第3期 蔡美峰等：大顶铁矿露天采场边坡稳定性分析与优化设计 ·245· 面的、准确的分析和评价.本文采用现代数值模拟 (来兴平，蔡美峰，乔兰.复杂边坡稳定性优化的试验研究.中 和传统的极限平衡分析相结合的方法，进行系统的 国矿业，2001,10(4)：42) [Cai M F,He M C.Liu D Y.Rock Mechanics and Engineering. 边坡稳定性分析和设计优化，对保证矿山的安全高 Beijing:Science Press,2002 效开采是十分必要的. (蔡美峰，何满潮，刘冬燕.岩石力学与工程.北京：科学出版 (2)大顶铁矿边坡上部岩体松软，深部岩体较 社，2002) 坚硬，分界点标高大致为600m.为了充分发挥和利 4] Sun Y K,Yang Z F,Ding E B,et al.Study of Chinese Slope Sta- 用岩体的强度，保证边坡的稳定性，采用变边坡角的 bility.Beijing:China Science and Technology Press,1999 折线边坡设计方案是合理的和可行的.鉴于边坡下 (孙玉科，杨志法，丁恩保，等.中国露天矿边坡稳定性研究 北京：中国科学技术出版社，1999) 部合并台阶后，边坡中下部出现明显不稳定征兆，不 5] Xie M W,Esaki T,Cai M F.A GIS-based method for locating the 推荐合并台阶以提高整体边坡角的方案. critical 3D slip surface in a slope.Comput Geotech,2004,31 (3)在大顶铁矿边坡中，东帮的边坡高度在全 (4):267 采场是最高的，岩体条件也相对较差，并且地下水位 [6]Cai M F,Feng JY,Wang JA.Three dimensional hydraulic cou- 比较高，这些都是对边坡稳定性不利的.因此，要对 pled stability of a high steep open-pit slope.Unir Sci Technol Beijing,2006,28(1):6 边坡稳定性进行长期的实时观测，根据观测结果，全 (蔡美峰，冯锦艳，王金安.露天高陡边坡三维固流耦合稳定 面采取疏干排水、减震爆破和局部加固等措施，改善 性.北京科技大学学报，2006,28(1)：6) 边坡稳定性状况.当然，在全开采过程中对整个采 ] Wang P,Zhao X L,Wan L H,et al.Hybrid cluster analysis 场边坡进行全面监控，以保证边坡和开采稳定性也 method based on GA and FCM for automatically identifying joint 是必要的 sets.J Univ Sci Technol Beijing,2004,26(3):227 (王鹏，赵学亮，万林海，等.基于GA和FCM的岩体结构面的 (4)大顶铁矿二期开采原设计整体边坡角 混合聚类方法.北京科技大学学报，2004,26(3)：227) 43°~46°，本研究推荐的边坡角比原设计平均提高 8] Qiao L,Cai M F.Investigation and analysis of engineering geolog- 3°以上.根据推荐边坡角圈定的开采境界和原设计 ical condition in Xincheng Gold Mine.China Min Mag,2000,9 开采境界相比，可减少剥岩量407.57万m3,约1060 (4):70 万，经济效益十分显著 (乔兰，蔡美峰.新城金矿深部节理裂隙调查及岩体质量分级 评价研究.中国矿业，2000,9(4)：70) Wang P,Qiao L,Li C H,et al.Equivalent continuum model and 参考文献 its application to the seepage analysis of rock slope.J Unir Sci Cai M F.Optimization of Mining Design and Control of Ground Technol Beijing,2003,25(2):99 Pressure in Metal Mines:Theory and Practice.Beijing:Science (王鹏，乔兰，李长洪，等。岩质边坡渗流场中等效连续介质模 Press,2001 型的应用.北京科技大学学报，2003,25(2)：99) (蔡美峰.金属矿山采矿设计优化与地压控制：理论与实践 [10]Tan W H,Cai M F,Wang P.Application of spreadsheet to de- 北京：科学出版社，2001) termining the critical failure surface of slopes.Chin J Geotech Lai X P,Cai M F,Qiao L.Test and study on optimizing stability Eng,2003,25(4):414 of slope with complicated structures.China Min Mag,2001,10 (谭文辉，蔡美峰，王鹏.确定边坡临界滑移面的电子表法 (4):42 岩土工程学报，2003,25(4)：414)第 3 期 蔡美峰等: 大顶铁矿露天采场边坡稳定性分析与优化设计 面的、准确的分析和评价． 本文采用现代数值模拟 和传统的极限平衡分析相结合的方法，进行系统的 边坡稳定性分析和设计优化，对保证矿山的安全高 效开采是十分必要的． ( 2) 大顶铁矿边坡上部岩体松软，深部岩体较 坚硬，分界点标高大致为 600 m． 为了充分发挥和利 用岩体的强度，保证边坡的稳定性，采用变边坡角的 折线边坡设计方案是合理的和可行的． 鉴于边坡下 部合并台阶后，边坡中下部出现明显不稳定征兆，不 推荐合并台阶以提高整体边坡角的方案． ( 3) 在大顶铁矿边坡中，东帮的边坡高度在全 采场是最高的，岩体条件也相对较差，并且地下水位 比较高，这些都是对边坡稳定性不利的． 因此，要对 边坡稳定性进行长期的实时观测，根据观测结果，全 面采取疏干排水、减震爆破和局部加固等措施，改善 边坡稳定性状况． 当然，在全开采过程中对整个采 场边坡进行全面监控，以保证边坡和开采稳定性也 是必要的． ( 4) 大顶铁矿二期开采原设计整体边坡角 43° ～ 46°，本研究推荐的边坡角比原设计平均提高 3°以上． 根据推荐边坡角圈定的开采境界和原设计 开采境界相比，可减少剥岩量 407. 57 万 m3 ，约 1060 万 t，经济效益十分显著． 参 考 文 献 ［1］ Cai M F． Optimization of Mining Design and Control of Ground Pressure in Metal Mines: Theory and Practice． Beijing: Science Press，2001 ( 蔡美峰． 金属矿山采矿设计优化与地压控制: 理论与实践． 北京: 科学出版社，2001) ［2］ Lai X P，Cai M F，Qiao L． Test and study on optimizing stability of slope with complicated structures． China Min Mag，2001，10 ( 4) : 42 ( 来兴平，蔡美峰，乔兰． 复杂边坡稳定性优化的试验研究． 中 国矿业，2001，10( 4) : 42) ［3］ Cai M F，He M C，Liu D Y． Rock Mechanics and Engineering． Beijing: Science Press，2002 ( 蔡美峰，何满潮，刘冬燕． 岩石力学与工程． 北京: 科学出版 社，2002) ［4］ Sun Y K，Yang Z F，Ding E B，et al． Study of Chinese Slope Sta￾bility． Beijing: China Science and Technology Press，1999 ( 孙玉科，杨志法，丁恩保，等． 中国露天矿边坡稳定性研究． 北京: 中国科学技术出版社，1999) ［5］ Xie M W，Esaki T，Cai M F． A GIS-based method for locating the critical 3D slip surface in a slope． Comput Geotech，2004，31 ( 4) : 267 ［6］ Cai M F，Feng J Y，Wang J A． Three dimensional hydraulic cou￾pled stability of a high steep open-pit slope． J Univ Sci Technol Beijing，2006，28( 1) : 6 ( 蔡美峰，冯锦艳，王金安． 露天高陡边坡三维固流耦合稳定 性． 北京科技大学学报，2006，28( 1) : 6) ［7］ Wang P，Zhao X L，Wan L H，et al． Hybrid cluster analysis method based on GA and FCM for automatically identifying joint sets． J Univ Sci Technol Beijing，2004，26( 3) : 227 ( 王鹏，赵学亮，万林海，等． 基于 GA 和 FCM 的岩体结构面的 混合聚类方法． 北京科技大学学报，2004，26( 3) : 227) ［8］ Qiao L，Cai M F． Investigation and analysis of engineering geolog￾ical condition in Xincheng Gold Mine． China Min Mag，2000，9 ( 4) : 70 ( 乔兰，蔡美峰． 新城金矿深部节理裂隙调查及岩体质量分级 评价研究． 中国矿业，2000，9( 4) : 70) ［9］ Wang P，Qiao L，Li C H，et al． Equivalent continuum model and its application to the seepage analysis of rock slope． J Univ Sci Technol Beijing，2003，25( 2) : 99 ( 王鹏，乔兰，李长洪，等． 岩质边坡渗流场中等效连续介质模 型的应用． 北京科技大学学报，2003，25( 2) : 99) ［10］ Tan W H，Cai M F，Wang P． Application of spreadsheet to de￾termining the critical failure surface of slopes． Chin J Geotech Eng，2003，25( 4) : 414 ( 谭文辉，蔡美峰，王鹏． 确定边坡临界滑移面的电子表法． 岩土工程学报，2003，25( 4) : 414) ·245·