露天煤矿边坡监测报告材料Word格式.docx

露天煤矿边坡监测报告材料Word格式.docx

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1、采场边坡

**露天煤矿2009年建矿生产，至今形成深度约200米的采坑。

根据新采区设计，采场南帮、西帮、北帮为工作帮，东帮为到界边帮。

采场东帮为到界边帮，最终边坡角35°

，已开始内排，形成内排土场东部边界，为稳定型边帮。

南帮为单斜地层，地质构造较为简单，产状：

94.6°

∠14°

-16°

；

地层岩性主要为侏罗系砂岩、泥岩、煤层互层。

边坡表现为逆倾边坡，沿煤层顶板局部有少量涌水，冬季表现为冰柱，夏季潮湿，对边坡稳定影响不大。

设计台阶高度10米，安全平盘宽5米，台阶坡面角70°

，最终边坡角36°

，边坡稳定系数大于1.3，相对稳定。

西帮为单斜地层，地质构造较为简单，产状：

94.0°

∠15°

-18°

地层岩性地表局部为第四系河床冲积砂砾层，其它为侏罗系砂岩、泥岩、煤层互层。

边坡岩层走向与边坡坡面为横交关系，为向西推进的工作帮，边坡角整体约11°

，局部最大24°

，边坡稳定系数不低于1.3，满足安全生产需要。

北帮为单斜地层，产状：

，边坡为顺倾边坡。

北帮2380m以上部位13-2煤层已采剥完毕，露出底板砂岩，为到界边坡，边坡角为底板砂岩倾角；

2380m以下为不同标高的煤台阶形成的工作帮，边坡角保持26°

左右，边坡稳定系数1.215，满足安全生产需要。

2、排土场边坡

矿区排土场有外排土场和内排土场。

按排弃位置依次为北外排土场、1号外排土场、2号外排土场、内排土场、南1外排土场、南2外排土场。

外排土场基底为第四系冲洪积覆盖层，基底较稳定、平坦，不受地表水影响，对外排土场稳定性影响小；

内排土场基底为13-2煤层附近的顶、底板泥岩、砂岩，排弃时对基地做过清淤、排弃直径数米的大块砂岩石块垫底工程，内排基底比较稳固。

外、内排土场排弃物料主要是含煤岩系地层砂岩、泥岩、烧变岩的爆破碎块和少量第四系冲河床积砂砾层；

排弃物料块径几厘米-几十厘米-几百厘米，几百里米碎块一般排弃在排土场基底，因第四系河床冲积砂砾层量少，仅用于排土场到界台阶边坡覆盖。

北外排土场位于北帮北部三十米之外，1号排土场位于南帮东南角境界外80米外，2号排土场位于东帮东北角境界外50米外，三处排土场排弃高度80m，排土台阶20-30米不等，目前已停止作业。

内排土场位于东帮西侧，分台阶排弃，2016年3月，内排土场北部出现裂缝，治理后内排土场北侧边坡角20°

，边坡稳定系数1.17，南侧现状边坡角20°

，边坡稳定系数1.23，内排南、北两侧边坡低于安全储备系数；

内排土场北侧、南侧未连接，中间边坡台阶布置有北一、北二两条出入沟道路。

南1外排土场位于南帮南侧1000米以外，设计排弃高度70米，目前达到40米；

南2外排土场位于南帮南西侧1200米以外，设计排弃高度170米，目前局部达到60米；

两排土场按照设计作业，排土台阶20米，台阶坡面角33°

，最终帮坡角22°

，安全稳定系数大于1.3。

二、监测方案

1、监测方法和目的

露天矿边坡变形、滑坡是矿山开采过程中比较普遍存在的地质灾害事故，其特点是突发性强且危害巨大。

GPS自动化露天矿边坡监测系统是近几年露天矿开展边坡监测的示范工程之一，为露天矿边坡体的预测预报提供基础。

黑山露天煤矿北帮发生过3次滑坡，根据边坡变形模式及可能存在滑面的位置，矿山对矿区边坡采用地面位移监测方法，即在采坑周边和排土场周边地面建立长期位移观测点，或对重点部位设置临时观测点，开展GPS实时自动监测和按周期进行人工观测，监视边坡局部变形、裂缝、滑移等，及时做出边坡稳定性、变形、滑坡等预报，确保周边施工作业人员、设备的安全和防治滑坡等地质灾害事故。

1）监测设备

**露天煤矿边坡监测有GPS自动监测和人工监测两种方式，对应使用设备如下：

①GPS自动监测设备：

使用上海华测研制开发的GPS自动化露天矿边坡监测系统，包括：

N71（基站）+X300（移动监测站）CORS/GNSS，和边坡稳定监测数据处理与分析软件一套；

对露天矿区边坡的形变监测数据实时自动化传输、不断更新管理和分析处理，达到监控的目的。

设备精度：

测点水平中误差2.5mm+D*1ppm,高程中误差5mm+D*1ppm（D：

基站至测点的水平距离），满足滑坡监测精度要求。

②人工监测设备：

采用GPSRTK南方测绘S86（基站）+银河1plus（流动站），水平误差10mm+D*1ppm,高程中误差：

20mm+D*1ppm（D：

2）监测系统预警值设置规定

根据《煤矿测量规程》、《**露天煤矿边坡监测系统使用维护管理制度》，结合煤矿以往监测数据分析，暂定为煤矿边坡GPS预警值设置等级划分如下表1，后期各检测值预警值会根据监测积累数据进行调整，排土场区域监测点会根据沉降情况调整。

GPS地面监测点预警值表1

等级

项目

单位

x

y

h

2d

3d

Ⅲ级报警蓝色

S/v/a

mm

30

40

50

Ⅱ级报警橙色

80

100

Ⅰ级报警红色

150

注释：

s（位移）；

v（速度）；

a（加速度）；

x（南北方向位移）；

y（东西方向位移）；

h（高程位移）；

2d（二维位移）；

3d（三维位移）

2、监测点布置和监测项目

2017年9月，**露天煤矿委托新疆煤炭设计院对矿区边坡开展边坡稳定性分析与评价工作，提出老采区北帮和北帮东侧即内排土场北侧进行重点监测，对采场其它边帮和排土场定期开展人工巡查监测，逐步建立边坡监测系统。

北帮西北角烧变岩发育，岩层结构不稳定，为古滑坡变形区域，西北角到界边坡2450m台阶放置GPS1#、GPS5#自动监测点；

内排北侧放置GPS2#、GPS3#、GPS4#、GPS9#、GPS10#，内排南侧放置GPS8#。

用来重点监测边坡地表位移变化。

GPS监测点布置见图1。

图1自动监测点位置图

2月12日，内排北侧2420m台阶发现裂缝，在裂缝两侧固定木桩，进行人工RTK监测，开展裂缝宽度变化监测，见图2。

图2内排北侧2420m台阶裂缝宽度监测

三、边坡监测数据整理、分析和评述

1、自动化监测

1）老采区西北角地表位移自动化监测

老采区西北角布置2个监测点。

GPS1#点2月1日-28日监测累计三维（3D）变化位移1.9mm，累计垂直位移1.9mm，位移数据在测量精度中误差范围内；

GPS5#点2月7日搬至监测位置，2月11日微移动调整，12日稳定，12日-28日监测累计三维（3D）变化位移28.2mm，累计垂直位移-10.5mm。

现场查验GPS1#点基本没位移；

GPS5#点位移属设备自身4个支脚不均匀沉降倾斜产生，由此推断老采区西北角边帮在监测期间整体处于稳定状态。

2）内排土场地表位移自动化监测

1内排北侧

内排北侧布置4个监测点。

GPS4#点于11日搬至2420m台阶监测点，12日数据稳定，12日-28日监测累计三维（3D）变化位移3.5mm，累计垂直位移-2.7mm；

GPS2#点2月1日-28日监测累计三维（3D）变化位移4.26mm，累计垂直位移-1.7mm；

GPS9#点2月1日-28日监测累计三维（3D）变化位移4.79mm，累计垂直位移-2.4mm；

GPS10#点2月1日-28日监测累计三维（3D）变化位移5.65mm，累计垂直位移3.5mm。

累计3D位移数据扣除测量精度中误差，位移很小；

累计垂直位移在测量精度中误差范围内；

说明内排北侧这4个监测点范围内处于比较稳定状态。

2月22日在内排北侧北二出入沟东段发现裂缝，23日将GPS3#点微调至开裂滑体边缘，监测滑体位移数据。

2月24日-28日监测累计三维（3D）变化位移25.2mm，累计垂直位移-20.1mm；

说明滑体均匀向西南沉降，如图4。

图4GPS3#点2月监测滑体累计地表位移图

2内排南侧

内排南侧2315m台阶布置1个监测点GPS8#点，2月1日-28日监测累计三维（3D）变化位移9.0mm，累计垂直位移-8.3mm，此点3D位移变化主要由沉降引起，说明内排南侧这个监测点周围比较稳定，略有沉降。

根据上述，内排土场整体比较稳定，北二出入沟东段边坡持续缓慢向西南位移，应采取防护措施。

3）1号外排土场地表位移自动化监测

GPS6#、GPS7#自动监测点位于1号外土场不同边坡台阶。

GPS6#点2月1日-28日监测累计三维（3D）变化位移2.7mm，累计垂直位移-2.2mm；

GPS7#点1日-28日监测累计三维（3D）变化位移31.7mm，累计垂直位移30.2mm，经现场查验属排土场正产沉降引起位移。

说明1号外排土场这2个监测点范围内处于比较稳定状态。

2、人工监测

2月13日，内排北侧2420m台阶发现裂缝，在裂缝两侧固定木桩，于13-23日进行人工RTK监测，开展裂缝宽度变化监测。

数据如下表：

单位：

说明裂隙宽度基本没有增加，与此处GPS4#点监测数据吻合。

四、边坡巡查及隐患整改

1、边坡巡查

2月份采场边坡、排土场边坡进行4次例行巡查（每周一次）。

采场南、西、东帮边坡正常；

南1、南2排土场边坡正常；

北外排土场、1号、2号排土场,边缘附近见少量宽度小于1cm的短小裂缝，属排土场正常沉降现象。

2、隐患整改

①周边坡巡查过程发现南1排土场庆安工作线排土标高低于设计标高3.2-3.6米，要求逐步提高排土线标高，到界前不低于20米宽度排土台阶高度达到设计标高。

②南2排土场2540m排土台阶局部超高排土，暂时停止作业，对超高段下部场地先进行排土作业。

③南2排土场2540m排土台阶边缘局部出现1-2cm宽裂隙，对其进行覆料整平。

④北二出入沟东段出现滑体，其下部北1出入沟改道。

道路修好后，对滑体下部北1出入沟排土充填，防止滑体垮塌。

五、监测结论及下步工作建议

①10个自动监测点安置在矿区重点监测部位，监测数据分析和现场查验相结合，数据真实可靠。

2月监测工作和数据说明2月份矿区采场和排土场边坡整体比较稳定，已发现滑体持续向西南滑移需及时治理。

②自动监测仪器四个支撑脚为角铁，放在边坡台阶易发生沉陷和偏斜，引起监测数据不真实变化，建议安置监测仪器，基底要夯实整平，每个支脚下放置不小于10*10*2

（1）cm的木（钢）片。

③加快北一出入沟改道道路的修建，尽快回填北二出入沟滑体下部道路，确保滑体稳定。

④北外、1号、2号、南1、南2外排土场到界边坡增加固定人工监测点，边坡巡查RTK测量，积累数据，进行边坡分析、预测预报。