含断层露天矿逆倾层状边坡稳定性数值模拟

平庄西露天矿西北帮为逆倾层状边坡,受坡体内F₃断层及弱层的影响,开采过程中存在滑动风险。为保障采剥作业安全,开展了西北帮边坡稳定性研究工作。选取西北帮断层区的典型工程地质剖面作为研究对象,应用有限差分软件FLAC^3D,基于强度折减理论,将D-P准则作为岩体破坏准则,以塑性区贯通作为边坡失稳判据,对平庄西露天矿西北帮F3断层区逆倾层状边坡稳定性进行了数值模拟研究。通过分析断层与边坡空间位置不同以及不含断层条件下西北帮边坡失稳破坏特征,揭示了F₃断层对西北帮边坡滑移模式与稳定性的影响。研究结果表明,F₃断层的存在及其位置控制了平庄西露天矿西北帮断层区边坡的潜在滑坡模式,进而影响了边坡的稳定性;滑坡的力学成因为岩体在自身重力作用下顺F3断层面滑移,进而挤压下部岩体沿MD弱层向临空面滑移,形成推动式滑坡;断层的存在会加速滑坡的进程,且断层距离边坡面越近,这种作用越明显。     

露天矿顺倾层状边坡稳定性的断层效应

作为一种典型的露天矿山边坡,含断层顺倾层状边坡的变形破坏机理及稳定性等问题尤为复杂。结合元宝山露天矿东帮边坡工程实际,基于强度折减理论,同时考虑岩体剪切和拉伸两种破坏机制,应用RFPA软件模拟研究了断层处于不同位置及无断层条件下顺倾层状边坡的动态失稳过程,分析了断层对边坡滑移模式、稳定性以及滑坡力学成因机制的影响,阐明了断层效应。研究结果表明,元宝山露天矿东帮边坡的滑移模式及稳定性主要受F1断层和顺倾弱层控制,断层的存在与偏移导致的坡体内剪应力状态改变以及断层自身的抗剪强度是边坡滑移模式和稳定性发生变化的根本原因;边坡的滑坡力学成因类型与断层无关。研究结果可为露天矿合理滑坡防治措施的提出及剥采工程设计与施工提供参考。     

复杂地质条件下边坡稳定性研究

以安家岭露天矿北帮为例,采用有限元强度折减法分析安家岭露天矿北帮在逆断层破碎带和陷落柱破碎带影响下的边坡稳定情况,并基于北帮原设计方案、最终优化方案、提前降盘方案、提前转向并降盘方案,研究断层、陷落柱破碎带影响下的北帮边坡力学特性和边坡连续开采过程中的稳定性。     

白音华四号露天矿含断层逆倾边坡形态优化

白音华四号露天矿首采区西端帮为逆倾层状边坡,受坡体内顺倾断层及弱层双重影响,开采过程中存在滑坡风险。为保障采剥作业安全,开展了西端帮边坡稳定性研究工作。选取西端帮断层区的典型工程地质剖面作为研究对象,基于数值模拟,分析研究边坡变形破坏机制及潜在滑坡模式;基于刚体极限平衡法,对边坡稳定性进行定量分析。研究结果表明:边坡的滑移模式为圆弧、断层为侧界面,弱层为底界面的切层顺层滑动;边坡形态优化设计结果:三系底板弱层以上边坡角为18°,优化后的整体边坡角为23°。     

露天矿土-岩复合逆倾边坡空间形态优化

针对露天矿土-岩复合逆倾边坡到界边坡形态设计问题,结合达连河露天煤矿外排土场北帮-采场顶帮复合逆倾边坡的工程实际,基于刚体极限平衡与三维数值模拟的手段,研究了露天矿土-岩复合逆倾边坡的滑坡模式及稳定性规律,设计了最终边坡形态,确保北帮到界过程中煤炭资源回采的安全。研究结果表明：达连河露天煤外排土场北帮-采场顶帮复合逆倾边坡的滑坡模式为圆弧滑动;使外排土场北帮-采场顶帮复合逆倾边坡满足安全要求的采场边坡角为33°;露天矿土-岩复合逆倾边坡岩体的破坏形式为拉张-剪切复合型,岩体自重作用下的坡脚处应力集中造成的局部岩体破坏是整体边坡失稳的诱发因素。     

安太堡露天煤矿过断层采煤方法

本文分析了安太堡露天煤矿开采境界的4条大的逆掩断层及过断层对采矿工程造成的不利影响，并从勘探、断层引起的坑底积水、确定合理过断层程序、断层煤合理配采等方面阐述了过断层采煤方法。     

安太堡露天煤矿过断层采煤方法

本文分析了安太堡露天煤矿开采境界的４条大的逆掩断层及过断层对采矿工程造成的不利影响，并从勘探，断层引起的坑底积水，确定合理过断层程序，断层煤合理配采等方面阐述了过断层采煤方法。     

三维地震勘探在复杂逆掩断层地区的应用及效果

安徽宿州龙王庙煤矿位于西寺坡逆断层的下盘,区内构造极为复杂,大多为缓倾角的逆断层,且断距较大.由于断层面的屏蔽和煤岩层受力后的物性和煤层厚度的横向变化,给三维地震勘探工作带来极大困难,简述了复杂逆掩断层条件下煤矿首采区的三维地震工作方法与效果.     

露天矿多软弱夹层边坡变形机理与形态优化研究

针对露天矿多弱层顺倾到界边坡形态设计问题,结合现场实际情况,通过对地质构造、岩层岩性、软弱夹层赋存情况等工程地质特征进行分析,基于刚体极限平衡理论与数值模拟的手段,研究了含多弱层-断层构造复合顺倾边坡的变形破坏特征、滑坡模式以及不同弱层对边坡稳定性影响程度;采用分段优化方式对到界边坡最终形态进行优化,确保了端帮到界开采过程中煤炭采出的安全高效,为类似边坡工程的滑坡防治提供参考。研究结果表明:露天矿含多弱层-断层构造复合顺倾边坡中,上部岩体含多弱层且岩层风化严重,强度较低,随矿坑深度增加,下部断层带处岩体对上部岩体的约束作用减小,露天煤矿端帮多弱层顺倾边坡的潜在滑坡模式为下部牵引致使沿弱层发生顺层滑动,软弱泥岩是滑坡的主控层,泥岩弱层和断层破碎带的相对位置关系是滑坡的主控因素;当F_5断层以上区段坡角为12°,F_5断层以下区段坡角为18°,整体坡角为14°时,边坡能够处于稳定状态。     

非连续煤层实体模型一体化构建技术研究

针对受断层切割影响而导致连续煤层模型难以构建问题,系统研究了复杂断层网络切割作用下非连续煤层模型一体化构建过程与方法、分析了断层数据类型,断层切割影响,揭示了断层与煤层模型构建之间的关系,提出了正断层错动处理、逆断层错层处理方法。研究结果表明:优选断层线作为断层建模数据,可实现复杂断层网络切削处理与模型构建;通过扩展初始煤层面,优化了断煤交线形态,解决了煤层与断层模型无缝拼接问题;通过调整断层与煤层接触关系,消除了数据重叠区域干扰。最终通过构建复杂断层网络模型、非连续煤层面模型,实现了非连续煤层实体模型的一体化构建。以扎哈淖尔露天矿三维地质模型构建为实例,验证了技术方法是可行性的。     

安家岭露天矿南帮边坡不稳定区域防治措施

安家岭露天矿通过开展边坡年度稳定性评价工作,对稳定性不足区域提出治理措施,并结合下1年度生产计划对采矿方案进行调整。安家岭露天矿采矿主要调整南帮逆断层影响区域,通过提前掏槽开采—快速内排压脚,使逆断层影响区域满足边坡安全;快速内排压脚后并对原运煤系统进行了调整,可以有效缩短运煤路线,在保证安全基础上取得可观的经济效益。     

安家岭露天矿过背斜生产接续方案优化

地质构造是影响露天矿开采的主要因素之一,目前安家岭露天矿开采范围内主要地质构造为芦子沟背斜以及安家岭逆断层。在详细分析芦子沟背斜带来的不利影响的基础上,提出了过背斜期间的不同生产接续方案,并通过比较得到了最优方案。     

蔚县煤田逆掩断层发育特点及构造应力场分析

为研究蔚县煤田逆掩断层发育特点及构造应力场,在二、三维地震资料解释的基础上,通过对地震解释成果的分析并结合了钻孔和巷道揭露资料,对比研究了构造域中逆断层叠覆宽度大、延展距离长且多顺层推覆的特点和发育规律,认为该区域逆断层发育的应力场构成应该以垂直挤压重力应力场为主。分析成果很好地解释了蔚县区域内各种资料所揭示的煤系地层中逆断层发育情况。     

坚硬岩体中接触强度的研究

岩石的接触强度确定问题还未得到解决,在坚硬裂隙岩石中进行露天开采时尤其如此。在设计新的露天矿时对此因素估计不足,会导致露天边坡的破坏。例如在卡拉陶磷块岩生产联合公司北-西露天矿,当开拓到第二水平时沿全南帮纵向     

浅述苏州阳西高岭土矿复杂矿体开采方法

苏州阳西高岭土矿是全国著名的高岭土地下开采矿山,距今已开采58年。目前开采的是该矿-98~-130m中段,15-17+50线之间的11号矿体。矿床受燕山期逆掩断层和印支期古剥蚀面的控制,矿体赋存于逆掩断层带及印支期古剥蚀面的栖霞灰岩之上。因受断层影响,局部开采区域的水文地质、工程地质条件较差,采区压力大,给正常采矿带来较大难度,矿体难以开采,不能完全采尽。矿山通过补充设计,改变传统开采方法,加强安全、技术管理,开采效果明显。     

安太堡露天煤矿计算机建立地质模型的方法

本文详细介绍了在平朔矿区多煤层、缓倾斜、存在逆掩断层、具风氧化等“侵蚀”界面条件下，计算机软件建立地质模型的思路及方法。     

贺斯格乌拉露天煤矿排土场稳定性分析与治理

排土场边坡稳定是确保露天矿安全高效生产的前提条件。为确定贺斯格乌拉露天矿北排土场的滑坡模式,基于摩尔-库伦强度准则与折减理论,运用FLAC有限差分模拟与极限平衡分析技术,对贺斯格乌拉露天矿北排土场进行了模拟分析与研究,确定了沿基底软弱层滑动的滑坡模式。研究分析结果表明,贺斯格乌拉露天矿北排土场BP-1剖面位置塑性区已全部贯通,边坡处于失稳状态,基底弱层附近产生的应力集中是边坡发生顺层剪切破坏的主要因素。通过分析北排土场建设情况、经济因素及环境条件,对北排土场边坡滑坡采取排土压脚综合治理措施,治理后的边坡稳定性系数为1.214,使边坡达到了稳定状态,为同类滑坡灾害治理提供了可靠性依据。     

伊敏1^#露天矿16煤底板泥岩抗剪强度特性

通过对伊敏１＾＃露天矿１６煤底板泥岩试验研究，分析了确定了抗剪强度特性。为露天矿采场和排土场边坡稳定性评价及滑坡防治提供了提供的计算参数。     

露天矿边坡浅部地下水的防治

<正>露天采矿实践证明:大气降水和地下水侵入边坡岩体,会浸蚀岩层,削弱岩体强度,增加岩体压力,引起露天矿边坡的严重变形和大规模的滑坡发生。绝大多数的巨型滑坡都和水的活动密切相关,因此,地下水的防治对露天矿生产的安全是至关重要的问题。     

三维地震资料在赵庄煤矿构造解释中的应用

基于赵庄煤矿为新开采的富含煤层气矿,矿区构造发育,煤层气的勘探开发前景不明确,为进一步查明本区构造发育特征,利用Landmark软件对赵庄煤矿的三维地震资料进行了精细解释。经地震剖面的构造精细解释,在剖面上共解释了4条断层,23个陷落柱并运用相干体技术直观地观察到该区域内断层和陷落柱的分布,对剖面解释进行了校正;运用地质构造控制理论煤层气富集规律分析结果表明,煤层气主要在向斜及背斜轴部、逆掩断层下降盘及埋深较大的区域富集,而陷落柱则沿逆掩断层、测区中部及西南角大量成片成带发育特征,且具有明显的分布不均特征,使得煤层的连续性较差,不利于煤层气的富集与保存。