基于Geo－Slope露天边坡稳定性分析及治理方案选择

某露天矿山的南部终了边坡基岩风化岩岩体破碎,存在顺层层里面和垂直裂隙,具有明显的滑坡起动趋势,局部已出现崩塌滑坡。为了确保边坡稳定性,矿山决定对终了露天边坡进行削坡处理。利用Geo-Slope软件计算分析削坡后边坡安全系数,提出合理的削坡方案,削坡后在疏干排水状态下,计算的边坡安全系数为Fs=1.247,满足安全规程要求。     

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。     

基于赤平投影-强度折减法的露天矿边坡稳定性研究

露天矿山边坡稳定性是矿山安全生产的重要组成部分。基于赤平投影法对某矿山终了边坡进行稳定性分析,分析表明边坡在动载的作用下存在失稳的可能;故进一步基于强度折减法对边坡进行数值模拟。模拟结果显示:在爆破工况下,选取的剖面所在边坡安全系数分别为2.16和2.54,均大于允许安全系数1.18,地震+暴雨工况下安全系数分别为1.34和1.52,也大于允许安全系数1.18,即终了边坡处于稳定状态。但由于地震+暴雨工况下安全系数与允许安全系数较为接近,因此需在矿山生产过程中密切关注边坡的稳定性情况。     

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。     

含软弱夹层露天矿高边坡台阶宽度及台阶坡面角协同优化研究

采用工程类比法建立露天矿开采中台阶宽度及台阶坡面角协同优化循环流程图,采用强度折减法,以含软弱夹层的四川黄山石灰石露天矿山高边坡为例,计算不同台阶宽度及台阶坡面角方案下边坡稳定性系数,探讨软弱夹层对边坡稳定性的影响,最终确定合理的台阶宽度及台阶坡面角取值。结果表明,循环流程图更为清晰直观地展示了台阶宽度及台阶坡面角协同优化的整个过程,可直接获得台阶宽度及台阶坡面角组合大小; 软弱夹层大大降低了边坡稳定性,且易成为潜在滑动面; 该矿山边坡3-3'剖面的最优安全平台宽度、清扫平台宽度及台阶坡面角分别为4 m、8 m和64°。研究成果可为矿山实现安全经济生产提供新思路和指导作用。     

基于强度折减法及雷达探测法的破碎岩质边坡的稳定性研究

露天矿山断层破碎带附近的终了边坡的稳定性是矿山开采过程中重点研究对象,也是近年来国内外学者所研究的重要地质灾害之一。为了研究某矿山岩质破碎终了边坡的稳定性,以强度折减法为计算核心,采用雷达探测法提供基础岩体数据,并通过室内岩石力学试验法和结构面检测法等综合技术手段对该矿山两处破碎带（Ⅰ-Ⅰ剖面和Ⅱ-Ⅱ剖面）的岩体性质及边坡的稳定性分别进行了研究。结果显示: Ⅰ-Ⅰ剖面和Ⅱ-Ⅱ剖面的岩体力学参数均相对较低,但是边坡的整体性相对较好,且通过三维数值计算得出两个剖面的最大剪应变的变化均不大,且两剖面最大剪应变的位置均出现在终了边坡的底部,边坡的上部和中部均没有产生大量的应变集中现象;通过对该矿区进行数值计算得出两处破碎带随着矿区的开采,台阶坡面角设计为60°时,边坡的安全系数分别为1.61和2.41,两个边坡均处于稳定状态。     

基于极限平衡法的露天边坡平面分析

依托刚果金卡莫亚铜钴矿区南II露天采场边坡为具体工程实例,运用极限平衡计算方法,研究了该露天采场边坡的稳定性,研究结果表明:在计算方案I～III与IV～VI条件下,边坡安全系数呈现出依次降低的变化规律;A区与C区台阶高度为24m的情况下,坡面角分别为60°～70°与60°～65°时,6种计算方案下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;6种计算方案下边坡的安全系数整体呈现出逐渐降低的趋势,自重(有张裂缝)+地下水+爆破振动力状况对边坡稳定性影响最大,且张裂缝因素起主导作用。研究结果可以为类似工程提供参考。     

露天矿边坡稳定性及防护措施研究

为了保证露天开采经济安全,同时为下一步设计提供依据,根据矿山生产情况,对原设计的626 m以下台阶并段方案进行验证,采用Geo-studio和三维数值模拟方法,确定了矿山的8个典型剖面,以2个剖面为例,共设置了方案Ⅰ—方案Ⅳ,分别对每种方案进行不同工况下稳定性分析,获得了每个剖面在不同工况下的安全系数。经边坡稳定性计算获得安全合理的终了边坡角,通过采矿开挖数值计算分析终了边坡的应力场及位移场情况。提出了防护措施,建议对露天采场西部岩石较为破碎区域进行锚—喷—网方法对坡面支护,研究可有效提高矿山在进行生产计划等决策时的效率,保障了矿山生产过程中车辆人员的安全。     

边坡下民采空区稳定性分析及治理方案

以某露天矿山边坡下民采空区为例,建立数值分析模型开展了采空区稳定性分析。研究结果表明:沿着采空区走向呈现"中间变形大,两端变形小"的位移变化现象,顶板最大下沉变形量达7.13 mm,而底板最大底鼓量为5.96 mm;跨度和暴露面积较大的采空区中间区域发生失稳垮塌的风险较大。为此,提出采用"采空区顶板崩落+边坡削坡"的综合治理方案,形成+125 m和+140 m 2个安全台阶,与初步设计终了台阶实现较好衔接;经计算,治理后的边坡安全系数达到1.26,可以避免边坡失稳滑坡事故,彻底消除采空区安全隐患。最后提出了采空区治理主要施工安全措施。     

某铁矿倾斜岩层靠界边坡爆破设计与应用

作为高陡露天矿山，边坡稳定性严重影响着采坑下部生产的正常进行。随着新出入沟不断向下部延伸，爆破振动对边坡稳定性的影响逐渐由显相转为隐形，为保证边坡靠界损伤最小化，采用边坡控制爆破技术。通过对采坑岩层倾角进行统计、研究，发现采用预裂爆破手段会导致边坡失稳，故提出阶梯孔爆破控制技术，分别进行了坡面角为33°、45°、50°时的边坡爆破设计方案优化。现场试验结果表明，边坡面未出现较大面积明显的破坏，降低了边坡滑坡等地质灾害风险；根据液压设备靠界削坡速度对比，较之前提升约40%；大大降低了成本，仅液压设备方面月均节约10~20万元，具有较好的经济效益。该技术为其他矿山边坡爆破提供了借鉴。     

某露天矿山台阶边坡结构参数优化分析

针对目前露天采场不同结构类型的台阶边坡结构参数设计相同的问题,通过应用反演分析,优化了强风化岩台阶边坡结构参数;通过3GSM不接触测量技术,进行基于统计法的不同岩体结构的台阶坡面角优化;通过限定边坡稳定性安全系数,应用平面破坏理论,进行了不同岩体结构的台阶边坡高度优化;通过应用楔形体稳定性进行合理性验证,达到了安全及经济双重限定下台阶结构参数优化的目的,对类似矿山具有借鉴意义。     

离子型稀土矿边坡稳定性与注液高度优化研究

某离子型稀土矿采用原地浸入法开采,为了研究其边坡稳定性,针对矿山3个采区的地质地形情况,建立了9个最具代表性的边坡稳定性分析剖面。采用Slide6.0软件分三种工况条件分别计算了注液前后边坡安全系数及破坏概率,结果表明：注液前各剖面在三种工况条件下均满足安全系数要求,边坡稳定性状况良好;注液后各剖面安全系数均较大幅度降低,自重+地下水+地震力为最不利工况;3-2剖面边坡在最不利工况条件下安全系数小于允许值1.05,破坏概率达到45.6%,剖面边坡存在较高的失稳破坏风险。通过进一步优化注液顺序与注液高度,减少饱和注液的时间,得出了3-2剖面边坡注液需分为两个阶段,第一阶段注液高度不能高于35 m,第二阶段可一次性注液到底,按此步骤及要求进行注液开采可保障该剖面边坡稳定性。     

岩性劣化对露天矿山边坡稳定性的响应规律

针对岩性条件劣化导致边坡稳定性下降的问题,以某露天矿山边坡为研究对象,运用SIR-20型地质雷达探测矿山滑坡体内部缺陷,并结合Slide软件模拟分析了不同岩性条件下边坡稳定性的变化规律。结果表明：软弱夹层、降雨入渗和爆破动荷载等内外因共同作用造成边坡岩性劣化,进而导致边坡后期出现滑移失稳;黏聚力c值降低是岩性劣化过程中的主要力学表现,安全系数与c值呈部分抛物线关系,且c值降为50 kPa是边坡特殊工况的失稳临界值。在综合分析矿山运行特征和岩性劣化条件基础上,提出通过减小上部第四系台阶坡面角和最终边坡角提高其永久稳定性的建议,安全系数经验证符合要求。研究结果可为矿山后期安全开采和边坡控制参数取值提供重要依据。     

谭家山露天矿顺层边坡坡形优化

以四川省谭家山石灰岩矿露天矿山边坡为例,针对边坡岩层倾角由上向下逐渐变陡且顺层的特点,提出了一种"三段线"简化坡形方法,在坡形"三段线"中部的2个拐点处通过在水平方向左右设置一定间距的不同的点,通过极限平衡分析方法,分析不同点连线形成的"三段线"坡形边坡的安全系数,从而达到优化边坡坡形目的。选取谭家山石灰岩矿东矿区露天边坡典型剖面,针对原设计方案,分析了边坡安全系数,通过优化分析,给出适当放陡底部边坡坡度,放缓中部软岩边坡坡度的优化建议,并给出具体优化坡形,优化后整体边坡安全系数有提高。     

甲基卡锂辉石矿露天边坡稳定性研究

针对康定甲基卡锂辉石矿东南西北4个方位形成的高度不等的露天边坡的安全稳定问题，在开展现场工程地质调查、对边坡工程地质进行岩组划分、分区和对各个分区的破坏模式进行总结的基础上，采用极限平衡分析方法、二维有限元数值模拟分析以及强度折减法对设计情况下露天边坡稳定性进行分析。通过对2个分析剖面、3个边坡稳定性分区在3种工况下边坡稳定性的极限平衡分析得出，边坡整体安全系数均大于许用安全系数1.20、1.15和1.10，并运用二维有限元数值模拟分析得出，强度折减法计算的安全系数与极限平衡分析法的结果相近，边坡的滑动模式与极限平衡分析采用的边坡滑动模式一致，证明极限平衡分析的结果具有可靠性。最后得出在现有设计情况下甲基卡锂辉石矿露天采场最终境界边坡整体是稳定的，现有台阶坡角较为合理。     

银山矿边坡滑坡类型分析及边坡角优化

以银山矿为工程背景,通过现场区域地质情况及滑坡类型的调查,根据边坡失稳的力学理论,分析了银山矿高陡边坡滑坡模式及其失稳破坏原因。在此基础上,利用强度折减方法,借助三维数值计算软件,同时考虑水渗透作用,分别对各个坡面的整体稳定性进行了对比分析。结果表明,银山矿的北东边坡中的剖面1、剖面2和剖面8经过优化后能达到的最优边坡角分别为44°、46°和45°,西北边坡中的剖面3和剖面4经过优化后能达到的最优边坡角分别为45°和48°,西边坡中的剖面5和剖面6经过优化后能达到的最优边坡角分别为46°和44°,南边坡中的剖面7经过优化后能达到的最优边坡角为44°。对矿山整体设计45°的边坡角进行了整体系统的优化,通过本次边坡角的优化对矿山整体边坡的稳定性具有一定的实际意义,同时能为矿山的安全生产提供一定指导。     

刚果(金)地区长时效干湿循环下的露天采场滑坡机理研究

为了研究露天采场边坡在长时效干湿循环下的滑坡灾害产生原因和滑坡形成机理,以刚果（金）某露天采场滑坡为研究对象,分析了滑坡产生原因及形成机理。依据现场分析结果与相关规范,制定了多种滑坡治理方案,并通过极限平衡分析方法验证了治理方案的可行性。结果表明：1）岩石力学强度低、节理发育较强、岩石整体破碎等为滑坡形成内因;长时效干湿循环、采场爆破等为外因,在内因与外因综合作用下造成了坡体滑坡灾害。2）滑坡灾害形成主要有3个过程：坡体卸荷回弹变形-坡体蠕滑变形——节理剪切面拉裂——贯通。3）推荐采用坡面角45°削坡减载方法对并段后的垮塌滑坡处边坡进行治理。采用极限平衡分析验证了方案的可行性。研究结果为矿山边坡滑坡治理设计及施工提供了依据,并取得良好效果。     

铜山口铜矿露天边坡稳定性分析

铜山口铜矿是大冶有色金属公司下属的大型露天矿山,随着开采深度的增加,露天边坡高度越来越大,有必要对其安全性进行评估。结合边坡实际情况和地勘资料,在露天坑东南西北4个方位选取了10个典型剖面,使用极限平衡法计算了边坡在自重和地下水、爆破振动、地震、降雨4种组合工况下的安全系数,并使用FLAC3D进行了数值模拟验证。结果表明,边坡安全系数都大于许用安全系数1.2,即边坡整体是稳定的。     

降雨条件下某露天矿不同荷载作用的边坡稳定性分析

降雨一直是引发滑坡灾害的主要因素之一,在历年来的滑坡事故案例中,80%以上的滑坡都有降雨伴随。以西北某露天矿边坡为研究对象,开展室内试验获取各岩层在天然状态和饱水状态下的岩石力学参数,运用拟静力法和流固耦合原理进行数值模拟,对边坡应力应变的分布变化进行了研究,分析塑性区分布状态、关键点位移的变化趋势,模拟计算确定3种不同工况(降雨、降雨+爆破、降雨+地震)下终了边坡稳定性的安全系数,判断边坡的稳定性,并分析了降雨导致地下水升降对边坡稳定性的影响。结果表明,该露天矿初步设计的边坡稳定性较好,符合相关规范,为该矿山后续的边坡开挖施工提供了相关理论依据。     

某露天矿山高边坡稳定性分析模型

为研究某露天矿山边坡稳定性,以未确知测度理论和层次分析法(AHP)为基础,建立露天矿山边坡稳定性分析数学模型。模型中综合考虑影响露天矿山边坡稳定性的各种因素,如岩石单轴饱和抗压强度、内摩擦角、黏聚力、岩石质量指标、台阶坡面角、露天采场最终边坡高度、岩石风化程度、岩石完整程度,然后通过层次分析法计算各指标权重,并按照置信度识别准则获得最终稳定性评价等级。将此分析模型应用到云南某石灰石露天矿山中。分析结果表明,该露天矿山边坡为稳定边坡。同时利用Midas/GTS NX对该边坡进行模拟分析,得到安全系数为5.224 2,属于稳定边坡。2种分析方法结果基本一致,进而论证数学模型的可靠性,同时为露天矿山边坡稳定性分析提供一种新的方法。