?。?） 巖石力學性質(zhì)。邊坡巖體物理力學性質(zhì)的研究和指標測試，是為邊坡設計、穩(wěn)定性評價與治理提供科學依據(jù)了。從60年代開始采用了巷道內(nèi)和平盤上的原位試驗方法。為了配合原位試驗設計研制了專用壓力盒和千斤頂?shù)韧屏ρb置。并用這種方法完成了撫順、阜新等露天礦各種軟巖的力學指標測定，為邊坡穩(wěn)定性評價和治理提供了可靠依據(jù)。
　　從70年代后加強了巖石力學試驗室的建設，先后購置了DJY——4四聯(lián)等應變直剪儀、GJY——2高壓等應變直剪儀、SJ——IA三軸剪力儀、XD——1點荷載儀、JQ——200巖石剪切流變儀、土壤流變儀等試驗裝置，以及物理指標測定儀表。為了模擬巖石在自然狀態(tài)下的流變強度，建立了恒溫、恒濕的流變試驗室。
　　測定排土場排棄的散體物料的力學指標，對排土場邊坡設計和穩(wěn)定性評價至關重要。1988年購置了SZ-30-2A土大三軸剪力儀，建立了散體物料力學試驗室。試樣是用散體物料按一定的顆料比例制成。這套裝置先后完成安太堡、準格爾、無寶山、撫順、伊敏河等露天礦土場物料的力學指標測定，為排土場邊坡穩(wěn)定性評價提供了參數(shù)。正是在三軸試驗中發(fā)現(xiàn)了黃土基底含水層孔隙水壓消散速度與重力和加載速度之間的關系，揭示了在高速排土條件下排土場滑坡的原因。
　?。?） 滑坡模式與模擬技術。露天煤礦的滑坡模式具有沉積巖層的特征，主要受軟弱巖層所控制。層理、節(jié)理、斷層是控制滑坡模式的主要因素。
　　1984年我所建成了國內(nèi)最大的底面摩擦模擬試驗裝置，可無級自動調(diào)速。底面摩擦法是二維物理模型，適用于節(jié)理化巖體的組合相似材料，可以改變模型的形狀以代替開采工程活動，預測未來邊坡的變形規(guī)律及滑坡模式。
　　在“七五”國家攻關項目“撫順西露天礦北幫邊坡穩(wěn)定性研究”課題中用離散單元法成功地模擬了傾倒滑體的形成條件、變形過程和規(guī)律、應力分布和變形范圍。從計算機數(shù)學模型中清楚地看到邊坡上部F1斷層以北的巖體作為主動推力段推壓F1以南的向斜構造的北翼（向斜構造北翼傾角大，南翼平緩）而傾倒，進而推動南翼滑行，形成傾倒滑移滑坡模式。
　?。?） 邊坡穩(wěn)定分析方法。在撫順西露天礦北幫邊坡穩(wěn)定分析中，針對曲面楔體滑坡和傾倒滑移變形，提出了曲面楔體、傾倒滑移體穩(wěn)定分析理論和計算方法。達到世界先進水平。
　　Sarma邊坡穩(wěn)定性評價方法是極限平衡分析方法的新發(fā)展。其特點是：它可用來確定具有各種形狀滑動面的邊坡穩(wěn)定性，諸如平面滑坡、楔體滑坡、圓弧滑坡的非圓弧滑坡等各種復雜滑動面的巖土邊坡均可用之分析：它無須條塊側邊垂直，可任意分塊，從而可以分析各種特殊工程地質(zhì)結構的邊坡；允許不同的條塊側邊和底面被賦予不同的強度參數(shù)；它考慮了地下水壓和地震因素對邊坡穩(wěn)定的影響。露天開采安全研究所率先將此方法引入國內(nèi)。在撫順西露天礦邊坡分析中作了具體說明，編制了適用于HP41CV型可編程序計算器的匯編語言程序。并將此分析方法推廣到國內(nèi)其他行業(yè)，使該方法得到普遍的應用。
　?。?） 滑坡防治技術。①削坡減重，采用自上而下的清理緩坡措施。緩坡起到了穩(wěn)定邊坡的作用。②抗滑樁加固，采用鋼筋混凝土樁加固邊坡。③控制地下水壓變化，地下水是影響邊坡穩(wěn)定的重要因素，多數(shù)邊坡失穩(wěn)破壞都是由于地下水的失控所造成。因此，大量采用了水平放水孔和疏干巷道等方法，降低地下水位，防治邊坡滑落。為此，建立一套水平放水孔設計方法和計算機地下水網(wǎng)絡模型及地下水壓監(jiān)測系統(tǒng)。
　　2．1．2 黃土基底排土場邊坡穩(wěn)定性研究
　　1991年10月29日0：10，安太堡露天礦南排土場發(fā)生了大型高速滑坡，一瞬間滑體滑出近300m。滑坡體積約1000~1300萬m3，是我國露天煤礦發(fā)生的最大滑坡?；缕茐牧似剿饭贰⒌V區(qū)公路、洗車間、排水溝等設施，損失巨大。我所承擔了滑坡研究和治理工程設計。查清了黃土基底坐落式高速滑坡的機理，提出了清理、削坡減重、治水、局部支擋等綜合治理措施。經(jīng)過治理，邊坡達到了穩(wěn)定，恢復了平朔公路和礦區(qū)公路，僅不繞線恢復平朔公路就節(jié)約資金1億多元。
　　在研究以黃土為基底的排土場滑坡中提出了高荷載作用下基底土層演化弱層的概念，并研究了它的形成機理，建立了相應的微觀結構模型。建立了相應的穩(wěn)定性評價方法和工程治理方法。在安太堡礦西排土場和準格爾黑岱溝露天礦北排土場邊坡穩(wěn)定性研究中，應用上述理論進行評價和治理，使排土場的排棄高度增高，排棄容量增大。其中西排土場增高30m，容量增加17%。
　　2．1．3 深入邊坡穩(wěn)定性研究
　　進入80年代，撫順、阜新、平莊等露天煤礦相繼進入深部開采，邊坡高達300m左右，復雜的地質(zhì)條件和開采活動，使邊坡出現(xiàn)多次滑落。
　　針對這一問題，從1982年以來，相繼開展了“撫順西露天礦西北幫到界邊坡穩(wěn)定性研究”（部重點題）和國家“七五”攻關課題“撫順西露天礦北幫邊坡穩(wěn)定性研究”，總結出了座落式滑移、傾倒滑移變形以及曲機楔體三維分析等計算方法。提出了部分區(qū)段適當壓煤減緩到界邊坡境界；水平放水孔和疏干巷道聯(lián)合疏干法降低邊坡內(nèi)部的水壓；局部采用灌漿加固，長錨桿加固和抗滑樁加固工程；加強西區(qū)開采實現(xiàn)內(nèi)部排土等邊坡整治措施，確保邊坡穩(wěn)定。
　　1995年完成了“深大露天邊坡工程評價計算機系統(tǒng)的研究”，編制了包括工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、巖石力學、邊坡變形動態(tài)、穩(wěn)定分析、工程設計CAD軟件。為露天礦實時評價邊坡穩(wěn)定狀態(tài)提供了科學依據(jù)和手段，實現(xiàn)了邊坡管理現(xiàn)代化。
　　2．2 邊坡變形監(jiān)測技術及儀器
　　常規(guī)的監(jiān)測方法是地表巖移觀測法。該方法只能了解邊坡巖體變形發(fā)展到地表位移后的變化，而無法了解巖層深部的早期變形規(guī)律，以及滑面的位置、變形模式及范圍、變形發(fā)展趨勢等。特別是了解邊坡早期變形的規(guī)律，將為滑坡治理贏得寶貴時間。我所從1978年開始研究體內(nèi)部變形觀測方法及儀表，經(jīng)過在阜新海州礦、焦坪露天礦和義馬北露天礦的反復試驗，于1982年研制出應變式滑坡位移傳感器。
　　1983年在應變式滑坡位移傳感器的基礎上，研制成了KS——1型高精度應變式傾斜儀，它既可觀測巖體內(nèi)部變形，又實現(xiàn)了便攜帶、移動式，一機多用。
　　在“七五”國家攻關項目“邊坡安全監(jiān)測系統(tǒng)的研制”中，于1989年由我所主持研制了PSH型雙向伺服加速度計式測斜儀監(jiān)測系統(tǒng)。其中測斜儀是用伺服加速度計（原用于航空設備監(jiān)測）作為測斜元件，在測斜儀中放置兩個相差90。角的加速度計，這樣同一個測斜儀就可以同時測量兩個垂直平面的傾斜，完成雙向測斜。該測斜儀配以地面智能測錄儀，記錄測斜儀所測數(shù)據(jù)。
　　PSH型測斜儀研制成功以來，先后完成了撫順西露天礦工作幫邊坡、阜新海州礦非工作幫滑坡、安太堡南排土場滑坡、安家?guī)X排土場邊坡、小龍?zhí)恫颊训V西北幫邊坡的邊坡監(jiān)測工作，為邊坡穩(wěn)定分析和滑坡治理提供了可靠的數(shù)據(jù)，近幾年來又研制了測斜儀無纜測試系統(tǒng)和方位儀，進一步完善了PSH型雙向伺服加速度計式測斜儀系統(tǒng)，使測量工作更方便、數(shù)據(jù)更精確。
　　1992年完成了邊坡巖體沉降監(jiān)測裝置的研究，實現(xiàn)了巖體內(nèi)部垂直變形的監(jiān)測。通過測斜儀和沉降儀，使露天礦邊坡監(jiān)測實現(xiàn)了三維動態(tài)觀測。1995年研制了滑坡中、后期大位移量固定式位移傳感器，實現(xiàn)了邊坡變形中、后期大位移量的監(jiān)測，從而使邊坡地下位移監(jiān)測系統(tǒng)更完善。
　　3智能技術的應用研究
　　3．1計算機技術在露天礦山的應用
　　我所于80年代初成立了計算機中心，開始了計算機技術在露天煤礦應用的研究。承擔并完成了“霍林河礦區(qū)75B汽車配件計算機管理系統(tǒng)”、“準格爾煤炭工業(yè)公司一期工程（包括煤、電、運）管理系統(tǒng)的可行性研究總體規(guī)劃與系統(tǒng)分析總體設計”、“層狀礦床地質(zhì)模型建立方法及黑岱溝露天礦礦床地質(zhì)模型建立”、“露天礦CAD測量驗收系統(tǒng)”等課題。成果應用于礦山后大大提高了管理水平。特別是“CAD測量驗收系統(tǒng)”應用后節(jié)省了大量現(xiàn)場測量和計算工作，提高了算量的精度和減少了勞動強度。
　　從1993年開始研究露天電鏟卡車優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)，與中國運載火箭研究院北京長征航信衛(wèi)星導航技術有限責任公司聯(lián)合開發(fā)研制了COTOD（科通達）露天礦卡車電鏟優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)。該系統(tǒng)于1997年在伊敏華能東電煤電有限公司一露天礦投入運行，1998年通過國家鑒定。
　　系統(tǒng)通過對車鏟位置、狀態(tài)、速度、運行方向、時間等信息的采集，實現(xiàn)對車鏟工作位置與狀態(tài)的實時跟蹤、顯示，優(yōu)化調(diào)度車隊運行；及時準確地查詢統(tǒng)計當前生產(chǎn)情況；起到優(yōu)化調(diào)度、準確執(zhí)行生產(chǎn)計劃、提高設備效率和經(jīng)濟效益的作用。
　　COTOD系統(tǒng)在伊敏露天煤礦使用以來，使生產(chǎn)效率提高了8%。該系統(tǒng)性能價格比明顯優(yōu)于國外同類產(chǎn)品，填補了國內(nèi)自主開發(fā)露天礦優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)的空白。
　　3．2 設備性能測試與生產(chǎn)監(jiān)控技術
　　礦山測控技術包括采礦設備的測試和生產(chǎn)過程的監(jiān)控。
　　80年代各大型露天煤礦引進了大量的大型載重汽車和國產(chǎn)汽車。為測試大型載重汽車的性能和對礦山條件的適應性，我所從日本、瑞士、德國等購置了先進測試儀表，組建了礦用汽車性能測試試驗室。承擔了國務
　　院重大裝備辦公室下達的大型自卸汽車性能對比測試、108T礦用自卸汽車性能測試、SF——3103耐寒型108t電動輪自卸汽車測試。對汽車基本性能、燃油消耗、振動平順性、在礦山道上運行的適用性等測試近100項。
　　近年來又把生產(chǎn)過程的監(jiān)控作為研究重點。伊敏河露天礦卡車電鏟優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)研制成功，實現(xiàn)了露天礦電鏟卡車運行狀態(tài)的實時監(jiān)控和調(diào)度。最近研制成功的GL——6kV高壓供電保護柜，主要用于煤礦高壓電動設備6kV中性點不接地供電系統(tǒng)的供電及漏電、過流、短路保護。通過遙測、遙控系統(tǒng)實時監(jiān)測高壓電動設備的電流、電壓值。在伊敏露天礦用該保護柜實現(xiàn)了多臺電鏟供電狀態(tài)的集中控制。
　　4展望 46年成就碩果累累，令人欣慰，使人振奮。展望未來，擺在我們面前的任務仍十分艱巨。隨著平朔煤炭工業(yè)公司安家?guī)X露天礦、平朔三礦、伊敏煤電公司露天礦二期工程籌建、勝利煤田的開發(fā)和準格爾黑岱溝露天煤礦擴建，將使我國露天采煤業(yè)再上一個新臺階。為此，我們將繼續(xù)改革科研體制，攻克技術難關研究出適合我國大型露天煤礦生產(chǎn)發(fā)展和管理水平的先進技術。要研究適合各種地質(zhì)條件下的開采工藝，特別是無運輸開采工藝；要繼續(xù)深入地進行計算機在露天礦山的應用研究，實現(xiàn)大型露天煤礦生產(chǎn)計劃的計算機設計，生產(chǎn)過程的監(jiān)控和優(yōu)化調(diào)度，提高現(xiàn)代化露天礦的管理水平；將電鏟卡車優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)進一步完善，做好推廣工作；研究硬巖、高段條件下的爆破技術，提高爆破效果，充分發(fā)揮采掘設備的效率；加強邊坡穩(wěn)定性研究和邊坡變形監(jiān)測新型儀表的研制；深入開展礦山地質(zhì)災害和環(huán)境的評價，研究廢棄礦山的綜合利用；加強檢測、監(jiān)測手段與技術的研究；重視實驗手段的建設、更新；在積極開展技術開發(fā)服務的基礎上，加大基礎研究的投入，重視人才培養(yǎng)。