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。     

基于Geo-Studio的高陡边坡稳定性分析

在露天地下联合开采矿山中,地下回采不可避免会对露天边坡造成一定影响,因此,必须通过科学合理的手段对其安全风险进行研判。针对永平铜矿露天高陡边坡下矿体回采的现况,通过Geo-Studio软件建立了不同剖面下的高陡边坡地下矿体回采模型,并分别运用极限平衡法中的Ordinary法、Janbu法、Bishop法、Morgenstern-Price法对不同水平中段及矿块下的边坡安全性进行定量分析。结果表明:在回采至高水平中段及靠近边坡的矿体区域时,对边坡的影响较大,安全系数低;借助采场边坡滑坡风险等级,对回采矿块的安全等级进行划分,最终得到6个危险矿块。研究成果为露天矿山邻近高陡边坡井下矿体的安全回采提供了重要理论参考。     

大直径深孔爆破安全控制技术

针对大直径深孔采矿法回采存在的爆破规模大、爆破振动强度大、边帮控制困难等问题,以数个矿山多年大直径深孔爆破试验为依托,结合爆破振动监测和数值模拟技术,研究井下大直径深孔爆破安全控制技术。结果表明,空气间隔装药可以实现对高陡边帮和充填体的保护,确保边帮在规模爆破作用下的稳定性,同时极大地减少侧崩爆破的后冲作用。炸药在炮孔长度方向上分布越均匀,爆破破坏效应越小。基于高精度毫秒导爆管雷管的逐孔逐层起爆技术可以增加爆破自由面,增强岩石的破碎作用,同时控制最大段药量,有效降低爆破振动。     

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。     

基于赤平投影-强度折减法的露天矿边坡稳定性研究

露天矿山边坡稳定性是矿山安全生产的重要组成部分。基于赤平投影法对某矿山终了边坡进行稳定性分析,分析表明边坡在动载的作用下存在失稳的可能;故进一步基于强度折减法对边坡进行数值模拟。模拟结果显示:在爆破工况下,选取的剖面所在边坡安全系数分别为2.16和2.54,均大于允许安全系数1.18,地震+暴雨工况下安全系数分别为1.34和1.52,也大于允许安全系数1.18,即终了边坡处于稳定状态。但由于地震+暴雨工况下安全系数与允许安全系数较为接近,因此需在矿山生产过程中密切关注边坡的稳定性情况。     

金堆城高陡边坡稳定性研究

金堆城露天矿山采用的靠帮爆破技术,在开采深度不断延伸的趋势下,已无法满足生产计划和边坡安全要求.为此,调查金堆城高陡边坡现状以及目前的靠帮爆破生产情况,判断边坡在爆破作用下的稳定性.借助层次分析法,得出边坡稳定性影响因素权重,根据地质资料和岩体强度计算,采用拟动力法和瑞典条分法,推导出边坡安全系数计算公式.结果发现,在...     

露天矿爆破振动对建（构）筑物稳定性影响研究

采用试验和数值模拟的方法研究了露天矿爆破振动对矿山附近的边坡及民用建筑动力稳定性的影响。试验结果表明：露天采场当前爆破振动条件下,民房处的最大三维合成振速远小于安全允许质点振动速度,说明爆破振动对民房影响不大,数值模拟结果验证了这一结论,而边坡的最大三维振速在安全允许质点振动速度范围内。数值模拟得到了边坡在爆破振动条件下的安全系数范围1.742~1.843,说明边坡在爆破振动条件下处于稳定状态。因此采用《爆破安全规程》判定和数值模拟分析相结合的方法能够有效地对建（构）筑物的稳定性进行评价。     

基于极限平衡法及数值模拟的废石堆场边坡稳定性分析

针对凡口铅锌矿废石堆场边坡,利用极限平衡法中的瑞典圆弧法及数值模拟方法中的有限差分法对废石堆场边坡进行了稳定性分析。分析结果表明,目前凡口铅锌矿废石堆场边坡在自重条件下最大安全边坡角为43o,工作侧边坡目前稳定性良好,部分公路侧边坡安全系数稍低于标准安全系数,存在失稳风险,而开挖侧高陡边坡具有较大失稳风险。分析结果对于了解凡口铅锌矿现有废石堆场的安全稳定性,制定相应的安全控制措施,维护矿山安全生产具有重要意义。     

基于数值模拟的露天矿排土场高陡边坡稳定性分析与治理

受不良工程地质条件、降雨、历史上无序排土等客观因素影响，广东省大宝山矿李屋排土场高陡边坡极易产生滑坡、泥石流等安全事故。为充分保障矿山安全生产，采用多种数值分析方法相结合的手段对李屋排土场边坡稳定性进行了综合分析。通过现场实地调研与试验研究确定了排土场边坡岩体力学参数，利用Slide软件对排土场二维模型进行数值模拟，对失稳边坡进行堆置参数优化，采用Geostudio以及FLAC3D软件进行了进一步计算校核，多角度定量分析了排土场稳定性状态并最终提出了相应的稳坡措施。结果表明，3-3剖面安全系数不满足规范要求，边坡产生滑坡的风险较大；FLAC3D、Geostudio与Slide的模拟结果较一致，多种模拟手段相结合的分析方法准确且合理。最终根据模拟结果提出了“分台阶排土+堆置反压平台”的治理措施，为矿山开采提供了安全保障，同时也为露天矿排土场稳定性分析提供了技术指导。     

爆破震动对高陡边坡稳定性影响分析

露天矿高陡边坡是否稳定直接影响到矿山的正常生产设备、人员的安全及矿山的经济效益.边坡的稳定性在很大程度上受生产爆破及靠帮爆破的影响,爆破地震使边坡岩体松动破裂甚至会造成边坡坍塌,因此,研究爆破震动对边坡稳定性的影响,并提出切实可行的降震措施,具有十分重要的意义.     

尾矿安全回采工程实践

矿山固体废物资源化已然成为矿山发展的战略目标。以某矿山为例,重点介绍了尾矿回采方案,计算了回采时坝体稳定性、采坑边坡安全系数,并提出防排水措施,为尾矿安全回采提供工程实践经验。     

上油榨沟石灰石矿边坡治理及评价

高陡边坡的综合治理是露天石灰石矿山急需解决的问题之一。针对上油榨沟矿区北部6#界桩附近出现的边坡开裂变形特征,对潜在边坡崩塌进行破坏机理分析。采用预裂爆破进行削坡减载,对边坡分级留设安全平台,用手风钻处理边坡顶部不规整地段等方法进行综合治理。运用FLAC3D数值模拟软件对高陡边坡的最终帮坡脚进行稳定性模拟计算,结果表明,边坡处于稳定状态。采取相应的治理工程后,边坡稳定性大大提高,半年之内未出现新的裂缝,未发生一起落石现象,既保障了矿山的安全生产,又美化了整体布局。     

露天矿爆破振动高程效应研究

露天矿开采形成高陡边坡,其稳定性显得尤为重要。研究爆破的高程放大效应尤其具有特殊的意义,针对具体矿山采用数值模拟方法进行分析,对爆破振动的高程放大效应进行探索性的研究,以期对类似矿山的边坡保护有一定的借鉴意义。     

露天采场临近边坡控制爆破试验及应用

凤凰山铜矿采用井下开采,上部中段回采后留下的残矿资源没有回收。为了充分回收矿产资源,稳定矿山生产能力,延长服务年限,对上部中段所留下的残矿进行露天开采。为了减少爆破震动的影响,维护露天边坡的稳定性,保护地表建筑物、古采矿遗址及相思河河流,对露天采场临近边坡采用控制爆破。经过充分论证并结合实际情况,选定了预裂爆破方案进行试验。试验结果表明,临近边坡预裂爆破达到了预期的目的,并在矿山推广应用。     

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。     

某露天矿山破碎岩体高陡岩质边坡稳定性的数值模拟研究

露天矿山高陡岩质边坡的稳定性严重威胁着矿山的安全生产,尤其是对于地质条件复杂、地层分布不均匀且节理裂隙发育的变质岩和侵入岩形成的破碎带发育的边坡更是如此。为确保某矿山的安全生产,通过力学试验的方法确定了岩石的物理力学性质,通过Hoek-Brown强度准则将岩石的力学性质转化为岩体的力学性质并对岩体的质量进行了评价。同时,采用FLAC3D数值模拟技术将高陡岩质边坡进行数值研究。结果表明：终了边坡的安全系数为1.31,边坡总体上处于稳定状态,但是通过对边坡中部的最大主应力分析可知,边坡中部随着开采的进行,可能存在冒落、垮塌或滑坡的风险,针对边坡存在的风险提出了预防措施。研究为矿山的安全生产提供了科学指导,同时为相似矿山的边坡处理提供了科学依据。     

高陡边坡下挂帮矿开采方法与稳定性分析

我国许多大中型露天矿山经多年开采形成高陡边坡,并积压大量挂帮矿,这部分矿体开采条件差,特别是露天转地下矿山,挂帮矿的安全高效开采对整个矿山的经济效益和生产安全具有重要影响。以庙沟铁矿露天转地下开采为背景,基于露天转地下开采的时空特征,提出一种低分段平底结构的分段矿房法。研究表明,这种方法可有效回采挂帮矿,且有利于采后边坡处理与覆盖层形成。采用有限元软件进行挂帮矿开采过程中边坡与采场稳定性数值分析,结果证实,低分段平底结构分段矿房法可安全、高效地回采高陡边坡下的挂帮矿。     

深凹露天转地下开采对高陡边坡稳定性影响数值分析

针对厂坝铅锌矿露天矿转地下开采的北帮高陡边坡稳定性问题,进行了不同开采深度的数值模拟研究和地下开采过程的仿真分析,由此获得了每次开采北帮边坡以及地下采场围岩的应力分布和塑性区范围,并给出了边坡稳定安全系数,结合围岩位移、塑性区范围以及边坡稳定安全系数随开采过程的变化规律,进行了北帮高陡边坡稳定性综合分析,揭示了北帮边坡稳定性随地下开采工程的变化规律,建立了边坡稳定性与开采深度的函数关系,并对该矿在露天转地下开采过程中的安全生产提出了几点意见和建议。     

基于拟静力法的露天矿山预裂爆破孔网参数优化设计

以拟静力法为核心,采用FLAC3D数值模拟技术对某露天矿山的预裂爆破孔网参数及爆破效果进行了优化分析,研究目的旨在分析该矿山的合理的预裂参数、保证边坡的稳定性,为矿山的安全生产做出重要贡献。此次研究以室内力学试验为基础,试验得出岩石的物理力学性质,岩石的物理力学参数转化为岩体的物理力学参数,并参照相关规范对爆破的振动进行了静力转化,为数值计算提供基本数据。研究结果显示,当装药量为18 kg时,边坡的安全系数为1.75,但是边坡的位移和水平最大主应力相对较大,且最大水平应力超过了岩体的极限抗拉强度,爆破后边坡存在大量危石冒落的风险;当单孔装药量优化为14 kg时,边坡的安全系数为1.92,不仅边坡的安全系数显著增加,且相邻边坡上位移集中的位置发生了转移,相邻边坡中没有位移相对集中的现象,同时相邻边坡和爆破边坡的坡面水平拉伸应力显著上移,仅仅在边坡的上部存在拉伸破坏的现象,其边坡中下部均没有产生拉伸应力集中的现象,保证了预裂爆破效果,同时为相似矿山的预裂爆破提供了理论基础和科学依据。     

大孔径深孔控制爆破技术在露天矿边坡工程中的应用

为确保露天矿山的可持续发展和边坡开采安全高效进行,解决边坡爆破滚石控制难问题,基于四川广元五栗子石灰岩矿山边坡高、陡、狭长复杂地质地形环境特征,提出了大孔径深孔爆破的边坡滚石控制爆破技术并进行了现场应用.结果表明:大孔径深孔爆破的边坡滚石控制爆破技术爆破效果好,能够提高岩石爆破块度并降低爆破有害效应,有效地控制了边坡滚...