露天矿边坡多台阶倾倒破坏(multi-bench toppling failure)
在BC省的坎卢普斯(Kamloops)一带，赋存着大量的铜矿床，例如Highland Valley铜矿【Highmont矿边坡稳定性历史回顾】，Kamloops的西边不远处，有着另外一个矿Afton mine，这个矿以前是露天开采，2011年开始转为地下开采，由New Gold Inc.运营，新的矿山名称是New Afton Mine。
目前还没有发现由于地下开采诱发的边坡破坏。本文回顾了旧的Afton矿在露天矿开采期间发生的一次大型边坡破坏，着重点在多台阶破坏(multi-bench failure)和倾倒破坏机理(toppling mechanism)。2 边坡破坏回顾
Afton(阿夫顿)铜矿位于坎卢普斯以西13km处，紧邻着1号公路。矿体出现在已被大量改变的闪长岩岩体中。矿坑的南坡以闪长岩为主，而在北坡，则有砂岩、泥岩、页岩、凝灰岩和角砾岩多种岩石成分。
1986年6月，Afton露天矿(Afton open pit mine)的南坡发生了一次大型的多台阶破坏(multi-bench failure.txt)事故。该矿位于斑岩铜矿的地质环境中，矿坑经历了冻融(freeze-thaw)的天气条件。Reid and Stewart记录了这次破坏和破坏之前边坡的状态，[Reid, G. and Stewart, D. (1986) A large scale toppling failure at Afton]，通过广泛的监测计划成功地预测了边坡破坏的位置和日期。
Afton矿坑深度为170m~300m，边坡角45°，岩石的UCS为20~110MPa，南坡长度约为335m，1985年5月，监测仪器显示矿坑南部的一个区域正在发生破坏，导致该区域下部的所有台阶上都出现了明显的延伸裂缝，一直扩展到矿坑底部附近的运输坡道，并且在运输坡道上方发生了一次台阶规模的小型破坏。随后，在1985年8月和1986年3月，在运输坡道上方的同一位置又发生了两起多台阶规模的破坏。矿坑的位移仍在继续，位移速度为每天6mm，同时观察到强度较高完整岩块的移动速度比强度较弱的断裂岩块移动速度慢。矿坑顶部(crest)附近的倾斜仪显示出位移深度有24m。观察和测量结果显示边坡破坏的机理是倾覆(toppling)[(1990) Deformation of Open Pit Mine Slopes by Deep Seated Toppling]。1986年5月，从在以前破坏的台阶上安置的三个观察站上，显示出边坡加速了位移速度，上部运输道路也出现了新的裂缝。6月5日，测得的位移速度为每小时1.2m，就此判断即将发生大规模的边坡破坏。1986年6月6日3时开始边坡开始发生塌方，持续了大约45分钟。尽管黑暗限制了详细的观察，但还是观察到完整的岩块从岩壁上塌落，然后岩块瓦解分离。坍塌的岩石形成了一个石堆，覆盖了运输道路。开裂和坍塌的岩石总量估计为730万吨，其中估计有300万吨岩石在坍塌或移动，剩余的岩石一直持续到1986年8月位移才停止。监测数据显示，在坑壁上岩石裂缝的中心部分直到断裂处的移动速度最高，先前台阶规模的崩塌就位于这个区域的下部，边坡破坏之前近似的位移等值线如下图所示。
上述讨论涉及到了三种破坏规模：单台阶破坏、多台阶破坏和坡道间的破坏，多台阶不稳定性涉及一个以上台阶的破坏，但只限于一个坡道间。这三种破坏规模如下图所示：
[1] (2011) Inter-ramp and bench design of open-pit mines: the Portage pit case study.[2] (2020) Discrete fracture network based approaches to assessing inter-ramp design. [3] (2022) Use of stochastic DFN-DEM modelling for overall and inter-ramp slope stability analysis4 结束语
Afton的这次边坡破坏事件致使该矿在1991年不得不停产。在岩石强度较高的岩石类型中，Afton矿发生了大规模的倾倒破坏，类似的案例还有Brenda矿和Highland Valley矿的边坡崩塌事件，这些案例将陆续加入到《边坡倾倒破坏分析》中。
