地表位移—微震联合监测在某露天矿边坡监测的应用

某大型露天矿山在解决边坡灾害过程中,为准确地预判边坡变形趋势、范围开展了微震、地表位移联合监测。在微震及应力监测中,通过采用图像识别技术,对采场边坡赋存状态有了宏观把握,根据强度试验,得到了基于岩石指标的数值模型,通过多点同源定位技术,锁定重点关注边坡滑坡危险区域。通过对监测数据时间—位移分析,实现了对重点部位的安全性监测,不同监测点处边坡受雨季影响不同,局部边坡周期变形幅度较大。边坡微震、地表位移的联合应用,有利于深入开展边坡灾害防治技术机理研究,能有效整合、综合评判边坡稳定性,是一项互利互补的技术。     

露天转地下开采边坡滑动面标定的新思路

结合露天转地下开采边坡的工程特点、现有的高陡岩质边坡的微震监测结果及滑坡实例的分析,指出:对露天转地下开采边坡稳定性的研究,如果只进行单一的数值计算分析,其模型及参数的可靠性和适用性缺乏实际物理反馈信息的验证;如果只进行单一的损伤定位的微震监测,则对于损伤形成机理分析缺乏理论依据且无法给出边坡的实时安全系数。认为建立以微震物理信息为基础、以微震源能量-岩体损伤表征关系为纽带、微震监测-数值分析相结合的滑动面时空基准标定方法,是开展露天转地下开采边坡稳定性研究的可尝试新思路。     

研山铁矿西帮反倾岩质边坡变形监测及数值模拟分析

针对研山铁矿西帮反倾岩质边坡开挖稳定性问题,建立了集成钻孔测斜仪、锚杆应力计、微震、高清摄像头等多种手段的坡内及坡表协同监测网,通过原位监测与数值模拟相结合的研究方法,对研山西帮反倾岩质边坡变形破坏机制进行了分析。结果表明:根据目前监测显示边坡仅14 m深度及以上有较小的位移变化,受降雨影响坡体内部出现明显的应力变化特征。微震事件时空分布情况及微震反演分析表明,高坡段为潜在失稳破坏区域,坡体浅层易形成拉裂松动趋势,微震事件呈现出密集—贯通性分布状态,但是沿坡脚发生切层滑移的可能性不大;根据数值模拟计算结果判断,边坡为拉应力主导的变形破坏,下部台阶受节理切割作用先发生拉裂破坏,上部台阶牵引式受拉发生倾倒破坏,整体边坡发生倾倒滑移变形。微震监测结果与数值模拟结果基本一致,研究成果对现场滑坡预警及工程防护有着重要的参考意义。     

露天矿边坡位移监测GIS可视化分析研究

以某大型露天矿边坡作为研究背景,针对该边坡位移监测所得的大量监测数据,提出了应用地理信息系统（GIS）技术手段开展边坡位移监测数据分析的研究思路,建立了包括属性数据和图形数据的GIS基础数据库。依托ArcGIS操作平台,实现了露天矿边坡位移监测数据GIS可视化研究分析。结果表明,该边坡下部区域稳定性较好,西帮边坡部分区域及东北角边坡顶部位移较大,稳定性较差。同时,应用GIS技术开展边坡位移监测数据分析,能够更加直观准确地表达边坡稳定性状况,提高了工作效率和信息化水平。     

基于全自动全站仪-微震联合监测的高陡边坡灾害预警应用

为治理融冠矿业查干敖包铁锌矿塌陷坑南面的高陡边坡,根据监测需求,结合矿山现场等综合因素,建立了一套全自动全站仪-微震联合监测系统,制定了关于微震事件、累计沉降及水平位移的预警规则。由井下的微震监测系统对高陡边坡区域的内部作出岩石破裂的预警,经全自动全站仪的地表位移监测系统给出相应的反馈,对滑坡等地质灾害的发生进行预报。通过对现场收集的典型案例进行分析,分析结果证明了该套系统具有一定的可靠性,能为类似难题的解决提供参考借鉴。     

基于梯度提升决策树的露天矿边坡多源信息融合与稳定性预测

准确预测边坡稳定性对于减少滑坡次数和降低边坡维护成本至关重要。岩质边坡作为一种典型的岩体工程,在灾害的孕育和发展过程中,工程岩体内部会产生新的裂隙,或旧裂隙发展。随着岩体内部裂隙的发展,岩体物理参数不断发生变化,因此通过监测边坡岩体的物理参数变化对岩质边坡稳定性进行预判已成为一种重要的预测手段。而传统的单一监测信息虽然能够直观地反映滑坡趋势,但其存在局部性和滞后性,并不能完整反映边坡所处的状态。基于涵盖了边坡内部和表面的微震、应力和位移等3种异构信息,提出一种利用多源监测信息融合技术对边坡进行稳定性预测分析的方法:针对大孤山露天矿边坡的实际地质条件,通过有限元强度折减法得到边坡不同状态下监测信息的变化规律,并利用梯度提升决策树(GBDT)模型对监测信息进行融合,建立了边坡稳定性预测的非线性模型,并与不同融合算法进行对比,得到如下结论:(1)将梯度提升决策树和有限元强度折减法相结合,可以实现边坡的位移、应力和微震等异构信息的融合,并以大孤山铁矿西北帮边坡实际监测数据验证了所提方法的有效性;(2)与其他融合算法进行比较表明,GBDT模型在预测精度和模型解释能力方面具有优越的性能,可以很好地...     

基于正交试验的边坡岩体参数识别

为了进行开挖阶段的边坡等效岩体参数的识别,该文基于正交试验,通过数值分析的方法确定边坡在不同岩体参数条件下的位移,并采用回归分析中的最小二乘法,建立了边坡计算位移与岩体参数之间的函数关系.然后利用现场监测信息,以实测位移与计算位移之差的平方和达到最小作为优化目标,由此确定了对应于监测位移的现状边坡的等效岩体参数,为进一步研究边坡的稳定性和进行滑坡预测奠定基础.     

凹山采场边坡多元信息监测及分析

针对南山铁矿现有主采场凹山采场挂帮矿开采、回采过程中的边坡稳定性问题,采取稳定性监测雷达、深部多点位移计和钻孔测力计3种监测手段对边坡变形进行实时监测,建立边坡表面位移、深部位移及深部应力立体监测网。根据监测分析得出如下结论：爆破振动是影响边坡稳定性的主要外因,优势结构面是影响边坡稳定性的主要内因;将边坡内部应力变化率作为边坡失稳的判据,相较于位移变化率具有超前性;建立边坡表面位移、深部多点位移和深部应力监测的多元信息监测网,能够有效地对边坡的稳定性进行预测,确保采场挂帮矿的安全开采。     

会东铅锌矿西部边坡稳定性分析

在对四川会东铅锌矿西部边坡跟踪监测的基础上,运用一元线性回归方程法和方差定义法,分析了边坡的稳定性,得出监测点位移随时间变化的回归方程,指出了该矿西部边坡应监测和治理的重点部位,并进行了系统理论的研究分析.     

基于岩体等效模型的高陡边坡稳定性研究

以厂坝铅锌矿露天采场岩质高陡边坡为研究背景,通过岩体参数设计变量的正交试验组合,采用回归分析中的最小二乘法,建立了边坡计算位移与岩体参数之间的函数关系,并利用现场监测信息,以实测位移与计算位移之差的平方和达到最小作为优化目标,由此确定了对应于监测位移的现状边坡的等效岩体参数。在此基础上,运用数值模拟方法对高陡边坡进行了干、降雨状态下的稳定性研究,得出了与现状边坡的稳定状态较为吻合的研究结果;而且结果显示,降雨渗流对边坡的稳定性影响敏感,为控制边坡稳定性的重要因素。此研究方法为不同开采工况下岩质高陡边坡的稳定性动态预测提供了基础。     

金堆城露天矿西帮裂隙对边坡稳定性影响研究

通过对金堆城露天矿西帮发现裂隙的现场调查与长期监测资料的收集整理综合分析,确定并划分影响采矿场西帮稳定性的重点裂隙带区域即西帮西北角及中部,通过深部变形监测数据与简易观测点数据的分析,查明影响边坡稳定性的主要因素,最后建议采用必要的措施来消除隐患,确保西帮最终永久边坡的稳定及矿山生产的安全。     

基于FLAC3D和Monte Carlo 法采场稳定性分析

针对云南某矿地下矿体的采场稳定性,运用FLAC~(3D)建模并进行开挖模拟,选择标高3 556~3 571 m建立采场模型,对采场长度、宽度以及高度分别为30、14和15 m的结构参数水平进行模拟,并得出开挖区域的位移应力图和顶底板的位移监测,之后运用Monte Carlo法建立极限方程,代入Matlab进行数值模拟,得出顶底板和边帮的失效概率。采场的左边帮、右边帮的失效概率较小,而顶底板的失效概率相对较大。     

安太堡露天矿边坡蠕滑区滑动机理与稳定性分析

针对安太堡露天矿西北帮边坡出现的蠕滑现象,介绍了边坡的工程背景和滑坡现状,结合位移监测数据,研究了边坡蠕滑区滑坡的主要形成因素和滑动机理,简述了蠕滑边坡的失稳预测方法。结果表明：露天矿边坡蠕滑区滑坡机理为前缘沿红黏土顺层持续蠕滑,后缘产生大量拉裂带,中部阻滑段最终被剪断导致边坡产生陡倾切层滑动;持续的强降雨是造成边坡滑坡的主要外在因素,不利的地形与地貌和地质特征与构造是导致边坡蠕滑变形的内在因素;可以通过判定边坡后缘拉裂带的裂缝深度对边坡失稳进行预测。运用基于有限单元法的MIDAS-GTS软件构建了边坡蠕滑区三维地质模型,采用强度折减法计算了边坡稳定系数,并进行了边坡的变形破坏分析和稳定性评价。结果表明：边坡天然状态下稳定系数为1.06,整个边坡蠕滑区处于临界破坏状态;边坡蠕滑区位移自上而下逐渐减小,坡顶最大位移达到0.43 m,位移变化最显著的区域分布于红黏土层,说明其发生了蠕滑变形,并形成了剪切破坏带,与坡顶拉裂带有贯通的趋势,滑坡的可能性较大,应该采取必要的工程防治措施。     

鹿鸣钼矿西-Ⅰ区边坡稳定性相似材料模拟

为了保证露天矿安全生产,需要对边坡稳定性进行分析和优化。在对鹿鸣钼矿前期的地质资料和岩石力学参数进行研究的基础上,针对矿区的弱结构面区域2-2剖面,以几何相似常数300为比例搭建实验室模型,布置位移监测点及应力监测点,模拟实际边坡开挖过程,采集相关数据分析边坡稳定性。通过模拟分析得到2-2剖面240m平台和270 m平台存在失稳的可能性。在露天边坡开挖工作中,台阶边坡容易发生变形破坏,弱结构面与断层有交叉和台阶边坡位于弱结构面区域更易发生变形破坏。研究结果为鹿鸣钼矿的安全生产提供了一定的理论依据。     

南芬露天矿高陡边坡变形监测及破坏特征研究

利用TCA系列自动全站仪对南芬露天铁矿在采场下盘形成的高差约492 m的高陡边坡的变形进行监测。经过3 a的连续监测,取得了大量监测数据。通过对这些数据进行处理和分析,发现当地表位移监测曲线进入“加速突变阶段”时,地表会产生显著变形,且累计变形量超过200 mm,峰值变形量达到650 mm。监测实践表明,该监测技术可靠性强、监测精度高、操作简便,值得在高陡边坡变形监测领域中推广。     

基于微震监测的矿山开挖扰动岩体稳定性评价

基于已有的微震监测资料,借助有限元数值模拟手段,分析深部矿山开挖条件下围岩裂隙损伤演化机制,同时探寻微震监测数据与应力场变量之间对应关系。研究结果表明：微震监测系统可以有效的识别围岩微破裂孕育机制并圈定岩体潜在失稳区域;结合数值模拟与微震监测结果发现3363号矿房围岩出现潜在失稳主要是由于矿房上覆岩层内部存在高水压含水层,在高水压力和开采扰动作用下,含水层与采空区之间形成条形的应力集中带,诱发微破裂的萌生、扩展和贯通,最终产生潜在失稳区;微震监测数据（累积事件数、累积能量、累积应力降）与应力场变量存在很好的对应关系,根据微震监测数据的时空分布规律可以对高应力区域的转移进行描述,并验证定量分析不同区域的应力状态的可能。研究结果为揭示复杂地质条件下深部矿山开挖岩体失稳机制及微震活动规律提供依据,指导矿山现场短期或者长期开采工艺的选择。     

基于GNSS技术的排土场边坡监测及稳定性研究

本文介绍了边坡工程监测技术和方法,并以大孤山铁矿废弃排土场边坡监测项目为例,运用GNSS在线监测技术,综合分析边坡变形监测数据,对大孤山排土场边坡的安全状态及稳定性进行评价。研究表明:①大孤山铁矿废弃排土场边坡各监测区域内沉降位移普遍要大于水平位移,且沉降位移的波动趋势显著高于水平位移,可知大孤山排土场边坡变形主要由沉降导致;②各监测区域的沉降位移曲线在2017年7～9月及2017年12月～2018年2月波动显著,呈现先下降后上升的趋势,与监测区域受夏季降雨影响处于活跃期以及冬季冰雪冻胀影响的情况相符,其中,降雨对监测区域变形的影响大于冰雪冻胀的影响;③球团厂、黄岭子村以及滑坡区监测区域的下部变形普遍大于上部变形,邻近滑坡区的尾矿库监测点水平位移及沉降位移要略高于尾矿库其他监测点,由于边坡底部紧邻厂区或居民生活区,应重点关注边坡底部变形,加强监测力度,确保该区域边坡稳定及安全;④综合分析可知,大孤山铁矿废弃排土场边坡划分的四个监测区域中,球团厂变形最大,黄岭子村及滑坡区次之,尾矿库稳定性良好。研究成果对同类矿山边坡工程的监测及预警具有重要借鉴意义。     

石碌铁矿北一采区露天转地下开采沉陷机理研究

露天转地下开采过程伴随着强烈的岩体移动及变形特征,引发开采沉陷问题,是露天转地下矿山安全管理方面的重点研究内容。以海南石碌铁矿北一采区为研究对象,采用FLAC3D数值模拟方法,建立考虑开采扰动的露天转地下力学分析模型,分析不同开采阶段下采区围岩、边坡岩体及地表岩层的位移、应力分布特征,根据塑性区变化特征和现场地表塌陷现象,揭示露天转地下开采沉陷机理。研究表明：边坡岩体中最大拉应力区主要集中在采场回采区与坡顶区域,并随着开采深度增加持续扩展,这将降低岩体稳定性。开采扰动下北帮、西帮处的边坡整体位移值相对较小,南帮东部、东帮至小英山区域岩体位移值随着开采深度增加而显著增大,尤其在开采-90 m至-105 m时,位移值急剧增加。塑性区主要出现在回采区围岩和东帮上方坡面及其部分坡顶后方区域。回采区围岩的塌陷进一步引起了崩落区和变形区岩体位移,沿塑性区边缘形成采坑裂缝,小英山后方区域拉伸破坏进而形成地表拉伸型裂缝,坡脚沉陷及岩体裂隙发育造成东帮边坡滑坡。整体上看,露天转地下工况下开采沉陷表现出强烈的向坡体临空面方向的水平位移特征。     

猫场铝土矿采场回采顺序优化研究

在矿山开采过程中,不合理的回采顺序容易导致围岩变形、位移和破坏。为有效预防该类地质灾害发生,本文采用数值模拟仿真软件对猫场铝矿条带开采嗣后充填法采场回采顺序进行优化研究。通过分析采场整体和顶底板位移大小、顶板与矿柱应力分布以及整体塑性区体积大小,研究表明：方案Ⅰ(由南至北)的回采顺序最佳,该方案下采场整体位移5.396 m、顶板位移为5.853 m、地表位移为2.854 m;顶板最小主应力为0.421 MPa,矿柱最大主应力为25.4 MPa;剪切破坏体积为0.628 m3,拉伸破坏体积0.248 m3。其中,位移与应力数值相较其他两种方案差值较小,但拉伸破坏体积差值较大,且该方案下位移、应力、塑性区体积均小于其他两种方案。因此,采用从南至北开采的回采顺序更有利于采场的稳定。