·236· 北京科技大学学报 第34卷 由图5可知，矿体第三步开挖后，开挖采空 裂纹贯通并形成离层，采空区上方边坡岩层出现 场空间范围进一步增大，采动影响范围和程度增 大范围整体变形并向采空区整体滑落，原采空场 加，采动影响下采空区顶板离层、裂隙和破碎带 滑落边坡岩体被逐渐密实，边坡岩体出现整体性 大幅度向上发展至地表，边坡的坡底、坡腰和坡 采动滑落失稳破坏，边坡岩体详细的采动破坏情 顶产生大量新的宏观采动裂纹，原有的宏观采动 况见表5. (a) 图5三步开挖完毕后六种模型边坡变形破坏特征.(a)模型I:(b)模型Ⅱ：(c)模型Ⅲ：(d)模型V:(©)模型V:()模型W Fig.5 Distortion and failure of slope after the third mining for the six models:(a)model I:(b)model II (c)model (d)model I: (e)model V:(f)model VI 表5三步开挖完毕后六种模型边坡岩体采动破坏情况 Table 5 Mining failure results of the 6 simulated slopes after the third mining 最大水平 最大下 最大破坏 采动宏观裂纹 采动宏观裂纹 采动宏观裂纹 模型 移动/mm 沉量/cm 高度/cm 最大长度/cm 最大宽度/cm 条数度 模型I -28.00 -8.80 36.20 37.20 3.70 6 模型Ⅱ -23.00 -4.30 22.90 30.30 2.90 5 模型Ⅲ -19.00 -4.20 10.00 18.90 1.60 4 模型V -28.80 -12.16 37.50 39.60 3.90 7 模型V -22.20 -4.50 23.90 35.20 3.10 5 模型W -20.20 -4.40 11.00 19.20 1.70 4 由模型I~Ⅵ的实验结果表3~表5可知，露 的稳定性直接相关，境界顶柱厚度越大，边坡岩体正 天转地下开采后边坡高度一定情况下，露天矿境界 下方开挖采空空间越小，边坡岩体距离采空场距离 顶柱的厚度对采动边坡的变形破裂响应特征影响较 越远，其受采动影响程度相应越小，边坡岩体越 大，随着露天境界顶柱的厚度由30m逐渐减小到 稳定. 20m和10m,边坡岩体最大水平移动、最大下沉、最 2.2坡高的影响 大破坏高度、采动宏观裂纹最大长度、最大宽度和条 受篇幅限制，下文选取露天境界顶柱厚度20m 数均单调递增，边坡的稳定性与境界顶柱的厚度呈 时，两种不同坡高下，各开挖步骤后边坡的变形破裂 正比关系，20~30m是露天境界顶柱比较合理的尺 响应特征进行分析.由图3~图5可以得出：露天转 寸.分析其本质原因是：缓倾斜中厚磷矿山露天转 地下开采后境界顶柱的厚度一定情况下，边坡高度 地下开采后，开采矿体位于边坡岩体的正下侧，露天 对采动边坡的变形破裂响应特征具有一定的影响， 境界顶柱作为边坡岩体直接固定支撑体与边坡岩体 随着边坡高度由65m增大到108m,边坡岩体最大北 京 科 技 大 学 学 报 第 34 卷 由图 5 可 知，矿体第三步开挖后，开 挖 采 空 场空间范围进一步增大，采动影响范围和程度增 加，采动影响下采空区顶板离层、裂隙和破碎带 大幅度向上发展至地表，边坡的坡底、坡腰和坡 顶产生大量新的宏观采动裂纹，原有的宏观采动 裂纹贯通并形成离层，采空区上方边坡岩层出现 大范围整体变形并向采空区整体滑落，原采空场 滑落边坡岩体被逐渐密实，边坡岩体出现整体性 采动滑落失稳破坏，边坡岩体详细的采动破坏情 况见表 5． 图 5 三步开挖完毕后六种模型边坡变形破坏特征． ( a) 模型Ⅰ; ( b) 模型Ⅱ; ( c) 模型Ⅲ; ( d) 模型Ⅳ; ( e) 模型Ⅴ; ( f) 模型Ⅵ Fig． 5 Distortion and failure of slope after the third mining for the six models: ( a) model Ⅰ; ( b) model Ⅱ; ( c) model Ⅲ; ( d) model Ⅳ; ( e) model Ⅴ; ( f) model Ⅵ 表 5 三步开挖完毕后六种模型边坡岩体采动破坏情况 Table 5 Mining failure results of the 6 simulated slopes after the third mining 模型 最大水平 移动/mm 最大下 沉量/cm 最大破坏 高度/cm 采动宏观裂纹 最大长度/cm 采动宏观裂纹 最大宽度/cm 采动宏观裂纹 条数度 模型Ⅰ － 28. 00 － 8. 80 36. 20 37. 20 3. 70 6 模型Ⅱ － 23. 00 － 4. 30 22. 90 30. 30 2. 90 5 模型Ⅲ － 19. 00 － 4. 20 10. 00 18. 90 1. 60 4 模型Ⅳ － 28. 80 － 12. 16 37. 50 39. 60 3. 90 7 模型Ⅴ － 22. 20 － 4. 50 23. 90 35. 20 3. 10 5 模型Ⅵ － 20. 20 － 4. 40 11. 00 19. 20 1. 70 4 由模型Ⅰ ～ Ⅵ的实验结果表 3 ～ 表 5 可知，露 天转地下开采后边坡高度一定情况下，露天矿境界 顶柱的厚度对采动边坡的变形破裂响应特征影响较 大，随着露天境界顶柱的厚度由 30 m 逐渐减小到 20 m和 10 m，边坡岩体最大水平移动、最大下沉、最 大破坏高度、采动宏观裂纹最大长度、最大宽度和条 数均单调递增，边坡的稳定性与境界顶柱的厚度呈 正比关系，20 ～ 30 m 是露天境界顶柱比较合理的尺 寸． 分析其本质原因是: 缓倾斜中厚磷矿山露天转 地下开采后，开采矿体位于边坡岩体的正下侧，露天 境界顶柱作为边坡岩体直接固定支撑体与边坡岩体 的稳定性直接相关，境界顶柱厚度越大，边坡岩体正 下方开挖采空空间越小，边坡岩体距离采空场距离 越远，其受采动影响程度相应越小，边 坡 岩 体 越 稳定． 2. 2 坡高的影响 受篇幅限制，下文选取露天境界顶柱厚度 20 m 时，两种不同坡高下，各开挖步骤后边坡的变形破裂 响应特征进行分析． 由图 3 ～ 图 5 可以得出: 露天转 地下开采后境界顶柱的厚度一定情况下，边坡高度 对采动边坡的变形破裂响应特征具有一定的影响， 随着边坡高度由 65 m 增大到 108 m，边坡岩体最大 ·236·