德兴铜矿官帽山边坡稳定性研究

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1、德兴铜矿官帽山边坡稳定性研究摘要：官帽山边坡位于我国最大的有色金属矿山--德兴铜矿富家坞采矿场，由于原地方单位不合理露采和坑采及切坡过陡，导致官帽山边坡产生多处小规模的滑塌，采空区发生大面积的坍塌，边坡的整体稳定性直接影响着矿山后期开采安全。本文通过对官帽山边坡综合分析、计算，确定边坡整体处于稳定状态，但不排除在暴雨及爆破震动作用下边坡局部失稳的可能。关键词：德兴铜矿官帽山边坡稳定性分析局部失稳中图分类号：P642.22文献标识码：A文章编号：1引言官帽山边坡位于我国最大的有色金属矿山--德兴铜矿富家坞采矿场，为一人工岩质边坡。由于原地方单位对官帽山矿体进行了不合理露采和坑采及切坡过陡(50-

2、54°)，导致官帽山边坡产生多处小规模的滑塌，采空区发生大面积的坍塌，并且在坡体产生了比较集中的三个裂缝带。德兴铜矿接手后，对原裂缝带进行了剥离卸荷，在坡体仅剩下一条长约10m的张裂缝。为了对官帽山铜矿进行分级露天剥离开采，对富家坞官帽山边坡进行稳定性分析和评价十分必要。2边坡地质环境条件62.1地形地貌富家坞矿区位于怀玉山脉官帽山支脉的南东麓，为低山丘陵地带，属构造剥蚀地形。区内侵蚀基准面海拔160m，工作区处于分水岭近旁。官帽山山体经数次人工改造，目前山顶高程约620m。在山顶南侧现有剥离台阶3级，每级台阶高约15m，整体坡度约38°，第三级台阶剥离至575m。剥离的土石少部分沿山坡及山前

3、的沟谷进行堆弃，在平面上可分为2个不同的弃石堆。坡脚运矿公路在305～310m高程处通过，公路为半挖半填式，公路内侧切坡较陡，坡度约50度，高度约20m，见图1。2.2地层岩性及物理力学性质工作区地层均为震旦系浅变质岩系，主要为一套泥砂质与凝灰质混合沉积层，具类复理式建造，由绢云母千枚岩、绿泥石绢云母千枚岩、凝灰质千枚岩及沉凝灰岩组成。总体地层走向近EW，倾向NNW—NNE，倾角30°—70°，呈一单斜层序产出。岩浆岩主要为燕山早期第二阶段侵入的脉状花岗闪长斑岩。根据勘查资料综合分析，工作区边坡地层岩性如下：①素填土（Qml）：主要分布于高程305m与575m之间，分布厚度受原地形影响，厚度为

4、0～5.6m，平6均厚度3.0m。物质成因主要为原山体开挖堆积，物质成份为强、中风化基岩碎块夹细颗粒组成，碎块级配好，直径多在30~50cm，最大可达2m，碎块含量约占50%，碎块直径随高程降低而变大、含量也随其增加。②强风化千枚岩（Ptsh）：黄褐色，千枚状结构，块状构造，岩芯破碎，以碎屑状为多，少量块状。钻探所揭露厚度3.50~25.0m，岩芯采取率82%~87%，岩石单轴饱和抗压强度平均值4.1MPa，岩石基本质量等级为Ⅴ级。③中风化千枚岩（Ptsh）：灰黄～青灰色，千枚状结构，块状构造，岩芯较破碎，节理裂隙较发育，多被黄铁矿细脉充填，岩芯以碎屑、碎块状为主，少量短柱状。钻探揭露厚度10

5、.20~46.50m，岩芯采取率87%~91%，岩石单轴饱和抗压强度平均值12.7Mpa，岩石基本质量等级为Ⅳ级。④微风化千枚岩（Ptsh）：灰绿色，千枚状结构，块状构造，岩芯较新鲜，岩芯较完整，以短柱状为主，强度较高。岩芯采取率90%~93%，岩石饱和抗压强度平均值22.0Mpa，岩石基本质量等级为Ⅳ级。⑤花岗斑岩（γδπ）：浅灰绿色，全晶质斑状结构，块状构造，斑晶主要为石英、黑云母、角闪石、正长石等，粒度一般为2-5mm，最大达2cm。岩芯较新鲜、完整，以柱状为主，强度较高，主要以透镜状分布，厚度3.9~14.0m。6依场地内裂隙、节理结构面的发育程度判定岩体完整程度属较完整，结构面结合一

6、般，多为闭合型。根据岩体完整程度及结构面特征确定该边坡的岩体类型为Ⅱ类，区内主要岩体物理力学性质见表1。岩体物理力学性质统计表表12.3地质构造与地震2.3.1地质构造与节理、裂隙从区域地质来说，富家坞矿区处于隆起与凹陷交接的脆弱地带，并为多构造体系的主干断裂交接复合部位。因此，矿区断裂构造显得特别发育，组次多，强度大，而褶皱构造相对不太发育，褶皱构造仅表现为官帽山向斜及其次级褶曲。官帽山边坡区及其周围的断裂构造主要有NE向、NNE向和NW向断层。由于矿区构造岩浆活动频繁，各期活动均派生广泛而多样的微细裂隙，经地表裂隙调查，区内主要发育有以下几组节理、裂隙：（1）倾向70-75°，倾角36-8

7、1°，该组裂隙主要发育在L2、L4、L9点。（2）倾向113°，倾角69°，该组裂隙主要发育在L8点。（3）倾向156-171°，倾角50-76°，该组裂隙主要发育在L5、L7及L10点。（4）倾向196-204°，倾角34-78°，该组裂隙主要发育在L3、L4、L6及L10点。6（5）倾向242-279°，倾角57-72°，该组裂隙主要发育在L1、L5、L6、L7及L11点。（6）倾向296-3