工程科学学报，第44卷，第X期 表8采矿岩石边坡可接受的失稳概率 表9露天矿岩质边坡设计安全系数与失稳概率建议值 Table 8 Acceptable instability probability of mining rock slopes Table 9 Suggested value of the design safety factor and instability probability of the rock slope in the open-pit mine Cate Acceptable Description instability gory Acceptable criteria probability Slope Slope Critical slopes where failure may affect the engineering Minimum Minimum design Maximum 1 <5% scale continuous operation and pit safety safety grade design safety safety factor instability 2 Slopes where failure have a significant impact on factor(static) (dynamic) probability/% <15% costs and safety Bench I,Ⅱ，Ⅲ 1.1 25 Slopes where failure has a notable impact on <30% costs and where minimal safety hazards exist Ⅲ 1.15 1.0 20 Inter-ramp I 12 1.0 15 目前，部分露天矿山在边坡稳定性评价过程 1 1.1 中，开始逐步接受考虑岩土参数不确定性的观点， B 1.2 1.0 的 并应用边坡可能的失稳概率和目标可靠度指标， Overall 力 1.25 1.05 o 但由于各露天矿边坡的地质模型、结构模型、岩 I 1.3 1.1 体模型和水文模型不尽相同，对边坡的稳定性和 Important production I,Ⅱ，Ⅲ 1.3 1.1 可靠性分析影响较大，同时，仍没有统一的边坡失 稳概率评判标准 综上，结合前人的研究成果及工程经验，对不 4结论 同尺度边坡的可接受失稳概率作出如下建议： (1)对现行非煤露天矿边坡设计规范中的边坡 (1)总体边坡的可接受失稳概率：总体边坡的 稳定性评价标准问题，提出了六点建议.主要包 边坡高度一般大于100m,最高近千米，影响其稳 括：建议增大潜在经济损失额度；新增服务年限作 定性的因素较多，评定边坡的危害等级和工程安 为工程安全等级评定的补充内容：新增岩质边坡 全等级较为复杂，设计安全系数要求最高，失稳概 尺度分类，按照尺度规模特征进行稳定性评价：明 率应控制在5%~15%，才能保证矿山开采过程的 确设计安全系数的最低值要求，取消范围区间；引 生产安全 入失稳概率评价指标：动载条件下的稳定性分析 (2)路间边坡的可接受失稳概率：路间边坡的 仅考虑地震效应等 边坡高度为相邻运输道路之间的垂直高度，受矿 (2)提出了基于设计安全系数和可靠性分析的 山开采设计影响，多在百米以内.稳定性多受运输 边坡稳定性综合评价方法，在定量分析方法的基 道路的地理位置和地质环境影响，边坡危害等级 础上考虑了实际工程中存在的不确定性，引入失 相对较小，设计安全系数应综合考虑边坡高度、破 稳概率，建议了针对非煤露天矿岩质边坡的设计 坏模式与经济损失影响，失稳概率可介于15%~ 安全系数建议标准.研究成果可为非煤露天矿岩 20%. 质边坡稳定性评价与设计优化提供科学依据，供 (3)台阶边坡的可接受失稳概率.台阶边坡的 国内矿山设计与生产单位作为参考 边坡高度一般介于10~20m,坡度较陡，稳定性主 要受结构面控制，允许一定的变形和破坏.设计安 参考文献 全系数需满足自然工况下的稳定性要求，失稳概 [1]Qian M G,Miao XX,Xu J L,et al.On scientized mining.J Min 率允许值可为25%. Sa时Eg,2008,25(1):1 3.4矿山岩质边坡设计安全系数建议取值标准 (钱鸣高，缪协兴，许家林，等.论科学采矿.采矿与安全工程学 基于前述分析，建议矿山岩质边坡设计安全 报，2008,25(1)：1) 系数与失稳概率的取值标准如表9所示，且在边 [2]Wang Q M.Status que of large and medium slopes in China non- 坡稳定性评价过程中，设计安全系数和失稳概率 coal open-pit mines and countermeasures.Met Mine,2007(10):1 (王启明.我国非煤露天矿山大中型边坡安全现状及对策.金属 需同时满足.表格中的静载条件主要考虑水和自 矿山，2007(10)：1) 重荷载，动载条件主要考虑地震、水和自重荷载； [3]Qin H N.Study on Waste Dump Landslide Inducement Mechanism 边坡安全系数宜采用严格极限平衡条分法的计算 and Monitoring and Early Warning Technology of Zijinshan Gold 结果为依据 and Copper Mine [Dissertation].Beijing:University of Science表 8 采矿岩石边坡可接受的失稳概率 Table 8   Acceptable instability probability of mining rock slopes Cate gory Description Acceptable instability probability 1 Critical slopes where failure may affect the continuous operation and pit safety <5% 2 Slopes where failure have a significant impact on costs and safety <15% 3 Slopes where failure has a notable impact on costs and where minimal safety hazards exist <30% 目前，部分露天矿山在边坡稳定性评价过程 中，开始逐步接受考虑岩土参数不确定性的观点， 并应用边坡可能的失稳概率和目标可靠度指标， 但由于各露天矿边坡的地质模型、结构模型、岩 体模型和水文模型不尽相同，对边坡的稳定性和 可靠性分析影响较大，同时，仍没有统一的边坡失 稳概率评判标准. 综上，结合前人的研究成果及工程经验，对不 同尺度边坡的可接受失稳概率作出如下建议: (1) 总体边坡的可接受失稳概率: 总体边坡的 边坡高度一般大于 100 m，最高近千米，影响其稳 定性的因素较多，评定边坡的危害等级和工程安 全等级较为复杂，设计安全系数要求最高，失稳概 率应控制在 5%～15%，才能保证矿山开采过程的 生产安全. (2) 路间边坡的可接受失稳概率: 路间边坡的 边坡高度为相邻运输道路之间的垂直高度，受矿 山开采设计影响，多在百米以内. 稳定性多受运输 道路的地理位置和地质环境影响，边坡危害等级 相对较小，设计安全系数应综合考虑边坡高度、破 坏模式与经济损失影响，失稳概率可介于 15%～ 20%. (3) 台阶边坡的可接受失稳概率. 台阶边坡的 边坡高度一般介于 10～20 m，坡度较陡，稳定性主 要受结构面控制，允许一定的变形和破坏. 设计安 全系数需满足自然工况下的稳定性要求，失稳概 率允许值可为 25%. 3.4    矿山岩质边坡设计安全系数建议取值标准 基于前述分析，建议矿山岩质边坡设计安全 系数与失稳概率的取值标准如表 9 所示，且在边 坡稳定性评价过程中，设计安全系数和失稳概率 需同时满足. 表格中的静载条件主要考虑水和自 重荷载，动载条件主要考虑地震、水和自重荷载； 边坡安全系数宜采用严格极限平衡条分法的计算 结果为依据. 表 9 露天矿岩质边坡设计安全系数与失稳概率建议值 Table  9    Suggested  value  of  the  design  safety  factor  and  instability probability of the rock slope in the open-pit mine Slope scale Slope engineering safety grade Acceptable criteria Minimum design safety factor (static) Minimum design safety factor (dynamic) Maximum instability probability/% Bench Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ 1.1 — 25 Inter-ramp Ⅲ 1.15 1.0 20 Ⅱ 1.2 1.0 15 Ⅰ 1.2 1.1 Overall Ⅲ 1.2 1.0 15 Ⅱ 1.25 1.05 10 Ⅰ 1.3 1.1 5 Important production Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ 1.3 1.1 5 4    结论 (1) 对现行非煤露天矿边坡设计规范中的边坡 稳定性评价标准问题，提出了六点建议. 主要包 括: 建议增大潜在经济损失额度；新增服务年限作 为工程安全等级评定的补充内容；新增岩质边坡 尺度分类，按照尺度规模特征进行稳定性评价；明 确设计安全系数的最低值要求，取消范围区间；引 入失稳概率评价指标；动载条件下的稳定性分析 仅考虑地震效应等. (2) 提出了基于设计安全系数和可靠性分析的 边坡稳定性综合评价方法，在定量分析方法的基 础上考虑了实际工程中存在的不确定性，引入失 稳概率，建议了针对非煤露天矿岩质边坡的设计 安全系数建议标准. 研究成果可为非煤露天矿岩 质边坡稳定性评价与设计优化提供科学依据，供 国内矿山设计与生产单位作为参考. 参    考    文    献 Qian M G, Miao X X, Xu J L, et al. On scientized mining. J Min Saf Eng, 2008, 25（1）: 1 （钱鸣高, 缪协兴, 许家林, 等. 论科学采矿. 采矿与安全工程学 报, 2008, 25（1）：1） [1] Wang Q M. Status que of large and medium slopes in China non￾coal open-pit mines and countermeasures. Met Mine, 2007（10）: 1 （王启明. 我国非煤露天矿山大中型边坡安全现状及对策. 金属 矿山, 2007（10）：1） [2] Qin H N. Study on Waste Dump Landslide Inducement Mechanism and Monitoring and Early Warning Technology of Zijinshan Gold and Copper Mine [Dissertation].  Beijing:  University  of  Science [3] · 8 · 工程科学学报，第 44 卷，第 X 期