第1章 海州露天矿及其重大矿山地质环境问题 1
1.1 海州露天矿的建设历程 1
1.1.1 海州露天矿建设的历史进程 1
1.1.2 海州露天矿的发展现状 2
1.1.3 海州露天矿国家矿山公园建设 3
1.1.4 海州露天矿的发展展望 5
1.2 海州露天矿煤炭资源开采综述 5
1.2.1 区域成矿特征及地质背景 5
1.2.2 阜新的煤田地质特征 8
1.2.3 阜新矿区的煤炭资源开采 10
1.2.4 海州露天矿的煤炭资源开采 10
1.3 区域地理及地质条件 11
1.3.1 地理位置及交通 11
1.3.2 气象水文 12
1.3.3 地形地貌 12
1.3.4 地史演化 14
1.3.5 地层与地质构造 15
1.3.6 新构造运动与地震 17
1.3.7 工程地质特征 17
1.3.8 水文地质特征 18
1.4 海州露天矿的重大矿山地质环境问题 21
1.4.1 滑坡、泥石流 22
1.4.2 地表变形 22
1.4.3 残煤自燃 22
1.4.4 大气污染 23
1.4.5 水环境灾害 24
1.4.6 周边地采冲击地压 24
1.4.7 地下采空区 24
1.4.8 生态环境破坏 25
1.5 海州露天矿矿山地质环境治理工作简述 25
1.5.1 治理历程 25
1.5.2 典型治理工程 25
1.5.3 治理工作方案 26
第2章 海州露天矿工程地质勘察 28
2.1 露天矿工程地质勘察技术 28
2.1.1 工程地质测绘与调查 28
2.1.2 勘探与取样 30
2.1.3 岩土水试验与原位测试 32
2.2 海州露天矿的地质构造调查 33
2.2.1 地质构造特征 33
2.2.2 褶曲构造 34
2.2.3 断裂构造 34
2.2.4 弱层特征 36
2.2.5 工程地质分区 37
2.3 海州露天矿断层区工程地质勘察 38
2.3.1 勘察区概况 38
2.3.2 工程地质勘察 38
2.3.3 水文地质勘探 39
2.3.4 勘察结果分析 41
2.3.5 断层区环境地质调查及分析 45
2.4 海州露天矿北帮边坡工程地质勘察 47
2.4.1 工程地质勘察工作布置 47
2.4.2 勘察区工程地质及水文地质条件 48
2.4.3 勘察图件 52
2.4.4 环境地质调查及分析 53
2.5 海州露天矿南帮边坡工程地质勘察 71
2.5.1 工程地质勘察工作布置 71
2.5.2 勘察区工程地质及水文地质条件 72
2.5.3 勘察图件 74
2.5.4 环境地质调查及分析 76
第3章 海州露天矿岩石物理力学性质试验 82
3.1 含煤岩系的岩石物理力学性质 82
3.1.1 岩石物理力学性质指标 82
3.1.2 含煤岩系岩石物理力学性质影响因素 84
3.2 海州露天矿含煤岩系岩石物理力学性质试验 86
3.2.1 一般岩石物理力学性质试验 86
3.2.2 软弱层岩石物理力学性质试验 92
3.3 海州露天矿北帮（含断层）岩体强度试验 101
3.3.1 岩体原位试验 101
3.3.2 海州露天矿北帮（含断层）岩体大三轴抗剪强度试验 115
3.3.3 海州露天矿北帮（含断层）岩体强度综合评价 122
3.4 海州露天矿南帮岩石（体）力学性质试验 127
3.4.1 南帮浅部坚硬岩石的力学性质试验 127
3.4.2 南帮浅部软弱岩石（体）的力学性质试验 129
3.4.3 南帮深部岩石（体）力学性质试验 130
3.4.4 南帮岩石（体）抗剪强度试验指标的选取 138
第4章 海州露天矿边坡稳定性研究 141
4.1 边坡稳定性分析方法综述 141
4.1.1 极限平衡法 141
4.1.2 数值计算法 141
4.1.3 不确定性分析法 142
4.2 海州露天矿边坡稳定的极限平衡分析 142
4.2.1 极限平衡法基本原理 142
4.2.2 海州矿边坡稳定性计算参数 147
4.2.3 海州露天矿北帮顺层边坡极限平衡分析 147
4.2.4 海州露天矿南帮逆层边坡极限平衡分析 155
4.3 海州露天矿边坡稳定的有限元数值分析 162
4.3.1 基本原理 162
4.3.2 海州露天矿南帮三维地质力学数值模型及参数确定 163
4.3.3 海州露天矿南帮三维边坡模型建立及模拟 164
4.3.4 海州露天矿南帮边坡残煤自燃数值模拟分析 174
4.3.5 小结 181
4.4 海州露天矿边坡稳定性的智能分析方法 181
4.4.1 基本原理 182
4.4.2 神经网络预测安全系数 184
4.4.3 神经网络预测滑坡位置 186
4.4.4 基于神经网络方法的边坡治理分析 187
4.4.5 小结 188
第5章 海州露天矿北帮顺层岩质边坡工程治理 189
5.1 顺层岩质边坡治理技术 189
5.1.1 抗滑挡墙 189
5.1.2 抗滑桩 190
5.1.3 锚杆（索） 191
5.1.4 防排水工程 192
5.1.5 减重反压工程 193
5.1.6 注浆加固 193
5.2 海州露天矿北帮顺层岩质边坡治理分析及设计 194
5.2.1 分析及设计思路 194
5.2.2 削坡平盘工程 194
5.2.3 锚索加压坡脚工程 195
5.2.4 排水疏干加压坡脚工程 197
5.2.5 抗滑桩工程 198
5.2.6 锚杆钢筋混凝土格构护坡工程 200
5.2.7 挡墙工程 201
5.2.8 截排水工程 203
5.2.9 注浆灭火工程 205
5.3 海州露天矿北帮顺层岩质边坡治理施工 205
5.3.1 施工组织设计编制 205
5.3.2 削坡平盘工程 206
5.3.3 锚索工程 207
5.3.4 抗滑桩工程 208
5.3.5 锚杆钢筋混凝土格构工程 210
5.3.6 挡墙工程 212
5.3.7 泄水孔工程 213
5.3.8 截排水工程 215
5.3.9 注浆灭火工程 215
第6章 海州露天矿南帮逆层岩质边坡工程治理 217
6.1 逆层岩质边坡治理技术 217
6.1.1 削坡压脚 217
6.1.2 坡脚加固 218
6.1.3 中部加固 218
6.1.4 坡面封闭 219
6.1.5 截排水系统 219
6.1.6 注浆加固 219
6.2 海州露天矿南帮逆层岩质边坡治理分析计算 220
6.2.1 削坡治理原则及方案 220
6.2.2 极限平衡分析 220
6.2.3 有限元分析 225
6.3 海州露天煤矿南帮逆层岩质边坡治理设计 234
6.3.1 削坡、平盘及压脚工程 234
6.3.2 锚索工程 234
6.3.3 挡土墙工程 234
6.3.4 注浆灭火工程 235
6.3.5 废弃矿井及采空区回填工程 236
6.3.6 截排水工程 236
6.4 海州露天矿南帮逆层岩质边坡治理施工 238
6.4.1 削坡平盘及压脚工程 239
6.4.2 锚索工程 240
6.4.3 挡土墙工程 240
6.4.4 注浆灭火工程 240
6.4.5 废弃矿井及采空区回填工程 240
6.4.6 截排水工程 241
第7章 海州露天矿水环境灾害分析及防治研究 244
7.1 地下水污染扩散规律研究 244
7.1.1 污染物迁移转化基本理论 244
7.1.2 海州矿区域地下水污染扩散规律数值模拟 246
7.2 露天边坡水渗流稳定研究 249
7.2.1 边坡稳定性分析方法 249
7.2.2 水位变化诱发的滑坡 250
7.2.3 静水压力和动水压力 251
7.2.4 稳定系数定义 252
7.2.5 模型的建立 252
7.2.6 小结 258
7.3 水环境灾害防治研究 258
7.3.1 现有防治系统 258
7.3.2 闭坑后停止抽水的聚水成湖预测 260
7.3.3 闭坑后的水环境灾害防治对策 261
第8章 海州露天矿生态修复技术研究 262
8.1 露天煤矿边坡生态修复治理技术综述 262
8.1.1 露天矿边坡绿化的意义及作用 262
8.1.2 边坡绿化设计原则及流程 263
8.1.3 边坡绿化主要方法及施工工艺 265
8.2 露天煤矿废弃地土地复垦综述 278
8.2.1 露天采煤引起的土壤生态退化 279
8.2.2 露天煤矿废弃地土地复垦技术 280
8.3 海州露天矿矿山环境生态修复治理 281
8.3.1 海州露天煤矿矿区土壤现状 281
8.3.2 海州露天矿北帮顺层边坡生态修复治理 283
8.3.3 海州露天矿南帮逆层边坡生态修复治理 287
8.3.4 海州露天矿排土场土地复垦设计 291
8.4 结论 296
第9章 海州露天矿边坡稳定性监测 297
9.1 露天矿边坡稳定性监测技术综述 297
9.1.1 露天矿边坡监测方法发展现状 297
9.1.2 露天矿边坡稳定性监测设备发展现状 301
9.1.3 现有监测方法及设备存在的问题剖析 305
9.2 海州露天矿边坡稳定性监测 305
9.2.1 监测目的 305
9.2.2 监测网点布设原则 306
9.2.3 地表位移监测方法与网点布设 306
9.2.4 深部位移监测方法与网点布设 307
9.2.5 应力监测方法与网点布设 308
9.2.6 地下水监测方法与网点布设 313
9.2.7 监测人员、仪器及周期 313
9.2.8 监测数据统计分析 315
9.3 海州露天矿边坡变形原因分析及采取措施 320
9.3.1 变形原因分析 320
9.3.2 应采取的措施 320
第10章 海州露天矿矿山地质环境治理工程竣工验收 321
10.1 竣工验收程序与组织要求 321
10.2 竣工验收内容及质量检验标准 322
10.2.1 土质边坡削坡平盘工程 322
10.2.2 岩质边坡削坡平盘工程 322
10.2.3 非预应力锚杆（索）工程 323
10.2.4 预应力锚杆（索）工程 324
10.2.5 砌体挡土墙工程 324
10.2.6 抗滑桩工程 325
10.2.7 边坡喷射混凝土防护工程 326
10.2.8 钢筋混凝土格构锚固工程 326
10.2.9 注浆灭火工程 329
10.2.10 回填压脚工程 329
10.2.11 砌石及混凝土边坡排水工程 330
10.3 工程质量检验评定方法 331
10.3.1 治理工程质量评定 331
10.3.2 分项工程质量评定 331
10.3.3 单位工程质量评定 332
10.4 治理工程量统计 332
10.4.1 一期工程（2005～2008年） 332
10.4.2 二期工程（2009年） 333
10.4.3 三期工程（2011～2012年） 334
10.5 治理图集 334
10.5.1 治理前图片 334
10.5.2 治理施工图片 335
10.5.3 治理现状图片 338
10.5.4 后续治理图片 339
10.6 治理影响及相关分析 340
10.6.1 治理影响分析 340
10.6.2 资金筹措分析 341
10.6.3 项目质量保证措施 342
结束语 344
参考文献 346
参考资料 349