（3） 岩石力学性质。边坡岩体物理力学性质的研究和指标测试，是为边坡设计、稳定性评价与治理提供科学依据了。从60年代开始采用了巷道内和平盘上的原位试验方法。为了配合原位试验设计研制了专用压力盒和千斤顶等推力装置。并用这种方法完成了抚顺、阜新等露天矿各种软岩的力学指标测定，为边坡稳定性评价和治理提供了可靠依据。
　　从70年代后加强了岩石力学试验室的建设，先后购置了DJY——4四联等应变直剪仪、GJY——2高压等应变直剪仪、SJ——IA三轴剪力仪、XD——1点荷载仪、JQ——200岩石剪切流变仪、土壤流变仪等试验装置，以及物理指标测定仪表。为了模拟岩石在自然状态下的流变强度，建立了恒温、恒湿的流变试验室。
　　测定排土场排弃的散体物料的力学指标，对排土场边坡设计和稳定性评价至关重要。1988年购置了SZ-30-2A土大三轴剪力仪，建立了散体物料力学试验室。试样是用散体物料按一定的颗料比例制成。这套装置先后完成安太堡、准格尔、无宝山、抚顺、伊敏河等露天矿土场物料的力学指标测定，为排土场边坡稳定性评价提供了参数。正是在三轴试验中发现了黄土基底含水层孔隙水压消散速度与重力和加载速度之间的关系，揭示了在高速排土条件下排土场滑坡的原因。
　　（4） 滑坡模式与模拟技术。露天煤矿的滑坡模式具有沉积岩层的特征，主要受软弱岩层所控制。层理、节理、断层是控制滑坡模式的主要因素。
　　1984年我所建成了国内最大的底面摩擦模拟试验装置，可无级自动调速。底面摩擦法是二维物理模型，适用于节理化岩体的组合相似材料，可以改变模型的形状以代替开采工程活动，预测未来边坡的变形规律及滑坡模式。
　　在“七五”国家攻关项目“抚顺西露天矿北帮边坡稳定性研究”课题中用离散单元法成功地模拟了倾倒滑体的形成条件、变形过程和规律、应力分布和变形范围。从计算机数学模型中清楚地看到边坡上部F1断层以北的岩体作为主动推力段推压F1以南的向斜构造的北翼（向斜构造北翼倾角大，南翼平缓）而倾倒，进而推动南翼滑行，形成倾倒滑移滑坡模式。
　　（5） 边坡稳定分析方法。在抚顺西露天矿北帮边坡稳定分析中，针对曲面楔体滑坡和倾倒滑移变形，提出了曲面楔体、倾倒滑移体稳定分析理论和计算方法。达到世界先进水平。
　　Sarma边坡稳定性评价方法是极限平衡分析方法的新发展。其特点是：它可用来确定具有各种形状滑动面的边坡稳定性，诸如平面滑坡、楔体滑坡、圆弧滑坡的非圆弧滑坡等各种复杂滑动面的岩土边坡均可用之分析：它无须条块侧边垂直，可任意分块，从而可以分析各种特殊工程地质结构的边坡；允许不同的条块侧边和底面被赋予不同的强度参数；它考虑了地下水压和地震因素对边坡稳定的影响。露天开采安全研究所率先将此方法引入国内。在抚顺西露天矿边坡分析中作了具体说明，编制了适用于HP41CV型可编程序计算器的汇编语言程序。并将此分析方法推广到国内其他行业，使该方法得到普遍的应用。
　　（6） 滑坡防治技术。①削坡减重，采用自上而下的清理缓坡措施。缓坡起到了稳定边坡的作用。②抗滑桩加固，采用钢筋混凝土桩加固边坡。③控制地下水压变化，地下水是影响边坡稳定的重要因素，多数边坡失稳破坏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，防治边坡滑落。为此，建立一套水平放水孔设计方法和计算机地下水网络模型及地下水压监测系统。
　　2．1．2 黄土基底排土场边坡稳定性研究
　　1991年10月29日0：10，安太堡露天矿南排土场发生了大型高速滑坡，一瞬间滑体滑出近300m。滑坡体积约1000~1300万m3，是我国露天煤矿发生的最大滑坡。滑坡破坏了平朔公路、矿区公路、洗车间、排水沟等设施，损失巨大。我所承担了滑坡研究和治理工程设计。查清了黄土基底坐落式高速滑坡的机理，提出了清理、削坡减重、治水、局部支挡等综合治理措施。经过治理，边坡达到了稳定，恢复了平朔公路和矿区公路，仅不绕线恢复平朔公路就节约资金1亿多元。
　　在研究以黄土为基底的排土场滑坡中提出了高荷载作用下基底土层演化弱层的概念，并研究了它的形成机理，建立了相应的微观结构模型。建立了相应的稳定性评价方法和工程治理方法。在安太堡矿西排土场和准格尔黑岱沟露天矿北排土场边坡稳定性研究中，应用上述理论进行评价和治理，使排土场的排弃高度增高，排弃容量增大。其中西排土场增高30m，容量增加17%。
　　2．1．3 深入边坡稳定性研究
　　进入80年代，抚顺、阜新、平庄等露天煤矿相继进入深部开采，边坡高达300m左右，复杂的地质条件和开采活动，使边坡出现多次滑落。
　　针对这一问题，从1982年以来，相继开展了“抚顺西露天矿西北帮到界边坡稳定性研究”（部重点题）和国家“七五”攻关课题“抚顺西露天矿北帮边坡稳定性研究”，总结出了座落式滑移、倾倒滑移变形以及曲机楔体三维分析等计算方法。提出了部分区段适当压煤减缓到界边坡境界；水平放水孔和疏干巷道联合疏干法降低边坡内部的水压；局部采用灌浆加固，长锚杆加固和抗滑桩加固工程；加强西区开采实现内部排土等边坡整治措施，确保边坡稳定。
　　1995年完成了“深大露天边坡工程评价计算机系统的研究”，编制了包括工程地质、水文地质、岩石力学、边坡变形动态、稳定分析、工程设计CAD软件。为露天矿实时评价边坡稳定状态提供了科学依据和手段，实现了边坡管理现代化。
　　2．2 边坡变形监测技术及仪器
　　常规的监测方法是地表岩移观测法。该方法只能了解边坡岩体变形发展到地表位移后的变化，而无法了解岩层深部的早期变形规律，以及滑面的位置、变形模式及范围、变形发展趋势等。特别是了解边坡早期变形的规律，将为滑坡治理赢得宝贵时间。我所从1978年开始研究体内部变形观测方法及仪表，经过在阜新海州矿、焦坪露天矿和义马北露天矿的反复试验，于1982年研制出应变式滑坡位移传感器。
　　1983年在应变式滑坡位移传感器的基础上，研制成了KS——1型高精度应变式倾斜仪，它既可观测岩体内部变形，又实现了便携带、移动式，一机多用。
　　在“七五”国家攻关项目“边坡安全监测系统的研制”中，于1989年由我所主持研制了PSH型双向伺服加速度计式测斜仪监测系统。其中测斜仪是用伺服加速度计（原用于航空设备监测）作为测斜元件，在测斜仪中放置两个相差90。角的加速度计，这样同一个测斜仪就可以同时测量两个垂直平面的倾斜，完成双向测斜。该测斜仪配以地面智能测录仪，记录测斜仪所测数据。
　　PSH型测斜仪研制成功以来，先后完成了抚顺西露天矿工作帮边坡、阜新海州矿非工作帮滑坡、安太堡南排土场滑坡、安家岭排土场边坡、小龙潭布昭矿西北帮边坡的边坡监测工作，为边坡稳定分析和滑坡治理提供了可靠的数据，近几年来又研制了测斜仪无缆测试系统和方位仪，进一步完善了PSH型双向伺服加速度计式测斜仪系统，使测量工作更方便、数据更精确。
　　1992年完成了边坡岩体沉降监测装置的研究，实现了岩体内部垂直变形的监测。通过测斜仪和沉降仪，使露天矿边坡监测实现了三维动态观测。1995年研制了滑坡中、后期大位移量固定式位移传感器，实现了边坡变形中、后期大位移量的监测，从而使边坡地下位移监测系统更完善。
　　3智能技术的应用研究
　　3．1计算机技术在露天矿山的应用
　　我所于80年代初成立了计算机中心，开始了计算机技术在露天煤矿应用的研究。承担并完成了“霍林河矿区75B汽车配件计算机管理系统”、“准格尔煤炭工业公司一期工程（包括煤、电、运）管理系统的可行性研究总体规划与系统分析总体设计”、“层状矿床地质模型建立方法及黑岱沟露天矿矿床地质模型建立”、“露天矿CAD测量验收系统”等课题。成果应用于矿山后大大提高了管理水平。特别是“CAD测量验收系统”应用后节省了大量现场测量和计算工作，提高了算量的精度和减少了劳动强度。
　　从1993年开始研究露天电铲卡车优化调度系统，与中国运载火箭研究院北京长征航信卫星导航技术有限责任公司联合开发研制了COTOD（科通达）露天矿卡车电铲优化调度系统。该系统于1997年在伊敏华能东电煤电有限公司一露天矿投入运行，1998年通过国家鉴定。
　　系统通过对车铲位置、状态、速度、运行方向、时间等信息的采集，实现对车铲工作位置与状态的实时跟踪、显示，优化调度车队运行；及时准确地查询统计当前生产情况；起到优化调度、准确执行生产计划、提高设备效率和经济效益的作用。
　　COTOD系统在伊敏露天煤矿使用以来，使生产效率提高了8%。该系统性能价格比明显优于国外同类产品，填补了国内自主开发露天矿优化调度系统的空白。
　　3．2 设备性能测试与生产监控技术
　　矿山测控技术包括采矿设备的测试和生产过程的监控。
　　80年代各大型露天煤矿引进了大量的大型载重汽车和国产汽车。为测试大型载重汽车的性能和对矿山条件的适应性，我所从日本、瑞士、德国等购置了先进测试仪表，组建了矿用汽车性能测试试验室。承担了国务
　　院重大装备办公室下达的大型自卸汽车性能对比测试、108T矿用自卸汽车性能测试、SF——3103耐寒型108t电动轮自卸汽车测试。对汽车基本性能、燃油消耗、振动平顺性、在矿山道上运行的适用性等测试近100项。
　　近年来又把生产过程的监控作为研究重点。伊敏河露天矿卡车电铲优化调度系统研制成功，实现了露天矿电铲卡车运行状态的实时监控和调度。最近研制成功的GL——6kV高压供电保护柜，主要用于煤矿高压电动设备6kV中性点不接地供电系统的供电及漏电、过流、短路保护。通过遥测、遥控系统实时监测高压电动设备的电流、电压值。在伊敏露天矿用该保护柜实现了多台电铲供电状态的集中控制。
　　4展望 46年成就硕果累累，令人欣慰，使人振奋。展望未来，摆在我们面前的任务仍十分艰巨。随着平朔煤炭工业公司安家岭露天矿、平朔三矿、伊敏煤电公司露天矿二期工程筹建、胜利煤田的开发和准格尔黑岱沟露天煤矿扩建，将使我国露天采煤业再上一个新台阶。为此，我们将继续改革科研体制，攻克技术难关研究出适合我国大型露天煤矿生产发展和管理水平的先进技术。要研究适合各种地质条件下的开采工艺，特别是无运输开采工艺；要继续深入地进行计算机在露天矿山的应用研究，实现大型露天煤矿生产计划的计算机设计，生产过程的监控和优化调度，提高现代化露天矿的管理水平；将电铲卡车优化调度系统进一步完善，做好推广工作；研究硬岩、高段条件下的爆破技术，提高爆破效果，充分发挥采掘设备的效率；加强边坡稳定性研究和边坡变形监测新型仪表的研制；深入开展矿山地质灾害和环境的评价，研究废弃矿山的综合利用；加强检测、监测手段与技术的研究；重视实验手段的建设、更新；在积极开展技术开发服务的基础上，加大基础研究的投入，重视人才培养。