·470. 北京科技大学学报 2004年第5期 上、下部采用不同的边坡角，“分界标高”为上、下 应力等各种影响边坡稳定性的因素，进行科学的 部分界面的高程， 边坡稳定性分析和边坡设计优化，在保证生产安 表5水厂铁矿边坡优化设计推荐方案 全的前提下，尽可能地提高边坡角，减少剥离量， Table 5 Recommended slope angles in Shuichang 降低生产成本，提高企业效益 open-pit mine (2)大型露天矿边坡稳定性受诸多因素的影 分区剖面部位边坡角/)分界标高m原方案/() 响，只有掌握准确而丰富的地质及应力环境基础 I1-1上部 50 +10 46 资料，对影响边坡稳定性的主要因素有充分的了 1上-1下部 % +10 46 解，并结合实际矿体赋存及开采条件，才能作出 1-2上部 43 +50 41 既安全可靠又符合实际的边坡设计优化方案. 1【-2 下部 45 +50 41 (3)通过系统的边坡稳定性分析和设计优化 11-3 上部 9 +10 41 研究，使水厂铁矿各分区的总体边坡角提高了 1-3 下部 +10 41 1-6°.水厂铁矿已根据该研究推荐的边坡优化方 I-1上部 -50 46 案，委托设计单位完成了原设计的修改并组织生 1I-1 下部 47 -50 46 -2 上部 45 -111 46 产实施，修改后的设计可减少剥离量3~5千万【， -2 下部 48 -11 46 经济效益极为显著， I -3 上部 48 -112 46 参考文献 Ⅱ-3 下部 50 -112 46 I -1 整体 48 42 1蔡美峰.金属矿山采矿设计优化与地压控制M).北 IV IV-】整体 41 京：科学出版社，2001 40 IV IV-2上部 44 +10 42 2蔡美峰.中国金属矿山21世纪的发展前景评述) IV IV-2下部 48 42 中国矿业，2001,10(1)：11 +10 IV IV-3上部 46 -50 42 3北京科技大学，首钢矿业公司.“大型深凹露天矿高 IV V-3下部 效运输系统及强化开采技术研究”鉴定材料之二 48 -50 42 V V-】整体 46 42 R].北京：北京科技大学，2004 4来兴平，蔡美峰.大尺度采空区围岩断裂失稳信号 4结论 数据挖掘及破坏预测分析[小.北京科技大学学报， 2003,25(5:394 (1)必须改变传统的边坡设计方法，采用多种 5蔡美峰，地应力测量原理和技术[M.北京：科学出 版社，2000 数值模拟和极限平衡相结合的方法，综合考虑地 Stability Analysis and Design Optimization of High and Steep Slope in Shuichang Open-pit Mine CAI Meifeng,OIAO Lan,LI Changhong,WANG Jinan Civil and Environmental Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China,China ABSTRACT Shuichang open-pit iron mine in China was taken as the engineering project of the study.Based on systematical investigation and study of engineering-geological conditions,rock mass structures,hydro-geological and permeability field conditions,in situ stress measurement,physical and mechanical property tests ofrock mass, the stability analysis and design optimization of the slope for Shuichang open-pit mine were completed.Through the study,the overall slope angle for every sub-zones is increased 1~6. KEY WORDS deep open-pit mine;high and steep slope;stability analysis;design optimization. 4 7 0 . 北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 04 年 第 5期 上 、 下 部采用 不 同的边 坡角 , “ 分 界标 高 ” 为上 、 下 部 分 界面 的 高程 . 表 5 水 厂铁 矿边 坡 优 化设计 推 荐方 案 aT b l e 5 eR c o m m e n d e d slOP e a n gl e s i n S h u ic h a n g o Pe。 一 Pit m i n e 分区 剖面 部位 边坡 角o(/ ) 分 界标高 m/ 原方 案 (/ o) 1 L I 上 部 5 0 + 1 0 4 6 1 1一 1 下 部 5 0 + 1 0 4 6 1 l e Z 上部 4 3 + 5 0 4 1 1 1一 2 下部 4 5 + 5 0 4 1 1 1弓 上部 4 3 + 10 4 1 1 1一 3 下部 4 9 + 10 4 1 1 11一 l 上部 4 5 一 50 46 11 11一 1 下部 4 7 一 5 0 4 6 11 11一 2 上 部 4 5 一 1 1 1 4 6 11 11 we 2 下部 4 8 一 1 1 1 4 6 11 11一 3 上 部 4 8 一 1 1 2 4 6 11 11一 3 下 部 5 0 一 1 1 2 4 6 111 11卜 l 整 体 4 8 一 4 2 IV IV 一 l 整 体 4 1 一 4 0 IV IV 一 2 上 部 4 4 + 1 0 4 2 IV IV we Z 下部 4 8 + 10 4 2 IV IV一 3 上部 4 6 一 5 0 4 2 IV IV一 3 下部 4 8 一 5 0 4 2 V V 一 l 整体 4 6 一 4 2 4 结论 ( l) 必须 改变传 统 的边坡 设计 方法 , 采 用 多种 数值 模拟 和极 限平 衡相 结合 的方 法 , 综合 考虑 地 应 力等 各种 影响边 坡 稳定 性 的因素 , 进行 科学的 边 坡稳 定性 分析和 边 坡设 计优 化 . 在保证 生产 安 全 的前 提下 , 尽可 能地 提高边 坡 角 , 减 少剥 离量 , 降低 生 产成 本 , 提 高 企业 效 益 . (2 ) 大 型露 天矿 边坡 稳 定性 受诸 多因素 的影 响 , 只有 掌握 准确 而丰 富 的地质 及应 力环 境基础 资料 , 对 影响 边坡稳 定 性 的主要 因素有 充分 的 了 解 , 并 结合 实 际矿 体赋 存 及 开采 条件 , 才能 作出 既安 全 可靠 又符 合 实 际的边 坡 设计 优化 方 案 . (3 ) 通 过 系统 的边 坡 稳 定性 分析 和 设计 优化 研 究 , 使 水厂 铁 矿 各 分 区 的总 体边 坡 角提 高 了 1一60 . 水 厂铁 矿 已根 据该 研 究推 荐 的边坡 优化 方 案 , 委 托 设计单 位完 成 了原设 计 的修改 并组织 生 产 实施 . 修 改后 的设计 可减 少 剥 离量 3一 5 千 万t, 经 济 效益 极 为显著 . 参 考 文 献 1 蔡美 峰 . 金 属矿 山 采矿 设计 优化 与地压 控 制 [M ] . 北 京 : 科 学 出版社 , 20 01 2 蔡美 峰 . 中国金 属矿 山 21 世纪 的发 展前 景评述 l[J . 中 国矿业 , 2 0 0 1 , 1 0 ( l ) : 1 1 3 北 京科 技大学 , 首钢 矿业 公 司 . “ 大 型深 凹 露天 矿高 效运 输系 统 及 强化 开采 技 术研 究 ” 鉴 定材 料 之 二 [R] . 北 京 : 北 京科 技大 学 , 20 0 4 4 来 兴平 , 蔡美 峰 . 大 尺度采 空 区围 岩断裂 失稳 信号 数 据挖 掘及破 坏 预测 分析 1[J . 北 京科技 大学 学报 , 2 00 3 , 2 5 (5 ) : 3 9 4 5 蔡 美峰 . 地应 力测 量 原理和 技术 [M l . 北 京 : 科 学 出 版 社 , 2 0 0 0 S t ab iliyt A n a ly s i s an d D e s ign O P t im i z at i o n o f H i g h an d S t e eP S l o P e i n Sh u i e h an g O P e n 一 P it M i n e CA I Me 诉ng, QIA口 Lan , lL hC a 码户 口 ng, 洲刃 G inJ an Ci v i l an d E n v ior mn e ant l Egn i n e e ir gn S e h o o l , nU i v ers ity o f s e i en e e an d eT c ha o l o gy B e ij 吨 , B e ij in g l 0 0 0 8 3 , C h in a, Ch i n a A B S T R A C T S hu i c h a n g o P e n . Pi t i onr m i n e i n C h ian wa s akt en as ht e e n g i n e e n n g rP oj e ct o f ht e s ut d y . B as e d on s y s t e m at i e a l ivn e st i g iat on an d s ut dy o f e n g i n e e inr g 一 ge o l o ig e a l e o dn iti o n s , or e k m a s s s t ur c ut r e s , 勿d or 一 g e o log i e a l 助d P e mr e ab iliyt if e l d e o n d it i o n s , in s iut str e s s m e a sur e m e in , Phy s i e al a n d m e e h a n i e al P r o P e yrt t e s t s o f r o c k m as s , ht e s abt ili yt an aly s i s an d de s ign O P tim i z iat on o f ht e s loP e for S h u ich a n g o P en 一 P i t m in e w e r e e o m Pl e t e d . T hr o u gh ht e s ut d丫 het vo e ar ll s l o P e an g l e for e v e yr s ub 一z o n e s 1 5 i n cr e as e d l 一 6 0 . K E Y WO R D S d e e P oP e n · Pit m i n e ; h igh an d s et e P s l o pe : s abt iliyt an a lys i s ; d e s ign o P t im i z at i on