司家营铁矿东帮边坡岩体力学参数确定及稳定性分析

为全面了解露天矿边坡的地质情况和获取可靠的岩体力学参数,进行边坡的稳定性分析,结合司家营铁矿东帮现有的地质资料,利用现场勘查、地质钻孔、孔内电视等技术手段补充调查地质信息,通过3GSM摄影测量技术、点荷载实验分别获取结构面信息及岩石力学信息,采用BQ岩体质量分级和广义Hoek-Brown强度准则,获得了边坡稳定性计算分析所用的基本参数;并以边坡典型剖面为例,计算坡面安全系数。结果表明：东帮N9-N15区域原设计最终边帮达不到安全系数要求,应注意疏干排水并采取必要的治理措施,确保该矿东帮稳定性。     

珲春曙光金铜矿地表约束对优化结果的影响分析

在露天矿境界优化中,优化参数的变化对最终境界会产生很大影响。其中地表约束是极其重要的优化条件,通过分析地表约束对境界优化的影响,可以确定最终境界范围的合理性,达到追求效益最大化的目标。以曙光金铜矿为例,根据最终边坡分区和边坡优化结果将矿山划分为不同区域,并根据该露天矿的矿床地质勘探资料和实际生产数据,使用克里金法对矿体品位进行估值,建立模型。在此基础上基于L-G图论法对露天矿境界进行优化,包括有地表约束和无地表约束2种情况。对优化结果进行分析和比较,结果表明:无地表约束境界比有地表约束境界多采2 867万t矿;当价格较低时,地表约束影响不明显;地表约束对Ⅳ区影响是最大的,若要开采Ⅳ区则需要使得征矿权、林权等其他费用小于1.6亿元。     

司家营研山铁矿采场三维边坡稳定性数值模拟及协同监测分析

司家营研山铁矿是典型的沉积变质型铁矿,矿体赋存于单斜构造中,东帮顺倾,西帮反倾,近年发生了 多处不同规模的滑坡,边坡稳定性问题严重。 根据地质剖面资料,结合矿山采剥计划和最终境界设计方案,建立矿山 三维地质模型,并划分有限元网格。 利用 FLAC3D 对现状边坡建立静力学平衡后进行两步开挖数值模拟,分步开挖至 2022 年排除境界和最终境界,并利用现场协同监测设备对模拟结果进行验证。 结果表明:①潜在的塑性破坏区主要 分布在东帮 N26 勘探线附近及西帮 N14 勘探线附近,与滑坡现状较为吻合;②随着开采深度增加,东西帮的塑性破坏 区范围均有进一步扩大趋势,其中东帮顺层边坡侧分布范围及深度远大于西帮反倾边坡;③开挖后边坡具有向临空 面方向的变形趋势,东帮的位移值和变形区域均大于西帮,层状岩层导致整体变形具有各向异性特征;④协同监测系 统对模拟结果进行了验证,并得到了研山东帮浅部应力及损伤大于深部。 因此,司家营研山铁矿东、西帮(尤其东帮) 边坡均有潜在滑坡风险,应对其潜在塑性区采取适当加固防治措施。     

大孤山露天矿边坡亿级自由度建模与基于RFPA3D的数值模拟#br#

为了提高数值模拟在露天矿岩石工程大规模计算分析中的准确性,精细化建模与大规模计算是其重要的实现途径。以大孤山露天铁矿为例,构建了亿级自由度精细化网格模型,并基于RFPA3D-Parallel数值模拟软件的高效并行求解迭代计算方法,模拟了大孤山露天矿西北帮楔形体滑坡的孕育、形成过程。数值模拟结果表明,大孤山露天矿边坡稳定性的主要威胁为F14断层带与F15断层带之间的楔形岩体,且楔形体的损伤具有自上而下的发展演化特征,这一数值模拟结果对现场滑坡监测预警及防控治理具有重要的指导意义。     

基于加权信息法的大孤山露天矿滑坡风险分析

大孤山露天矿现已进入深部开采阶段,伴随着露天矿坑的开采,一些不利于边坡稳定的因素大大增加了矿山发生边坡失稳的可能性,严重影响了矿山生产和人员安全。为此项目基于GIS（地理信息系统）独特的地形分析能力和矿山地质报告、开采最终境界等地质资料,对矿山进行坡度、坡向、高程、岩性、坡形、断层6个评价因子提取。利用层次分析法和信息量法进行评价因子统计计算并赋予各评价因子相应权重,再利用GIS软件进行栅格图的绘制。基于GIS软件的栅格地图代数运算功能将上述因子所对应的栅格图进行加权计算,得到边坡安全隐患程度的风险云图。将风险图进行栅格重分级,分为高风险区、次高风险区、中风险区、次中风险区、低风险区,得到最终矿坑滑坡风险分级图。经风险图显示,大孤山露天矿坑高风险区域占比7%,均集中在西北帮边坡。因此有必要结合工程实际对高风险处边坡进行边坡治理,从而达到预防灾害的目的。     

层理倾角对黑云变粒岩声发射特征的影响

为研究层理倾角对岩石声发射特征的影响,将取自河北滦县司家营铁矿露天坑的层状黑云变粒岩分别加工成层理倾角为0°,45°,90°的3种试件,并进行单轴压缩条件下的声发射试验。通过对不同层理倾角岩石声发射事件时空分布、盒维数以及能量释放特征的分析发现:层理倾角为0°和90°的岩石均发生劈裂破坏且具有相似的声发射事件时空分布规律;层理倾角为45°的岩石以剪切破坏为主,声发射事件时空分布规律与破裂模式有关;随着层理倾角的增大,临近破坏时盒维数降低现象出现的可能性会降低,并且声发射能量释放方式由匀速释放向阶跃式释放转变。研究成果对于利用声发射手段深入揭示层状岩石破裂机制具有一定的学术价值。     

露天矿边坡稳定性智能评价研究现状、存在问题及对策

在收集整理国内外相关资料的基础上,从露天矿边坡稳定性智能感知手段、智能评价预测方法、智能决策技术等方面总结了露天矿边坡稳定性智能评价研究现状,分析露天矿边坡工程的特点,指出当前露天矿边坡稳定性智能评价研究存在的问题,提出"位移时间序列阈值、力学机理分析、案例分析及专家系统诊断"三位一体的边坡稳定性智能评价的学术思路,认为露天矿边坡稳定性智能评价研究发展趋势为:首先,建立边坡灾害案例和多因素多模式智能识别数学模型,采用深度学习和大数据分析方法进行案例类型聚类、要素识别和模式匹配;其次,通过力学机理计算评价,识别隐患区确定滑坡隐患触发因素和条件;然后,基于案例模式匹配结果建立监测预警指标体系和预警阈值,构建案例库知识库和专家系统并实现智能决策;最后以大孤山铁矿西北帮滑坡为例,基于力学计算给出边坡安全系数变化规律,同时结合滑坡案例库的匹配结果,确定现场数据时序曲线指标阈值(位移累积量、位移速率),从而科学合理的给出预警警情判别结果,通过云平台实现数据分析、现场模型可视化和预警发布及滑坡诊断。该案例初步验证了三位一体边坡稳定性智能评价学术思路,为实现露天矿边坡稳定性智能评价提供了有效手段。     

珲春曙光金铜矿断裂蚀变带分布特征及边坡稳定性分析

基于钻孔取芯、钻孔波速等现场勘测手段,获取了断层蚀变带产状特征和矿区岩体特征,建立了包含典型断裂蚀变带分布特征岩体地质模型。用点荷载实验获取不同岩性的试件的抗压强度,结合矿区内节理分布特征运用Hoek-Brown得到岩体强度参数,结合有限元方法分析了边坡稳定性特征。结果表明,断裂蚀变带与岩体交错是基本构造和矿化形式,破裂带是影响边坡稳定性的主导因素。     

新城金矿采场地压活动规律及支护技术研究

以新城金矿难采矿体上向分层充填法为工程背景,利用FLAC3D数值模拟软件,分析一步采场和二步采场回采过程中的应力位移变化规律,对开釆过程中的地压活动规律进行了定量预测;同时针对采场地压与所采用的锚杆支护机理不相匹配的问题,确定了长锚索与树脂锚杆联合支护方案及其支护参数,对支护效果进行了数值分析。该研究结果为类似矿山地压控制提供了可靠的理论依据。     

研山铁矿薄层状岩体露头裂隙几何参数 空间变异特征研究

露天矿薄层状岩体中原生的“隐性”闭合层面为“显性”层状裂隙发育提供了基础,形成了不利于顺层边坡稳定性的岩体结构。提出了一套完整的方法流程用于大窗口范围内层状露头裂隙的非接触测量建模、几何特征参数提取及地质统计分析。以研山铁矿东帮顺层边坡为例,基于无人机倾斜摄像测量及EPS三维测图进行了大窗口范围的裂隙面和迹线测量建模,并投影至层状边坡各向异性面上,提取了裂隙迹长、倾角、间距及坐标,并进行了地质统计分析。结果表明：① 研山铁矿露头层状裂隙迹长及间距服从对数正态分布,倾角服从正态分布,均值分别为2.29 m、0.99 m和48.55°;② 3种几何特征参数均具有各向异性半变异函数,变程椭圆主方向接近平均倾角,根据迹长与间距的变程比值推测裂隙方向平均断距为0.62 m,故浅层结构面贯通率约0.78;③ 裂隙迹长受爆破开挖和原生结构共同控制,二者叠加导致其空间变异程度和变程均最大,主变程与爆破孔深有关。裂隙间距及倾角主要受原生结构控制,三者受控因素的差异导致无显著相关性。所提出的方法流程为层状岩体露头裂隙大窗口测量和地质统计分析提供了参考,研究结果对加深研山铁矿薄层状岩体结构特征认识和揭示滑坡机制具有重要意义。