什么是边坡稳定?

[拼音]：bianpo wending

[外文]：slope stability

露天开采时，为使采掘作业正常进行，采场边坡岩体应具有一定稳定性。当工作台阶采掘到最终境界时，便形成最终边坡。边坡的假想斜面与水平面的夹角称最终边坡角。

边坡角过陡时，稳定性差，易滑坡，危及人员和设备的安全，导致停产或闭坑；过缓则增加剥离量，降低采矿经济效益。随边坡角增加，边坡维护费用增大，而剥离费用减少。两项费用之和为最小值时，相应的边坡角便为初步确定的合理角。

在露天矿，一两个台阶局部的偶尔失稳，在所难免，也不难治理。但最终边坡的整体滑动，将导致灾难，应极力避免。

主要有四种：

（1）剥落，坡面岩石因风化、爆破震动等作用形成碎块，顺坡面滚落，堆积在台阶坡底，此现象虽属不可避免，但采用控制爆破并及时清理，可无碍生产。

（2）滑动，边坡岩体沿结构面滑动，规模可达千百万米3，通常称滑坡。

（3）崩塌，结构面切割的硬岩块，高速度滚动坠落，有如自然山崩。

（4）倾倒，结构面陡立的岩柱体转动及倾倒。此外尚可遇到边坡流动现象，即饱水的土岩块或流砂沿极缓（4°～6°）基底流动，有如泥石流。露天煤矿滑坡多沿沉积岩中的软弱夹层（如碳质页岩、粘土页岩、薄煤层等）发生，而金属矿滑坡主要由不利的地质构造决定。滑坡多发生在雨季及春季解冻时期，水是滑坡的直接诱因。

包括：露天矿边坡岩层力学性质的差别悬殊，地质构造的复合交错，地下水位的波动，残余构造应力的存在，采场内的爆破震动，采场几何形状的变化，开挖年限的不同以及雨水和结冰解冻因素的影响等。有些因素的影响，短期内难于准确估计，有些因素则尚难进行定量分析。

目前多用于分析滑动类型。按滑面形态大体有四种模式（图1）：

（1）平面滑动；

（2）圆弧滑动；

（3）任意曲面滑动；

（4）楔体滑动。目前仍沿用泰察吉(K.Terzaghi)、泰勒(D.W.Taylor)、费莱纽斯(W.Fellenius) 等人的剪切破坏原理进行计算。边坡的稳定性用稳定系数，即滑面上抗滑力与滑动力之比表示，有时也用岩体的抗剪强度与剪应力之比表示。稳定系数大于1时，为稳定坡度。近年来更多地考虑地质不连续面对边坡不稳定性的影响，赤平极射投影法在边坡计算中得到广泛应用。有限元法，以及数理统计法也开始应用。

合理边坡角还与矿床开拓、采掘运输设备选型及生产管理水平有关，目前设计仍多选用经验数据。用铁道运输时，露天煤矿底帮坡角一般不超过30°，顶帮取30°～40°，端帮可稍陡。金属露天矿顶底帮取40°～50°。矿床缓斜或有不利结构时，相应降低。近年来，由于采用组合台阶分期开采等方法及滑坡监测系统，坡角可达55°～60°以上。

借监测位移，可发现滑坡预兆，位移时间的变化曲线见图2。理论上位移增率接近无限大时，即为滑坡预计发生的时间。用水压计观测地下水的活动，用测震仪观测爆破震动影响，可获得边坡动态全貌。在严密的监测系统下，露天矿可以进行强采，获得显著经济效益。

首要措施是对水的疏导，其次对边坡局部地段进行机械加固，如设置锚杆、 锚固桩、 挡墙等。工程须在边坡达到临界稳定状态之前进行。一旦滑坡已经开始，施工难度和危险程度增加，工程效果也差。

参考书目

E. Hoek & J.W.Bray， Rock Slope Engineering，Institution of Mining & metallurgy，London，1977.