TD 824 .7+1 文献标识码:B 文章编号: 167 1 一98 16 (2005) 增刊 一00 15 一04 1 引 言 变，其变形过程为:经减速蠕变阶段 ( 1) 后，将过 渡到等速蠕变 ( 11) ，当变形累积到一定程度后， 沉积岩边坡岩体 的重要特征之一是软弱夹 即进入加速蠕变阶段 (m ) ，直至破坏 。所 以非稳 层的存在 。露天煤矿边坡软弱夹层的蠕动变形 定蠕变具有产生破坏的潜在可能性，揭示弱层的 ( 流变) 常常引起蠕动边坡的变形、失稳 。分析弱 蠕变特性可为进行蠕动边坡稳定性的动态评价 层力学强度的变化过程，可 以揭示并控制蠕动边 与控制技术研究提供理论依据。 坡稳定性 问题，对控制蠕动边坡变形、失稳灾害 I u i n 具有实践和理论指导意义 。 2 蠕动变形一般特征及其阶段划分 大量的软弱夹层蠕动变形实验证明，弱层抗 剪强度是随着剪应力作用时间的延长而降低。一 图 1 弱层蟋动变形特征曲线示意图 般地，弱层在瞬时((t 二0) 荷载作用下的抗剪应力 称为瞬时强度丁。，在长期荷载作用下的抗剪应力 3 蠕动边坡变形破坏特征及其发展动态 的临界强度称为长期强度极限Tm，在瞬时强度To 与长期强度极限Tm之间一定时间内产生失稳破 3.1 抚顺西露天煤矿北帮地质构造特征 坏的抗剪应力称为长期强度。据此，可将弱层蠕变 抚顺西露天煤矿是我 国大型露天煤矿之一， 过程分为稳定蠕变和非稳定蠕变，如图1所示。 边坡高达400 m。近年随着北帮边坡的到界开采， 当作用的剪应力T, Tm，亦即剪应力小于或 边坡切断了向斜南翼岩层，导致北帮W200 - 等于软弱岩层的长期极限强度时，出现稳定蠕 W600 区段的边坡发生大规模倾倒滑移变形 。 变 。弱层稳定蠕变经减速蠕变阶段后 ，变形将趋 北帮上部赋有2 条深大逆冲压扭性断裂构造 于常量 。 Fl 和FIA,Fl 断层走 向为NE800，倾 向NW，倾角 当作用的剪应力 T 时，则发生非稳定蠕 47 一52%FlA 断层走向NE80 一850，倾角70 一750, 收稿 日期:2005- 09- 07 Fl 和 FlA 走 向近似平行，但倾角不同，在 F 1和 作者简介:徐志远( 1968- ) ，男，山西大同人，高级工 FIA 断裂构造作用下，北帮地层产状、岩体质量和 程师，1990 年毕业于中国矿业大学，现任平朔煤炭工业公 结构损伤受到剧烈影响，使位于F 1南侧的第三 司运梢公司经理 。 系地层被牵引形成不对称 向斜及复式褶 曲构造。