民采空区规模对露天矿边坡稳定性的影响分析

结合孝义铝矿边坡下伏民采空区分布特征,建立民采空区边坡三维有限元模型,分析了民采空区规模对边坡位移场、最大应变、最大主应力和最小主应力的影响.结果表明:民采空区规模对边坡主应力的影响非常显著,民采空区规模越大,民采空区顶板拉应力集中程度越高,民采空区和边坡在外力扰动下越容易发生破坏;民采空区规模越大,边坡竖直方向位移越大,民采空区规模对边坡最大主应变的影响并不明显.     

采空区对边坡稳定性的数值模拟研究

为了研究采空区对边坡的稳定性影响,对含采空区的边坡进行调查研究,分析采空区顶板的稳定性;利用有限元分析软件建立含不同跨度、位置和双层采空区的边坡模型,采用强度折减法求解边坡的安全系数,并确定最危险滑动面,分析边坡安全系数与三者之间的变化关系。结果表明,对于含不同位置、不同跨度和双层采空区的边坡,安全系数均有不同程度的下降,单采空区最大降幅为10.7%,边坡最可能滑动的位置均是边坡坡顶至坡脚的圆弧面;而双采空区最大降幅为17.9%,边坡最可能滑动的位置是坡顶与采空区上部。该研究成果可为类似采空区边坡的稳定性研究提供参考。     

民采空区走向对露天矿边坡稳定性的影响分析

民采空区走向是影响露天矿边坡稳定性的重要因素之一。在现场调查的基础上,采用有限元法分析了不同民采空区走向下边坡的位移场和应力场。研究结果表明:民采空区走向与边坡面斜交时,顶板拉应力集中程度最高,在外力扰动下发生坍塌、导致边坡失稳的可能性最大;民采空区与边坡面平行或垂直时,顶板应力集中程度较小,民采空区的存在对边坡稳定性影响不大。     

流变作用下露采岩质边坡和采空区的稳定性分析

针对井下开采转露天开采现状,分析了岩体材料蠕变力学特性对采空区和边坡稳定性的响应。采用改进的西原蠕变模型,对边坡安全系数的求解进行了推导,然后通过工程算例进行了数值计算,研究了采空区安全顶板的厚度和采空区边坡稳定性的影响。计算结果表明:蠕变效应下,采空区安全顶板的厚高比要比工程经验规定的值偏大,且采空区边坡垂直位移的变化对其稳定性有显著的影响,拉剪塑性区主要分布在边坡的中上部和深部采空区,并不是在矿体中,算例验证了该模型的计算是可靠的,为采空区边坡的稳定性分析提供了参考。     

不同开采位置对边坡稳定性影响的数值模拟分析

边坡下伏煤层的开采对边坡稳定性的影响较大,可能会直接导致边坡失稳。文章应用Midas数值模拟分析软件,分析了采空区位于边坡不同部位时边坡的整体变形位移、应力分布特征和塑性变形情况。结果表明,采空区所处位置对于边坡稳定性有很大影响。当采空区位于坡体中下部时,对坡体稳定性的破坏作用最为明显;当采空区位于坡体中部时,对边坡的破坏程度次之;而当采空区位于坡体坡脚或者位于坡体后部时,对坡体稳定性的影响并不明显。     

某矿地下采空区对边坡稳定性影响的研究

针对含采空区边坡的稳定性问题,考虑不同跨度采空区及不同厚度边坡保安矿柱对边坡稳定性的影响,基于强度折减法的基本原理,利用FLAC~(3D)软件,分别模拟4种情况(包括20种情形)下的边坡稳定性。通过对比不同跨度采空区和不同厚度边坡保安矿柱的边坡应力、塑性区和安全系数变化情况,分析地下采空区对边坡稳定性的影响规律。分析结果表明:在边坡保安矿柱厚度一定时,采空区跨度越大,边坡稳定性越差;在空区跨度一定时,边坡稳定性性受保安矿柱厚度和采空区与边坡潜在滑动面的相对位置共同影响,保安矿柱厚度变化时,采空区与边坡潜在滑动面的相对位置也相应发生变化,从而导致在一定范围内,随着边坡保安矿柱厚度的增大,边坡安全系数出现先减小后增大的现象。     

地下老采空区对边坡稳定性影响的FLAC分析

针对夹沟铝矿地下采空区的分布, 建立了FLAC模型, 分别研究了3种跨度采空区在9种不同位置时, 地下老采空区的露天矿边坡在开挖过程中的应力场、位移的变化情况, 并计算了相应的安全系数, 从而得出了地下老采空区对边坡稳定性的影响规律, 最后对夹沟铝矿边坡失稳进行了分析。     

灵宝铁矿采空区充填稳定性分析

为避免灵宝铁矿露天边坡滑坡及采空区失稳垮塌,拟对-50 m水平采空区进行充填处理。采用三维有限元法对未充填、石灰土和尾砂充填下的露天边坡及采空区的稳定性进行模拟分析,得出在充填情况下,露天边坡及采空区稳定性得到有效改善。通过对比两种充填方案的施工工艺、经济成本等,建议该矿采空区采用尾砂充填方案。     

采空区处理对上部采场边坡稳定性影响的研究

目前边坡稳定性研究较多,也取得了很多成果,但针对地下开采转露天开采的边坡稳定性影响、边坡安全控制关键因素研究甚少。针对采场底部空区采用废石充填、上部空区采用崩落隔离矿柱的空区处理工艺,分析采空区进行崩落隔离矿柱对边坡坡脚应力释放、采场边坡脚距空区水平距离影响。根据边坡应力、应变和塑性区发展趋势得出:随着采场边坡脚距空区水平距离的加大,空区底部剪应力呈线性减小趋势;采空区处理时坡脚距采空区水平距离为影响上部采场边坡稳定性的关键因素。结果为地下转露天开采的边坡加固提供了依据。     

复杂采空区群影响下露天边坡稳定性特征及危险区区划研究

为研究复杂采空区群影响下的边坡稳定性特征,针对银山露天矿现状边坡与二期边坡,采用FLAC3D三维数值模拟方法,基于复杂采空区群与露天边坡形成历史的返演,计算了固定长高比的三维边坡模型在不同边界约束下的安全系数,并分析了复杂采空区群影响下边坡的整体稳定性特征以及单个采空区对边坡局部稳定性的影响,从而对露天矿开采过程中边坡岩体潜在危险区域进行了分类区划。研究成果为银山露天矿山安全生产防控提供了可靠依据。     

采空区上边坡稳定问题

采空区上边坡稳定性有三种情况:产生滑坡或崩塌;虽然地表严重开裂但边坡和山体仍长期保持稳定;虽处采空塌陷区外侧,但因位于塌陷盆地外边缘鼓张区而发生地面隆起。文中系统地论述了稳定分析的基础工作,即“三下采煤”理论、方法的运用,工程地质条件的基本研究和岩体工程地质力学研究、分析与评价。指出了采空塌陷对其上或邻近边坡稳定性影响的三方面因素。系统地阐述了采空区上边坡稳定分析步骤、方法和评价原则及第四纪土质边坡的稳定性分析、评价要点。最后以三个典型实例介绍了采空区上边坡稳定性三种不同后果。     

露天矿边坡与地下采空区相互作用的数值分析

利用SURPAC建立露天矿边坡和地下采空区相互关系的三维数值模型,然后,通过自编的SURPAC-FLAC3D转换接口,将所建立的三维模型导入FLAC3D进行计算,对比了边坡岩体中存在空区和无空区情况下,岩体的应力和变形特征,得到:(1)有采空区情况下,空区周围出现明显应力集中现象,应力形式主要为压应力;采空区的存在阻隔了应力的传递;(2)采空区使边坡开挖后的水平位移明显增大,而边坡的开挖也使采空区周围的应力场发生了相应的变化,空区周围出现破坏区;(3)采空区对边坡塑性区分布造成一定影响,降低了边坡的稳定性.     

二次卸荷中边坡应力变化规律的相似试验研究

通过相似试验,研究了驻留矿体开采边坡岩体应力变化机理,分析了边坡稳定性情况。研究表明,在露天开采过程中,水平应变呈增加趋势,地应力向露天采空区方向卸荷;驻留矿体的开采过程中,水平应变呈减小趋势,边坡内部应力重新分布,地应力向地下采空区方向卸荷,在地下采空区周围形成应力集中区,从而使边坡表面水平应力呈减小趋势。但驻留矿体的开采不会对边坡的稳定性产生较大影响。     

某铁矿局部坡体稳定性评价及治理设计

基于地表调查、物探等综合手段和理论分析,利用采空区覆岩变形机理、岩体结构特征、几何要素特征和变形时间效应,建立了力学分析的地质力学模型,采用了多种数学力学方法和先进的三维数值模拟技术,分析了采空区覆岩变形对边坡稳定性的影响机理和强度,验算了边坡的稳定性.经工程判断,验算结果可靠,并依此进行了边坡治理设计.     

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。     

山心村露天煤矿露天采空区边坡治理

山心村露天煤矿采空区边坡高陡,地质灾害频发。对采空区治理提出回填压脚和清帮措施,并对治理前后进行边坡稳定性验算,分析得出治理工程的实施能够有效提高边坡的稳定性,降低滑坡几率。     

晋宁磷矿地下开采相似模拟试验研究

以晋宁磷矿6号坑为研究对象,采用相似模拟试验方法,对缓倾斜薄至中厚磷矿体采用露天转地下充填法开采后的采场变形规律、破坏方式和边坡稳定性进行了分析研究,结果表明:在地下开采过程中,采空区上方边坡的稳定性会随着开采的推进而逐渐降低,当开采至边坡坡脚附近时,边坡的位移和应力变化比较剧烈,边坡的稳定性下降也相对较大。因此,在地下开采过程中,加强采空区上方边坡的监测对于边坡的稳定和地下采场的安全具有重要意义。     

地下开采引起覆岩破坏及边坡变形的数值模拟

以安家岭矿区为背景,使用基于连续介质力学的离散元方法(CDEM),对地下开采引起的上覆岩层破坏及边坡变形的全过程进行了数值模拟。通过对采空区上覆岩层的竖向应力变化分析发现弯曲带与垮落带和裂隙带总厚度之比约为0.5;通过对岩层变形破坏演化过程分析得到初次垮落步距约为115¹65 m,采空区达到露天坡下方时,上部坡体向采空区垮落,产生张拉裂缝;边坡以层间水平错动为主,同时伴有朝向采空区的塌陷,不会直接滑坡;对比分析算例表明压脚措施可减少边坡向露天矿一侧的水平位移。     

地下开采引起覆岩破坏及边坡变形的数值模拟

以安家岭矿区为背景,使用基于连续介质力学的离散元方法(CDEM),对地下开采引起的上覆岩层破坏及边坡变形的全过程进行了数值模拟。通过对采空区上覆岩层的竖向应力变化分析发现弯曲带与垮落带和裂隙带总厚度之比约为0.5;通过对岩层变形破坏演化过程分析得到初次垮落步距约为115~165 m,采空区达到露天坡下方时,上部坡体向采空区垮落,产生张拉裂缝;边坡以层间水平错动为主,同时伴有朝向采空区的塌陷,不会直接滑坡;对比分析算例表明压脚措施可减少边坡向露天矿一侧的水平位移。     

输煤巷道安全距离设计及其稳定性

为掌握复杂因素作用下输煤巷道破坏和失稳原因,采用A.H.威尔逊法及FLAC3D有限差分软件,分析采空区和边坡开挖土体卸荷复杂因素对输煤巷道稳定性的影响,得出采空区本身对输煤巷道的影响不大,但边坡土体卸荷后,采空区与边坡土体的塑性区重合。在采空区与土体卸荷耦合作用下,塑性区扩展到左侧巷道,建议巷道施工时对左侧巷道进行重点支护,以确保矿区安全生产。