一种露天矿边坡的局部压帮治理方法技术

本发明专利技术提供一种露天矿边坡的局部压帮治理方法，涉及边坡治理技术领域。本发明专利技术根据监测数据变化情况以及来裂缝和底鼓等变形情况，判断潜在滑体位置，并明确底鼓的位置；对边坡进行局部压帮治理，建立二维计算模型；验算施工模型；按照设计的压帮长度、压帮高度进行治理工程，扩大压帮宽度，结合监测数据确定，当监测数据累积位移

【技术实现步骤摘要】
一种露天矿边坡的局部压帮治理方法


[0001]本专利技术涉及边坡治理
，尤其涉及一种露天矿边坡的局部压帮治理方法。

技术介绍

[0002]当边坡在露天矿开采过程中发生变形，治理难度大。在生产实践过程中，当边坡产生裂缝、底鼓变形时，不采取及时的治理措施极易发生滑坡，所以对边坡潜在滑体的治理是预防滑坡的重要手段。
[0003]压帮作为简单有效的治理措施，对于岩性差无法人工加固的边坡中得到了广泛的应用。传统的压帮存在以下问题：1、压帮高度过高，压帮物料提供的下滑力大于所提供的抗滑力，边坡安全系数降低，发生滑坡风险加大；2、压帮的范围没有定量方法，施工周期无法确定，耽误治理时间，造成压帮施工效果的不确定；3、在实际施工过程中，会将变形区所在边坡全部压帮，造成过度压帮，压覆过多的资源，延长治理周期，影响施工进度。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种露天矿边坡的局部压帮治理方法，在露天矿未到界时边坡出现变形，采用局部压帮的方法预防滑坡，既能达到加固边坡的作用，又能为后续降深提供空间。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：
[0006]一种露天矿边坡的局部压帮治理方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1：根据监测数据变化情况以及裂缝和底鼓变形情况，判断潜在滑体位置，并明确底鼓的位置；
[0008]步骤2：对边坡进行局部压帮治理，建立二维计算模型；
[0009]步骤3：验算施工模型，将上述二维计算模型进行边坡稳定性计算，得到边坡稳定性系数Fs，判断Fs是否满足安全储备系数，若是则满足稳定性要求，结束压帮长度l、压帮高度h的设计；若仍不满足则不断增加压帮高度和压帮长度的值，直至满足稳定性要求；
[0010]步骤4：按照设计的压帮长度l、压帮高度h进行治理工程，扩大压帮宽度d，结合监测数据确定d，当监测数据累积位移
‑
时间曲线趋于平稳，则确定此时的压帮宽度d为合理的局部压帮宽度形态。
[0011]进一步地，所述判断潜在滑体位置的方法如下：
[0012]对发生变形的区域进行警戒并进行测量，若产生裂缝，对裂缝前缘和后缘的监测点水平累计位移进行分析，水平位移有明显增加的监测点属于潜在滑体范围，并对每一处裂缝的长度和裂缝深度进行测量；
[0013]若产生底鼓，对裂缝前缘和后缘的监测点累计位移进行分析，位移有明显增加的监测点属于潜在滑体范围，并对所有底鼓距坡脚的长度l
i
进行测量，潜在滑体确定为坡顶、坡底变形的范围。
[0014]进一步地，所述步骤2的具体方法为：
[0015]依照步骤1确定的潜在滑体范围，选取典型剖面，在坡脚处压帮治理时，建立二维计算模型局部压帮的长度l、高度h，压帮的范围要大于潜在滑体的范围；压帮长度l大于底鼓距离坡脚的长度l
i
，即l＞l
i
，压帮的高度h先按标准标高设计。
[0016]进一步地，所述监测数据累积位移
‑
时间曲线趋于平稳确定的方式如下：
[0017]关注累计位移量是否恢复均匀增加，增值较变形是否有减小，结合监测数据确定边坡的动态稳定性；当累计位移量均匀增加，较变形前位移增量逐渐减小且趋于平缓时，稳定性达到要求。
[0018]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术提供的露天矿边坡的局部压帮治理方法，是对露天矿开采过程中发生变形的治理措施，对于未到界边坡而言，传统的压帮有施工周期长、压覆资源的弊端。采用本专利技术的局部压帮的治理方式可以有效阻止变形并且缩短施工周期，压覆较少的资源量，为后续开挖预留作业空间。可对露天矿尚未到界的边坡变形治理提供新思路，对压帮治理边坡有指导作用。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例提供的西帮监测点平面布置图；
[0020]图2为本专利技术实施例提供的典型剖面位置平面图；
[0021]图3为本专利技术实施例提供的验算施工模型结果图；
[0022]图4为本专利技术实施例提供的位移累计
‑
时间监测数据分析图；
[0023]图5为本专利技术提供的局部压帮形态示意图；
[0024]图6为本专利技术实施例提供的最终局部压帮治理平面图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0026]本实施例以贺斯格乌拉南露天煤矿首采区西帮为例，该帮为顺倾软岩边坡，在正常生产过程中，西帮坡顶出现裂缝，坡底为正在开采煤层并出现底鼓，为了不影响后续生产，需要及时对西帮边坡进行治理。考虑到该边坡尚未到界，在保证边坡安全的前提下治理变形区。综合考虑边坡类型、重要性、服务年限、地质条件与力学参数的可靠性、潜在滑坡危害程度，确定首采区南帮安全储备系数为1.1。该矿区地层岩性从下至上分别为：第四系粘土层、煤层、泥岩层、煤层，岩土体物理力学参数如表1所示。
[0027]表1岩土体物理力学指标
[0028][0029]本实施例中边坡的局部压帮治理方法如下所述：
[0030]步骤1：根据监测数据变化情况以及裂缝和底鼓等变形情况，判断潜在滑体位置，并明确底鼓的位置。
[0031]所述判断潜在滑体的方法如下：
[0032]1)对发生变形的区域进行警戒并进行测量，若产生裂缝，对裂缝前缘和后缘的监测点水平累计位移进行分析，水平位移有明显增加的监测点属于潜在滑体范围，并对每一处裂缝的长度和裂缝深度进行测量。
[0033]2)若产生底鼓，对裂缝前缘和后缘的监测点水平累计位移进行分析，水平位移有明显增加的监测点属于潜在滑体范围，并对所有底鼓距坡脚的长度l
i
进行测量，潜在滑体可以确定为坡顶、坡底变形的范围。
[0034]本实施例中，西帮地表产生裂缝同时坑底伴有底鼓现象，监测数据亦表现异常，裂缝前缘监测数据中的累计位移明显增加，该区共有7个GNSS点，各点平面分布情况如图1所示，有5个水平累计位移变化明显，可以推断潜在滑体范围，测量裂缝长度约82m，底鼓距坡脚长度l
i
＝28m。
[0035]步骤2：对边坡进行局部压帮治理，建立二维计算模型。
[0036]依照上述确定的潜在滑体范围，选取典型剖面，在坡脚处压帮治理时，建立二维计算模型局部压帮的长度l、高度h，压帮的范围要大于潜在滑体的范围。所以压帮长度l大于底鼓距离坡脚的长度l
i
，即l＞l
i
，压帮的高度h先按标准标高设计。
[0037]本实施例中，选取典型剖面位置，建立二维计算模型，设计局部压帮初始形态为l＝30m，高度选取1个标准内排台阶h＝24m，计算形态如图2所示。
[0038]步骤3：验算施工模型。
[0039]将上述二维计算模型进行边坡稳定性计算，得到边坡稳定性系数Fs，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种露天矿边坡的局部压帮治理方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：根据监测数据变化情况以及裂缝和底鼓的变形情况，判断潜在滑体位置，并明确底鼓的位置；步骤2：对边坡进行局部压帮治理，建立二维计算模型；步骤3：验算施工模型，将上述二维计算模型进行边坡稳定性计算，得到边坡稳定性系数Fs，判断Fs是否满足安全储备系数，若是则满足稳定性要求，结束压帮长度l、压帮高度h的设计；若仍不满足则不断增加压帮高度和压帮长度的值，直至满足稳定性要求；步骤4：按照设计的压帮长度l、压帮高度h进行治理工程，扩大压帮宽度d，结合监测数据确定d，当监测数据累计位移
‑
时间曲线趋于平稳，则确定此时的压帮宽度d为合理的局部压帮宽度形态。2.根据权利要求1所述的露天矿边坡的局部压帮治理方法，其特征在于：所述判断潜在滑体位置的方法如下：对发生变形的区域进行警戒并进行测量，若产生裂缝，对裂缝前缘和后缘的监测点水平累计位移进行分析，位移有明显增加的监测点属于潜在滑体范围，并对每一处裂缝的长度和裂...

【专利技术属性】
技术研发人员：门树臣，郑小虎，郭英杰，李阳，武国良，朱振宇，王璟琪，王东，邢晓宇，尹立，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：