辽宁抚顺西露天矿南帮滑坡成因

刘传正, 崔原, 陈春利, 吕杰堂, 李兵, 王伦. 辽宁抚顺西露天矿南帮滑坡成因[J]. 地质通报, 2022, 41(5): 713-726. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.05.001
引用本文: 刘传正, 崔原, 陈春利, 吕杰堂, 李兵, 王伦. 辽宁抚顺西露天矿南帮滑坡成因[J]. 地质通报, 2022, 41(5): 713-726. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.05.001
LIU Chuanzheng, CUI Yuan, CHEN Chunli, LYU Jietang, LI Bing, WANG Lun. Research on the south side landslide at west open-pit coal mine in Fushun City, Liaoning Province of China[J]. Geological Bulletin of China, 2022, 41(5): 713-726. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.05.001
Citation: LIU Chuanzheng, CUI Yuan, CHEN Chunli, LYU Jietang, LI Bing, WANG Lun. Research on the south side landslide at west open-pit coal mine in Fushun City, Liaoning Province of China[J]. Geological Bulletin of China, 2022, 41(5): 713-726. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.05.001

辽宁抚顺西露天矿南帮滑坡成因

  • 基金项目:
    应急管理部国家自然灾害防治研究院基本科研业务专项《地质灾害链风险分析与防控对策》(编号:ZDJ2021-09)、国家财政事业专项《地质环境调查与监测》(编号:1211221481001)
详细信息
    作者简介: 刘传正(1961-),男,博士,研究员,从事工程地质与地质灾害防治研究。E-mail: cyliu56@163.com
  • 中图分类号: P642.22

Research on the south side landslide at west open-pit coal mine in Fushun City, Liaoning Province of China

  • 辽宁抚顺西露天矿始采于1901年,全面停采于2018年,台阶式煤炭采掘方式形成了深约420 m的“亚洲第一大坑”。西露天矿南帮滑坡是一个巨型顺层岩质滑坡。滑坡东西长约3100 m,南北宽约1500 m,均厚近100 m,体积约4.52 ×108 m3。降雨、融雪渗流和矿坑底部开挖卸载是导致滑坡形成并持续长距离运动的主要因素。降雨、融雪渗流导致岩体夹层软化、地下水浮托和中前部孔隙水压力作用。2012—2019年的监测数据显示,南帮滑坡累积最大水平位移量达96.01 m,累积最大下沉56.65 m,滑坡前缘最大抬升23.61 m,完全改变了滑坡前的地貌形态。滑坡运动经历了破坏失稳(2010—2012年)、阶跃演进(2013—2016年)和缓变趋稳(2017年以来)3个阶段,反映了巨型滑坡从顺层山体整体破坏、快速发展到逐渐稳定的过程。滑坡敏感性分析显示,地下水位上升对滑坡失稳起到重要作用,滑坡前缘填方压脚对提高整体稳定性效果显著。山体中上部顺层抗滑力、下部切层剪切阻力、前缘填方压力、两侧边界阻力、矿坑北帮反力等是滑坡逐渐制动的主要因素,两侧边界形成“卡阻效应”,前缘出现“压力拱效应”。南帮滑坡控制过程是充分利用边界阻力、工程堆载和北帮抵抗反力控制滑坡运动态势,避免了冲击震动作用,是实现滑坡治理“软着陆”的一个典型案例。

  • 加载中
  • 图 1  抚顺西露天矿南邦滑坡平面图

    Figure 1. 

    图 2  抚顺西露天矿南帮滑坡E400地质剖面

    Figure 2. 

    图 3  滑坡中部的开裂陷落带

    Figure 3. 

    图 4  滑坡后缘北侧树木错落

    Figure 4. 

    图 5  E400(J16)、E1200(J07)测线典型监测点累积位移与时间曲线

    Figure 5. 

    图 6  观礼台Jg测点日平均水平位移速度

    Figure 6. 

    图 7  E400测线J16测点日平均水平位移速度

    Figure 7. 

    图 8  E1200测线J07测点水平位移速度

    Figure 8. 

    图 9  观礼台Jg测点日平均垂直位移速率

    Figure 9. 

    图 10  E400测线J16测点日平均垂直位移速度

    Figure 10. 

    图 11  E1200测线J07测点日平均垂直位移速度

    Figure 11. 

    图 12  地下水位涨幅和单次累积降雨量关系

    Figure 12. 

    图 13  J16监测累积位移量与日降雨量关系

    Figure 13. 

    图 14  滑坡水平变形速率与填方工程量关系图

    Figure 14. 

    图 15  南帮滑坡平面力学模式图解

    Figure 15. 

    图 16  南帮滑坡剖面力学模式图解

    Figure 16. 

    图 17  南帮滑坡E1200剖面计算模型

    Figure 17. 

    图 18  E1200剖面滑坡稳定性与地下水位上升的关系

    Figure 18. 

    图 19  E1200剖面滑坡稳定性与填方压脚及地下水位的关系

    Figure 19. 

    图 20  E400剖面滑坡稳定性与地下水位上升关系

    Figure 20. 

    图 21  E400剖面滑坡稳定性与填方压脚及地下水位关系

    Figure 21. 

    表 1  计算参数取值

    Table 1.  Calculative parameters of soil and rockmass

    序号 部位 天然容重/(kN·m-3) 饱和容重/(kN·m-3) 粘聚力/kPa 内摩擦角/°
    1 滑体 22 24 27 24
    2 滑动带 18 20 18 16
    3 回填土 18 20 20 20
    4 滑床(基岩) - - - -
    下载: 导出CSV
  • [1]

    刘传正. 中国崩塌滑坡泥石流灾害成因类型[J]. 地质论评, 2014, 60(4): 858-868. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZLP201404018.htm

    [2]

    杨天鸿, 张锋春, 于庆磊, 等. 露天矿高陡边坡稳定性研究现状及发展趋势[J]. 岩土力学, 2011, 32(5): 1437-1452. doi: 10.3969/j.issn.1000-7598.2011.05.025

    [3]

    刘传正. 地质灾害防治研究的认识论与方法论[J]. 工程地质学报, 2015, 23(5): 809-820. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GCDZ201505001.htm

    [4]

    吴瑞安, 倪嘉伟, 郭长宝, 等. 川西巴塘断裂带黄草坪滑坡形成机制[J]. 地质通报, 2021, 40(12): 1992-2001. http://dzhtb.cgs.cn/gbc/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20211202&flag=1

    [5]

    郭长宝, 倪嘉伟, 杨志华, 等. 川西大渡河泸定段大型古滑坡发育特征与稳定性评价[J]. 地质通报, 2021, 40(12): 1981-1991. http://dzhtb.cgs.cn/gbc/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20211201&flag=1

    [6]

    闫茂华, 魏云杰, 李亚民, 等. 云南德钦日因卡滑坡孕灾背景及形成机理[J]. 地质通报, 2020, 39(12): 1971-1980. http://dzhtb.cgs.cn/gbc/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20201211&flag=1

    [7]

    孔繁强, 卢月, 卢良玉. 抚顺城区段浑河断裂现今活动性研究的述评[J]. 东北地震研究, 2003, 19(3): 42-49. doi: 10.3969/j.issn.1674-8565.2003.03.008

    [8]

    孔繁强, 王莉, 王永江, 赵晓辉. 浑河断裂抚顺城区段现今活动性观测分析研究[J]. 东北地震研究, 2009, 25(1): 1-7. doi: 10.3969/j.issn.1674-8565.2009.01.001

    [9]

    马洪超. 浑河断裂活动性对抚顺市区地裂缝的影响[J]. 中国西部科技, 2015, 14(12): 33-36. doi: 10.3969/j.issn.1671-6396.2015.12.009

    [10]

    卢良玉, 高常波, 李天成, 庞庆研, 卢月. 浑河断裂现今活动性及抚顺城区段的活动特点研究[J]. 东北地震研究, 2001, 17(2): 48-58. doi: 10.3969/j.issn.1674-8565.2001.02.008

    [11]

    刘传正. 累积变形曲线类型与滑坡预测预报[J]. 工程地质学报. 2021, 29(1): 86-95. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GCDZ202101010.htm

    [12]

    滕超, 王雷, 刘宝华, 等. 辽宁抚顺西露天矿南帮滑坡应力变化规律及影响因素分析[J]. 中国地质灾害与防治学报, 2018, 29(2): 35-42. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGDH201802006.htm

    [13]

    Hoek E, Bray J W(著). 卢世宗, 李成村, 夏继祥, 等(译). 岩石边坡工程[M]. 北京: 冶金工业出版社, 1983.

    [14]

    高波, 肖平, 张国军. 抚顺西露天矿南帮边坡岩体结构及构造的分析[J]. 露天采矿技术, 2014, (9): 18-21. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-LTCM201409006.htm

    [15]

    韩晓极, 李惠发, 郭霁, 等. 抚顺西露天矿南帮边坡变形机制与稳定性分析[J]. 煤矿安全, 2017, 48(7): 242-245. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-MKAQ201707065.htm

    [16]

    胡高建, 杨天鸿, 张飞. 抚顺西露天矿南帮边坡破坏机理及内排压脚措施[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2019, 49(4): 1082-1092. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CCDZ201904015.htm

    [17]

    贺鑫, 崔原, 滕超, 等. 辽宁抚顺西露天矿南帮滑坡变形与地下水位关系[J]. 中国地质灾害与防治学报, 2018, 29(1): 72-77. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGDH201801012.htm

    [18]

    Morgenstern N R, Prince V. The analysis of the stability of general slip surface[J]. Geotechinque, 1965, 15(1): 79-93. https://www.icevirtuallibrary.com/doi/abs/10.1680/geot.1965.15.1.79

    [19]

    陈祖煜, 汪小刚, 杨健, 等. 岩质边坡稳定分析——原理、方法、程序[M]. 北京: 中国水利水电出版社, 2005.

  • 加载中

(21)

(1)

计量
  • 文章访问数:  898
  • PDF下载数:  48
  • 施引文献:  0
出版历程
收稿日期:  2021-01-11
修回日期:  2021-06-07
刊出日期:  2022-05-15

目录