露天采矿爆破振动过程中边坡稳定性极限分析

为了确保露天采矿施工作业能够安全有序地进行,提出露天采矿爆破振动过程中边坡稳定性极限分析方法。根据摩尔-库伦屈服理论构建采矿爆破振动作用下边坡破坏机构模型,在模型上求解边坡爆破荷载外力、自身重力做功功率,以及内部有效黏聚力、毛细黏聚力引起的内部能量耗散率,利用强度折减法求出边坡稳定性极限值。经实验证明,设计方法分析偏差较小。     

爆破振动对排土场稳定性影响的数值模拟研究

采用数值模拟方法,结合某矿排土场的实际情况,研究不同爆破水平振动强度对该排土场边坡稳定性的影响,提出边坡能够承载的水平临界破坏振速和保障边坡稳定的安全振速。模拟结果表明,在不考虑爆破水平振动荷载的情况下,排土场边坡处于稳定状态;当考虑爆破水平振动荷载时,边坡安全系数随着爆破振速的增加而降低。取有爆破振动荷载时的边坡安全系数为1.05,主振相频率27~28 Hz,计算得出边坡安全允许振速为11.35cm/s,边坡处于破坏的临界状态时,计算得出边坡的临界破坏振速为13.3cm/s。     

露天矿边坡爆破对既有隧道的影响分析

针对某露天矿边坡爆破开挖工程对山体内邻近既有隧道的影响问题,依据有关规范及参考国内类似工程的经验,确定该隧道围岩质点振动速度控制标准为20 cm/s。对现场爆破荷载作用下隧道围岩质点振动进行了跟踪监测,提出了测点仪器安装方案,对隧道围岩质点振动衰减规律进行了分析,水平径向、水平切向和竖直向峰值振速衰减规律拟合系数均在0.85及以上,并及时反馈信息,优化爆破参数。结合数值分析,得到了隧道围岩振动速度与动应力分布规律,计算得到围岩质点振动峰值速度为19 cm/s,验证了预估药量的可靠性,为工程的顺利进行提供了安全保障。     

爆破振动载荷对露天边坡稳定性影响数值模拟研究

边坡稳定性是影响露天矿山安全的重要因素之一,关系着矿山的人员财产安全,而矿山日常生产中的爆破活动又是影响边坡稳定性的重要因素之一。通过对某矿区进行现场工程地质调查等获得了边坡岩体力学参数,同时,采用强度折减法,利用FLAC3D软件,对矿区4个分区边坡在爆破振动荷载下的稳定性系数进行了分析计算。计算分析结果表明,此矿山在爆破振动荷载工况下各分区边坡的稳定性系数均大于许用安全系数,处于稳定状态。     

空区与爆破动载荷双重扰动下临界振速及安全距离计算

通过对实测爆破震动数据的分析,并结合相关数值模拟方法,对空区与爆破动载荷双重扰动下的露天边坡进行了稳定性分析,得出边坡的安全系数为1.04,水平与竖直方向的临界安全振速分别为9.948,4.488cm/s。在爆破振速衰减规律与安全振速结合分析的基础上,反推出了露天边坡爆破的安全距离,为矿山安全生产提供了科学依据。     

露天矿爆破荷载等效施加方式的探究

为了较为准确数值模拟爆破荷载的等效施加方式,基于强度折减法基本理论分析边坡稳定性,针对露天矿爆破开采时的特殊爆破荷载,提出了能够仿真模拟实际爆破荷载的等效加载方式。该等效加载方式首先对露天矿爆破荷载进行分析,爆破荷载是由爆源中心环向向四周传递,将爆破荷载等效加载到粉碎区外边界上,与实际的炮孔爆破荷载形式较为吻合;利用FLAC3D建立露天矿边坡数值模型,分析在爆破动载下边坡的动态响应特征,运用强度折减法计算得到露天矿边坡的动力安全系数。最后与以往将爆破振动施加到模型边界的等效施加方式进行对比,验证了此等效施加方式应用于爆破动载下露天矿边坡稳定性分析中的可行性与合理性。     

露天矿边坡爆破振动监测与评价方法的研究

利用速度传感器、爆破振动自记仪和随机信号与振动分析系统软件包对某露天铁矿边坡爆破地震质点振动进行现场监测 ,探索边坡上爆破地震波的衰减规律。通过对边坡爆破振动数据的计算与分析 ,采用基于振动强度的质点垂直振速评价方法 ,得到爆破地震波在边坡中的衰减经验方程 ,可有效地预测和评价边坡的爆破振动危害。     

露天矿爆破对边坡体内巷道的影响分析

通过对某露天矿山爆破振动对其边坡体内巷道的影响分析,给出了爆破产生的振速、频率、波延时间是评判影响巷道的重要参数,并计算出该矿爆破震动在巷道壁面岩石质点处的振动速度V=2.66 cm/s,得出该矿爆破产生的振速能够控制在《爆破安全规程》要求的范围内。     

灰岩矿露天边坡滑动模式及稳定性计算分析

针对矿山开采设计阶段露天边坡稳定性定量分析问题,对河南省大型露天灰岩矿边坡特征、边坡潜在滑动模式及滑动面形态进行了分析研究,并采用极限平衡法和强度折减法对其进行了稳定性计算,结果表明灰岩矿露天边坡稳定性系数为1.48~2.12,整体稳固性好,平面形破坏较圆弧形破坏稳定性系数偏大;强度折减临界破坏时近似为圆弧形破坏,两种方法计算结果接近,与现场终了边坡稳定状态吻合。     

爆破荷载作用下岩质边坡稳定性研究进展

爆破荷载是导致边坡失稳的重要外部因素。与土质边坡相比,由于节理面的存在,爆破荷载下岩质边坡稳定性研究更加复杂。综述节理对爆破应力波传播特性的影响规律以及爆破荷载作用下岩质边坡数值计算要点,并从岩质边坡自身特点、爆破应力波振动特性以及爆破荷载与其他外界因素耦合3方面详述岩质边坡动力稳定性研究现状,总结得出节理力学性质及分布,爆破应力波振动速度、频率及其衰减规律等因素是岩质边坡极其重要的稳定因素。最后,对爆破荷载作用下岩质边坡稳定性研究进行展望,为进一步深入研究奠定基础。     

露天深孔台阶爆破振动特征分析及安全控制

为了分析爆破振动作用下露天开采临近巷道稳定性问题，开展爆破振动监测试验。通过对矿山工程概况和爆破参数的调查，设计监测方案，统计分析监测结果。结果表明：最大爆破振速为3.53 cm/s,小于极限值5 cm/s;三个方向振速衰减方程可以较好地描述振速衰减规律；爆破振动速度随着爆心距的增大而降低，爆破振速在垂直方向衰减最快，径向次之，水平方向衰减最慢；基于各监测点的主频率在20～100 Hz之间振频分布范围较广，最大值较高；在不考虑重复导致围岩爆破损伤积累的前提下，露天开挖爆破振动不会引起平硐的破坏。     

安太堡露天矿爆破震动对端帮运输巷道的影响

通过对露天矿山爆破震动对其边坡体内的巷道的影响分析,给出了爆破产生的振速、频率、波延时间是评判影响巷道安全的重要参数,并计算出该矿爆破震动在巷道壁面岩石质点处的振动速度V=2.66cm/s,得出该矿爆破产生的振速能够控制在《爆破安全规程》要求的范围内。     

地下开采扰动下高陡边坡稳定性研究

针对露天转地下过程中境界下矿体上向进路充填方案,采用数值分析方法,开展地下开采方案对露天边坡稳定性影响研究,完成了离散元大变形数值模拟、有限元静力、爆破动载荷下边坡稳定性计算.计算结果显示垂直矿体走向布置,采高4m采宽4m的进路式回采,采用隔一采一的回采顺序,C20素混凝土及时充填进路的开采方案,当露天边坡的安全系数为1.50时,在距离边坡最近的采场进行生产作业,塑性区尚未贯通,未产生贯通的滑移带.在爆破动载荷下,距边坡最近点坡脚处产生的震动速度为3.2cm/s,小于边坡安全允许规程.离散元计算结果显示,境界下矿体回收后边坡安全系数虽下降到1.453,但边坡仍属于一级边坡.截至2011年5月,境界下矿体回收充填完毕,边坡工程稳定性良好,未出现滑坡、坍塌、下沉等工程灾害.     

露天矿爆破对边坡体内赋存巷道的影响分析

通过露天矿山爆破震动对其边坡体内赋存的巷道的影响分析,给出了爆破产生的振速、频率、波延时间是评判巷道影响的重要参数,并计算出该矿爆破震动在巷道壁面岩石质点处的振动速度V=2.66cm/s,得出该矿爆破产生的振速能够控制在<爆破安全规程>要求范围之内的结论.     

基于极限平衡的不同类型边坡稳定性分析计算方法探讨

针对不同类型的露天矿山边坡,其破坏方式和计算边坡稳定性的方法也有所不同。本文旨在通过分析某铁矿的8处典型区域剖面的地质赋存条件,基于极限平衡理论,分别选用合适的计算方法对边坡稳定性进行校核。采用Geostudio软件的SLOPE/W模块进行计算,分别模拟边坡在自重+地下水、自重+地下水+爆破振动力、自重+地下水+地震力三种荷载下的安全系数,结合边坡特点,比较瑞典条分法、Bishop法、精确Janbu法和Morgenstern-Price四种方法的适用性和优缺点。可为同行业在边坡稳定性分析选用合适的计算方法方面提供更多的参考。同时,结合矿山实际,对不同类型的边坡提出了针对性的治理建议。     

工程扰动下矿山高陡边坡力学响应规律研究

露天矿山中存在大量的高陡边坡与凹陷露天深坑,受区域环境影响,开采过程中各种生产扰动可能会造成滑坡、滚石等现象,威胁生产安全。基于高陡边坡稳定性分析相关理论,综合考虑工程区域地质条件,建立了边坡稳定性分析的数值模型。采用显式—隐式结合的计算方法,通过LS-DYNA软件对露天矿山高陡边坡爆破布置方案进行模拟,实现了计算结果的唯一可解性、无条件稳定性和收敛性。从时变角度对静力场应力迁移与动力扰动的共同作用进行了研究,针对扰动影响开展了动静耦合力学响应规律分析。研究表明：①上覆岩层剥离后边坡体坡面及台阶位置产生卸荷力学行为,坡顶位置振动速度较大,生产中坡顶易发生碎石滚落,需重点防范;②在工程爆破中,炸药量越大,塑性范围随之呈正比增长关系。爆心距较大的单元变形受地应力作用影响明显,爆破动力仅提供初始扰动作用。③根据不同药量爆破动力强度的分析,为了减震降灾,应当尽可能维持最优药量爆破,或者采用预裂爆破形式,削弱爆破振动对周边环境的影响。通过完成矿山高陡边坡稳定性优化研究,实现了动静荷载还原的边坡稳定性时程分析,可为露天矿山开采扰动影响的预测预警提供参考。     

爆破动力荷载下边坡稳定性的时程分析

针对露天矿开采过程中,爆破开挖作业对最终边坡稳定的影响问题,采用动力有限元法分析爆破过程中边坡的稳定性随时间变化情况。首先建立矿山边坡的二维有限元模型,利用有限元强度折减法求解,得到边坡的最危险滑动面及折减安全系数;再根据得到的最危险滑动面,重新建立边坡和炸药的三维实体模型,布置爆破孔网参数并设置各个炮孔的起爆时间,通过LS-DYNA大型动力有限元程序,求解边坡在炸药爆炸后30 s时间内的动力响应过程。结合极限平衡法和动力有限元法计算结果,计算边坡在同时起爆方式下每一时刻的安全系数。提出应根据边坡时程安全系数及边坡滑面单元是否同时发生整体破坏等条件综合评价边坡稳定性。数值模拟结果能够动态显示爆破过程中边坡的应力、应变状态,计算结果与极限平衡法计算结果接近,可以为露天矿爆破设计提供参考。     

爆破振动对露天矿边坡稳定性的影响

为了研究爆破振动对边坡稳定性的影响规律,揭示关键的技术参数,建立了考虑振动应力的平面滑动稳定系数计算公式。借助数值模拟分析了布沼坝露天矿西帮变形区受爆破振动影响时的稳定系数变化规律。结果表明：边坡稳定系数随着与爆源中心距离的增加呈对数规律增长,当影响距离超过300 m以后,爆破振动对西帮边坡稳定性的影响可以忽略。边坡稳定系数与振动速度曲线的协同性较高,峰值出现的时刻相同,振幅满足比例关系。     

爆破扰动下顺层岩质破碎高陡边坡的稳定性监测与数值分析

高陡顺层岩质边坡历来是国内外学者重要的研究内容,高陡顺层岩质边坡稳定性对于露天矿山的安全建设具有重要意义。因此针对某露天矿山终了顺层岩质边坡的稳定性进行了研究,旨在分析该矿山顺层岩质边坡在爆破扰动下的稳定性,通过采用室内岩石力学试验、爆破振动监测法以及数值分析法对该矿山两种爆破条件对顺层边坡的扰动进行了全面的研究。研究结果显示,在两种爆破条件下,顺层边坡结构面处的位移均呈现出由上至下逐渐增加的趋势,且超过结构面一半时,位移显著增加,且当主爆区爆破时,在爆破扰动下,边坡的安全系数为1.66;当预裂孔爆破时,边坡的安全系数为1.61。说明越靠近顺层边坡的结构面时,边坡的稳定性受爆破的影响越敏感,且在主爆区的频繁爆破扰动下,边坡的稳定性已经受到影响,因此在越靠近结构面的预裂爆破起爆后,边坡的稳定性会降低,但根据安全系数的计算结果可知,不同爆破条件下边坡均处于稳定状态。此项研究为该矿山的设计提供了宝贵的理论依据,为今后矿山的设计、生产均提供了可靠的指导。     

石灰石矿山台阶边坡爆破振速安全阈值研究

爆破是矿山露采的必要手段,爆破振速安全阈值的确定对矿山台阶边坡的安全开采起着重要的作用。以四川兴联石灰石矿山台阶边坡为例,采用速度判别法,选取规范中的爆破振速安全阈值为拟静力法和动力显示分析法作参考;采用拟静力法,选取优势结构面作为潜在滑动面反演得到爆破振速安全阈值;采用ANSYS/LS-DYNA的动力显示分析法,建立台阶边坡模型,选取模拟监测点数据与实际监测数据进行对比,并结合质点振动速度与应力进行回归分析得到爆破振速安全阈值。通过对三种方法的对比研究得到,拟静力法与动力显示分析法得到的结果接近,且符合速度判别法中的规范。综合三种分析方法最终对台阶边坡爆破振速安全阈值进行合理取值。