爆破振动作用下某露天矿高陡边坡稳定性分析

矿山边坡稳定性问题是矿山生产活动中关注的重点,露天矿爆破引起的边坡失稳是影响矿山生产活动和人员安全的重要因素.因此,采用现场测试、理论计算及数值模拟等方法对爆破振动作用下某露天矿边坡稳定性进行分析研究.现场测试及理论计算分析表明,550 m工作平台挂帮开采爆破,单段最大药量72 kg、爆心距25 m时边坡岩体动态应力比...     

爆破荷载作用下岩质边坡稳定性研究进展

爆破荷载是导致边坡失稳的重要外部因素。与土质边坡相比,由于节理面的存在,爆破荷载下岩质边坡稳定性研究更加复杂。综述节理对爆破应力波传播特性的影响规律以及爆破荷载作用下岩质边坡数值计算要点,并从岩质边坡自身特点、爆破应力波振动特性以及爆破荷载与其他外界因素耦合3方面详述岩质边坡动力稳定性研究现状,总结得出节理力学性质及分布,爆破应力波振动速度、频率及其衰减规律等因素是岩质边坡极其重要的稳定因素。最后,对爆破荷载作用下岩质边坡稳定性研究进行展望,为进一步深入研究奠定基础。     

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。     

爆破振动对白马铁矿露天边坡稳定性影响研究

针对白马铁矿露天边坡的稳定性受爆破振动作用影响较大这一工程难题,本文基于数值仿真与现场监测等手段,结合强度折减法按照静力、边坡自重和爆破振动等相应特征研究,求解边坡应力、位移、安全系数在不同状态下的特点。结果表明：1)仅考虑边坡自重下时的临界强度折减系数为1.72,而爆破振动荷载作用时的临界强度折减系数为1.58,相对静力条件下爆破振动荷载作用时的强度折减系数减小了8.14%;2)构建水平振动速度与强度折减系数间关系,以此为基础求解了及及坪采场东部边坡安全振速为12.14 cm/s,临界振速为15.71 cm/s。本文研究成果可为同类金属露天矿山边坡稳定性判别分析、爆破振动对边坡的影响分析提供一定的借鉴与参考。     

研山铁矿边坡稳定性影响因素分析及控制技术

露天边坡的稳定是决定矿山安全生产的关键因素。基于研山铁矿边坡工程地质特征现场调查结果,得出边坡岩性、水以及开采扰动是影响矿区边坡稳定性的三大主要因素。综合考虑边坡岩土体破碎情况将边坡自西向东划分为3个分区,根据各区边坡实际状况,分别采用了全长黏结锚杆支护、预应力锚索、挂网喷射混凝土等防护治理措施。基于预裂爆破技术原理,对研山铁矿进行了预裂爆破参数设计及现场试验,结果表明,设计的爆破参数不仅大幅度降低了爆破震动,减小了对台阶损伤破坏,极大地增强了边坡的稳定性,为矿山安全生产奠定了基础。     

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。     

某采场大规模爆破施工振动监测分析

为评价某采场爆破作业对矿区永久性高边坡的影响程度,对爆破振动进行了实地监测。在需要重点监测的边坡位置,在距离爆心180,290,345,420 m的平台共设置了4个监测点进行爆破振动监测,并对监测数据进行了回归计算,得到了爆破振动衰减参数K、α值,并进一步确定了允许的最大一段安全起爆药量。研究表明：采用当前爆破方案不会对矿区边坡产生破坏性影响,为矿山爆破设计提供了可靠依据。     

平硐开挖爆破振动对边坡的影响分析

某矿山拟在露天矿边坡开挖平硐以作为挂帮矿出矿口,势必会对爆破振动的传播有一定的影响。运用ANSYS/LS-DYNA软件模拟爆破振动对平硐开挖前后的边坡影响,应用LS-prepost软件进行后处理,得出爆破振动作用下,平硐开挖前后边坡的响应特征和衰减规律。从应力和振动速度两方面分析露天采场爆破作业对边坡的稳定性影响,得出平硐对边坡的振动效应有一定影响,在爆破振动作用下边坡开挖平硐后是安全的,对以后矿山的施工以及边坡的防护具有指导作用。     

基于岩体累积损伤的爆破振动安全阈值研究

持续、反复的爆炸荷载是造成露天矿山高陡边坡发生失稳的关键因素。通过对岩体的物理力学参数、声学性质之间的数学关系,结合爆破累积损伤力学模型,采用损伤变量和爆破振动速度限值作为边坡发生破坏的安全判据,从理论上推导适合不同地质条件的矿山边坡爆破振动安全标准计算公式。并且,根据威斯特铜矿现场爆破振动的监测数据,将矿区岩体的实际参数代入公式验算,研究结果显示,验算结果同爆破安全规程中的限值接近。因此,推导出的矿山边坡爆破振动安全标准计算公式简单易用,能够为边坡设计和控制提供参考。     

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。     

玉龙铜矿露天边坡稳定性计算与评价

边坡稳定性是影响矿山安全生产的重要因素,对露天矿边坡稳定性研究有重要的现实意义。根据玉龙铜矿露天边坡工程地质分区,采用强度折减法,将11个剖面进行稳定性计算与评价,得出合理的边坡结构参数,为矿山安全生产提供可靠的依据和保障。     

金属矿山超大规模爆破振动监测与分析

露天矿山由于长期爆破作业,对边坡的稳定性产生不良影响,导致局部边坡滑塌,对矿山安全生产及正常推进极为不利。通过对矿山大爆破振动的监测分析,确定爆破对边坡产生的振动影响是否在安全判据范围内,及时调整爆区规模和参数,使矿山生产在经济高效和安全合理之间科学平衡。     

露天矿山开挖边坡爆破振动损伤规律及稳定性分析

由于露天矿山开采中频繁受到爆破振动作用,边坡破坏机制及稳定性分析极为复杂,对安全生产造成严重威胁。文章以矿山开挖边坡为背景,基于工程地质状况及现场试验测试,采用理论分析与数学计算相结合的方法量化爆破荷载,建立边坡爆破损伤计算模型,确定边坡破坏时间及最危险区域,并通过数值模拟方法验证计算结果准确性。计算结果表明：边坡经7次爆破后上部台阶发生破坏,最危险区域位于爆破初始位置120～160m处。同时,数值模拟结果与该计算结果具有高度的一致性,充分验证了该方法计算结果的准确性。     

爆破动荷载作用下露天矿岩质边坡稳定性及支护研究

露天矿边坡的稳定性对于矿山安全生产具有重要意义,在爆破作用的长期影响下,岩体会造成损伤积累,降低边坡的稳定性。因此,以攀西地区某露天矿为研究对象,通过现场监测所得的爆破振动速度,基于FLAC3D数值分析软件,研究爆破动荷载作用下岩体的变形特征及动力响应特征,确定危险区域的同时设计锚索进行支护分析爆破动荷载作用下锚杆的轴力特征及多次爆破作用下预应力损失规律。研究结果：边坡在爆破动荷载作用下坡底产生局部剪切破坏且沿上部逐渐发展,在多次爆破作用下预应力持续降低,最大预应力损失比为18.05%,且预应力损失趋势逐渐降低,因此进行支护设计时建议初始预应力值应为设计值的1.2倍,研究结果对于指导露天矿施工具有一定的借鉴意义。     

爆破地震效应对高陡边坡的影响

介绍了一套新的振动数据采集、存储和分析系统,对大冶、厂坝、南芬等矿山实测的560个测震数据进行处理后,得出了多种条件下的爆破地震传播规律和振动速度计算公式,分析了频率组成和边坡稳定之间的关系,并就边坡稳定性按其频率组成作了初步分类。综合考虑影响边坡稳定的诸因素,提出了高陡边坡的爆破安全判据,还为边坡设计中考虑爆破地震效应的影响提供了依据。     

某露天煤矿抛掷爆破及煤层开挖对边坡稳定性的影响

某露天煤矿抛掷爆破及开挖过程中的高台阶、大坡角严重威胁了台阶上下方人员和设备安全。对此,分别采用极限平衡法和数值模拟法对爆破振动、煤层开挖影响下的边坡稳定性进行了分析。研究表明:边坡在爆破振动、开挖影响下所选边坡剖面位置的安全系数基本小于储备安全系数,边坡稳定性较差,在外界多种因素的综合影响下可能发生滑坡破坏。分析结果可为该矿高台阶边坡稳定性监测分析与防护提供参考。     

不同水深条件下水下钻孔爆破作用对临近库岸边坡稳定性影响

为了评估水下钻孔爆破对临近岸边边坡稳定性的影响,结合三峡—葛洲坝两坝间莲沱河段的工程特性,采用ANSYS软件建立了与现场情况匹配的边坡稳定性数值模型。构建了不同水深深度下的边坡稳定性数值计算模型,分别对无爆破振动下和爆破振动作用下边坡失稳破坏时的塑性应变云图进行了分析,明晰了水深深度对边坡安全评判标准的影响规律,获得了不同水深影响下边坡安全系数的变化规律。     

复杂环境下露天石灰石矿山高陡边坡的安全开采

针对复杂环境下孙家峁石灰石矿山高陡边坡安全开采问题,进行了边坡安全开采分区。合理利用爆破自由面,采用机械揭顶和降段爆破技术处理临边超过45°的边坡;对于直立边坡的临边爆破采用松动爆破技术,最大限度减小爆破振动的影响;通过分段间隔不耦合装药与耦合装药相结合的控制爆破技术,降低爆破振动以及减少飞石;精细化施工组织,使爆破施工与铲装设备紧密配合;有针对性地开挖防护沟、安装SNS被动防护网等多种安全防护措施,保障临边重要生产设施的安全。最终实现该露天矿山高陡边坡矿体的安全和高效开采。     

研山铁矿爆破振动分析与研究

爆破振动已经成为影响研山铁矿边坡安全和生产的重要因素。为了保证矿山的正常生产,减少爆破振动对边坡的破坏,对研山铁矿露天采场进行爆破振动监测及分析研究,通过对爆破振动波数据的分析拟合,确定爆破振动传播规律,提出最大同段药量和安全距离的限制值,并根据研究结论进行爆破设计,爆破振动降低约30%,达到预期效果。     

地震作用下矿山边坡永久位移非线性分析

地震作用下矿山边坡的稳定性一直是热点话题,而岩土体非线性强度特征对边坡安全影响更为显著。本文以不同破坏条件下的矿山边坡为研究对象,考虑岩体后缘抗拉强度折减的作用,选取极限分析法中平面应变的对数螺旋旋转机制构建屈服加速度的功能方程,以计算不同坡角、内摩擦角、顶部荷载强度、地震荷载以及张拉折减系数下的矿山边坡的稳定性;采用经典Newmark法对贺州市某矿山项目中典型矿山边坡位移进行推导计算。研究结果表明:考虑非线性破坏对于边坡屈服加速度的影响显著,而顶部荷载加剧屈服加速度的折减;考虑后缘张拉强度折减后矿山边坡的位移可达到传统分析的近2倍。因此,考虑岩土体抗拉强度折减的影响对矿山边坡的抗震稳定性设计至关重要。