抚顺西露天矿南帮滑坡地质特征与机理分析

发布时间：2020-06-25 00:03

【摘要】：抚顺西露天煤矿经百年开采,形成了深420m、总面积10.87km2的特大采坑。由于矿区地质构造因素影响和百余年的采矿活动,南帮边坡多个区域处于不稳定状态,崩塌、滑坡时有发生。根据资料记载西露天滑坡达90余次。2010年8月,西露天矿南帮边坡坡顶出现地裂缝,裂缝不断地延伸并加宽、加深,至2012年年初开展系统追索调查时,该处地裂缝总体为南北两条,呈东西向弧形展布。目前,西露天矿南帮滑坡在平面投影上呈倒扇形,滑坡后缘东西向展布、前缘位于矿坑底部略向北呈收口状,南帮滑坡东西方向长3100m,前缘隆起至后缘陡坎宽约1200~1500m;滑坡体垂直高差400~500m,主滑方向为向北(矿坑内)滑移。主要滑面有两层,主滑面埋深约在80~252m之间。滑坡体投影面积3.37km2,滑坡体积约3.12~4.52亿m3,为巨型深层岩质滑坡。由于西露天矿南帮滑坡周边有正在生产的西露天矿及多家企业和居民,一旦成灾,威胁人员众多、威胁资产巨大。由此,开展滑坡勘查与变形监测研究对于滑坡稳定性评价、预测预报及政府决策工作非常必要。本论文以抚顺市西露天矿南帮滑坡为研究对象,对工作区的地质环境条件有充分的了解,开展地质灾害调查工作后、按照滑坡勘查规范开展勘查工作;根据滑坡变形情况开展变形监测工作,通过综合分析监测数据(实时GPS、静态GPS、深层岩移、地下水等)结果,在详细阐述滑坡发育特征和活动性特征基础上,总结并建立滑坡活动规律的运动概化模型,并根据建立的运动概化模型,通过滑带土残余抗剪强度恢复及地下水位变动两方面来对西露天矿滑坡变形破坏机理进行研究。取得研究成果依次列述:(1)对南帮滑坡的地质特征与变形特征有了深入的研究。该滑坡属于特大型深层、顺层岩质滑坡。滑动面有两条,分别为花岗片麻岩和玄武岩不整合接触面和玄武岩岩体中软弱结构面,确定了滑坡的东西边界。(2)对滑坡变形的时间和空间分布特征进行了详细研究。以F5-1断层作和锅炉房-千台宾馆东倾断层做为两条分界线,将整个南帮滑坡分为东、中、西三个区。结合监测成果历史变形曲线,把滑坡变形演化过程分为初始变形阶段、等速变形阶段、加速变形阶段和持续变形阶段等4个阶段。(3)研究了该滑坡的形成与发展机制。西露天矿南帮边坡,受采煤扰动影响下,当采坑向下方和四周掘进过程中,破坏了某一层面,使原生岩体的自然平衡状态被破坏,出现了临空面。坡体中上部受重力作用,在顺向的软弱夹层部位开始发生下滑,受此影响滑坡后缘形成弧形地裂缝,随即发展成阶梯状陡坎。南帮滑坡体积约4.52亿立方米,底部岩体将承受数亿立方米的岩石自重产生的压力,巨大的压力作用,使坡脚处岩层弯曲-破裂,底部岩体的剪切滑动面随之形成。西露天矿南帮滑坡便形成了独特的上部顺层滑动、下部破坏剪出的特大型滑坡。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P642.22
【图文】：

工作区,抚顺市,公交线路,南阳

西起古城子河，东至南阳路）。工作区中心点地理坐标：东经 123°52 26 北纬 41°49 44 ,如图2.1 所示。工作区至沈阳 47km，距抚顺市区、郊区均有公路相通，有 501 和802 路等公交线路在此通过，交通十分方便。图 2.1 工作区交通位置图

西露天矿,向斜,勘探线剖面图

㈠地质构造西露天矿南帮滑坡工作区所在区域，其大地构造单元为：中朝准地台（Ⅰ）、胶辽台隆（Ⅰ1）、铁岭—靖宇台拱（Ⅰ11）、抚顺凸起（Ⅰ11-4）的北部边缘。露天矿南帮存在多组东西向（F2）、北西向（F5）、北东向（F3-1）断层，构造条件复杂。1、褶皱构造（西露天矿向斜）区域内存在西露天向斜，总长度约 2300m，轴迹方向为北东 60°；向斜核部为西露天组绿色泥页岩构成，两翼内向外依次为计军屯组-老虎台组地层，南翼出露最为完整，北翼被 F1 断裂截断后期被剥蚀而残缺。向斜由东部最大埋深-720m，向西部最大埋深 660m。。

【参考文献】