露天采场高边坡工程地质分区研究

拟建夏日哈木镍钴矿区露天采场东西长1670m,采深一般在300m以上,最高边坡高度超过600m,为重要工程。依据不同岩石饱和单轴抗压强度和边坡岩体结构类型2项指标将区内岩体工程地质类型划分为4个工程地质岩组。根据不同位置的边坡高度、工程地质岩组分布特征、各岩组岩体基本质量等级、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5个区,对该地区类似工程具有借鉴意义。     

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。     

峨口矿区边坡现状的调查研究

本文通过对峨口矿区现存的自然坡、开挖边坡、废石坡、石崖和公路路坡进行调查,得出坡高与水平投影长度、坡高与坡角间的关系,并应用于露天矿边坡和排土场的稳定性研究。     

西藏某高陡露采边坡稳定性分析与优化

为探讨西藏某高陡露采边坡稳定性,利用数值模拟和极限平衡法对西藏某露天矿高陡边坡稳定性进行评价,并考虑暴雨荷载劣化因素,采用FLAC~(3D)边坡稳定性进行定性计算,并对露采边坡不同开采方案进行对比分析,选定最佳设计方案后,利用slide选择最终露采边坡角。结果表明:原设计方案安全平台15 m,清扫平台15 m,接渣平台20 m;岩质台阶坡面角75°,碎石土覆盖层坡面角75°虽能保持边坡整体稳定,但碎石土区边坡欠稳定,且剥采量较大;建议修改方案为安全平台6 m,清扫平台12 m,接渣平台30 m;岩质台阶坡面角70°,碎石土覆盖层坡面角40°,一期最终边坡角38°,能使碎石土区域边坡及整体边坡保持稳定,且能减少剥离量,在保证安全的情况下能实现效益的最大化;最终露采边坡角为38°,此时边坡稳定性可满足自然开挖和暴雨载荷下的边坡稳定性要求。     

深凹露天矿高陡边坡稳定性分析与设计优化

以平庄西露天矿为依托工程,在系统的边坡工程地质勘查、岩体结构、水文地质调查与渗流场分析、矿区地应力场测量和矿岩物理力学特性测试的基础上,采用RFPA2D进行岩体破坏过程模拟、位移分析与刚体极限平衡分析法相结合的方法,进行了西露天矿高陡边坡稳定性分析研究和边坡优化设计,使西露天矿各分区的总体边坡角提高了1～6°。     

开挖影响下的岩质高陡边坡稳定性研究

某露天矿采场为了增加矿石的可采量,采用提高边坡角和增加采深的方法进行扩帮,导致形成岩质高陡边坡。为了保证矿山的安全生产,研究岩质高陡边坡的稳定性。采用FLAC~(3D)软件模拟,考虑边坡初始应力状态,按照实际的开挖步骤进行平衡计算,遵循从上往下、从外往内的开挖原则,对开挖过程进行适当简化,得到边坡最终的物理力学状态。结果表明,坡面垂直位移最大,坡顶水平位移最大,边坡位移速度趋于零;边坡的最小主应力和最大主应力都从下往上逐渐减小;坡脚出现剪切塑性区。由此确定边坡整体稳定,上部岩性较差处存在失稳的可能性;岩体以剪切破坏为主,坡脚处和浅层坡面的剪应力集中会影响边坡的稳定性;坡脚发生剪切破坏。边坡在开挖后需要对破坏区域进行支护,防止坡面破坏后岩体脱落,导致内部岩体层层剥落。     

露天矿露井协调开采边坡变形破坏机理研究

露天矿开采诱发滑坡是采矿工程中经常出现的重大工程地质问题之一,矿区滑坡集普遍性、危害性和特殊性于一体。某露天矿采用露天与井工协调开采,其露天开采边坡的变形机理与稳定性研究对开采方案设计和地质灾害防治具有重要意义。本文采用FLAC数值计算方法,研究了某露天矿边坡变形破坏机理,确定了该露天矿南帮在应用露井协调开采下边坡变形破坏机理。结果表明,当露天开采后进行地下开采时,地下开挖对边坡岩体变形破裂过程的影响表现为岩体失效变形和结构破损进程的加剧,其煤层覆岩的变形破坏规律随着煤层埋深的增加以及边坡保护煤柱的缩短而变化,因地下回采所造成的边坡岩体偏态沉降的变形移动范围将进一步偏向边坡临空面方向一侧。     

弃采高变质煤下火烧蚀变岩内摩擦角对露天矿边坡稳定的影响研究

火烧区煤层开采通常采取火烧高变质煤不进行剥采工作,只剥采原煤的方式开采,因此,弃采高变质煤下火烧蚀变岩内摩擦角对露天矿边坡稳定的影响研究具有必要性。以别斯库都克露天煤矿KT2剖面为例,在弃采高变质煤方案下,研究火烧蚀变岩内摩擦角对露天矿边坡稳定性的影响,得到不同火烧蚀变岩内摩擦角条件下露天矿边坡的稳定系数,进而对边坡稳定性进行评价,为露天煤矿安全开采和边坡治理提供可靠依据。     

软岩边坡陡帮开采破坏机理及数值研究

露天矿开采边坡角是资源回收率的重要标志,而陡帮开采可以提高采矿边坡角但会加剧边坡的变形,因此陡帮开采中需要控制应力释放及位移变形。通过摩尔库伦准则研究地应力与软岩强度关系,确定了应力重分布与应力释放的判别条件;选取某矿典型软岩矿山边坡模型、地下水富存状况,及岩土体力学指标,通过研究确定:边坡滑动模式为"坐落-滑移式",沿软弱泥岩层滑动;陡帮开采前边坡沿煤层顶底板滑动稳定性为1.142和1.150,底板控制下稳定性大于顶板控制稳定性;陡帮开采后在558水平以下台阶形成大位移和塑性变形区域,该区域处于极限平衡状态,整体沿煤层底板滑动稳定性为1.033,稳定性与数值模拟中陡帮开采位移破坏模式相符合。     

四川巴中谭家山石灰岩露天矿边坡安全隐患及处置对策

四川巴中谭家山水泥用石灰岩矿矿区分为东矿区和西矿区,东矿区作为第一期开采,设计边坡高度约300m,最终整体边坡角41.9°。矿区地质条件复杂,地层呈陡倾顺层单斜产出,岩体节理裂隙发育,地下存在规模不等的溶洞,边坡为典型的陡倾顺层露天矿高边坡,安全隐患较为突出。本文以现场地质调查为基础,首先采用工程地质分析法分析了谭家山石灰岩露天矿边坡可能存在的破坏模式,结果表明整体边坡与台阶边坡皆存在不同破坏模式的安全隐患;其次考虑生产爆破及地下溶洞的可能分布情况,指出了生产过程中可能出现的边坡安全隐患;最后针对可能出现的边坡安全隐患,提出了相应的处置对策及措施。研究成果可为矿山生产安全管理提供参考。     

平庄矿压煤边坡陡帮开采三维稳定性分析

平庄西露天煤矿设计采用的到界边坡角偏于保守,造成岩石剥离耗费过多,并且坡脚积压大量优质煤层。本文应用MADIS有限元程序,对西露天矿陡帮边坡压煤区不同开挖宽度的变形规律进行了分析,结果显示开挖空间的最大位移随开挖长度的增加呈现出先陡增、接着缓增、最后趋近水平的扁"S"型增长规律,并且存在一个临界开挖宽度,使得该点可以界定为两个变形差异明显的变形阶段。据此建立边坡三维变形体力学与基于刚体极限平衡分析的MSRAMA法边坡稳态分析的关系式,提出陡帮开采下边坡三维稳定性系数计算方法,并得出陡帮开采下边坡三维稳定性随压煤分步开挖宽度的变化规律,优化压煤最佳开挖宽度。在平庄西露天煤矿Ι区坡脚压煤开采时,利用三维变形效应,采取分段开挖,跟进回填,反压护坡等措施,维护了边坡稳定,取得了良好的经济社会效益。     

新疆准东露天煤矿单一巨厚煤层复合边坡空间形态优化

针对单一巨厚煤层露天矿土-岩复合边坡稳定性及空间形态问题,以新疆准东露天矿为工程背景,采用刚体极限平衡和FLAC3D数值模拟相结合的方法,研究了露天矿复合边坡的稳定性及空间形态,分析了复合边坡的潜在滑动模式及稳定性规律,确定了采场与排土场的最大安全距离。研究结果表明:新疆准东露天矿采场最终边坡角为34°,排土场边坡角为23°,排土场与采场安全距离为150 m时满足安全性与经济性要求;单一巨厚煤层露天矿土-岩复合边坡的滑坡模式为沿排弃物内部的圆弧滑动和以坡体出露弱层面为底界面的组合滑动;在岩体自身重力作用下,单一巨厚煤层露天矿土—岩复合边坡破坏形式为拉张—剪切复合型。     

露井联采下采动边坡移动规律及开采参数优化

针对安太堡露天矿南部采用地下开采后,后期露天开采边坡稳定性将受到很大影响的情况进行了研究。研究结果表明,水平煤层露井联采下露采边坡岩体破坏规律存在明显的3个破坏分区,地下开采导致上述3个分区存在不同的变形特征,其露井联采边界参数是决定3个分区稳定的关键因素。通过对边界参数的优化分析,要确保安太堡南帮边坡岩体的稳定,地下与露天之间必须协调开采：其地下矿井需重新确定地下开切眼位置,即以Y=74 160为界以南布置地下开采工作面;露天矿开采考虑到安太堡南帮上部边坡岩体受地下开采影响明显,提出了南帮露天开采应采用“组合边坡”的设计思想,即+1 375以上平台岩土边坡角度应由原来的75°降低到62.58°。     

某矿开挖岩质边坡安全评价与治理方法分析

以某露天矿岩质边坡为工程背景,运用数值模拟软件FLAC3D对开挖过程中岩质边坡体开挖方向上的应力演化和变形规律进行了数值模拟研究。研究结果表明:采场上盘边坡的稳定性较差,每步开挖对岩体均有破坏性扰动,沿片理的台阶型破坏与整体失稳的可能性较大。提出了削坡减载的边坡治理方案,并采用极限平衡方法分析治理后边坡稳定性,保证露天矿的安全生产。     

某大型露天矿岩质高陡边坡稳定性分析与评价

随着矿产资源的开发利用,露天矿山向深部开采工程中所遇到的岩质边坡稳定性问题也相应增多,特别是大型露天矿高边坡问题表现尤为突出。以某大型露天采场岩质边坡为研究对象,通过边坡岩体结构稳定性评价、边坡稳定的极限平衡法分析和有限元法,对其现状和设计终了边坡进行定性与定量的稳定性评价。     

眼前山露天矿转地下开采边坡大变形模式数值模拟

针对眼前山铁矿露天转地下开采条件下的边坡岩体的变形、破坏和稳定性问题,采用FLAC大变形模式分析了矿体开采不同深度下的露天边坡变形破坏特征。开挖模拟显示北帮软岩边坡易产生大量滑落,但一般不会形成突然快速的滑坡,对地下开采的安全影响不大,但大量小颗粒碎石补充岩石覆盖层,对控制损失贫化指标不利。南帮硬岩边坡岩体开采初期未出现较大的变形和整体滑移。     

露天矿地表松散层边坡角寻优模型研究

露天矿地表松散层边坡角的确定是露天矿开采设计的基础研究工作,为矿山开采提供有效的安全保障。通过采用边坡极限平衡分析与回归正交试验相结合的方法,建立包括松散层厚度、粘结力、内摩擦角、边坡角和容重五个主要影响因素与边坡稳定性之间的回归模型,得出各影响因素及其交互作用对边坡稳定性的影响规律。通过回归模型的显著性、失拟性检验,对比相同参数条件下的回归模型与数值模拟计算值,结果表明:回归模型显著,拟合度高,计算结果具有较高的可信度。在此基础上,通过反解回归模型,得出任意许用安全系数下的地表松散层边坡角寻优模型。该模型通用性强,为露天矿边坡角寻优提供了一种新的方法。     

基于岩体冻融损伤特性的高海拔高寒地区露天矿边坡 岩体力学参数修正方法

高海拔高寒地区露天矿边坡岩体的冻融损伤特性对边坡稳定性至关重要。以某高海拔高寒地区露天矿边坡为工程背景,深入分析了冻融循环作用下高寒地区岩体力学特性的变化规律,创新性的提出了基于岩体冻融损伤特性的高海拔高寒地区露天矿边坡岩体力学参数的修正方法,并运用于该露天矿边坡岩体力学参数的修正,得到了可反映岩体冻融损伤的力学参数组,为露天矿开采边坡角的确定和边坡稳定性分析提供了可靠的基础数据。     

高陡边坡岩体结构数字识别及分析

采用先进的 ShapeMetriX3D 岩体三维非接触测量系统,对露天矿山高陡边坡岩体结构面进行摄影测量,从不同的角度来对指定的区域进行成像,对同一位置边坡的2个角度的照片进行3D模型合成,使用JMX Analyst模块对生成的3D模型进行岩体结构面以及裂隙等的标识解译,同时对获取到的结构面进行分组,对同组结构面数据进行统计分析,得到各种结构面几何信息的详细数据,有效地解决了高陡边坡岩体结构面人工采集危险性高、难度大的问题,为采场高陡边坡稳定性研究分析提供更加真实、可靠的数据支持。