顺倾露天岩质边坡加固的极限平衡分析

如题所述

(1)加固前分析

对于顺倾煤层,由于沿煤层底板方向的滑坡较多,并且普遍重视研究,因此对于顺层滑坡机理、滑落模式和岩移规律的研究已经取得了可喜成果,对其防治也取得较理想的效果。因此,海州矿北帮顺层岩质边坡的分析,应以边坡下面弱层(主要为煤层)为指定滑动面进行分析。现针对海州矿北帮边坡E2,进行4号、5号(上)、5号(下)、6号、7号和8号弱层剖面稳定性计算。方法:指定滑面法。

图6-7 E2剖面稳定计算图

图6-7 E2剖面稳定计算图

表6-3 E2剖面各弱层四种方法Fs计算结果

由上述E2剖面稳定性计算可以看出,4号、5号(上、下)、6号和8号弱层在有水的条件下稳定系数在1.0以上,7号弱层M-P法和Janbu法稳定系数略低于1.0。

(2)加固后分析

采用Morgenstern Price法进行计算,加固后的整体稳定性系数定为1.5。

E2剖面各弱层在有水条件下稳定系数均小于加固设计所需的1.5,故对于E4剖面采用锚索结合、排水疏干及压坡脚方式进行加固。

加固参数如下:

1)锚索参数:5根φ15.24钢绞线组成;设计荷载:700kN;锚索长度:25m;锚固段长度:10m;锚固角:45°;水平间距:2.5m。

图6-8 E2剖面加固后稳定计算图

图6-8 E2剖面加固后稳定计算图

表6-4 E2剖面锚索位置改变前后稳定性系数对比表

2)压坡脚参数:堆填区最低坡度:33°;堆填区最高高程:-32.19m,最低高程:-109.19m;坡面长度:139.09m,坡顶长度:156.07m,堆载面积:6395.6039m2

(3)结语

针对边坡加固前后,对海州露天矿北帮治理区域E2剖面进行边坡稳定性分析,可见加固前的剖面稳定系数均难以满足规范要求,加固后顺层边坡稳定性系数满足要求。因此可以按照设计给出的锚索、压坡脚参数进行加固治理。

目前,海州矿北帮的E2区域矿山地质环境治理工程已竣工,现场施工结果证实了计算结果的准确性和设计参数的可靠性。可见,对露天井工联合开采顺层边坡,按照指定弱层滑面进行的稳定分析是符合客观规律的,该原则应为类似顺层岩质边坡工程计算和分析所遵循。

图6-9为治理后的海州露天北帮现状。

图6-9 治理后的海州露天矿北帮现状边坡

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