关键层耦合作用下露井联采边坡滑动深度分析

通过理论分析和相似材料模拟实验,提出了控制露井联采边坡稳定的"关键层"概念,研究了"关键硬岩层"与"关键弱层"耦合作用下的露井联采边坡变形破坏机理。建立工程力学模型,推导出了关键层耦合作用下露井联采边坡滑动深度的预计公式,以平朔矿区安家岭露天矿北端帮井工开采引起的边坡滑动为工程实例,对公式的适用性进行了验证,结果表明,预计结果与相似材料模拟实验结果、现场位移监测结果三者基本吻合。通过研究,实现了露井联采边坡潜在滑移深度的合理预计,为露井联采时空关系优化、边界参数合理确定、边坡变形监测与失稳治理等工作提供了依据。     

露井联采作用下边坡变形破坏机理浅析

通过井工开采对露天矿边坡的诱发变形破坏机制的初步分析,详细论述了露井联合开采条件下的边坡岩体变形规律及特征,井工开采对边坡岩体强度及变形的影响,并对露井联采的变形破坏机制做了进一步的探讨。     

露井协采边坡变形破坏规律与失稳机理研究

基于现有关键层理论,提出了控制露井协采边坡稳定性的"关键岩层"概念,以平朔矿区露井协采为例,研究了露井协采边坡的变形破坏规律及岩层移动规律;采用物理模拟和数值分析相结合的方法对理论分析结果进行了验证。研究结果表明:在"关键岩层"耦合作用下,露井协采边坡各平盘主要表现为沉降滑移破坏和潜在滑移破坏2种变形破坏模式,露井协采边坡的稳定性取决于关键硬岩层提供的滑动力和关键弱层提供的抗滑力之间的抗衡关系,物理模拟、数值分析结果与理论研究结果基本吻合。     

采动边坡失稳的动力过程及典型变形破坏机理

以平朔矿区露天井工协调开采工程实践为背景,采用物理模拟与数值分析相相结合的方法,分析了采动边坡的变形破坏特征与应力分布规律,揭示了"关键硬岩层"与"关键弱层"耦合作用下采动边坡的变形破坏模式与典型失稳机理,提出了采动边坡变形破坏演化的四阶段理论,即表生改造、结构改造、时效变形和最终失稳(稳定),建立工程力学模型,推导出了采动边坡进入时效变形和最终失稳(稳定)阶段的判据。     

露井联采条件下采动边坡的变形机理研究

通过对露井联采下采动边坡的分析,建立采动边坡梁模型,根据梁的受力及变形,得出梁变形产生拱的范围,即影响边坡范围;利用顶板破断后形成的沉陷范围,给出了采动边坡稳定系数计算方法,并得到最安全采深,结合安家岭露井联采的实践及边坡位移监测,得出902工作面采动下边坡稳定系数为1.38,最大安全采深为309 m。研究结果表明,露井联采条件下采动边坡变形是由于顶板变形引起的岩层倾角变化引起的,可为露井联采采动边坡稳定治理提供理论依据。     

安家岭露天矿井采影响下北帮边坡变形破坏机理研究

安家岭露天煤矿是我国特大型露天煤矿之一.为提高煤炭资源回收率,增建生产能力为500万t/a的斜井,开采太西区和上窑排土场区的煤炭资源,形成了露井联采格局.井采对露天矿北边帮稳定性造成威胁,使露天矿边坡变形破坏机理与一般边坡不同.论文通过理论分析、建立边坡变形破环模型,分析井采影响下边坡变形破坏机理,从力学特征、岩石破坏...     

井采影响下边坡岩体变形破坏规律研究

针对Ⅱ型露井联采,露天转地下开采的情况,对井采影响下边坡岩体变形机制、地表移动特征及其对边坡岩体强度的弱化等进行了探讨。安家岭露天矿西排土场北部变形区实例分析表明,受井采影响,边坡上部土体由于沉陷变形出现差异性拉张裂隙,形成主动下沉滑移段,前缘被动段以沿弱层滑移的水平位移为主,数值模拟结果与现场实际基本吻合。     

露天-井工联合开采下关键层模型的应用

依据先露采后井工联合开采的特点,确定煤层顶板中某一坚硬的岩层为关键层,并将关键层看作弹性地基上的梁,利用组合梁原理计算关键层梁的上部荷载,通过对关键层梁应力和变形的计算,得到其关键岩梁断裂在下部煤层中的应力分布规律,提出以边坡下巷道稳定为判断准则,确定井工开采工作面合理的停采线位置。利用该方法成功地解决了平朔矿区边坡下大巷稳定的问题。     

露井联采耦合作用下黄土高台阶边坡稳定性研究

由于露天开采与井工开采相互作用,相互影响,形成1个复杂的动态耦合场,为解决露井联采耦合作用下黄土高台阶边坡的稳定性问题,以安家岭露天矿为工程背景,以Geo-Slope软件为平台,采用摩根斯坦-普瑞斯(Morgenstern-Price)法,针对典型剖面进行了稳定性分析与评价,得出边坡稳定系数小于安全储备系数的结论,据此提出相应的变形破坏防治措施和建议。     

露井联采合理边坡保护煤柱宽度确定

针对近水平赋存煤层,分析露井联采技术适用条件,总结露井联采下边坡的变形破坏机理。根据我国内蒙古某露天矿的物理力学参数建立数值模型,利用UDEC2D软件模拟不同边坡保护煤柱宽度开采方案,通过理论分析和数值计算确定工作面覆岩移动规律,对比分析各方案从而优化保护煤柱宽度参数,综合考虑边坡稳定性及资源开发利用率,最终确定合理边坡保护煤柱宽度为100 m,为类似露天矿山开采提供理论依据。     

复合采动条件下采动边坡变形破坏研究

随着矿山开采逐步发展,井工开采会对边坡原有平衡状态造成破坏,从而使边坡稳定性降低,在此基础上采用相似模拟试验对复合采动下采动边坡变形破坏进行研究。研究结果表明:在井工开采掘进情况下,4~#矿层的初步来压步距、垮落高度、垮落角,还有9~#矿层的初步来压步距、垮落高度、垮落角,符合实际工程状况;随着4~#矿层采掘长度的加大,坡体内部覆岩在不同作用力下沉降也在不断加大;随着9~#矿层采掘长度的不断加大,坡体沉降和塌陷也在不断加大。     

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。     

矿山开采诱发边坡形变规律分析及控制对策

以某矿山开采边坡为背景,综合分析了该边坡周边区域的工程地质条件,基于SLIDE软件平台构建了边坡稳定性计算模型,对强降雨及削坡条件下边坡岩土体的稳定性与排水条件下边坡岩土体的稳定性进行对比分析,并对边坡变形发展特点和滑坡的发生机理做出判断。通过对不同边坡模型的计算,明确了以上各条件对边坡稳态的影响,研究结论可以为该边坡的稳定性控制及滑坡预防提供依据。     

弱层控制顺层岩质边坡稳定性及破坏模式分析

为了分析软弱层强度弱化过程中该类边坡稳定性的变化规律及降雨作用下边坡的失稳模式,采用GeoStudio建立分析模型,选取滑带土强度弱化过程中具有代表性的4组特征参数,分析了滑带土强度弱化过程中边坡的稳定类型,并对降雨过程中边坡内的渗流情况、边坡稳定性的变化规律及失稳时滑带的最大剪应变特征进行分析。     

单一关键层位置对保护层开采效果的影响

为了探究单一关键层位置对保护层开采效果影响,应用FLAC3D数值模拟软件模拟关键层在不同位置下,被保护层的卸压效果、位移以及膨胀率的变化。研究结果表明:关键层位于保护层上方5、15、30 m时被保护层的卸压系数分别为0.25、0.3、0.35,膨胀率为4.3‰、3.5‰、2.2‰,得出关键层距离保护层越近被保护层的卸压程度越高。     

黄土沟谷区浅埋煤层开采斜坡变形破坏机理

为了分析浅埋煤层开采条件下黄土沟谷两侧斜坡的变形破坏机理,基于隆安煤矿深岩沟区域煤层开采地质条件,采用三维数值模拟计算以及理论分析相结合的研究方法,研究了煤层开采后上覆岩土体的应力分布规律、两侧坡体位移分布规律、变形破坏特征以及失稳破坏过程等。结果表明：沟谷两侧斜坡位移以竖直方向为主,水平方向位移均指向采空区中心。斜坡根据变形特征可分为4个变形区：采空区上方一定高度范围内的覆岩冒落塌陷区|采空区中部的松散土体弯曲沉陷区|松散土体弯曲沉陷区和地表移动边界之间的拉裂-倾倒区|地表移动边界之外的未影响区。斜坡的失稳破坏过程可以分为4个阶段：中部沉陷—两侧及后缘拉裂—剪切变形—失稳破坏。研究成果可以为黄土沟谷区域地质灾害评价、采动边坡变形破坏预测以及地表保护提供借鉴。     

倾斜基底排土场边坡变形破坏底面摩擦模型实验研究

某露天铁矿废弃排土场高134 m,基底为粉质黏土,平均厚度为12.65 m,基底坡度前缓后陡,后部坡度达16°。运用底面摩擦模型实验,研究基底在天然状态和饱水状态下的排土场边坡的变形破坏特征,并对排土场边坡潜在破坏的演化过程和诱因进行了探讨。基底天然状态下排土场边坡整体稳定,仅在下部边坡发生局部破坏。基底饱水排土场边坡沿粉质黏土层发生整体滑动。排土场的潜在破坏模式为滑塌-牵引-推移复合破坏模式,首先是排土场前缘一级边坡失效,沿基底粉质黏土层剪出;然后是边坡前缘侧向支撑力降低导致二级边坡临空面加大,潜在滑面逐渐扩展至二级边坡水平;最后是排土场边坡出现整体滑移,后缘张裂牵引排土场顶部,并沿张拉裂缝下挫至二级边坡,并继续推移下级边坡滑移,最终形成前部鼓胀后缘下挫的稳定状态。     

司家营露天矿边帮潜在破坏模式分析及重点区域治理方案

利用RG电视测井仪和3GSM三维岩体不接触测量技术,对采场进行了矿岩体裂隙和结构面数字摄影测量,分析了边坡岩体结构面特征。以典型剖面为例进行了滑坡赤平极射投影运动分析,对采场边坡潜在破坏模式进行分区,结合FLAC^3D软件的矿区边坡整体及重点区域稳定性分析结果,提出了适用于该矿山的边坡加固方案,并通过数值计算分析确定具体优化参数及最终境界锚固方式。研究结果表明:矿区东帮N24～N28线为重点治理区域,其主要破坏模式为顺层滑移,即平面破坏模式,原有加固方式存在优化空间。     

井采扰动露天矿边坡变形机制与滑坡防治技术

为解决井采扰动下露天矿边坡稳定性问题,采用理论研究与现场相结合的方法,对露井联采条件下边坡变形机制进行了探讨;结合安家岭露天矿北帮与2#井工矿生产实际,在监测监控的前提下,通过优化露井时空关系等方式对其进行治理,保证了安家岭矿在露井联采条件下安全高效生产。