露天煤矿排土场滑坡地质灾害调查分析——以内蒙古源源集团有限责任公司露天煤矿968采区北排土场西侧坡体滑坡地质灾害调查为例

露天煤矿排土场滑坡地质灾害调查分析——以内蒙古源源集团有限责任公司露天煤矿968采区北排土场西侧坡体滑坡地质灾害调查为例

赵立红

内蒙古第四水文地质工程地质勘查有限责任公司   内蒙古   014016

一、滑坡特征

滑坡发生后矿方已对滑坡体后缘的堆积物进行卸载清理，据现场调查及矿方提供情况分析，该滑坡为软基底滑动而的牵引式滑坡。滑坡周界不清晰，矿方卸载前仅在滑坡后缘见约0.7m滑坡壁，长度不足10m，因矿方卸载（卸载清理量约6.9万立方米，卸载面积约6900m2）调查时已不见，滑坡体上部见平行滑动方向裂缝；滑坡前缘因未经处理，滑坡前缘鼓丘特征明显，滑坡前缘鼓丘高约0.5-7m，反映滑动距离小。现状滑坡主要特征如下：

1、滑坡范围横向宽度约275m，纵向长度约70m，滑动面积约19250m2，滑坡体总体积约96.25万m3。

2、滑坡体的滑动方向为北偏西45°，与排土场台阶走向近垂直，与排土场基底自然坡向倾向近相向，在实际地形坡度最大的方向发生了滑坡。 

3、滑坡体上部见纵向裂缝，长度约20-30m，裂缝宽度约2-5cm，靠近滑面处裂缝较宽，后缘远离滑面处裂缝宽度相对较小，裂缝间距约1-5m，远离滑面处裂缝间距变大，裂缝分布范围约5-10m。         

4、在滑坡体前缘形成了条带状分布的滑坡鼓丘，滑坡鼓丘呈北东南西向分布，滑坡鼓丘范围长约175m，宽约18m，滑坡鼓丘分布面积约3150m2，鼓丘略呈弧形，鼓丘高约0.5-4m，在鼓丘上及附近裂缝发育，主要为纵向裂缝和横向裂缝。其中纵向裂缝与鼓丘分布方向一致，拉张性裂缝，裂缝长约2-14m，宽约0.5-1m，深约0.5-1.5m（见照片2-5）；横向裂缝伴纵向裂缝而生，垂直于纵向裂缝，裂缝长约3-6m，宽约0.5-1m，深约0.5-1.0m。

二、滑坡形成条件及影响因素

1、排土场软基底岩性及工程地质条件影响

排土场基底表层地层为粉质粘土，厚度约9.2-9.5m，灰褐色，可塑，干强度中等，韧性中等，含少量砾石，塑限为12.2%，塑性指数为13.2，液性指数为0.62，直剪试验：内摩擦角为12.7°，内聚力为27.2kPa，压缩系数a1-2为0.423MPa-1，压缩模量为4.11MPa。粉质粘土属可塑状态中等压缩性土，地基承载力特征值fak=150kPa；下部岩性为软质沉积岩，力学强度低。岩组结构相对复杂，遇水后膨胀软化。该排土场软基地在上部载荷作用下，打破应力平衡，易产生向未加载荷方向滑移鼓起，导致排土场边坡稳定性更差，极易发生排土场边坡滑坡矿山地质环境问题。

2、地形地貌影响

滑坡调查区原始地貌类型为低山丘陵区，滑坡所在排土场原地形为坡向近西北的缓坡，与排土场边坡坡向基本相向，在上部加载的情况下易产生滑坡。

3、大气降水（春季融雪及雨季降雨入渗）影响

滑坡所在排土场边坡因接受大气降雨即春季融雪及雨季降雨入渗，形成包气带水及小范围的上层滞水，因排土场软基底遇水软化特性，降低软基底岩土的强度，滑坡一般发生在春季融雪及雨季降雨后。

4、排土场边坡顶部人工加载影响

在排土场连续排弃大量的剥离岩土，当排土场的实际高度超过了边坡软基底承载极限高度时，对于排土场软弱基底来说，超过地基的承载能力，打破应力平衡，易产生向未加载荷方向滑移鼓起。

三、滑坡形成机理

1、排土场后缘加载坡体内局部破坏阶段：

排土场基底为一自然斜坡，随着剥离物的堆积，在自然边坡上荷载不断加大。目前排土场已形成2级排土台阶，平台顶面最高标高981.59m，坡底最低标高932.63m，平台顶面至坡底的最大高度约50m，这使得排土场基底的岩土体产生较大的附加应力，局部附加应力值超过岩土体的承载能力，使土岩内部产生不连续的变形破坏。

2、排土场坡顶平台拉裂破坏阶段：

随着排土场基底岩土产生局部破坏，岩土体即产生变形，而破坏区的应力也向周围扩散，使得局部破坏面之上的岩土产生向下的运动趋势。进而在排土场顶部产生拉应力，随着拉应力的不断增加，在排土场顶部形成横向拉张裂缝。横向拉裂缝延伸方向为北西向，在排土场边坡顶面成排分布。这时排土场边坡已接近极限破坏状态。

3、边坡整体破坏阶段：

随着变形的不断发展，排土场坡底处软基底被挤压隆起，表明剥离物中的裂缝贯通，这给水的渗入创造了条件。在大气降水的作用下，使破裂面附近的岩土产生软化和泥化现象，岩体强度下降，由峰值强度变为残余强度，随着破裂面范围继续扩展，最终形成连续的滑动面，使边坡产生整体破坏。

4、排土场前缘隆起破坏阶段：

在排土场后缘顶部人工加载、大气降水和排土场基底软质岩的作用下，在排土场前缘原自然地表处形成了条带状分布的滑坡鼓丘带，滑坡鼓丘呈北东南西向分布，鼓丘略呈弧形，在鼓丘上地表变形复杂，变形方向不均一，鼓张裂缝杂乱，主要为纵向扇形分布的鼓张裂缝和横向弧形分布的鼓张裂缝，在鼓丘附近地表形成拉张性裂缝，对排土场前缘区域地表造成破坏。

内蒙古源源集团有限责任公司露天煤矿968采区北排土场西侧坡体滑坡类型为软基底牵引式滑坡。初期破坏是由于坡顶荷载较大产生滑动，随着前面边坡滑动而产生。

四、未来发展趋势及其可能造成的危害

若排土场继续加载或到春季，积雪融化或雨水顺裂缝渗入至基底及滑动面，滑坡极有可能重新复发，因此需对此次滑坡及时治理和防治，若不及时治理和防治，此滑坡可能会进一步发展，产生进一步下滑。

矿区道路位于滑坡体前缘影响区域西北部约5m处，地下管道位于滑坡体前缘影响区域西北部约10m处，地下通讯线位于滑坡体前缘影响区域西北部约25m处，地面输电线位于滑坡体前缘影响区域西北部约30m处，207国道位于滑坡体前缘影响区域西北部约90m处，矿区道路、地下管道、地下通讯线、地面输电线和207国道均位于滑体滑动方向，若不及时治理和防治，将对滑体滑动方向上的矿区道路、地下管道、地下通讯线、地面输电线和207国道造成破坏。

五、结论

通过对内蒙古源源能源集团有限责任公司露天煤矿968采区北排土场西侧滑坡区域进行调查得出，该滑坡类型为排土场边坡软基底形成的牵引式滑坡。主要由排土场边坡上部加载，排土场基底为软基地岩性及地形的影响，因其水文地质、工程地质特性，大气降雨入渗等几项主要因素造成。结合该滑坡产生因素，对滑坡机理进行了分析，通过滑坡稳定性计算分析，有存在滑坡的可能，针对可能出现的滑坡，需对滑坡区域进行地表监测，并加强边坡管理，及时对排土场堆积区进行卸载，增加地表降水及地下水排水、导水等防治措施。

参考文献

[1]宫传刚. 高寒矿区大型排土场生态致灾机理及功能提升研究[D]. 中国矿业大学,2021.