《建筑设计规范大全》GB51289-2023 煤炭工业露天矿边坡工程设计标准.pdf

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1、UDC 中华人民共和国国家标准IB P GB 51289-2018 煤炭工业露天矿边坡工程设计标准Standard for design of slope engineering of open pit mine of coal industry 2018-05-14 发布2018-12-01 实施中华人民共和国住房和城乡建设部国家市场监督管理总局联合发布中华人民共和国国家标准煤炭工业露天矿边坡工程设计标准Standard for design of slope engineering of open pit mine of coal industry GB 51289-2018 主编部门:中

2、国煤炭建设协会批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部施行日期:20 1 8 年1 2 月l 日中国计划出版社2018北京中华人民共和国国家标准煤炭工业露天矿边坡工程设计标准G 51289-2018 女中国计划出版社出版发行网址: 地址北京市西城区木樨地北里申11号国宏大厦C座3层邮政编码100038电话(010)63906433(发行部)三i河富华印刷包装有限公司印刷850mm X 1168mm 1/32 2.75印张66千字2018年11月第l版2018年11月第11欠印刷食统一书号155182.0377 定价:17.00元版权所有侵权必究侵权举报电话(010)63906404 如有印装质

3、量问题，请寄本社出版部调换中华人民共和国住房和城乡建设部公告2018年第90号住房城乡建设部关于发布国家标准煤炭工业露天矿边坡工程设计标准的公告现批准煤炭工业露天矿边坡工程设计标准为国家标准，编号为GB51289-2018，自2018年12月1日起实施。其中，第4.1.1、4.1.3、5.1.2、5.1.4、9.1.1条为强制性条文，必须严格执行。本标准在住房城乡建设部门户网站()公开，并由住房城乡建设部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。中华人民共和国住房和城乡建设部2018年5月14日前言根据原建设部关于印发(2006年工程建设标准规范制订、修订计划(第二批)的通知)(建标(2006

4、)13 6号)的要求，本标准由中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司会同有关单位共同编制。本标准在编制过程中，编制组广泛搜集资料，认真总结了我国露天煤矿边坡工程设计方面的经验，参考了国内外有关标准规范的内容，广泛征求了有关勘察设计、研究、大学和生产等单位的意见，经反复讨论、修改，最后经审查定稿。本标准共分9章和2个附录，主要内容包括:总则、术语和符号、基本规定、边坡工程勘察、边坡稳定性评价、边坡工程设计基本原则、边坡防治措施、坡面防护与绿化、边坡工程监测等。本标准中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。本标准由住房城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，由中国煤炭建设协会负责日常管理工作，

5、由中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司负责具体技术内容的解释。为提高规范质量，本标准在执行过程中，请各单位结合工程实践，认真总结经验，并将意见和有关资料寄交中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司国家标准煤炭工业露天矿边坡工程设计标准管理组(地址:辽宁省沈阳市沈河区先农坛路口号，邮政编码:110015，传真:024-24812561)，以供今后修订时参考。本标准主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人:主编单位:中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司参编单位:中煤科工集团北京华宇工程有限公司大地工程开发(集团)有限公司内蒙古煤矿设计研究院有限责任公司.EA.中煤西安设计工程有限责任公司昆明煤炭设计研究院

6、中煤科工集团南京设计研究院有限公司中国矿业大学辽宁工程技术大学云南省小龙潭矿务局云南煤化集团云南解化清洁能源公司煤炭科学技术研究院有限公司主要起草人:师恩奎王勇韩洪德张天文吴飞云舒继森曹兰柱宋景辉李晓俊杨福卿高岩李庆伟王振伟成德盈王永军章晓余徐贵娃主要审查人:孟建华郑友毅范士凯门树臣张文英朴永春李希耀 2 目次1总则(1)2 术语和符号.(2)2.1 术语(2)2.2 符号.(2)3 基本规定(4)4 边坡工程勘察(7)4.1 一般规定(7)4.2 设计阶段(8)4.3 生产阶段.(9)5 边坡稳定性评价门川5.1 一般规定(11)5.2 稳定性计算(11)5.3 评价及成果报告.(14)6

7、边坡工程设计基本原则(16)6.1 一般规定.(16)6.2 边坡工程设计原则.(16)7 边坡防治措施.门们7.1 一般规定(18)7.2 设计及工程要求.(18)8 坡面防护与绿化(23)8.1 一般规定.(23)8.2 设计及工程要求(24)9 边坡工程监测(26)9.1 一般规定(26)9.2 边坡监测要求.附录A露天煤矿边坡地质结构分类附录B不同滑面形态的边坡稳定性计算方法(33)本标准用词说明.(43)引用标准名录(44)附:条文说明(45)2 Contents 1 General provisions(1)2 T erms and symbols.(2)2.1 Te口ns.(2)

8、2.2 Symbols(2)3 Basic requirem ents.(4)4 Investigation of slope engineering(7)4.1 General requirements.(7)4.2 Design stage(8)4.3 Production stage(9)5 Stability evaluation of slope engineering.(11)5.1 General requirements(11)5.2 Stability calculation(11)5.3 Evaluation and results reporting.(14)6 Basi

9、c principles of slope engineering design(16)6.1 General rcquirements(16)6.2 Principles of slope engineering design(16)7 Slope prevention measures.(18)7.J General requirements(18)7.2 Design and engineering requirements(18)8 Slope protections and greening(23)8.1 General requirements(23)8.2 Design and

10、engineering requir匹口enls (24)9 Monitoring of slope engineering (26)9.1 Gener1 requirements(26)3 9.2 Slope monitoring requirements.(27)Appendix A Geological structure classification of open-pit mine slope(29)Appendix B Calculation method of slope stability for diHerent sliding surface(33)Explanation

11、o wording in this standards(43)List of quoted standards(44)Addition:Explanation of provisions.(45)4 1总则1.0.1 为规泡露天煤矿边坡工程设计，贯彻执行国家有关的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全生产、预防灾害、确保质量，制定本标准。1.O.2 本标准适用于新建、改建、扩建和生产的露天煤矿采掘场边坡，以及内、外排土场边坡工程设计-。1.O.3 露天煤矿边坡工程应进行边坡工程勘察和稳定性评价，确定最优边坡角，并提出边坡防治措施及监测方案。1.O.4 露天煤矿边坡工程设计应兼顾矿山安全及经

12、济效益，并结合采矿设计进行。1.O.5 露天煤矿边坡防治工程应坚持动态设计、信息化施工的原则，综合考虑边坡安全、采矿设计及经济性等因素，合理设计，精心施工。1.O.6 露天煤矿边坡工程设计除应符合本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。1 2 术语和符号2.1术语2.1.1 信息化施工informative construction 根据边坡现场的地质情况和监测数据，对已有地质资料、设计参数进行验证，对边坡安全性进行判断并及时修正边坡治理措施或采矿方案。2.1.2 动态设计dynamic design 根据边坡信息化施工的反馈信息，对边坡稳定验算进行复核，修正、补充原设计的设计方法。2.1.

13、3 锚杆(索)bol t(anchor cable)将拉力传至稳定岩土层的构件(系统)。当采用钢绞线或高强度钢丝束并施加一定的预应力时，称为锚索。2.1.4 工程地质分区engineering geological zoning 根据场地岩性、构造、工程地质和水文地质等主要因素基本相同或一致的原则划分的区段。2.1.5 边坡稳定系数slop巳stabilityfactor 沿(假定)滑裂面的抗滑力与滑动力的比值，是表征边坡稳定程度的重要指标。从理论计算角度，当该比值大于1时，边坡稳定;等于l时，边坡处于极限平衡状态;小于l时，边坡即发生破坏。2.1.6 边坡设计稳定系数designed slo

14、pe stability fador 为使边坡达到预期的安全程度需要的边坡允许最低安全系数。2.2符口可2.2.1 作用和作用效应:N，k一一锚杆轴向拉力标准值(kN);N,-锚杆轴向拉力设计值(kN);H.k一一锚杆所受水平拉力标准值(kN)。2.2.2 材料性能和抗力:儿，.lpy一一一钢筋或预应力钢绞线抗拉强度设计值(kPa);fr比一一岩土体与铺固体极限粘结强度标准值(kPa);fb一钢筋与锚固砂浆间粘结强度设计值(kPa)。2.2.3 几何参数:A 锚杆钢筋或预应力钢绞线截面面积(m2);锚杆倾角C);L,-锚杆(索)锚固段长度(m);D一一锚杆(索)锚固段钻孔直径(m);d一-锚筋

15、宣径(m);杆体(钢筋、钢绞线)根数(根)。2.2.4 计算系数:Q一一荷载分项系数;K一一锚杆(索)抗拉安全系数;K一一锚杆(索)锚固体抗拔安全系数。2.2.5 边坡稳定系数:F，一一边坡稳定系数;F叫边坡设计稳定系数。3 3基本规定3.0.1 边坡工程设计应与矿山开采设计阶段相适应，边坡岩土工程勘察宜分阶段进行。3.0.2 露天煤矿边坡工程设计应在边坡岩土工程勘察工作的基础上进行。3.0.3 边坡稳定性评价应按边坡分区确定，确定各区最优边坡角，并应提出已有边坡角的调整和修正建议。3.0.4 露天煤矿边坡应进行相应的边坡监测。靠帮边坡爆破时，应采用控制爆破方法。3.0.5 露天煤矿边坡岩体结

16、构类型、岩体结构完整程度、边坡地质结构、边坡破坏模式应按本标准附录A执行。3.0.6 露天煤矿采掘场边坡工程安全等级应根据边坡高度、地质条件复杂程度和露天煤矿生产规模，按表3.o.6-1划分;排土场边坡工程安全等级应根据边坡高度、排土场基底地质条件复杂程度，按表3.o.6-2划分。表3.O.6-1 采掘场边坡工程安全等级划分采掘场边坡工程安全等级边坡高度H(m)采掘场边坡地质条件复杂程度H 300 简单复杂一级复杂300H100 二级300二，H100中等复杂H王二100复杂三级300二，HlOO简单Hi二100简单中等复杂注:1 边坡高度应按现行国家标准露天煤矿岩土工程勘察规范GB50778

17、的有关规定划分$2 地质条件复杂程度应按现行国家标准煤炭工业露天矿边坡工程监测规范)GB51214的有关规定确定。4 表3.O.6-2 排土场边坡工程安全等级划分排土场边坡工程安全等级排土场边坡高度H(m)排土场基底地质条件复杂程度H 100 简单复杂一级100三H50复杂100二H50中等复杂二级H,;(50 复杂100注H50简单三级H,;(50 简单中等复杂注排土场基底地质条件复杂程度应按现行国家标准煤炭工业露天矿边坡工程监视IJ规范GB51214的有关规定确定。3.O.7 露天煤矿边坡危害等级可按表3.0.7划分。表3.0.7露天煤矿边坡危害等级划分边坡危害等级I H llJ 可能的人

18、员伤亡有人员伤亡有人员伤亡元人员伤亡潜在的经济损失直接二500100500 主二lOO(万元)间接二500010005000 三三1000综合评定很严重严重不严重3.0.8 边坡设计稳定系数可按表3.0.8采用。表3.0.8边坡设计稳定系数F，t边坡类型服务年限(a)稳定系数边坡上都有特别严重建筑物或边坡20 二主1.50 滑落会造成生命财产重大损失者采掘场最终边坡20 1.30 1.50 20 1.30 1.50 工作帮边坡临时1.05 1.20 5 续表3.0.8边坡类型服务年限(a)稳定系数外排土场边坡 20 1.20-,50 内排土场边坡.;10 1.20 10 1.30 注:边坡设计

19、稳定系数宣根据露天煤矿边坡危害等级划分，根据综合评定结果分别取大值、中值或小值。3.0.9 工业场地边坡及与采掘场、排土场关系不大的边坡工程设计宜按现行国家标准建筑边坡工程技术规范GB50330执行。6 4 边坡工程勘察4.1一般规定4.l.1 在露天煤矿工程设计与生产阶段，应对边坡工程分阶段进行岩土工程勘察。4.l.2 露天煤矿边坡岩土工程勘察应按阶段并遵循一定的程序进行，应满足露天煤矿边坡工程设计的要求，并根据露天煤矿的具体特点，因地制宜地选择运用适宜的勘察手段，提供符合露天煤矿边坡工程设计与施工要求的勘察成果。4.l.3 露天煤矿边坡岩土工程勘察范围应包括露天采掘场边坡与排土场边坡。排土

20、场排弃前应对排土场基底勘察。4.l.4 露天煤矿边坡工程勘察应符合下列规定:1 应查明露天煤矿边坡的工程地质、水文地质条件、岩体结构类型、岩体完整程度、地质结构等内容，岩体地质结构、完整程度、结构类型应符合本标准附录A的规定;2 应对所取岩样进行详细的岩土物理力学试验，获得原始参数;3 应对影响边坡稳定性因素进行分析井评价其影响程度;4 应提出边坡稳定性计算参数;5 应确定边坡角和可能的失稳模式;6 应对边坡提出合理的防治措施与监测方案。4.1.5 采掘场边坡工程勘察应符合下列规定:1 勘探方法应根据勘察阶段、边坡工程安全等级及边坡工程地质条件等确定，并应采用钻探、井探、槽探、洞探、工程物探以

21、及工程地质测绘等综合手段;2 边坡工程勘察工作应紧密结合露天开拓方案并围绕露天煤矿各边帮进行，重点是查明非工作帮、工作帮、端帮可能引起滑 7 落的地质因素;3 边坡应查明露天开采的最下部潜在滑动面以下30m60m(垂直厚度)范围内软弱层(面)、结构层(面)、构造层(面)的层位、层数、厚度、岩性、分布范围以及岩土体物理力学性质等;4 在设计部门正式划定露天煤矿境界、首采区及拉沟位置后，应进行专门的边坡工程岩土工程勘察工作。4.1.6 排土场边坡岩士工程勘察应对下列影响露天煤矿排土场稳定性因素进行评价:1 地形、地貌、排士场基底岩土埋藏条件;2 水文地质条件;3 采掘工艺及废弃物料堆排方式;4 排

22、弃物料的组成及基底岩土物理力学性质;5 排土场场地条件的变化对环境的影响。4.1.7 设计阶段应搜集露天煤矿的生产规模、服务年限、初步确定的开采境界和开采方法、开采工艺、露天煤矿总布置平面图等资料。4.l.8 露天煤矿边坡工程岩土工程勘察除应符合本标准规定外，尚应按现行国家标准露天煤矿岩土工程勘察规范)GB50778的有关规定执行。4.2设计阶段4.2.1 露天煤矿设计阶段的边坡岩土工程勘察直与设计阶段相适应，可划分为可行性研究阶段岩土工程勘察、初步设计阶段岩土工程勘察、施工图阶段岩土工程勘察。成果应作为露天煤矿设计阶段边坡设计的依据，应满足露天煤矿设计所需的工程地质资料、各帮边坡稳定分析、各

23、帮边坡维护管理及防治监测的要求。4.2.2 设计阶段边坡工程勘察应符合下列规定:1 查明勘察区地层、岩性、产状，研究岩体的工程性质，并应划分工程地质岩组，区分软弱岩层和风化破碎带;2 查明岩、土层空间分布、成因、时代，地下水埋藏特点和土岩接合面特点，查明勘察区断层、榴皱、节理、裂隙等构造类型分布、组合及其工程地质特征;3 查明勘察区软弱结构层(面)及分布、厚度及其工程地质特征;4 查明勘察区水文地质条件;5 确定岩、土物理力学性质，并应重点研究潜在滑动面岩土体的抗剪强度;6 查明勘察区不良地质作用的分布、成因、发展趋势和对边坡稳定性的影响;7 对位于高应力区的高边坡，宜进行岩石原位地应力的测量

24、与分析;8 在地震基本烈度大于或等于7度的勘察区，应搜集和分析区域地震资料，为抗震设计提供依据;9 查明地下水的类型、补给来源、埋藏条件，地下水位、变化幅度及与地表水体的关系;10 对稳定程度较低的边坡，应提出治理措施的建议。4.2.3 排土场边坡岩土工程勘察应符合下列规定:1 查明内外排土场基底地层岩性及其分布、成因、产状、物理力学性质;2 查明基底软弱结构层(面)的分布、厚度及其特性;3 查明水文地质条件;4 查明排土场勘察范围内的不良地质作用及采空区的分布、发育，以及对排土场基底稳定的影响;5 分析排弃物料的组成及物理力学性质;6 勘探控制深度不应少于坚硬土层或基岩下5mlOm;7 分析

25、排土场边坡和基底的稳定性。4.3生产阶段4.3.1 生产阶段边坡出现崩塌、滑坡等严重失稳时，应组织专家论证，并开展边坡专项工程勘察。4.3.2 生产阶段边坡工程勘察应充分利用已揭露岩土体对以往勘察成果验证、校正、补充完善，进一步划分边坡岩土体稳定类型，评价各边帮岩土体稳定性。边坡工程勘察应满足修改边坡设计或边坡治理工程地质资料的要求。4.3.3 生产阶段边坡岩土工程勘察工作应充分利用岩体已被揭露的有利条件和已有的工程地质资料，并应安排工程地质补充测绘、勘探和试验工作。4.3.4 生产阶段边坡岩土工程勘察应包括下列内容:1 利用已形成的边帮和采掘所揭露的岩体，进行工程地质测绘和调查;对各类结构面

26、进行测量、统计和组合类型划分;2 对边坡改(扩)建地段或稳定条件较差的边坡滑动面，应进行工程地质钻探、井探和槽探;3 利用边帮对崩塌等失稳现象进行调查，分析失稳原因和类型及破坏模式，并对不稳定边坡提出位移监测和采取治理要求;4 进行物探工作，确定采掘爆破导致的岩体松动的范围及岩体风化程度;5 利用地下水监测资料和水文地质试验，核定水文地质特征，确定或修改疏、降水设计;6 利用边帮采取岩土试样，进行室内物理力学性质试验;利用台阶进行原位抗剪强度试验，确定控制性不利结构面的力学参数。10 5 边坡稳定性评价5.1一般规定5.1.1 边坡稳定性评价应根据勘察阶段确定，评价精度应与勘察阶段相适应。应在

27、定性分析、定量计算基础上，结合监测结果综合评价，并提出有针对性的工程措施建议。5.1.2 边坡稳定性评价应按工程地质分区进行，应以整体稳定性评价为基础对备边坡分段做出整体稳定性评价和局部稳定性评价。采掘场边坡稳定性评价时，应对覆盖土体和岩体边坡稳定性分别评价。5.1.3 边坡稳定计算应以极限平衡法为主、边坡稳定系数为评价指标。土体和岩体边坡稳定性分析应根据破坏类型和破坏模式进行分析计算。对安全等级为一级的边坡，宜采用数值分析法和边坡稳定分析法进行边坡的应力场、变形场分析和渗流分析。边坡稳定计算方法应按本标准附录B执行。5.1.4 当存在滑坡、崩塌及岩堆、泥石流等不良地质现象时，应对现状稳定性和

28、对采掘场边坡稳定性的影响做出评价。5.2 稳定性计算5.2.1 边坡破坏模式、稳定状态和破坏趋势初步判断应采用工程类比法、图解法等，然后再采用相应的计算方法。5.2.2 边坡稳定计算应根据边坡破坏机理选择二维或三维方法，二维稳定分析计算应选择有代表性的地质剖面。5.2.3 边坡稳定应按不同工况组合计算，边坡稳定系数应符合本标准第3.O.7条的规定。爆破振动力和地震力荷载可采用拟静力法。地震动峰值加速度应符合现行国家标准中国地震动参数区 11 划图)GB18306的规定。当采用拟静力法时，爆破震动力和地震力荷载计算应符合下列规定:1 抗震稳定计算时，各条块的地震惯性力应按下式计算:F=a卢IjW

29、ig 式中:F;一一第1条块的水平地震惯性力(kN);一一设计地震加速度(m/s2);z一一折减系数，可取0.25;卢，第z条块的动态分布系数，可取民=1;W;一第1条块的重量(kN);8 重力加速度(m/s2)。2 边坡稳定计算时，若考虑爆破振动力，各条块的水平爆破力可按下列公式计算:(5.2.3-1)也g川阳即归(5.2.3-2)(5.2.3-3)(5.2.3-4)式中:F;第z条块爆破振动力的水平向等效静力(kN);a，一一第i条块;爆破振动质点水平向最大加速度(m/S2);A一一第i条块的爆破动力系数，可取点=0.10.3;W;-一第t条块的重量(kN);g一一重力加速度Cm/s2);

30、f一一爆破振动频率CHz);V;一一第i条块重心处质点水平向振动速度Cm/s);Q一-一爆破装药量，齐发爆破时取总装药量，分段延时爆破时取最大一段的装药量(kg);R;一一爆破区药量分布的几何中心至观测点或建筑物、防护目标的距离(m);12 K，a一一与采掘场地质条件、岩体性质、爆破条件等有关的系数，由振动检测和测试数据获取。5.2.4 边坡稳定计算时，应考虑地下水、地表水对边坡稳定的影响，并应符合下列规定:1 岩体的自重在漫润线以上应采用天然重度，在漫润线以下应采用浮重度。对有地下水渗流的岩体，采用浮重度计算时应考虑渗透水压力作用，各条块的渗透水压力可按下式计算:PWi=wVJ 式中:凡，一

31、-条块z的渗透水压力(kN);YW-一水的重度(kN/m3);吭一一条块1单位宽度岩土体的水下体积(m3);l 条块z地下水渗透坡降。(5.2.4)2 根据岩质边坡中地下水位线对边坡体某点的孔隙压力进行估算时，可视岩体性质、结构面的发育及其连通程度，按类似工程经验，对其水头进行折减;3 对降雨造成边坡坡体表层一定深度范围内形成暂态饱和区的情况，在计算孔隙压力时，宜进行折减。5.2.5 岩体结构面抗剪强度指标试验应符合现行国家标准工程岩体试验方法标准)GB/T50266的有关规定。已滑移的滑坡，其滑动面的抗剪强度指标直取残余强度，或取反分析强度值。5.2.6 岩体抗剪强度指标应采用室内试验、现场

32、原位试验等方法确定，无条件进行试验时，可采用反演分析、经验类比等方法综合分析确定。排土场边坡应根据不同排弃物料组成和基底的岩土性质，选择合理的计算参数。5.2.7 边坡稳定计算方法，根据边坡破坏类型和可能的破坏模式，可按下列规定确定:1 均质土体或较大规模破裂结构岩体边坡可采用圆弧滑动法计算;当土体或岩体中存在对边坡稳定性不利的软弱结构面时，直采用以软弱结构面为滑动面进行计算;13 2 对较厚的层状土体边坡，宜对含水量较大的软弱层面或土岩结合面采用平面滑动或折线滑动法进行计算;3 对可能产生平面滑动的岩(土)体边坡，宜采用平面滑动法进行计算;4 对可能产生折线滑动丽的岩(土)体边坡，宜采用折线

33、滑动法进行计算;5 对结构复杂的岩体边坡，可采用赤平投影对优势结构面进行分析计算，或采用实体比例投影法进行计算;6 对可能产生倾倒的岩体，直进行倾倒稳定性分析;7 对边坡破坏机制复杂的岩体边坡，宜结合数值分析法进行分析。5.2.8 排土场边坡稳定，除排土场本身的稳定计算外，尚应验算排土场基底极限承载能力、基底变形、最大排弃高度。5.2.9 当边坡可能存在多个滑动面时，对各个可能的滑动面均应进行稳定计算。5.2.10 边坡稳定计算应进行敏感性分析，宜根据对边坡稳定影响程度选择以下内容:1 水压变化;2 不同含水率弱层强度的变化;3 边坡几何尺寸变化;4 岩土体强度指标变化;5 其他因素变化。5.

34、3 评价及成果报告5.3.1 边坡稳定状态应根据边坡稳定系数按表5.3.1确定。表5.3.1边坡稳定状态划分边;肢稳定 状态rL判断优先顺序从右向左。14 1.OO,F,1.05 I 1.05F，0.75 1.0 结合般隙、层面厚层状结构块状或厚12 1.0 结合差层状结构节理、裂o.550.75 310 较完整结合好或隙、层面块状结构2-3 1.0-0.4 结合般 30 续表A.O.2定性划分定盘划分完整结构面发育程度主要结构岩体体积程度主要结构相应结构完鼓性指数结构面数J平均问距面的结合组数而类型类型K (m)程度(条1m3)裂隙块状2-3 1.0-0.4 结合差或 中厚层状结构节理、裂较

35、破碎阳;:、层面、镶嵌块状。.35-0.55lO-20 结合好小断层结构二主30.4-0.2 结合一般中、薄层 状结构结合差裂隙块状0.4-0.2 各种类型结构破碎二3。15-0.3520-35 结合一般结构而破l卒状=二0.2或结合差结构极破碎无序结合很差散体状结构35 注:1 平均问R指主要结构面之间间距的平均值;2 岩体完整性指数K，.=(VRI叭，户，V为蝉性纵放在岩体中的传播速度.V为弹性纵坡在岩块1.1的传插速度;3 岩体体积结构面数J指岩体单位体积内的结构丽数目(条1m勺，4 定量指标K，.、J的测试与结构面结合程度的划分应符合现行国家标准工程岩体分级标准)GB50218的有关规

36、定。A.O.3 露天煤矿边坡地质结构类应按表A.O.3划分。表A.O.3 露天煤矿边坡地质结构划分边放地质结构类型特征描述边坡破坏模式块状岩体边坡岩体基本均一，D5o/L，关0.02平面型、模体型、倾倒型层状同倾边坡，;30.;层面 摩擦角卢边平面型、折线型岩体边坡坡角 31 续表A.O.3边城地质结构类型特征描述边坡破坏模式同倾斜向300750;层面摩擦角组模体型层状岩体边坡合滑面交线倾角王二边坡角边坡其他结构结构面组合不能直接控制边坡圆弧型、复合型边坡破坏碎裂岩体边坡层状或碎块状岩体，D50/L，圆弧型、复合型0.02 散体介质边坡强烈破碎、强Ml化岩体、软弱蚀变岩体、各类土体因弧型、复合

37、型注，1为层丽与坡丽的倾向夹角(勺，为层面倾角(勺，D50为破面50%块体块径(m)，L，为可能发生变形破坏边坡的特征高度(m);2 变质岩片理面、板理面、对边坡稳定性具有控制l性作用的断层面(带)、其他软弱面(带)按层面考虑，3 较大规模和地质条件变化较大的边圾，应根据具体边坡地质结构变化情况分段划分类型，建立分析模型。32 附录B不同滑面形态的边坡稳定性计算方法8.0.1 圆弧形滑面的边坡稳定性系数可按下列公式计算(图B.0.1):Cbi 图8.0.1圆弧形滑面边坡计算示意丢二c;l仙l，尺CCOS鹉+(Gi十Gbi一UiCO叫S1 IIlO i F,=.!.二-(Gi+G山in8i十Qi

38、cos8iJtansin8i 叫i=cos8i+一寸二u，=川wi+儿，一1)li 式中:瓦一一边坡稳定性系数;Ci一一第i计算条块滑面茹聚力(kPa);(B.O.1-1)(B.0.1-2)(B.0.1-3)33 ，一一第t计算条块内摩擦角C);Li一一第t计算条块滑面长度Cm);。，第i计算条块滑面倾角C)，滑面倾向与滑动方向相同时取正直，滑面倾向与滑动方向相反时取负值;Ui-一第1计算条块滑面单位宽度总水压力CkN/m);Gi一一第t计算条块单位宽度自重CkN/m);Gi一一第i计算条块单位竖向附加荷载CkN/m)，方向指向下方时取正值，指向上方时取负值;Qi 第t计算条块单位宽度水平荷载

39、CkN/m)，方向指向坡外时取正值，指向坡内时取负值;hwl儿，-1-一第z及第i-1计算条块滑面前端水头高度(m);Yw一7.(重度，取lOkN/m3;t一一计算条块号，从后方起编;n一一条块数量。B.0.2 平面滑动面的边坡稳定性系数可按下列公式计算(图B.O.2):E=R 一一约7CB.O.2-1)R=CG十G，)cos8-Qsin8-Vsin8-Utan十cLT=CG+G,)sin8+Qcos8+Vcos8 V=b U=川wLCB.O.2-2)CB.O.2-3)(8.O.2-4)CB.O.2-5)式中:R一一滑体单位宽度重力及其他外力引起的抗滑力CkN/m);T一-滑体单位宽度重力及其

40、他外力引起的下滑力CkN/m);C一一滑面的勃聚力CkPa);一一滑面的内摩擦角C);L一一滑面长度(m);G-一滑梯单位宽度自重(kN/m);Gb一一滑梯单位宽度竖向附加荷载(kN/时，方向指向下方时取正值，指向上方时取负值;。滑面倾角C);U一一一滑面单位宽度总水压力(kN/m);V一一一后缘陡倾裂隙面上的单位宽度总水压力(kN/m);Q一一-滑体单位宽度水平荷载(kN/m)，方向指向坡外时取正值，指向坡外时取负值;hw一一后缘陡倾裂隙充水高度(m)，根据裂隙情况及汇水条件确定。Gb 图B.O.2平面滑动面边坡计算示意B.0.3 折线形滑动面的边坡可采用传递系数法隐式解，边坡稳定性系数可按

41、下列公式计算(图B.O.3):P,=O P，=P，-I功;-十Tj-R;/F，(B.O.3-1)(B.O.3-2)35 功，-1=COSC8-1-8，)-sinC8-1-8，)tan9口/F，CB.O.3-3)T,=(G,+Gbi)sin8i+Qicos8i CB.O.3-4)R,=di+CGi+Gb,cos8i)-Q,sin8,-U,tancpi CB.0.3-5)式中:P第条块单位宽度剩余下滑力CkN/m);Pi 第i计算条块与第i+l计算条块单位宽度剩余下 滑力CkN/m)，当P，OCiO，N，O时，模形体沿结构面A和B的交棱线滑动，其安全系数应按下式计算:N tan:+c:A,+Nb

42、tan:,+cA(B.o.7-10)IR(nX川，)1/1Xb I 2 当N，或Nh出现负值时，若N，和N满足N.+mbNb二三0，模体沿结构面A滑动，其安全系数应按下式计算:|R叽Itan叭+c:，A，(B.O.7-11)IRXn.1 3 若N.和Nb满足Nh十n1，N，二三0，模体沿结构面B滑动，其安全系数应按下式计算:I Rl1h I tan:.+cA(B.O.712)IRXn I 式中:A，、c;、35 35-27 27-18 18-12 12 111;聚力CMPa)。.250-0.1500.150-0.100。.100-0.050 0.050-0.020 0.020-0.002 5.

43、2.6 确定岩体抗剪强度指标的方法很多，主要有现场试验、室 60 内试验、反演分析、经验折减以及岩体力学分类法折减等。一般来讲，现场试验得出的抗剪强度结果是比较可靠的，我国在抚顺西露天煤矿、阜新海州露天煤矿、平庄西露天煤矿等进行了大量的现场试验，试验结果是比较准确的。但是现场试验费用高、周期长、试验条件苛刻，无法大规模开展。另外，露天煤矿边坡体量较大，用以点带面的现场i式验也满足不了边坡稳定评价要求。因此，岩块的室内试验、反演分析、经验类比及岩体力学分类法折诚等方法不可轻视。近些年国内外岩土专家尝试利用RMR分类法，并结合强度准则估算岩体的抗剪强度，并将其成果用于小浪底、二滩等水利水电工程中。

44、2000年开始Hoek教授提出了一种新的方法即GSI法，该方法特别适合风华岩体及非均质岩体。GSI指标的确定基于岩体的岩性、结构、结构面条件等，与地质调查工作息息相关，具有使用上的简易性和可操作性。5.2.7 对于土质边坡和呈碎裂结构、散体结构的岩质边坡，当滑动面呈圆弧时，宜采用简化毕肖普法和摩根斯坦一普莱斯法进行稳定计算;当滑动面呈非圆弧时，宜采用摩根斯坦-普莱斯法和不平衡力传递法进行抗滑稳定计算。对于呈块体结构和层状结构的岩质边坡，宜采用萨尔玛法和不平衡推力传递法进行抗滑稳定计算。对由两组及其两组以上节理裂隙、断层等结构面切割形成的棋形潜在滑体的边坡，宜采用棋体法进行抗滑稳定计算。边坡稳定

45、计算时，如边坡内部存在地下水，在计算时需考虑水压力的影响，且岩体水下强度与水上强度不同。边坡稳定计算时，如边坡内部存在弱层，则在计算时应考虑弱层对滑弧的影响。如果没有弱层存在时，滑动面一般为圆弧形，有弱层存在时，则滑动面可能演变成圆弧一折线形或圆弧一折线一圆弧形。在计算时，滑动面搜索计算应达到一定的数量(应在1000次以上)。如果有地下水存在，则亦应考虑水压力的影响及水下强度和水上强度。5.2.9 由于边坡稳定性影响因素较多，破坏机制复杂，很难直接确定最危险滑动面，或多个滑动面可能处于不稳定状态，因此，有必要对可能存在的多个滑动面分别进行稳定计算。5.3 评价及成果报告5.3.1 为了明确边坡

46、稳定状态的说法，本条提出该分类标准。5.3.3 在露天煤矿设计阶段，要对达产位置边坡进行评价，有时也要对坡高最大位置、闭坑位置进行评价。边坡专题研究不仅要对边坡目前的情况进行分析，有时还要对边坡未来状况进行评价，比如排土场增高扩容项目，要对增高后的排土场边坡进行分析和评价。5.3.4 边坡稳定分析需要把握:计算典型剖丽的选取、计算条件的概化、计算工况的选定、岩土体物理力学指标参数确定、计算方法及其选用、稳定系数及富裕度。边坡治理措施对提高边坡角可行性分析，重点是经济、技术比较。5.3.5 边坡地质条件应包括:边坡类型，边坡的形状、规模、地形地貌和岩土体性质等，结构面性状、分布及组合，水文地质条

47、件及动态变化情况，边圾当前的稳定状态，边坡可能的失稳方式，可能的剪出口位置。62 6 边坡工程设计基本原则6.1一般规定6.1.1 露天煤矿边坡角度直接影响一个露天煤矿的经济合理性及安全性，所以，边坡设计应以可靠的边坡工程资料和岩土物理力学试验数据为基础。6.1.2 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。6.1.3 具有较高水压的含水层对边坡稳定性影响较大，因此需采取有效的疏干措施，才能提高边坡稳定性。6.2 边坡工程设计原则6.2.1 边坡工程设计前，应有可靠的地质资料。6.2.2 边坡工程设计受安全性及经济效益的影响，若边坡角度设计过陡，边坡易出现滑坡事故;若边坡角度

48、设计过缓，剥离费用增大，效益降低。边坡设计就是要在保证安全的基础上给出最优的边坡角度。6.2.3 随着采矿工程的进行，边坡要根据最新地质资料及现场实际情况进行设计优化，保持动态设计。63 7 边坡防治措施7.1一般规定7.1.1 露天煤矿边坡防治目的是在不断调整和优化帮坡角参数的基础上，利用工程支挡措施，确保露天煤矿采掘场和排土场的安全，保护矿区地质环境和生态环境，保证露天煤矿的可持续性发展，保护人民的生命财产安全，所以应坚持以预防和调整、优化边坡设计为主，以治理为辅的防治原则。7.1.2 本条按边坡的危害程度确定了边坡治理的程度。7.1.3 边坡防治的技术措施:1 控制合理的边坡角。就是根据

49、岩性、构造、岩石力学强度参数等确定合理稳定的工作帮坡角和最终帮坡角。2 优化内排时机。就是科学及时的实施内排是保证边坡稳定的重要手段，内排跟进后可以对端帮坡角实现压脚。3 留置安全煤柱。就是在回采过程中，留置一定厚度的安全煤壁。为减少煤炭损失，煤壁可在最后回采。4 统筹安排采区。就是在稳定状况较差的区段，采取控制开采强度的办法，使岩体回弹变3缓慢释放。5 降低动载荷。研究表明，物体动载荷是静载荷的9倍ll倍，所以对稳定性较差的局部地段，采用限速等办法来减少工程设备对边坡产生的动载荷。7.1.4 边坡防治的工程措施有:(1)7(的综合治理。拦截地表水;覆盖防渗;疏排、截堵地下水等方式。(2)坡面

50、防护。一般有喷砂浆和喷1昆凝土、勾缝和灌浆、护面墙、干砌片石、浆砌片石等;坡面防护必须建在符合稳定边坡要求 64 的地段。一般在出入沟，车辆密度大的永久性边坡上设置，其主要作用是防止坡面被水流破坏，防止岩石进一步风化，增加边坡的稳定性和保护边坡不发生落石崩塌。(3)支挡和减重压脚工程。对于滑坡规模较小，有滑坡征兆的地段，在下部修筑刚性抗滑挡墙，对滑体进行支挡加固;对于规模较大的滑坡和变形体，在滑移段实施钢轨抗滑桩或工宇钢棍凝土抗滑桩，增加滑移段的抗滑移变形能力;对岩性软硬相间、岩层陡倾倒转而产生倾倒滑移的区段，采用锚杆加固，增加岩层迭层总厚度，从而达到增加复合抗弯刚度能力，减少倾倒滑移变形;通