基于边坡特征的矿山台阶边坡破坏类型及规模分析

台阶边坡破坏是矿山边坡破坏的最主要形式,台阶边坡的稳定性不仅受到结构面的分布和产状影响,而且边坡破坏规模还与台阶边坡的几何特征有很大的关系。通过分析岩质边坡的几何特征,总结出台阶宽度最大的边坡是决定边坡破坏规模的决定性因素,而最大宽度的坡脚则是最大的制约点,由制约点决定不同破坏规模的边界条件,并得到了不同台阶破坏规模的边界条件。与传统的台阶边坡定性分析相比,改进的方法不仅得到了台阶边坡的破坏形式,同时还得到了相应破坏的规模;便于抓住影响矿山台阶边坡的主要结构面或者结构面组合,根据可能的破坏规模来确定需要进一步分析计算的破坏形式,为评估边坡破坏的影响范围提供了定性的依据,并为稳定系数的计算提供了目标;提高了岩质边坡稳定性分析计算的效率,为矿山的安全生产提供指导和依据。     

广东某矿山露天采场边坡稳定性分析

根据某露天矿山岩土组合边坡的结构特征及破坏模式,岩质边坡采用了理正岩土边坡分析软件中的赤平投影法进行分析,土质边坡采用了圆弧滑动法进行分析,对初步设计的边坡角参数进行了稳定性验算。计算结果下部岩质边坡的稳定性较好,上覆土质边坡不稳定。     

节理控制性岩质边坡的稳定性分析

以青海松树南沟矿区连续的三台阶边坡为概化模型,运用有限元软件,探讨了广义Hoek-Brown强度准则参数对节理控制性岩质边坡稳定性的影响,结果表明:岩块单轴抗压强度与三台阶边坡最小稳定系数呈近乎线性增长关系;三台阶边坡最小稳定系数与GSI值呈指数增长关系;当GSI值等于53时,随着m值的增大,三台阶边坡最小稳定系数不变,当GSI值大于53时,随着m值的增大,三台阶边坡最小稳定系数减小,相同的m值,GSI值越大三台阶边坡最小稳定系数越大。结合野外调查和室内实验成果,使用有限元软件,运用广义Hoek-Brown强度准则分析了青海松树南沟矿区西南剖面节理控制性岩质边坡的稳定性,证实其不存在大规模崩塌、滑移问题;台阶边坡底部会出现应力集中现象;应该加强开挖边坡开口线附近位置第四系区域台阶边坡的监测与支护。     

铜山口铜矿露天采场边坡平面破坏研究

为了得到铜山口铜矿露天采场南边坡与西边坡的稳定性,采用RocPlane2.0分析软件对边坡台阶进行了平面破坏稳定性研究。研究结果表明:1)受力在I～Ⅵ条件下,边坡的安全系数依次降低;在张裂缝、爆破振动力与地震力影响因素的控制对比下,地震力对边坡稳定性的影响较大。2)南边坡与西边坡台阶高度为12m,坡面角≤75°时,6种受力情况边坡的安全系数均大于许用安全系数,边坡台阶不会发生平面破坏;台阶高度为24m,坡面角≤75°时,6种受力情况边坡的安全系数均大于许用安全系数,边坡台阶不会发生平面破坏。3)建议在台阶并段开采(24m)时,其台阶的坡面角为75°。研究结果可为矿山安全生产设计提供参考。     

弓长岭露天铁矿排土场稳定性分析及参数优化

露天矿排土场稳定性关系着矿山生产安全和人员生命财产安全,是矿山安全管理的重点。为了更全面准确地了解排土场边坡稳定性情况,提高排土场容量和稳定性。运用极限平衡法和有限差分法的原理,对弓长岭某排土场在正常工况下的稳定性进行分析计算,剖析排土场破坏机理,并利用MATLAB优化工具箱对排土参数进行优化。得出如下结论:正常工况下,排土场边坡整体处于稳定状态;滑坡模式为上部受拉剪破坏,圆弧滑面至表土层,沿表土层剪切破坏;定量得出该排土场边坡角、台阶高度与稳定性系数关系式:Fs=2.5528-0.0239x1-0.0122x2,并得出边坡最优化参数。     

多因素耦合作用下的边坡滑动机理研究

为了探明刚果(金)卡莫亚铜钴矿南Ⅱ露天采场边坡滑动机理,以弹塑性有限元和强度折减为理论基础,采用有限元专业分析软件Phase2对卡莫亚南Ⅱ露天边坡4个分区的代表性剖面进行了应力、渗流以及爆破振动力的多因素耦合分析。从现场踏勘结果来看,目前南Ⅱ露天采场边坡除了东边坡局部有小型滑坡及北东角1480m平台第四系粘土层边坡开裂外,整体是稳定的。以最终设计境界为基础建立的各分析模型应力分布以压应力为主,坡顶有少量拉应力产生;边坡主要是向采坑临空面移动,坡脚坑底位移向上隆起,以水平位移为主,总位移较大处均位于坡体中部偏向坡脚位置;以剪切破坏为主,破坏区主要分布在坡顶及坡脚。边坡的滑动机理为:在地下水和爆破的共同作用下,随着折减系数的增加,边坡坡顶和坡脚的剪切破坏区逐步向坡体内延伸,并在岩体强度低的砂砾岩体内或者砂砾岩和白云岩交界的位置贯通,此时边坡位移发生突变,边坡开始整体滑动;滑动模式为"圆弧滑动"或者"剪切作用下的圆弧-切层组合滑动"。建议矿山在临近终了边坡处采取如预裂爆破等控制爆破技术措施,切实做好边坡的截排水措施。以边坡稳定性研究结论为基础,对南Ⅱ露天采场境界进行了优化调整,将原设计边坡角43°～45°提高到46°～50°,极大地减少了剥离量,取得了良好的经济效益。     

碎裂结构岩体高陡边坡整体稳定性数值法分析

以某露天矿碎裂结构岩体高陡边坡为研究对象,定性分析确定其整体破坏模式为近圆弧型滑坡,并选取有代表性区段的大边坡剖面进行二维建模,应用Flac2D模拟计算分析其整体稳定性,结果表明:大边坡稳定性安全系数f=1.27,符合设计规范;最大剪应变率等值线位于大边坡剖面模型中下部垂直高度约130 m(实际边坡标高约758 m)以下。     

基于PFC2D的排土场边坡稳定性研究

以刚果(金)卡莫亚铜钴矿1^#排土场边坡为研究背景,采用离散元PFC^2D数值分析软件建立了排土场边坡模型,并对排土场边坡5个不同剖面进行了稳定性数值模拟研究,得到了排土场边坡在自然状态和含水状态下的颗粒位移变化云图。结果表明,自然状态下,排土场边坡剖面1-1和2-2均为稳定状态; 剖面3-3、4-4和5-5稳定性较差,由于岩层关系,边坡容易顺着岩层发生滑坡。含水状态下,5个边坡剖面均为不稳定状态,且边坡强度较小,降水时易发生滑坡灾害。排土场整体破坏的滑面形状为近圆弧型,因此边坡滑动模式为“圆弧型滑动”。研究结果可为同类型排土场安全稳定性分析提供参考。     

某露天矿东排土场边坡稳定性分析

为查明某露天矿东排土场现状边坡稳定性状态,为后续排土工程发展提供指导,基于对东排土场边坡工程地质条件分析与认识,首先采用有限差分数值模拟手段对东排土场边坡的最危险破坏模式进行分析,然后采用极限平衡分析法对东排土场现状边坡进行安全评价。结果表明:该露天矿东排土场的最危险破坏模式为单台阶圆弧滑动;鉴于边坡稳定性较好,且现有边坡角度和高度都小于设计值,可满足矿山排弃要求;提出了配套安全措施,为露天矿排土工程发展提供了指导。     

大峰露天矿边坡稳定性分析与治理措施研究

边坡失稳破坏是露天矿山开采重大灾害之一。以大峰露天矿为背景,对终了边坡的稳定性进行研究,根据层理的分布特征,将边坡的潜在破形态分为2类:非工作帮为例的顺层滑坡与端面为例的圆弧形滑坡。采用理论分析方法,分析了影响2类边坡稳定性的主要因素有台阶高度、台阶坡面角、平台宽度,通过数值模拟对边坡潜在的破坏形态进行了验证。同时,采用正交试验分析了3种影响因素的主次顺序,确定了最优终了边坡结构参数:非工作帮终了边坡为台阶高度10 m,台阶坡面角70°,台阶平盘宽度5 m;端帮边坡为台阶高度15 m,台阶坡面角70°,台阶平盘宽度3 m。大峰露天矿最终无边坡失稳现象发生,为此类边坡稳定性维护提供一定参考价值。     

曙光金铜矿排土场边坡稳定性研究

为了研判曙光金铜矿排土场边坡现状稳定性,进行了排土场原地形地貌、基底地层岩性分布和排土场现状调查。结合岩土勘察成果,采用二维极限平衡和三维数值模型方法对排土场进行了稳定性分析。结果表明:排土场现状边坡的安全系数能够满足规范要求,现状边坡稳定;排土场中下部425～515 m平台位移量较大,移动方向为竖直向和沿沟谷方向,最大位移量为80 cm;模型的剪应变增量较大处位于625 m台阶至425 m台阶的堆积区域的深部及坡脚处,破坏类型为圆弧形;排土场整体破坏以剪切破坏为主,主要范围为625～425 m,台阶以张拉破坏为主,在台阶外侧可能产生张拉裂缝。     

基于FLAC与Geo-Slope的排土场边坡稳定性分析

某矿山排土场基底为砂岩和松散的第四系,分析预计可能的滑坡模式为圆弧滑坡模式,采用FLAC数值模拟与Geo-Slope极限平衡理论相结合的方法,分析排土场在多种因素作用下的稳定性。结果表明,该排土场边坡安全系数为1.53和1.59,符合矿山排土场安全规程的要求。     

某煤矿岩质台阶开挖边坡破坏类型分析

岩体优势结构面控制岩质边坡变形的边界,优势面的组合决定了岩质边坡变形破坏的类型。针对某煤矿采矿工程岩质开挖边坡,开展岩体结构调查和研究,进行优势结构面分组,将开采边帮按照几何形态和地层岩性情况分区分段,通过优势结构面与台阶开挖边坡的倾向和倾角关系,采用Dips软件所得的直观分析图,可以分析采矿台阶开挖边坡的破坏类型及其破坏发生的条件。最后指出采矿台阶边坡开挖后,应采取针对性的工程治理措施,并结合结构面赤平投影的可能性区域以及位置的分析,分区分段治理危险区域的台阶边坡,以达到矿区安全生产的基础上节约成本的目的。     

露天矿边坡稳定性及设计参数优化研究

针对大型露天矿边坡工程,分析了边坡现状及滑坡机理;通过构建边坡三维计算模型,采用强度折减法和极限平衡方法进行了边坡稳定性分析和评价,并优化了边坡台阶高度和坡角设计参数。结果表明:工作帮坡顶砂土位移较大,所得稳定系数为1.4,表明边坡整体保持稳定,但是上部3个台阶局部可能发生圆弧型滑坡或崩塌;非工作帮滑坡结构面类型为坡脚高岭土层,位移较大,加之地表重物堆载加剧滑动趋势,所得稳定系数为0.9,边坡发生圆弧-顺层滑坡,与现场发生的滑坡现象一致。边坡开挖时,泥岩、砂土和黏性土台阶高度建议低于6 m,粉砂岩台阶高度可达10 m。当开挖边坡角为23°时,安全系数在1.3~1.5之间,可以满足规范要求。     

顺层岩质边坡滑坡机理分析及工程治理

为了应对顺层岩质边坡的潜在威胁,从力学角度分析,得出顺层岩质边坡的3种平面破坏类型及各破坏类型的发生条件和影响因素,在此基础上,研究了预应力锚杆(索)加固机理。随着预应力的施加,滑面上下岩体之间的相互挤压提高,同时潜在滑体的破坏模式也由第一向第二、第三类型发展,提高了滑坡条件,有利于边坡的稳定与安全。以水厂铁矿K2路基顺层岩质边坡为例,分析了该边坡的破坏类型,计算了加固方案中的相关参数,得到了良好的加固效果。     

曙光金铜矿边坡破坏模式及稳定性分析研究

为了准确分析曙光金铜矿边坡稳定性,通过边坡工程地质踏勘和资料分析,确定各区边坡破坏模式,然后根据破坏模式选择合适的分析方法,同时考虑各种影响因素,最终得到各剖面边坡安全系数。结果表明:根据各区边坡岩性分布、区域构造和岩体结构特征分析,各区边坡破坏模式主要为圆弧型滑动和折线型滑动破坏;通过分析得到的安全系数与许用安全系数对比,各区整体边坡稳定,Ⅰ-1区B剖面局部基本稳定;Ⅱ区G剖面局部基本稳定;多种工况中地震为影响边坡的最不利工况,爆破震动工况较自然工况安全系数降低5.26%,地震工况较自然工况安全系数降低9.09%。     

某岩质矿山边坡的稳定性评价及加固治理研究

为研究岩质矿山边坡开挖稳定性和加固措施治理,本文以河北某大型石灰岩矿山建设工程为基础,利用FLAC模拟软件,对该矿山的开采坡面加以建模计算,以期为实际矿山工程提供一定的现实价值和指导作用。研究结果表明:边坡在自然工况下,随台阶的开挖,矿山边坡的岩体开始出现越来越明显的位移现象,对矿山的建设施工带来越来越大安全隐患;由于弱夹层稳定性较差,直接影响到矿山边坡的坚固和稳定性,比较容易出现弯曲型滑移性山体滑坡,导致岩体产生溃屈性的破坏。为了加强坡体防护安全,采用抗滑桩进行支护取得较好的效果,对矿山边坡出现的塑型区有较好的控制作用,可以有效减少边坡山体不断增加的位移量及剪应量,使岩体安全性得到有效提升,也使边坡岩体的稳定性进一步得到增强。     

某矿山边坡单台阶三角体破坏分析

边坡岩体内存在着大量的软弱结构面,该类结构面往往演变为边坡滑坡的滑动面。以某矿山边坡台阶平面破坏为研究对象,应用能量系数、极限平衡理论、突变理论对该矿台阶边坡三角体的3种破坏状态进行了分析研究。结果表明:1对软弱带贯通的台阶边坡,将其视为刚塑性体更切合实际;2对软弱带不贯通的台阶边坡,其失稳防治的关键在于提高刚度比。     

缓倾陡节理路堑边坡治理对策

某大型缓倾陡节理路堑边坡, 在上部薄表土滑动作用下岩质坡体倾倒破坏。通过分析路堑边坡体宏观破坏特征、主要影响因素、复合破坏机制, 找出了其应急治理对策并已成功实践。该对策可供类同条件下公路建设与损害治理参考。     

第四系边坡稳定性分析及处理措施

司家营铁矿西帮边坡第四系表土厚大,并且土层含水层富水性强,易发生近似圆弧型失稳破坏,严重威胁矿山安全生产。通过对边坡岩体的强度折减计算,得到现有边坡的安全系数分别为1.062和1.012,表明边坡处于欠稳定状态,为了提高边坡稳定性,由于地下水需对边坡进行排水处理,处理后的边坡安全系数提高至1.15和1.138,但安全余量不大,仍需要进一步开展边坡治理。