弓长岭露天矿含空区边坡稳定性研究

针对弓长岭露天铁矿含空区边坡稳定性问题,考虑不同大小、位置空区对边坡稳定的影响,利用FLAC和Geo-slope软件,分别模拟3种情况（包括36种情形）下边坡的稳定性：①不含空区;②空区分别位于边坡上部、中部、下部和坡角底部,这些空区距坡面的距离固定,改变空区的宽度;③空区大小确定,改变空区距坡面的距离。通过对比不同宽度、位置空区的边坡塑性区、位移云图和安全系数来分析空区对边坡稳定性的影响规律。结果表明：上部空区的存在有利于边坡整体稳定,但是影响边坡的局部稳定;中部空区的存在对边坡稳定性影响比较复杂,既有对边坡稳定有利的情况,也有对边坡稳定不利的情况;下部空区的存在严重影响边坡的稳定性。该规律对露天开采转地下开采很有借鉴意义。     

采空区处理对上部采场边坡稳定性影响的研究

目前边坡稳定性研究较多,也取得了很多成果,但针对地下开采转露天开采的边坡稳定性影响、边坡安全控制关键因素研究甚少。针对采场底部空区采用废石充填、上部空区采用崩落隔离矿柱的空区处理工艺,分析采空区进行崩落隔离矿柱对边坡坡脚应力释放、采场边坡脚距空区水平距离影响。根据边坡应力、应变和塑性区发展趋势得出:随着采场边坡脚距空区水平距离的加大,空区底部剪应力呈线性减小趋势;采空区处理时坡脚距采空区水平距离为影响上部采场边坡稳定性的关键因素。结果为地下转露天开采的边坡加固提供了依据。     

隐伏单空区下露天边坡稳定性分析

针对隐伏单空区露天边坡稳定性采用传统分析无法定量、直观反映岩体破坏状态的缺点,运用Mohr圆理论,模拟并分析某露天矿边坡下赋存5种不同位置的隐伏单空区对边坡稳定性的影响.研究表明:露天边坡下隐伏单空区的顶板是空区最薄弱区域,隐伏单空区距边坡的距离越远边坡相对比较稳定.     

采空区影响下的高边坡稳定性综合分析

首钢水厂铁矿设计露天采场范围内存在一定数量地采时留下的空区,将影响矿山的生产安全,需进行详细的调查研究。根据空区的具体特点使用探地雷达查明了空区的位置和特征,考虑空区对边坡的影响,建立单空区的边坡安全系数计算公式及基于MATLAB编制改进的遗传算法计算程序,分析单空区对边坡的影响规律,并与相应的数值模拟计算结果进行对比,验证了改进遗传算法的可靠性,给出了采空区对采场高边坡稳定性影响,为后期开采施工提供了重要的参考。     

某露天矿含空区边坡稳定性分析

本文以某矿山含空区边坡突然滑坡为研究背景,为了找出造成此次滑坡的原因,预测边坡的稳定性状态,探讨此次滑坡的机理以及空区对边坡稳定性的影响。本文利用FLAC和Geo-Slope软件进行数值模拟,结合现场位移监测数据来综合判断边坡的稳定性状态,分析滑坡的机理和空区对边坡的影响。结果表明:边坡目前处于稳定状态,但是在以后的开挖过程中,铁路平台附近边坡可能会发生局部滑坡,需要重点治理;上部边坡岩体比较破碎,加上雨水入渗和爆破振动等外部因素的干扰,是造成此次滑坡的主要原因;空区对边坡的稳定不产生影响。     

基于重整化群理论的采空区群稳定性分析

为分析地下矿山空区群的稳定性,根据重整化群理论,建立了地下矿山空区群一维重整化群模型,推导计算了空区群系统失稳的临界概率,并给出了一级原包内矿柱的失稳概率计算方法,将复杂的空区群系统稳定性分析问题转化为空区群内矿柱失稳概率与临界概率的比较问题。将模型运用于白山泉铁矿空区群I和空区群II的稳定分析,分析结果显示,空区群I和空区群II的矿柱失稳概率为0.162和0.195,均小于临界失稳概率0.206,说明空区群处于稳定状态。空区群II的矿柱失稳概率0.195接近于临界失稳概率,应加强对空区群II的监测。为了验证空区群一维重整化群模型的分析结果,采用FLAC3D数值模拟分析空区群的稳定性,分析结果显示,数值模拟分析结果与空区群一维重整化群模型的分析结果基本一致。     

缓倾斜薄矿体开采空区群精确数字化及稳定性分析

为分析缓倾斜薄矿体回采形成的大量空区的稳定性,根据空区位置和开采现状,采用激 光 3D 扫描进 行空区数字化,建立精确的空区群三维形态模型和数值计算模型。对建立的空区群数值模型进 行计算,按照下行 式和前进式的回采顺序逐步模拟形成空区群,得到了次生应力平衡之后的最大主应力云图、最 小主应力云图、位移 云图。数值模拟结果表明矿柱尺寸对采空区群的稳定性影响很大,矿柱靠近顶板的位置为应力 集中部位,给空区 群模型留设合理尺寸的矿柱时,顶板和矿柱内的位移趋于定值,处于稳定状态。按照现有空区 群内留设 10 m×6 m 间柱的情况下,经过数值模拟分析,空区群表现为稳定状态。     

露天矿边坡与地下采空区相互作用的数值分析

利用SURPAC建立露天矿边坡和地下采空区相互关系的三维数值模型,然后,通过自编的SURPAC-FLAC3D转换接口,将所建立的三维模型导入FLAC3D进行计算,对比了边坡岩体中存在空区和无空区情况下,岩体的应力和变形特征,得到:(1)有采空区情况下,空区周围出现明显应力集中现象,应力形式主要为压应力;采空区的存在阻隔了应力的传递;(2)采空区使边坡开挖后的水平位移明显增大,而边坡的开挖也使采空区周围的应力场发生了相应的变化,空区周围出现破坏区;(3)采空区对边坡塑性区分布造成一定影响,降低了边坡的稳定性.     

复杂采空区群影响下露天边坡稳定性特征及危险区区划研究

为研究复杂采空区群影响下的边坡稳定性特征,针对银山露天矿现状边坡与二期边坡,采用FLAC3D三维数值模拟方法,基于复杂采空区群与露天边坡形成历史的返演,计算了固定长高比的三维边坡模型在不同边界约束下的安全系数,并分析了复杂采空区群影响下边坡的整体稳定性特征以及单个采空区对边坡局部稳定性的影响,从而对露天矿开采过程中边坡岩体潜在危险区域进行了分类区划。研究成果为银山露天矿山安全生产防控提供了可靠依据。     

含隐伏空区的露天矿边坡稳定性及参数优化研究

某露天矿在设计的露天采场境界内存在一定数量的隐伏空区,将给露天矿的生产带来较大的安全隐患。为此本文根据遗传算法理论,采用MATLAB语言编制了改进遗传算法的计算程序,对任意形状的边坡滑动面进行搜索,找出其最危险滑面和安全系数,分析隐伏空区对边坡稳定性的影响,并对边坡参数进行优化,为矿山的安全生产提供依据。     

二次卸荷中边坡应力变化规律的相似试验研究

通过相似试验,研究了驻留矿体开采边坡岩体应力变化机理,分析了边坡稳定性情况。研究表明,在露天开采过程中,水平应变呈增加趋势,地应力向露天采空区方向卸荷;驻留矿体的开采过程中,水平应变呈减小趋势,边坡内部应力重新分布,地应力向地下采空区方向卸荷,在地下采空区周围形成应力集中区,从而使边坡表面水平应力呈减小趋势。但驻留矿体的开采不会对边坡的稳定性产生较大影响。     

基于RG法的空区群矿柱临界破坏条件研究

采空区群的稳定性对矿山的安全生产有重大影响,针对矿山采空区赋存形态,建立了对采空区群RG一维和二维模型,考虑应力重分布对系统稳定性的影响,将采空区群系统失稳破坏的复杂问题转换为了单元破坏失稳概率与临界失稳概率之间比较的问题,并给出了矿山采空区群一维和二维状态下的临界失稳概率,运用该方法对七角井铁矿采空区I和采空区II进行了计算验证,计算结果显示与实际情况较为符合,说明该方法对评价矿山采空区稳定性有一定的实用性。     

高陡边坡下大型采空区充填及残矿回收技术研究

大冶铁矿尖山2#挂帮矿所在边坡垂直高度达300多m,整个矿体被与边坡走向几乎正交的F13大断层所横穿;经过几次开采后形成了大面积的采空区,这对2#挂帮矿的继续开采造成了极大的安全隐患。利用尾砂对空区进行充填处理,不仅可以有效地防止边坡下滑,保护国家地质公园景观,还可以为挂帮矿的继续回收创造条件。残矿的开采改用充填法进行,可最大限度地回收资源,并为露天转地下后充填法在矿山深部矿体开采中的全面应用积累了经验。     

地下老采空区对边坡稳定性影响的FLAC分析

针对夹沟铝矿地下采空区的分布, 建立了FLAC模型, 分别研究了3种跨度采空区在9种不同位置时, 地下老采空区的露天矿边坡在开挖过程中的应力场、位移的变化情况, 并计算了相应的安全系数, 从而得出了地下老采空区对边坡稳定性的影响规律, 最后对夹沟铝矿边坡失稳进行了分析。     

地下转露天开采条件下某露天矿高陡边坡稳定性分析

某露天矿为地下转露天开采,在复杂工程地质条件和原地下采空区的综合影响下,露天边坡极易发生塌陷、台阶失稳等灾害,严重威胁露天矿安全生产。为研究地下转露天开采条件下某露天矿高陡边坡的岩体变形破坏规律,结合实际地质条件,利用Dimine-Midas/GTS NX耦合建立大型露天矿三维工程地质模型,并进行稳定性计算分析。分析结果表明:地下采空区顶板变形量较小,对露天矿边坡影响不大;南部强风化岩区域边坡位移量较大,边坡有向外"滑动"的趋势;开挖至-180m平台时,边坡安全系数降至临界值,并出现塑性区开始贯通坡脚现象;综合分析得出该矿山开采的临界水平为-180m平台。通过对该实例工程边坡的破坏机制分析,揭示了边坡变形破坏的主要因素,并为后续边坡治理提供理论指导。     

金属矿山采空区形状分形特征探索

引入分形理论研究金属矿山采空区形状特征,采用计盒维数方法分别计算了四个不同矿山单个采空区一维边界线、二维区域、三维边界曲面以及三维空间体的分维数,研究探索得知单个采空区形状具有良好的分形特性,进而将单采空区分维值计算方法拓展至采空区群顶板分维值计算,研究证明采空区群顶板三维曲面形状也具有明显的分形特征。分维值是反映采空区复杂程度的定量参数,其为复杂采空区形状特征研究提供了一种新的方法,可供类似研究借鉴。     

Research on stability of a slope due to underground mining

This paper will present a detailed analysis of the deformation mechanism and stability assessment of the slope through field investigations, numerical modeling and measurements. Field investigation indicated that three thin coal seams encountered large mined-out area at one side and free surface of hill slope at the other side, which lead to the caving of roof strata movement, ground movement and crown crack along the preferred orientations of joints. The three-dimensional numerical modeling study on the case demonstrated that the plasticity failure occurred gradually along with the extension of mined-out area in depth. When the depth of mining reached the verge defined by the seismic prospecting method, a large mount of tension failure occurred on the crown of the slope. The factor of safety was 1.36 calculated by the shear strength reduction technique, which indicated the slope was in stable state. The measurement showed that the residual deformation occurred before 1998 and became stable subsequently, which indicated that the residual deformation almost finished and the slope is in stable state.     

影响采空区稳定性的因素敏感性分析

大面积的采空区给矿山生产带来了巨大安全隐患,因此,深入分析采空区岩层的破坏机理,从理论上进行预测是十分必要的。首先基于可靠度对采空区的稳定性进行了分析,然后对影响采空区稳定性的因素参数值做了适当调整以确定这些参数对可靠度指标的影响程度,以保证设计在安全和经济上的合理性。通过分析指出,矿柱支撑面积与矿柱面积之比和采深等因素对采空区的稳定性影响很大,在设计时应合理考虑。     

卢安夏铜矿露天开采下采空区顶板安全厚度研究

地下采空区给露天生产带来了极大的危害,采空区顶板安全厚度的确定是露天生产的重要安全保障。为了研究卢安夏铜矿露天开采下采空区顶板安全厚度,通过对矿山原有采矿技术条件和地质资料的分析及现场实地测量和调查并结合钻孔探测等手段,确定了露天矿下采空区的分布情况。以此分析地下采空区与露天境界空间关系并对露天边坡危险区进行区划,利用理论计算和数值模拟手段对最危险区域的采空区顶板安全厚度进行研究。结果表明:在最危险区域范围内,对不同采空区范围,不同位置的采空区进行模拟结果分析,露天开采的采空区隔离层安全厚度为16m(2个台阶高度),采空区对露天开采的影响较小。