露天转地下开采对边坡稳定性的影响研究

针对矿体从露天转地下的开采,结合工程实例和数值模拟的方法,提出了采用无底柱分段崩落法,分析了随着开采矿房深度的增加,上部边坡的受力及位移情况,并且分析了采空区充填对边坡稳定性的影响,得出合理的开采方案。     

露天转地下开采对边坡稳定性的影响

露天转地下开采过程中诱发的边坡失稳将严重影响安全生产,主要原因是地下开采导致采空区覆岩应力重分布,并引起岩体的移动和变形,岩体强度降低,影响边坡稳定。为了研究露天转地下开采对边坡稳定性的影响,以某矿实际开采工程为例,运用MIDAS,FLAC~(3D)等数值模拟方法分别模拟了地下采区位于边坡的坡脚、坡中和坡外区3种条件下地下开采对边坡稳定性的影响机制,得出地下采区位于坡脚处开采会导致坡覆岩边坡滑移区范围最大,边坡失稳概率大;位于坡外区开采因上覆岩层沉陷使整体坡角减小,有利于边坡稳定;而位于坡中区开采时,边坡稳定状态介于两者之间。通过对该工程实例分析得到地下采区位于坡脚、坡中区时边坡安全系数不足,在坡外开采时边坡处于稳定状态。     

露天转地下开采充填体变形参数对边坡稳定性影响研究

以舞阳铁矿铁古坑采区露天转地下首中段开采为例,运用力学理论分析充填体变形参数对露天边坡稳定性的影响,并根据该矿充填体变形参数取值范围设计相应的数值模拟方案,采用有限元局部强度折减法计算各方案下边坡安全系数,分析充填体变形参数与露天边坡稳定性的关系,结果表明,随着充填体弹性模量或泊松比提高,露天边坡稳定性安全系数逐渐增大,充填体的弹性模量与泊松比取值共同影响露天边坡稳定性;确定了满足露天转地下开采边坡稳定的充填体变形参数范围,并确定灰砂比1∶8及以上配比的充填体可满足矿山安全生产的要求。工程中可以采用弹性模量与泊松比较高的充填体进行充填,降低地下开采对边坡稳定性影响,保障矿山露天转地下的安全生产。     

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。     

露天转地下开采边坡岩体滑移规律研究

采用数值模拟方法,研究了地下采动对边坡岩体变形的影响特点与规律,并结合海南铁矿石碌矿区露天转地下开采具体的采矿方法进行分析,从中探索在先期露天开采并形成一定边坡规模条件下,在其下部继续进行地下开采后,边坡岩体的应力应变、变形破坏机制,以便为该矿山或者类似矿山的后续采矿设计以及安全生产提供一定的理论依据.     

大冶铁矿露天转地下巷道围岩变形监测与稳定性预报研究

介绍了大冶铁矿高陡边坡露天转地下开采的巷道变形监测与稳定性预报研究工作。查明首采分段存在的安全隐患，提出了治理措施。     

南芬铁矿露天转地下开采边坡稳定性数值模拟分析

根据南芬铁矿露天转地下开采的工程设计,建立了露天边坡剖面模型,将地下开采对边坡稳定性的影响运用FLAC软件进行数值模拟分析,得出地下开采过程中露天边坡的位移场和应力场以及可能失稳的部位。根据分析研究的结果对矿山的生产提出了一些建议,以期对矿山的安全生产起一定的指导作用。     

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。     

露天转地下开采引起露天采场边坡垮塌数值模拟研究

以某金属矿山露天转地下开采引起露天采场边坡垮塌为研究背景, 采用三维数值模拟研究方法展现了矿体开采过程中围岩塑性区发展过程, 并分析了围岩塑性区分布的变化规律。结果表明: ① 空区上部岩层主要以拉伸破坏模式为主, 其他部位岩层主要以剪切破坏为主, 西部边坡坡面的一侧已经与地下采空区塑性区相互贯通。② 东部矿体采用充填法开采, 一定程度上控制了地表塌陷;产生塑性区的部位为西部边坡和靠近西部边坡的露天采场底部。③ 开采前期西部矿体在西部边坡坡面和露天采场底部产生的塑性区较多;开采后续水平矿体对地表塑性区的产生影响不大。④ 模拟矿体开采过程, 可将产生的塑性区划分为3个阶段, 有2个突变点: 第1个阶段对应西部边坡开始出现裂缝、局部垮塌滑坡;第2阶段对应边坡出现较大范围垮塌滑坡、露天采场底部出现裂缝、西部边坡脚出现塌陷孔洞;第3阶段塑性区占比逐渐增加。研究成果可为矿山滑坡治理和矿山安全生产提供参考。     

露天转地下开采高边坡变形监测与稳定性预测

针对厂坝露天矿工程地质条件、边坡形态、稳定状态以及监测目的,提出了以GPS为主的动态综合变形监测方案,并开展了长期分阶段和保重点的动态变形综合监测。通过变形监测,并结合理论分析和数值模拟,预测了北帮37线附近滑体的失稳时间为2007年4月10日~4月20日。实际上,在2007年5月初,北帮边坡连续出现了几次不同规模的滑塌,由于矿山采取了相应的应急预案,避免边坡滑塌给井下生产带来安全事故,为矿山的安全生产奠定了基础。     

井采方向对露井协采边坡稳定影响的分析及优化

为了得出露井协采矿山中井采工作面与露天矿边坡空间相对位置的最优布置方式,结合平朔矿区露井协采工程实践,设计了3套方案对不同井采工作面布置方向时井采对露天矿边坡稳定影响规律进行研究,研究表明:在露井协采中井采工作面与露天矿边坡面倾向平行布置时,井工开采对露井协采边坡稳定及端帮运输道路的不利影响最小。在井采工作面采取上述方式布置时,对井采工作面的推进方向进行优化分析,发现井采工作面沿背坡的方向回采时,露天矿边坡岩体受井采扰动较向坡开采时严重。故在露井协采工程实践中,建议井采工作面与露天矿边坡面倾向平行布置,采用向坡方向推进,以降低井工开采对边坡稳定的不利影响,提高煤炭资源采出率。     

露天转地下开采边坡变形和应力特性研究

露天矿开采的中晚期阶段,当深部还有可采矿体时,要由露天转为地下开采,在地下矿体的开采过程中,露天边坡的变形破坏特征直接影响地下开采的安全。针对这一问题本文通过三维数值分析,详细分析了地下矿体开采过程中边坡岩体的变形和应力变化。获得以下主要结论:边坡不同标高处的竖向位移变化在-60、-90、-135和-165 m水平的开采过程中,上下盘边坡岩体的变形相对较小,在-210、-255 m水平开采的过程中边坡岩体竖向位移变化较大;地下矿体的开采主要影响上盘边坡岩体,其变形值和变形范围都较下盘岩体大;不同开采水平下,上盘边坡深部岩体随着开采水平的延深,最大主应力的集中程度逐渐增加,影响范围也在加大;而最小主应力在开采水平附近出现明显减小现象。     

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。     

露天-井下联合开采矿井边界参数确定及优化

露天-井工联合开采(露井联采)会造成露天与井工两种开采模式的相互干扰,影响主要发生在露天与井工矿的边界处。本文通过对露井联采矿井边界类型的合理区分,分析了不同边界条件下两种开采模式相互干扰的主要形式以及干扰导致的主要破坏模式,针对不同类型的边界提出了不同的参数优化方法。     

矿山露天开采中采场边坡稳定性研究——以栾川县南泥湖露天钼矿为例

南泥湖钼矿在开采过程中,原始地貌大部分已被改变,形成了多级台阶。当断层走向和边坡走向一致时,会对台阶边坡的稳定性产生不良影响,引发坍塌;当边坡岩体内不存在不利于边坡稳定的较大的(Ⅰ—Ⅲ级)不连续面(或软弱夹层)时,则岩体内小型节理对整体边坡的稳定性起着决定性控制作用。通过对采场地质环境调查,对边坡岩体不连续面节理裂隙进行统计,对边坡稳定性进行分析,在地震和地下水影响条件下,最小安全系数小于1.15时,边坡不能满足稳定性要求,宜采用削坡减载、截排水、抗滑桩、预应力锚索、锚杆、格构锚固等措施,进行边坡综合整治。     

露井联采下井工开采顺序的优化分析

露井联采模式一般用于开采浅部煤层或矿床,以往的研究主要侧重于对露天开采下边坡的稳定研究,而对涉及井工开采问题的研究重视程度不够。本文从联采对露天边坡破坏特征分析的角度,分析不同井工开开采部位下边坡的破坏过程,并优化其开采顺序。现场实践证明,本文提出的开采顺序是合理的。     

大规模地下采矿对露天-井工协同开采影响分析（增刊）

本文针对甲玛铜多金属矿露天-井工协同开采问题,采用数值模拟、相似模型试验和有限元强度折减法分析了大规模地下充填开采的覆岩移动特性和大规模开采对露天边坡稳定性的影响。分析结果表明,大规模地下充填开采后覆岩产生一定程度的下沉,开采引起的地表变形相对剧烈区域包括了角岩露天坑的西边帮区域。相似模型实验与数值模拟变形趋势一致,上覆岩层的位移在嗣后充填后得到了有效控制。大规模地下充填开采对于边坡的稳定性影响甚微。     

采动作用下黑岱沟露天矿区岩土边坡稳定性研究

为确保露天矿区施工安全,以提升岩土边坡稳定性为目的,提出采动作用下露天矿区岩土边坡稳定性研究。以某矿区现场岩土边坡为研究对象,基于有限元强度折减理论折减露天矿区岩土边坡的抗剪参数,得到抵达边坡极限平衡的折减数为稳定性系数,实现露天矿区岩土边坡稳定性分析。试验结果表明,该技术可有效分析露天矿区岩土边坡的稳定性,岩土边坡单元在6 s之后的剪切应变量显著提升,坡脚砂岩的剪切应变量增速最高、在6～10 s的强采动阶段位移变化增速较快,边坡在滑面上与起点的水平距离为96 m之后的正、剪应力在滑面上急剧增大,安全系数也随之提升,坡脚倾斜度、降雨以及降雨强度均会影响露天矿区岩土边坡的稳定性。     

井采条件下安家岭排土场边坡稳定性分析

边坡稳定性问题一直是岩土工程界的一个重要研究内容。随着一些露天矿山相继转入深凹开采,边坡体的移动和变形日趋尖锐,迫切要求对矿山边坡有确切的评价。根据平朔安家岭露天矿工程实践,运用拉格朗日差分法分析了地下水及井采扰动情况下的边坡稳定状况。研究了井采扰动条件下的边坡破坏模式,进行了边坡稳定性计算和评价,提出了相应的防治措施。结果表明:水压和井采扰动是影响边坡稳定性的重要因素,局部边坡受井采扰动十分剧烈,存在滑坡可能。