8.1 结 论

8.1 结 论

(1)矿山位于滇西高中山地区,相对高差500~800m,地形起伏大;矿山为正在开采矿山,露采边坡高差300~500m,为高边坡;矿区区域地质构造复杂,岩浆活动强烈,处于区域地壳稳不稳定区,抗震设防烈度为Ⅷ度,地震动峰值加速度为0.20g;地层岩性复杂,山高坡陡,降雨量和降雨强度大是矿区区域地质环境条件的总特征。

(2)矿区铁矿为典型的矽卡岩型磁铁矿床,露采矿体围岩为透辉石和石榴石矽卡岩,厚0.5~20余米,围岩之外的母岩以钙镁质砂板岩为主,局部夹大理岩,外围和深部为二长花岗岩。地下水以浅表风化裂隙水为主,主要赋存于碎裂结构的变质砂岩中,其次为残坡积层中局部赋存的上层滞水,矿区现状仍然为山坡露天开采,地下水可以自然排泄,水文地质条件简单。工程地质和环境地质条件复杂,除斜穿矿区的F6和F8两条断裂外,主导结构面有层面、土岩接触面,其次为密集的构造节理、风化裂隙和卸荷裂隙;矿区发育有基岩平面滑动滑坡、基岩楔形体滑坡、松散层沿着土岩界面滑坡、土岩复合折线形(滑面)滑坡、松散层弧形滑坡以及松散层坍滑6种不同滑动模式滑坡。年降雨量约3000mm,降雨量和降雨强度均比较大,降雨对松散层及全强风化层坡体影响明显,具有增加孔隙水压力和软化岩土体的双重作用,对弱风化以下的坡体影响较小。降雨是激发滑坡滑动最活跃的因素,岩土体强度、结构面发育及分布、人工爆破和开采降阶卸荷对边坡稳定性有明显影响。

(3)在划分边坡工程地质岩组、分析结构面发育情况、地质灾害发育特征的基础上,结合结构体形状、岩体地质类型,根据规范划分边坡岩体结构类型,划分结果表明,本矿山边坡岩体结构有块状结构、层状结构、碎裂结构、碎裂-散体状结构和散体状结构共五种结构类型;根据边坡岩体不同结构类型所处位置的不同,进行工程地质平面分区和剖面分带,将矿区边坡岩体结构划分为五种结构类型15个平面亚类(区)。

(4)根据矿山地质环境条件、露采边坡结构特征、矿山地质灾害发育类型多这一基本实际,结合研究评价目的以及矿山企业要求矿山露采边坡现有的运输道路尽可能不作大的改动等要求,根据现行露天矿边坡工程技术规范,在充分分析本矿山露采边坡稳定影响因素的基础上,选择适当评价方法,建立了本矿山露采边坡稳定性评价体系。在二维和三维模拟现状露采边坡稳定性并与边坡现状稳定性相吻合的前提下,对比业主提出的开采方案,首先用二维模拟,进行了松散层区域产生局部失稳、开挖前、后边坡沿岩体结构面产生整体滑移等三种破坏模式,自然、降雨和地震三种工况下的边坡稳定性;其次再用三维模拟,分析计算了露采边坡西帮和东帮边坡南采坑和北采坑在进一步预定开采方案不同工况条件下的稳定性。

(5)结合优化程序优化确定了北采坑和南采坑在预定开采深度和运输道路平台高程,开采方案给定的台阶边坡高度、台阶坡面角、安全平台和清扫平台宽度以及台阶组合4个要素条件下的整体边坡角、运输平台上、下边坡角;在此基础上进行三维模拟,对南北采坑按照规范要求对三种工况下的稳定性进行检验,结果表明南北采坑三种工况下的稳定系数均满足非煤矿山对露采一级边坡整体稳定性要求。在整体边坡角(终了边坡角)和二级边坡优化的条件下,分别对运输平台以上松散层台阶坡面角,运输平台以下的岩质台阶结构面包括平面及各结构面相互之间形成的楔形体交线与台阶边坡的组合关系进行了详细分析,分别优化了上部松散层土质台阶坡面角和下部岩质台阶坡面角,为既保证矿山边坡的整体稳定安全,又尽可能地减少边坡剥离量,提出了矿山露采边坡东帮、东南帮和西帮边坡整体坡角调整建议。最终优化确定在原开采设计基础上,运输平台以上二级边坡角β应降低1°~1.6°;平台以下边坡角α可提高0.4°~3°;整体边坡角可提高0.8°~1.2°。

建议采坑东帮整体坡角38°~41°,全强风化砂板岩、角岩及断层破碎带台阶坡面角可考虑为40°~41°;中等风化碎裂结构砂板岩、角岩和矽卡岩区的台阶坡面角按照45°~52°;中等风化较破碎台阶坡面角为45°~55°。3170m以上二级边坡角32°~38°;3170m以下新鲜岩体的二级边坡角43.5°~46°,台阶坡面角为52°~64°。

建议采坑东南帮整体坡角38.5°,3270m以上的二级坡角为33°。全强风化砂板岩、角岩及断层破碎带台阶坡面角为考虑为40°~41°;中等风化碎裂结构砂板岩、角岩和矽卡岩区的台阶坡面角按照45°~52°;滑坡区外中等风化较破碎台阶坡面角为45°~55°。中等风化层以下的台阶坡面角按照50°~60°考虑。3270m以下新鲜岩体的整体坡角考虑46°,台阶坡面角为52°~65°。