工程科学学报，第44卷，第X期 2014,在确定露天矿边坡设计安全系数标准时， 设备价格昂贵，若发生一定规模的失稳破坏，造成 首先根据人员伤亡、潜在的经济损失划分边坡危 的经济损失偏大，导致边坡危害等级评定过高，从 害等级，如表3所示；其次结合边坡高度与边坡危 而影响矿山设计安全系数的合理性.因此，建议增 害等级，确定边坡工程安全等级，如表4所示；最 大边坡危害等级确定中的经济损失额度，如表6 后考虑三种荷载组合分别确定边坡设计安全系数 所示 取值，如表5所示.表5中荷载组合I为自重+地 表6边坡危害等级建议 下水，荷载组合Ⅱ为自重+地下水+爆破震动力，荷 Table 6 Recommendation on the grade of the slope hazard 载组合Ⅲ为自重+地下水+地震力；对台阶边坡和 Potential economic risk/ 临时性工作帮，允许有一定的破坏，设计安全系数 Slope hazard Possible (105￥) Comprehensive grade casualties assessment 可适当降低 Direct Indirect Casualties ≥10 ≥50 Very serious 表3边坡危害等级 3 Injured 2-10 10-50 Serious Table 3 Slope hazard grade 3 Unharmed ≤2 ≤10 Ordinary Potential economic Slope hazard Possible risk/10￥) Comprehensive grade casualties assessment Direct Indirect (2)边坡工程安全等级划分考虑服务年限 Casualties ≥1.0 ≥10 Very serious 边坡工程安全等级是评价矿山边坡稳定性的 Injured 0.5-1.0 5-10 Serious 重要因素，应综合考虑露天矿山的特点和边坡稳 Unharmed ≤0.5 ≤5 Ordinary 定性的时间效应.孙玉科等B两对不同服务年限的 设计安全系数取值进行了初步探讨，《煤炭工业露 表4边坡工程安全等级划分 天矿设计规范》GB50197一2015B)已写入规范应 Table 4 Safety classification of slope engineering 用.因此，边坡工程安全等级在受边坡高度和边坡 Slope engineering safety grade Slope height,H/m Slope hazard grade 灾害等级影响的基础上，建议将服务年限纳入评 HB500 1,Ⅱ，m 定影响因素，如表7所示 300<H≤500 I,Ⅱ 表7边坡工程安全等级划分建议 100<H≤300 Table7 Suggestions on the safety classification of slope engineering 300<H≤500 白 Slope Slope height,Slope hazard 100<H≤300 Ⅱ，Ⅲ engineering Note safety grade H/m grade H≤100 I HB500 1,2,3 100<H≤300 Ⅲ 300<H≤500 1,2 H≤100 Ⅱ，Ⅲ 100<H≤300 The engineering security 300<H≤500 levels should be increased a level for open-pit mine slope 表5不同荷载组合下总体边坡的设计安全系数 100<H≤300 2,3 whose security level belong Table 5 Design safety factor of the overall slope under different load to lI or IIl,or service years H≤100 1 greater than 25 combinations 100<H≤300 Slope engineering design safety factor 3 Slope engineering H≤100 2,3 safety grade Load Load Load combination I combination II combination Il I 1.25-1.20 1.23-1.18 1.20-1.15 (3)边坡工程设计安全系数应考虑矿山边坡的 1.20-1.15 1.18-1.13 1.15-1.10 尺度规模 1.15-1.10 1.13-1.08 1.10-1.05 由于结构面规模及空间分布的特殊性，台阶 边坡发生破坏的可能性远大于总体边坡，同时台 综合前述分析，对GB51016一2014规定的 阶边坡允许一定程度的失稳，而总体边坡一般不 设计安全系数取值问题，提出以下建议： 允许失稳，采用相同的设计安全系数标准显然是 (1)边坡危害等级应增大经济损失额度 不合理的，因此，按照尺度规模对露天矿边坡台阶 目前，国内露天矿山边坡高度普遍较大，生产 进行分类，进而确定不同尺度规模边坡的设计安2014[6] ，在确定露天矿边坡设计安全系数标准时， 首先根据人员伤亡、潜在的经济损失划分边坡危 害等级，如表 3 所示；其次结合边坡高度与边坡危 害等级，确定边坡工程安全等级，如表 4 所示；最 后考虑三种荷载组合分别确定边坡设计安全系数 取值，如表 5 所示. 表 5 中荷载组合Ⅰ为自重+地 下水，荷载组合Ⅱ为自重+地下水+爆破震动力，荷 载组合Ⅲ为自重+地下水+地震力；对台阶边坡和 临时性工作帮，允许有一定的破坏，设计安全系数 可适当降低. 表 3 边坡危害等级 Table 3   Slope hazard grade Slope hazard grade Possible casualties Potential economic risk/(106 ¥) Comprehensive assessment Direct Indirect Ⅰ Casualties ≥1.0 ≥10 Very serious Ⅱ Injured 0.5−1.0 5−10 Serious Ⅲ Unharmed ≤0.5 ≤5 Ordinary 表 4 边坡工程安全等级划分 Table 4   Safety classification of slope engineering Slope engineering safety grade Slope height, H/m Slope hazard grade Ⅰ H>500 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ 300<H≤500 Ⅰ, Ⅱ 100<H≤300 Ⅰ Ⅱ 300<H≤500 Ⅲ 100<H≤300 Ⅱ, Ⅲ H≤100 Ⅰ Ⅲ 100<H≤300 Ⅲ H≤100 Ⅱ, Ⅲ 表 5 不同荷载组合下总体边坡的设计安全系数 Table 5   Design safety factor of the overall slope under different load combinations Slope engineering safety grade Slope engineering design safety factor Load combination Ⅰ Load combination Ⅱ Load combination Ⅲ Ⅰ 1.25−1.20 1.23−1.18 1.20−1.15 Ⅱ 1.20−1.15 1.18−1.13 1.15−1.10 Ⅲ 1.15−1.10 1.13−1.08 1.10−1.05 综合前述分析，对 GB 51016—2014[6] 规定的 设计安全系数取值问题，提出以下建议: (1) 边坡危害等级应增大经济损失额度. 目前，国内露天矿山边坡高度普遍较大，生产 设备价格昂贵，若发生一定规模的失稳破坏，造成 的经济损失偏大，导致边坡危害等级评定过高，从 而影响矿山设计安全系数的合理性. 因此，建议增 大边坡危害等级确定中的经济损失额度，如表 6 所示. 表 6 边坡危害等级建议 Table 6   Recommendation on the grade of the slope hazard Slope hazard grade Possible casualties Potential economic risk/ (106 ¥) Comprehensive assessment Direct Indirect 1 Casualties ≥10 ≥50 Very serious 2 Injured 2−10 10−50 Serious 3 Unharmed ≤2 ≤10 Ordinary (2) 边坡工程安全等级划分考虑服务年限. 边坡工程安全等级是评价矿山边坡稳定性的 重要因素，应综合考虑露天矿山的特点和边坡稳 定性的时间效应. 孙玉科等[34] 对不同服务年限的 设计安全系数取值进行了初步探讨，《煤炭工业露 天矿设计规范》GB 50197—2015[35] 已写入规范应 用. 因此，边坡工程安全等级在受边坡高度和边坡 灾害等级影响的基础上，建议将服务年限纳入评 定影响因素，如表 7 所示. 表 7 边坡工程安全等级划分建议 Table 7   Suggestions on the safety classification of slope engineering Slope engineering safety grade Slope height, H/m Slope hazard grade Note Ⅰ H>500 1, 2, 3 The engineering security levels should be increased a level for open-pit mine slope whose security level belong to II or III, or service years greater than 25 300<H≤500 1, 2 100<H≤300 1 Ⅱ 300<H≤500 3 100<H≤300 2, 3 H≤100 1 Ⅲ 100<H≤300 3 H≤100 2, 3 (3) 边坡工程设计安全系数应考虑矿山边坡的 尺度规模. 由于结构面规模及空间分布的特殊性，台阶 边坡发生破坏的可能性远大于总体边坡，同时台 阶边坡允许一定程度的失稳，而总体边坡一般不 允许失稳，采用相同的设计安全系数标准显然是 不合理的，因此，按照尺度规模对露天矿边坡台阶 进行分类，进而确定不同尺度规模边坡的设计安 · 6 · 工程科学学报，第 44 卷，第 X 期