曼家寨露天采场西帮边坡原位直剪试验研究

针对曼家寨露天采场工程地质现状,在西帮边坡通过现场调查确定出有代表性的岩土层,采用人工挖坑,用土石袋堆载方法进行了现场原位直剪试验。对试验数据整理分析,获得了τ-ε曲线图,用最小二乘法回归得出抗剪强度σ-τ关系曲线图和相应的抗剪强度参数c、Φ值及相关系数r。试验表明,西帮边坡原位直剪试验研究对露天采场边坡稳定性评价及工程治理优化具有重要价值。     

S315省道K92边坡变形破坏机理分析

降雨引起地下水渗流场变化是影响边坡稳定性的重要因素,特别是渗透系数较低的残坡积土边坡,受降雨影响更为显著。315省道K92边坡岩土的力学强度较高,但由于开挖边坡后缘的自然斜坡有广阔的降雨入渗补给区,表层坡积土渗透性好,而前缘开挖边坡残坡积土渗透性差,造成雨季地下水位在坡面出露,从而诱发滑坡灾害。通过计算地下水位变化对边坡稳定性的影响,表明随着边坡后缘地下水位的抬升,边坡稳定系数逐渐减小,可见地下水位的上升引起渗透力增加是导致边坡失稳破坏的主要原因。因此,对于低渗透性土质边坡,应特别注意地下水渗流场变化对边坡稳定性的影响。     

露天矿顺倾层状边坡稳定性的断层效应

作为一种典型的露天矿山边坡,含断层顺倾层状边坡的变形破坏机理及稳定性等问题尤为复杂。结合元宝山露天矿东帮边坡工程实际,基于强度折减理论,同时考虑岩体剪切和拉伸两种破坏机制,应用RFPA软件模拟研究了断层处于不同位置及无断层条件下顺倾层状边坡的动态失稳过程,分析了断层对边坡滑移模式、稳定性以及滑坡力学成因机制的影响,阐明了断层效应。研究结果表明,元宝山露天矿东帮边坡的滑移模式及稳定性主要受F1断层和顺倾弱层控制,断层的存在与偏移导致的坡体内剪应力状态改变以及断层自身的抗剪强度是边坡滑移模式和稳定性发生变化的根本原因;边坡的滑坡力学成因类型与断层无关。研究结果可为露天矿合理滑坡防治措施的提出及剥采工程设计与施工提供参考。     

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。     

降雨渗流对边坡稳定性影响的数值分析

降雨是边坡失稳破坏的主要诱因之一,边坡的滑动和破坏与雨水入渗密切相关。本文选取铜绿山古铜矿遗址Ⅶ号矿体西侧的露天采场东侧边坡为分析对象,根据工程水文地质条件和边坡产状建立数值计算模型,利用GEO-STUDIO软件的SEEP/W模块,模拟不同降雨强度下的边坡内部渗流特征,并结合SLOPE/W模块计算出各种降雨工况条件下边坡稳定性系数。模拟结果表明,随着降雨强度的增加,露天采场东侧坡体内部的渗流场发生显著变化,且边坡稳定性系数与降雨强度呈负相关的变化规律。     

水岩耦合作用下研山铁矿东帮顺倾边坡稳定性研究

为全面了解地下水长期作用对含层理顺倾岩质边坡稳定性的影响规律,以研山铁矿东帮边坡N26勘探线所在边坡剖面为研究对象,结合不同饱水时间岩体抗剪强度参数弱化规律,对不同饱水时间作用下顺倾边坡稳定性进行分析。结果表明:饱水时间对岩体抗剪强度参数和边坡稳定性均具有显著影响,随饱水时间的增加,岩体抗剪强度参数和边坡安全系数均呈降低趋势,当边坡岩体饱水15,30,45,60,75d和90d后,边坡在安全系数为1.25的情况下,最终边坡角分别为37.5°,36.8°,36.1°,35.7°,35.4°和35.2°,研究成果为制定研山铁矿东帮边坡滑坡防治措施提供了依据。     

曼家寨东帮采场石英云母片岩原位直剪试验研究

石英云母片岩在曼家寨东帮采场普遍发育,研究其抗剪强度对于该边坡的稳定性评价具有重要的意义。采用堆载法,选取不同高程下的四个试点进行原位直剪试验,获得石英云母片岩的剪应力与剪切位移关系曲线,采用最小二乘法对不同高程下片岩的抗剪强度指标进行计算,得到对应的黏聚力c与内摩擦角φ。试验结果表明,曼家寨东帮采场石英云母片岩剪切强度随着法向应力的增大而增大,τ与σ呈明显的线性变化趋势,相关系数为0.968~0.998。高程H对石英云母片岩抗剪强度参数有着重要的影响,随着高程的增加,黏聚力c有逐渐降低的趋势,而内摩擦角φ变化无明显特征,即高程H对黏聚力c的影响程度大于其对内摩擦角φ的影响程度。     

蒙特利尔地区查齐石灰石矿边坡的稳定性

本文是基于作者在蒙特利尔岛查齐(Chazy)石灰岩层中开挖的一采石场所作的构造调查撰写的。文章记载了采场边坡及台阶破坏的观察结果,并进行小型破坏的逆分析,从而能够对岩石的原地强度性质做出估价。利用这些资料和实验室剪切试验所获数据,对该采场南帮边坡做了稳定性分析。     

不同井采方向边帮煤开采边坡稳定性及控制措施北大核心

边帮煤回采过程中边坡岩体会经历复杂的力学衍变过程,涉及原岩应力变化、变形破坏区扩展、边坡稳定性等问题;因此,选择合适的回采方向和有效的控制措施对于边帮煤回采边坡稳定性至关重要。提出采用顺坡和逆坡对边帮煤进行回采,在回采的基础上提出回填压脚和逆坡回采局部充填2种方案对边坡稳定性进行控制。研究结果表明:边帮煤回采边坡变形破坏及稳定性与回采方向有关,顺坡回采采场岩体破坏区发育强度和深度比逆坡回采弱,整体稳定性较好,逆坡回采边坡稳定性会发生衰减致使平盘存在剪切失稳现象,且回采工作面长度小于顺坡回采,因此顺坡优于逆坡回采;根据顺坡和逆坡2种回采方案边坡变形破坏区发育及稳定性状况提出回填压脚和逆坡回采局部充填方案对边坡稳定性进行控制,回填压脚可以改变边坡原有结构形态,使边坡内部岩体运移状况得到缓解,达到控制破坏区发育的目的,逆坡回采局部充填,可以对边坡内部变形破坏的岩体形成有效支撑,达到遏制破坏区扩展的效果,减缓边坡平盘因工作面回采所造成的破坏,直至达到控制边坡稳定性的效果。     

岩体蠕变对露天矿边坡稳定性的影响

为了研究岩体蠕变对边坡稳定性的影响,评价露天矿边坡服务周期内的安全性,根据时效边坡理论及岩体蠕变规律,分析了边坡岩体力学参数的长期强度表达式;基于极限平衡法中的简化Bishop法,推导出了圆弧滑坡时效稳定系数的计算公式;得出了稳定系数随蠕变时间增长呈指数递减的规律。对哈尔乌素露天矿端帮靠帮开采过程的时效稳定性进行研究的结果表明：在相同岩性参数的基础上,随着边坡角的不断增大,端帮边坡的整体稳定系数呈线性下降,剪应变及应力集中于高陡台阶底部,塑性贯通区呈圆弧状;随着蠕变时间的增长,不同几何形状边坡的稳定系数均呈现相同的衰减规律。岩体蠕变特性会造成岩体抗剪强度及边坡稳定系数随时间延长而呈指数规律衰减。准确把握岩体蠕变特性,可预测边坡的有效服务时间,具有非常重要的工程价值。     

哈尔乌素露天煤矿北端帮边坡稳定性分析

受露天开采方式的特殊性和采场构成特征,端帮边坡角度是决定露天煤矿经济效益和生产安全的重要因素。为保证露天矿正常生产作业,边坡稳定性问题不容忽视。结合哈尔乌素工程地质及实际端帮形态,采用强度折减法和极限平衡法对哈尔乌素露天煤矿北端帮边坡角度分析,确定在目前状态下最小稳定系数为1.14,破坏模式为潜在圆弧滑动面位于最下部高台阶内部的局部破坏,基本处于稳定状态。最下部台阶高度是影响北端帮边坡稳定性的关键因素,在采剥工程位置允许的情况下可以适当降低最下部台阶的高度77 m左右,其稳定系数可提高至1.26。     

基于不同二维极限平衡法的边坡稳定性研究

边坡稳定性是露天矿开采安全评价的重要影响因素,基于不同二维极限平衡法,对露天矿边坡工程地质条件进行分区,初步确定采掘场工作帮、端帮的坡角、地表境界,为矿山边坡稳定性研究提供地质依据。通过对不同的边坡滑移破坏模式进行了分析,采用STAB2009分析验算边坡稳定性,简化Bishop法计算,整体单形法优化。结果表明,非工作帮、西端帮可能的破坏模式为顺层滑移破坏模式,东端帮、工作帮可能的滑移破坏模式为圆弧滑移破坏模式,推荐了各边坡的最终帮坡角。勘察边坡稳定性揭示了露天矿开采过程中帮坡破坏模式规律。     

威斯特铜矿临近边坡缓冲爆破技术研究

在露天矿爆破开挖过程中,当边坡岩体节理裂隙发育,岩性破碎时,单采用预裂爆破或者光面爆破技术来控制边帮保留岩体是不够的。为充分利用缓冲孔和缓冲层的爆破降振作用,减弱爆炸荷载对边坡岩体的损伤,台阶靠帮时采用缓冲爆破技术维护边坡稳定性。通过优化缓冲爆破参数设计,采用间隔装药分段起爆方式,对威斯特铜矿2号露天采场进行缓冲爆破试验。试验结果与传统台阶爆破进行对比,缓冲爆破振动强度能够降低25%以上,并且台阶坡面相对平整,大块率降低20%左右,基本没有出现根底,爆破效果良好。     

露天矿土-岩复合逆倾边坡空间形态优化

针对露天矿土-岩复合逆倾边坡到界边坡形态设计问题,结合达连河露天煤矿外排土场北帮-采场顶帮复合逆倾边坡的工程实际,基于刚体极限平衡与三维数值模拟的手段,研究了露天矿土-岩复合逆倾边坡的滑坡模式及稳定性规律,设计了最终边坡形态,确保北帮到界过程中煤炭资源回采的安全。研究结果表明：达连河露天煤外排土场北帮-采场顶帮复合逆倾边坡的滑坡模式为圆弧滑动;使外排土场北帮-采场顶帮复合逆倾边坡满足安全要求的采场边坡角为33°;露天矿土-岩复合逆倾边坡岩体的破坏形式为拉张-剪切复合型,岩体自重作用下的坡脚处应力集中造成的局部岩体破坏是整体边坡失稳的诱发因素。     

基于达西定律的渗流边坡稳定性分析

为了研究长期降雨对新疆某露天煤矿采场南部边坡的影响,以及降雨后不同时间段边坡内部孔隙水压力的变化情况,采用达西定律、Van Genuchten模型及数值模拟的方法,对现状边坡进行降雨后的稳定性分析。研究结果表明:长期降雨影响采场南帮边坡内部的孔隙水压力变化不大,而上部边坡出现正孔隙水压力;长期降雨使得地下水位线上升,边坡黏聚力减弱,抗剪强度变小,导致边坡瞬态安全系数降低。     

弱层抗剪强度参数对边坡安全系数的影响分析

露天煤矿边坡常沿弱层发生滑动,弱层的抗剪强度直接影响到边坡的稳定程度。以元宝山露天煤矿南帮边坡为应用实例,分析了含水率对弱层抗剪强度参数的影响,得出内摩擦角、内聚力与含水率基本符合负指数关系的结论。在此基础上,分析了不同含水率条件下弱层的抗剪强度参数对边坡安全系数的影响,得出安全系数随内摩擦角、内聚力的增大而增大,安全系数对内摩擦角更灵敏的结论,从而为制定元宝山露天煤矿南帮边坡的滑坡防治措施提供了重要依据。     

宝日希勒露天矿采场边坡稳定性分析

通过宝日希勒露天煤矿采场西21和南29剖面稳定性模拟研究,表明可能引起采场边坡滑落的原因主要为组成露天矿边坡的岩层松软,抗剪抗压强度较小,排土场荷载及12煤层中厚度1～2 cm厚的软弱夹层构造作用,地下水使岩层强度弱化、弱层泥化,所以,对于采场边坡主要采取了疏干排水、压脚、削坡减重的防治措施。     

爆破震动及结构面渐进破坏对边坡稳定性影响

为了研究爆破震动及结构面渐进破坏对于边坡稳定性的影响,掌握爆破震动过程中的致损机理及稳定系数变化规律,根据结构面抗剪强度退化机理,明确了渐进破坏过程中抗剪强度变化规律;结合爆破动载荷的作用机理,修正了震动条件下抗滑力、下滑力的计算公式;基于此,推导出了平面和折面滑坡模式的时效稳定系数计算方法,并对哈尔乌素露天矿北端帮边坡稳定性进行研究。结果表明:结构面完好和贯通时的稳定系数分别为1.348和1.173。结构面渐进破坏过程中,边坡稳定系数呈线性递减,且递减的速度与岩体的黏聚力C呈正比;爆破震动作用下,边坡时效稳定系数以初始稳定系数为中心,响应震动加速度上下波动;爆破震动和结构面渐进损伤耦合作用下,边坡时效稳定系数在波动变化的同时呈现整体下滑趋势。     

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。     

石人沟露天矿边坡岩体结构特征及总体边坡破坏模式

本文系对工程实例—“唐钢石人沟铁矿露天采场边坡稳定性研究”成果的总结。文章详述了矿区工程地质特征及边坡岩体结构特征,对采场各区的边坡结构类型进行了系统划分:上盘为反坡层状—碎裂结构,下盘为顺坡层状结构。最后运用运动学分析结合边坡岩体结构特征确定出采场最终总体边坡破坏模式—上盘及端帮为圆弧形,下盘为双平而形。