水对露天矿边坡稳定性的影响及治理措施

露天矿边坡失稳的情况多有发生,分析影响边坡失稳的原因,水对露天矿边坡的影响是不可轻视的。防水与排水工作虽然是露天矿山的辅助生产工作,但它却是保证矿山安全和正常生产的先决条件。本论文在总结前人的基础上,将水对露天矿边坡的影响因素做了梳理,分析了水对露天矿边坡的危害,根据不同的边坡岩土体的特点,设置安全可靠有效的防排水措施,主要包括:地表水、地下水防治;抗滑桩、锚杆锚索加固;露天矿采场留设防水矿柱等。与此同时提出采取植被防护边坡的措施。最终分析不同的边坡岩土体特点,采取综合的边坡治理措施,建设安全、绿色、环保的露天矿山。     

某露天矿边坡稳定性分析

为分析某露天矿采场边坡所选参数是否合理,选择露天采场4个典型的边坡剖面,选取合理的岩石力学参数,采用Geo-Slope软件建模分析,分别模拟边坡在自重+地下水、自重+地下水+地震力作用下的滑移破坏过程,基于极限平衡原理,采用Morgenstern-Price法计算,结果表明,所选边坡的安全系数均满足规范要求值,证明该露天矿所设计的边坡参数是合理的.结合矿山实际,进一步提出了边坡维护治理措施.     

BP神经网络在露天矿边坡稳定性分析中的应用

对边坡进行稳定性分析是治理边坡工程的基础,正确确定露天矿边坡稳定性对于露天矿山工程具有非常重要的意义。本文在分析国内外大量露天矿边坡稳定性研究成果的基础上,采用改进的BP神经网络算法建立了露天矿边坡稳定性分析的神经网络预测模型,并对模型的预测精度进行了验证,结果表明,实际输出与期望输出基本吻合。将所建立的网络模型应用某露天矿边坡稳定性预测,取得了较好的效果。     

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。     

青藏高原露天矿边坡稳定影响因素及防治

基于青藏高原独特的冻土环境,决定了影响江仓矿区四井田露天矿边坡稳定因素的特殊性和复杂性。根据井田地质勘查报告,结合露天矿工程地质调查和边坡破坏特征,分析了露天边坡稳定的影响因素。结果表明:除地层岩性,地质构造,地下水作用和人为因素是影响该井田露天矿边坡稳定的主要因素外,冻土作用对其稳定性也起着重要作用,并在此基础上提出了露天边坡治理的措施。     

露天矿持水边坡综合治理措施初探

结合我国某露天矿持水边坡的实际情况,分析了大气降雨、地下水对边坡稳定性的影响,提出了预应力锚索加固、抗滑挡墙、植物防护等多种治理措施综合应用,给出了持水边坡工程治理的几点建议,具有很强的指导意义。     

FLAC软件在某露天采场边坡稳定性分析中的应用

我国金属矿山中,露天矿山占有较大比例,该类矿山在开采过程后对边坡的稳定产生了较大的负面影响。以某露天矿山为例,利用FLAC软件,通过建立露天矿边坡数值模型,对露天采场边坡稳定性进行了分析,得出了露天采场边坡稳定性的定量化分析结果,对于该露天矿边坡灾害防治有一定的参考价值。     

山西某矿井工开采对露天矿边坡稳定影响

我国山西某露天矿为井工联采的矿山,且已形成一定规模的采空区,对矿山边坡的稳定性造成严重隐患。针对采空区对边坡稳定所造成的影响,通过相似模拟的方法对矿山在采动过程中对边坡所造成的影响进行模拟,分析边坡稳定系数。     

露天矿疏干排水的数值模拟优化

露天矿疏干排水的优化是露天矿开采一个很重要的问题。如果疏干排水过早,矿山的初期投入大,资金浪费;如果抽水太晚,或位置选择不当,就有可能会出现水淹区抽水、边坡稳定、湿钻孔爆破等问题,这样不仅会增加开采成本,而且会对矿山的安全生产构成隐患。采用Visual MODFLOW软件对某露天矿地下水进行了数值模拟和疏干排水优化,为该矿地下水疏排取得良好效果打下了基础。     

露天矿顺层软岩边坡开挖变形特征与参数优化研究

针对露天矿含水软岩边坡在成坡后出现的蠕滑变形与顺层失稳问题,为确定极限稳定边坡角,以东明露天矿南端帮边坡为研究对象,在工程地质勘查与力学实验的基础上,采用有限差分计算程序FLAC3D研究了地下水作用下顺层软岩边坡的变形破坏特征,然后采用极限平衡法对比分析了地下水对边坡稳定性的影响程度,最后结合有限元强度折减法对边坡角进行优化设计。研究结果表明,地下水对东明露天矿南帮边坡稳定影响程度明显,考虑地下水作用时软弱岩层面位置的稳定系数比正常情况下低20.73%,综合考虑以上因素,最终确定南帮极限稳定边坡角为22°。基于有限元法和极限平衡法相结合的边坡参数优化设计方法,能够科学可靠地确定极限稳定边坡角,对于类似软岩矿山边坡角优化具有借鉴意义。     

超大型锰矿水文地质条件对矿山开采影响分析

为了研究桃子坪超大型锰矿水文地质条件对矿山开采的影响,通过开展区域水文地质调查和矿区水文地质调查,确定了矿区地表水特征、地下水类型及岩层含水性、矿床水文地质结构、构造破碎带的水文地质特征及矿区地下水动态变化特征。基于此,对矿床充水影响因素进行研究,确定矿床充水的主要通道,计算分析矿区正常涌水量和最大涌水量,探讨了后期开采地表水和地下水资源的可利用情况,综合分析了矿区水文地质特征对矿山开采的影响。     

基于强度折减法的大型露天矿东端帮稳定性分析

拟建大型露天镍钴矿区,东西长1 670m,采深一般在300m以上,最高边坡高度超过600m。根据边坡不同位置的边坡高度、工程地质岩组分布特征、各岩组岩石质量等级、边坡面倾向与各岩体优势结构面的关系、边坡岩体完整程度等多项指标将边坡分为五个区。为研究该大型露天矿高陡边坡稳定性与开挖坡角及地下水位的关系,本文在考虑地下水位以上的岩土体饱和度变化的前提下,结合夏日哈木镍钴矿区高陡边坡实际工况,通过有限元软件ABAQUS和抗剪强度折减法模拟计算得到不同开采坡角的边坡稳定系数与地下水位的关系,从而确定出同一水位下的最小开采坡角,以及不同开采坡角下的最高地下水位。最终对本研究结果的分析得到开采坡角及地下水位对高陡边坡稳定性的重要性,并对该露天矿东端帮开挖提出了一系列建议,该研究对该露天矿的其他区域以及周围相似工程的开挖具有重要的借鉴意义。     

露天矿排土场边坡降水入渗规律试验研究

露天矿排土边坡的水主要来自大气降水,其对边坡岩土容重,孔隙水压力的改变具有动态特征。针对大气降水条件下露天矿排土场边坡稳定性问题,通过砂土相似模拟试验模拟了雨水在边坡中的渗流过程,纪录了各个时刻雨水在边坡内部的浸润图。相似试验结果表明:露天矿排土场在形成过程中大型机械对排土台阶顶部的压实作用对整个排土场边坡渗流影响十分显著;对于多台阶边坡,降雨经暴露的压实区迅速沿压实区进入边坡内部形成浸润区,渗透速率明显快于非压实区;压实区的存在直接将大气降水对边坡的影响从边坡表层导入边坡内部,对边坡稳定极为不利。数值模拟结果进一步证实了相似试验的准确性,同时揭示了压实区与非压实区渗透速率不同的内在原因。根据试验结论提出了提高露天矿排土边坡稳定性的建议。     

不同条件下非饱和土中孔隙气压变化特征研究

在研究土体内水的渗透行为时,通常直接采用压力表测量孔隙水压力。实际上压力表的测量值中包含了孔隙水压和孔隙气压。通常假设土体内的孔隙气压为0 kPa,所以一般没有考虑孔隙气压的影响。然而,根据近年来的研究认为,土体内孔隙气压的上升可能会对降雨时的边坡破坏、雨水渗透等产生影响。因此,在本研究中,为了掌握不同条件（降雨条件、地下水条件、排气条件）下的孔隙气压情况,进行了雨水渗透情况下土体内孔隙气压的测量试验。结果表明,由于地表处于内涝状态,土体内的孔隙气压会上升,说明了降雨时测量孔隙气压是极为必要的。研究结果为弃土边坡的长期运行与监测预警提供一定的理论依据。     

降雨对厚冲积层边坡稳定性影响

边坡稳定是露天矿山安全生产的前提,降雨是影响边坡稳定性的重要因素之一,特别是对于第四系冲积层厚大的露天边坡,研究降雨的影响更加重要。结合研山露天矿东帮水文地质信息,对不同降雨强度下,地下水位埋深的变化及埋深变化之后对厚冲积层边坡的安全系数和地下渗流场分布的影响进行研究。模拟计算结果显示,矿山早期施工的堵水帷幕降低地下水位的作用不明显,地下水位埋深持续偏低,边坡细砂层和砾石层中含水丰富,形成了连贯的地下水运输通道,坡面出现漏水现象,在大降雨时,边坡涌水量急剧增加,边坡安全系数明显降低,有可能会出现滑坡等灾害。根据这一情况并结合现场现状,提出了边坡疏干排水措施,提高了边坡的稳定性,保证了矿山的安全稳定生产。     

废弃煤矿水位回升诱致邻矿突水威胁分析

煤矿废弃后地下水位重新回升,并对矿井边界的隔离煤柱产生破坏作用,对邻近生产矿井造成极大的突水威胁。根据矿井间隔离煤柱组成及其所受侧向支撑压力的分析,获得隔离煤柱遭到破坏的最大水压计算公式。通过建立典型废弃矿井理论模型,并进行地下水位回升模拟计算,获得水位变化资料,利用公式获得了此模型中隔离煤柱破坏的临界水位和可能破坏的时间,分析了邻近矿井突水威胁程度。     

矿井水影响下粗砂岩力学性能变化规律研究

地下水库是矿井地下水处理的有效措施之一，但矿井水对水库坝体力学性能具有弱化效应，威胁着地下水库的安全稳定。因此，有必要开展矿井水作用下岩石力学性能劣化规律研究。本文以灵新煤矿地下水库为背景，通过室内试验研究，分析了矿井水浸泡下粗砂岩力学性能的劣化规律。结果表明:浸泡试件的质量变化与比表面积、填隙物和岩石矿物成分有关。较小水压下，粗砂岩的渗透率呈指数型衰减。但随着水压的进一步增加，堵塞孔隙的颗粒被冲刷，渗透率开始增加；水压越大，渗透率升高幅度越大。随着浸泡时间的增加，岩石抗拉强度存在快速劣化段；之后趋缓，并呈线性劣化趋势。单轴抗压强度呈现先快速减小、后略微增加、再减小的规律。粗砂岩的力学性能劣化是矿井水渗入岩石节理，与填隙物发生水化膨胀以及溶解岩石中部分矿物引起。单轴抗压强度增加阶段与孔隙堵塞引起的孔隙水压力有关。     

考虑地下水作用的土坡稳定性极限分析

基于土质边坡的转动破坏机制,考虑地下水对边坡稳定性的影响。利用裘布依公式定义地下水的浸润线,采用塑性极限分析上限法得到均质土坡考虑地下水时的安全系数。通过与数值极限分析法和极限平衡法的对比,验证该方法的有效性。经过大量计算绘制了一系列稳定图用于评价考虑地下水作用的土坡安全性,并且利用一个算例演示稳定图的使用方法。结果表明,土坡的安全系数随着地下水位的升高而降低,然而,低水位对于较陡边坡的稳定性没有影响。     

哈拉沟矿工业广场东侧滑坡地质条件与成因研究

为了查明哈拉沟煤矿工业广场东侧滑坡成因,通过现场地质调查、水文地质钻探、地表位移监测等技术手段研究了滑坡地质条件、渗流与变形特征,采用数值模拟方法分析了滑坡的成因机制。结果表明,在滑坡区东部第四系松散层底部发育一条近东西向的古冲沟,上游有两条支沟|地表神东湖水渗漏和日常生态灌溉水大量补给古冲沟流域,导致地下水位上升,在滑坡坡脚处形成排泄区|使得坡脚处地下水渗流速度和孔隙水压力升高,基质吸力和坡体抗剪强度降低,导致抗滑力降低|滑坡大量渗水,坡体重量增加,并产生动水压力,导致下滑力增加,进而诱发该滑坡|随着水温的升高,滑坡稳定性系数降低。在坡脚施工三口排水井,经过抽水降低坡体地下水位,并治理了上部沟渠渗漏点,目前该滑坡得到了有效控制。