GB 50197-2015 煤炭工业露天矿设计规范
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6 边坡稳定工程

6.0.1 采掘场的边坡设计应根据工程地质和水文地质条件确定最优边坡轮廊。工程地质条件复杂,有不利于边坡稳定的岩体结构、构造、软弱夹层、地震、动载荷、爆破等因素时,尚应进行专门的边坡工程地质勘探及岩土物理力学试验。

采掘场边坡角度直接影响着矿建工程量和生产剥采比的大小,其对评价一个露天煤矿的经济合理性有着密切的关系。所以,边坡设计应以可靠的工程地质资料和岩石物理力学性能试验数据为基础。否则,将会在经济上造成重大损失或给生产上造成灾难性事故。

对工程地质条件复杂及边坡稳定性条件较差的露天煤矿,因现行行业标准《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/T0215中所规定的勘探工作量不能满足边坡稳定设计要求。一般情况下,应补充部分勘探工作或进行专门边坡工程地质勘探。

6.0.2 采掘场的边坡设计应确定采掘场最终边坡角及其与稳定系数K之间的曲线。必要时,应根据岩层的岩性、赋存条件、地质构造、边坡外形轮廓,对不同深度、不同部位边坡进行稳定性验算。

由于实际边坡形状较复杂应对不同轮廓形状的边坡进行稳定验算。

6.0.4 当采掘场和排土场的边坡有地下水压时,应对地下水采取相应的控制措施。

具有较高水压的含水层对边坡稳定性的影响较大,因此需要采取有效的疏干措施,才能提高边坡稳定性。

6.0.5 当采场附近有河流经过时,应就河流对边坡的影响进行详细的技术分析。

6.0.6 机修车间、选煤厂或其他重要建(构)筑物与采掘场地表境界的安全距离,应经采掘场边坡稳定验算后确定。当开采深度小于200m时,安全距离不宜小于最大开采深度;当开采深度大于200m时,安全距离不宜小于200m。

为保证建筑物的安全,建筑物与采掘场境界的距离是根据我国现有露天煤矿实际滑坡资料加以理论分析综合确定的。考虑到当边坡设计与实际情况出入较大时,也不致影响建筑物的安全,开采深度在200m及以上的安全距离是根据实际资料及计算确定的。以开采深度300m的露天矿为例,200m的安全距离可以保证边坡角达5°的误差。必要时,可进行地面、地下监测工作。

6.0.7 机修车间、选煤厂或其他重要建(构)筑物与排土场境界的安全距离,宜大于排土场边坡高度的1.5倍。必要时,安全距离应经排土场边坡稳定验算后确定。

6.0.8 边坡稳定系数K可按表6.0.8选用。

表6.0.8  边坡稳定系数K

原规范表6.0.8中规定“工作帮边坡”临时稳定系数K为1.0~1.2,复审认为K值1.0为临界状态,为此本次修订改为1.05~1.2。

6.0.9 最终边坡角的确定应符合下列规定:

1 应采用极限平衡法进行计算;

2 对具有水压的边坡应计算水压对边坡稳定性的影响,必要时应进行有水压变化的边坡稳定性敏感度分析;

3 对弱层强度随不同含水率有明显变化的边坡,应进行强度随含水率变化的边坡稳定性敏感度分析;

4 对复杂形状边坡,应对其轮廊形状进行计算分析。

国际上通用的极限平衡法是指江布·毕肖普、费先科·萨尔玛等计算方法。

6.0.10 倾斜煤层的采掘场,在非工作帮不应残留露头煤柱或护底煤柱。必须留煤柱时,应采取防止煤柱风化和自燃的措施,并应对煤柱的强度进行验算。

倾斜煤层是指倾角大于10°至小于45°的煤层,根据国内露天开采经验,非工作帮残留此类煤柱是容易风化和自燃,加上倾角较大,风化和自燃后的煤柱容易产生滑坡,为此规定不应残留此类煤柱,必须留此类煤柱时,应采取防止煤柱风化和自燃的措施,并对煤柱的强度进行验算。

6.0.11 采掘场除应对最终边坡进行设计外,还应对不同岩性的台阶坡面角进行设计;对设有重型设备的平盘还应计算出设备至台阶坡顶的安全距离。

设备在平盘上的安全距离是指在稳定系数符合要求的条件下,预想滑面在平盘上出现垂直裂隙至台阶坡顶的距离。

6.0.12 排土场的最大排弃高度和边坡角,应根据排土场基底的稳定性、地形坡度、排弃物性质确定。排土场边坡稳定系数可按本规范表6.0.8采用。