基于岩体结构数字识别技术的露天矿山边坡生态修复方案优选

露天矿边坡生态恢复是绿色矿山建设的重要组成部分,目前露天矿山边坡生态修复方案选取存在影响因素多、方案配置差和评价体系不健全的问题,开展露天矿边坡生态修复方案优选研究,对于我国绿色 矿山建设具有重要的推动作用。以铜山口矿山露天边坡为研究对象,采用三维重构和理论分析相结合的方法,利用高精度三维激光扫描技术,构建了铜山口矿山地表精细化数字模型,结合矿山边坡工程地质情况进行 边坡分区研究,得到7个边坡分区图;基于岩体结构数字识别技术获得各分区的边坡角度、高度和岩体节理裂隙密度参数,采用岩体BQ分类法对各个分区进行了岩体质量分级评价,结果表明：5区和7区边坡岩体质量等 级为Ⅰ级,1、2、4、6区边坡为Ⅱ级,3区边坡等级为Ⅲ级。在此基础上围绕边坡分区的岩体质量分级开展了边坡生态修复方案优选,研究表明：5区和7区边坡推荐采用厚层基材喷播技术,1、2、4、6区边坡推荐采用 三维网植被技术,3区边坡推荐采用客土喷播技术。上述分析进一步表明：通过采用岩体结构数字识别技术实现边坡科学分区、实现各区生态修复方案优选的方法,对于提高露天矿山边坡生态修复工作效率和质量有一 定的参考价值。     

露天矿岩质边坡生态重建技术研究现状及发展趋势

我国约有80%的矿产资源需要通过露天开采的形式来开发,矿山开采后形成的裸露边坡成为制约矿区生态恢复与重建的关键点。因此,开展露天矿岩质边坡生态恢复与重建的研究工作,对于实现我国绿色矿山建设具有重要的推动作用。在收集国内外相关研究资料的基础上,对岩体结构数字识别和岩质边坡生态重建技术进行了综述,对国内外研究现状进行了回顾与分析,进而总结了相关技术特点及其优缺点。指出在露天矿岩质边坡生态重建过程中,需在矿区地质、气候、土壤、生物、开采现状等调查的基础上,充分考虑边坡高度、坡面角、岩体空间结构几何信息、岩体风化程度及岩体质量等级对生态重建方案选取的影响,提出基于岩体结构数字识别的露天矿岩质边坡生态重建技术。对坡面适生植物筛选与生态系统长期稳定性、低成本岩质边坡植生基材的研制与开发、坡面—植生基质—根系统一体的相互作用机理及其整体力学稳定性等方面进行了展望。     

客土喷播技术在铜陵市废弃矿山治理中的应用

目前针对岩质边坡主要采用喷锚等工程防护措施，复绿效果差，难以达到生态恢复的目的。为此，以铜陵市劲松石料厂岩质边坡为例，降低边坡坡度至50°，优化客土喷播基材配置，选择乔、灌、草本混合植被类型，采用镀锌网片加固等措施，进行边坡客土喷播绿化。1 a养护期后，实现75%面积边坡植被覆盖。劲松石料厂边坡客土喷播工程的成功实施为岩质边坡生态修复治理提供经验借鉴。客土喷播技术具有很好的推广应用前景。     

司家营铁矿东帮边坡岩体力学参数确定及稳定性分析

为全面了解露天矿边坡的地质情况和获取可靠的岩体力学参数,进行边坡的稳定性分析,结合司家营铁矿东帮现有的地质资料,利用现场勘查、地质钻孔、孔内电视等技术手段补充调查地质信息,通过3GSM摄影测量技术、点荷载实验分别获取结构面信息及岩石力学信息,采用BQ岩体质量分级和广义Hoek-Brown强度准则,获得了边坡稳定性计算分析所用的基本参数;并以边坡典型剖面为例,计算坡面安全系数。结果表明：东帮N9-N15区域原设计最终边帮达不到安全系数要求,应注意疏干排水并采取必要的治理措施,确保该矿东帮稳定性。     

基于岩体质量分区的唐山某石矿边坡生态重建技术研究

石矿迹地生态修复是绿色矿山建设的重要组成部分,岩质边坡因立地条件极为恶劣而成为矿山生态修复的重点与难点区域.以唐山北部某大型石矿北帮边坡为研究对象,在对矿区自然地理、开采现状及开采影响范围内生态破坏调查的基础上,根据边坡岩体质量、阶段坡面角大小及阶段高度、坡面岩石风化程度及结构面发育情况等基本信息,将北帮边坡划分为3个区域,针对各区域的特点,选取与之相适应的生态修复技术方案进行修复.     

珲春紫金曙光金铜矿露天矿边坡稳定性三维数值模拟

为研究珲春紫金曙光金铜矿露天采场整体边坡的稳定性，通过3GSM结构面摄像测量、点荷载试验并采用Hoek brown 准则获取边坡岩体力学参数并对进行岩体质量分级，结合露天矿中长期采剥计划建立露天矿开采的三维模型，利用FLAC3D并基于弹塑性本构模型进行露天矿边坡三维数值模拟分析，结果表明：①北帮边坡受断层构造及破碎带影响，岩体质量较差为IV级岩体，局部破碎区域为V级；②开挖至第6 a后，塑性区主要分布于北帮东侧边坡以及中部断层蚀变带区域；③开挖至最终境界，西北帮边坡深部的塑性区范围以及内部贯通程度明显增加，有较大的滑坡风险，应采取加固及疏干排水的防治措施。     

大冶铁矿狮子山岩质边坡稳定性评价

针对大冶铁矿东露天狮子山北帮最终边坡工程地质条件,采用极限平衡理论3种不同的分析方法进行稳定性计算和CSMR法对边坡进行岩体质量评价。结果表明,边坡安全系数均大于1,基本处于稳定状态;除边坡西部中上部岩体质量为Ⅲ级,稳定性一般外,其余区段为Ⅱ级,稳定性好。分析结果与边坡目前的稳定性状况一致。     

平朔东露天矿排土场边坡稳定性分析及控制对策

为了解决平朔东露天矿北帮东排土场滑坡问题,采用离散元PFC软件分析了典型工程地质剖面的应力分布、位移矢量以及潜在滑移区域特征,在此基础上建立SLIDE极限平衡模型,计算确定了边坡不稳定位置及其安全系数,提出了局部削坡、完善排水系统、变形监测和生态护坡相结合的边坡稳定控制对策,对于保障东露天矿排土场边坡稳定与安全、改善矿山经济效益、实现可持续发展具有重要的科学价值和现实意义。     

研山铁矿顺倾含水岩质边坡稳定性与生态修复技术研究

顺倾边坡是矿区生态修复与重建的重点与难点区域,为实现顺倾含水岩质边坡的安全稳定与快速复绿,以研山铁矿东帮边坡为研究对象,在对不同饱水时间条件下边坡稳定性分析的基础上,提出适宜的技术进行生态修复。结果表明:长期饱水对岩体的抗剪强度参数和边坡稳定性均产生显著影响,黑云变粒岩、白云母片岩的黏聚力由天然状态时的221.2 k Pa、92.2 k Pa下降到饱水90 d时的192.3 k Pa和66.4 k Pa,内摩擦角由38.3°、37.1°下降到33.2°和31.2°;饱水15 d、30 d、45 d、60 d、75 d和90 d后,在安全系数为1.25的情况下,最终边坡角分别为37.5°、36.8°、36.1°、35.7°、35.4°和35.2°。根据边坡稳定性分析结果,结合坡面岩体结构特征,提出适宜于顺倾含水岩质边坡的生态修复技术——钻孔-钢管植藤生态修复技术。     

抚顺东露天矿西端帮土体及公路压密注浆加固施工技术

抚顺市东岗道桥公路由于连接东、西露天矿的隧道施工及东露天矿西端帮剥离致使东露天矿西端帮土体滑移,路面出现裂隙、变形,迫使东侧公路停用。结合地质情况,采用压密注浆施工技术对东露天矿西端帮边坡土体、公路进行压密注浆加固处理。经测量数据检验,东露天矿西端帮边坡及公路沉降变形趋于稳定,达到预期效果,保证了东露天矿西端帮边坡稳定及公路的正常安全使用。     

露天矿节理岩质边坡稳定性分析

针对弓长岭露天铁矿东帮节理岩体边坡的结构特征,使用3GSM三维岩体不接触测量系统,进行了结构面调查及统计分析,获取了结构面倾向、结构面倾角以及节理迹长、节理间距的详细统计数据。基于Monte-Carlo随机模拟方法,使用结构面网络模拟的软件Frac Sim3D,得到节理岩体的三维网络模型。在建立的三维网络模型基础上,采用钻孔取样方法获取节理岩体的岩体质量指标RQD,结合现场点荷载强度试验,进而获取RMR指标,基于Hoek-Brown经验方法得到节理岩体的抗剪强度参数。通过FISH语言编程实现了对复杂节理岩体的精细建模,采用离散元软件UDEC对边坡进行稳定性分析。结果表明:边坡整体处于稳定状态,局部发生岩体变形,受顺倾结构面控制,边坡顶部岩体沿结构面产生楔体破坏,局部散体区域出现掉块现象。     

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。     

基于强度折减法及雷达探测法的破碎岩质边坡的稳定性研究

露天矿山断层破碎带附近的终了边坡的稳定性是矿山开采过程中重点研究对象,也是近年来国内外学者所研究的重要地质灾害之一。为了研究某矿山岩质破碎终了边坡的稳定性,以强度折减法为计算核心,采用雷达探测法提供基础岩体数据,并通过室内岩石力学试验法和结构面检测法等综合技术手段对该矿山两处破碎带（Ⅰ-Ⅰ剖面和Ⅱ-Ⅱ剖面）的岩体性质及边坡的稳定性分别进行了研究。结果显示: Ⅰ-Ⅰ剖面和Ⅱ-Ⅱ剖面的岩体力学参数均相对较低,但是边坡的整体性相对较好,且通过三维数值计算得出两个剖面的最大剪应变的变化均不大,且两剖面最大剪应变的位置均出现在终了边坡的底部,边坡的上部和中部均没有产生大量的应变集中现象;通过对该矿区进行数值计算得出两处破碎带随着矿区的开采,台阶坡面角设计为60°时,边坡的安全系数分别为1.61和2.41,两个边坡均处于稳定状态。     

露天煤矿复垦生物多样性恢复技术体系与方法

生物多样性为人类提供了丰富的生活资源和必要的生存环境。煤矿露天开采造成矿区生态环境破坏及生物多样性丧失,但目前尚未形成基于生物多样性恢复的土地复垦技术体系。为加速矿区生物多样性恢复,提高复垦生态系统稳定性,本研究以黄土丘陵区平朔露天煤矿为例,总结现有土地复垦经验,并根据生物多样性恢复的基本方法,尝试从矿区生境再造和景观格局优化两方面探讨生物多样性恢复技术与方法。研究结果表明：生境再造与景观格局优化是矿区生物多样性恢复的重要手段;对排土场平台、边坡形态进行优化,提倡建立仿自然地貌;采用有利于土壤生物多样性恢复的土壤重构技术;进行植被重建是矿区生物多样性恢复的重要组成部分,并为其他生态因子恢复提供生境;优化功能冲突的矿区景观,并建立生态源地和生态廊道;实施生态农业生产方式,并进行生态农业景观结构优化。     

露天矿硬岩边坡复绿技术现状及存在问题

露天矿硬岩边坡的生态修复工作,因为缺少植物生长所必需的水土生境及与岩面牢固攀附的力学条件,所以历来是矿山生态修复工作中较为棘手的技术难题。针对这一技术难题,国内外学者开展了大量的研究与实践工作,取得了一系列成果进展。本文综述了目前国内露天矿山硬岩边坡及高陡立面生态修复工程常用的复绿技术及其适用条件,包括以工程修复为主导的复绿技术和以生态修复为主导的复绿技术两大类,共11种常用方法。同时,指出这些方法在应用时常出现的三类问题,并探索性提出了适合西北地区不同气候与边坡特征组合区域的几种联合修复模式,旨在为露天矿山硬质边坡及高陡立面的复绿工程提供技术参考。同时,对其他类型矿山开采区的边坡绿化以及恢复治理工作也具有一定借鉴意义。     

金属硫化物矿山酸性开采边坡原位固化及厚层基材喷射技术研究

金属硫化物露采矿山是我国主要的金属矿山种类,很多矿山自开采以来残留的酸性边坡均未进行综合治理。裸露的边坡中的硫化物与空气及雨水发生复杂的氧化反应,形成酸水,继而浸出矿体或者围岩中的重金属元素,污染环境,简单的绿化种植无法适用。本文通过对酸性边坡的污染机理进行分析,确定污染迁移的途径,采用隔离封闭原位固化及厚层喷射技术对酸性边坡进行综合治理,调整隔离基材及厚层喷射基材的配方,使得边坡表面形成固化隔离层及绿化植被层,控制边坡硫化物的氧化,从源头控制酸水的产生。通过典型金属硫化物矿山边坡治理工程的应用,治理后的边坡冲刷水样中的重金属元素及pH值远远低于治理前,并达到《地表水环境质量标准》中的Ⅴ类水标准。证明原位固化技术及厚层基材喷射技术能控制酸性边坡金属硫化物的氧化,给同类的矿山边坡综合治理提供一定的参考。     

基于Sirovision节理岩体调查及岩体质量分级与支护研究

针对传统岩体结构信息测量方法工作效率低、岩体结构信息不准确、劳动强度大、危险系数大等问题,利用Sirovision岩石三维遥感测量系统对岩体结构面信息进行了测量分析.以沂南金矿-540中段左叉穿巷为工程背景,进行岩体结构面调查和岩体结构面数字化识别,对岩体结构面的产状、产状分布规律、优势节理等进行分析,并根据岩石RM ...     

露天矿多煤层软岩复合边坡底摩擦实验研究

以新疆某露天矿设有排土场的东帮复合边坡为研究对象,采用正交设计法设计实验方案,研究利用底摩擦实验相似模拟边坡的破坏过程。4种典型露天矿生产状态模型的底摩擦实验全面反映了露天矿多煤层软岩复合边坡的破坏过程,实验结果表明:21煤底板弱层是边坡滑动的关键因素,结合监测点位移变化规律分析得复合边坡的潜在滑移面具有4种形态,直线形、斜直线形、折线形、圆弧曲线形,通过分析实验现象得出边坡的破坏模式有2种,沉降、蠕滑-拉裂。讨论了弱层、时间和排土场对边坡稳定的影响以及底摩擦实验需要改进的地方,提出了提高边坡稳定性的合理加固时间,上覆排土场对边坡稳定性具有的两面性,它与弱层共同控制了潜在滑体的规模,以及合理制作底摩擦模型的重要性。