基于灰色多层次的露天转地下开采边坡稳定性评价模型

矿山露天开采中后期会转入地下开采,而露天转地下开采过程对露天边坡稳定性的影响将直接决定着矿山的安全生产。因此,研究露天转地下开采边坡的稳定性,并对其进行评价具有非常重要的实用意义。结合现场调研情况和实际工程,基于灰色多层次分析评价理论构建出露天转地下开采边坡的灰色多层次分析评价模型。研究表明,海南某铁矿露天转地下开采边坡基本稳定,需要采取一定的防治措施,结果与实际情况吻合,因而灰色多层次分析评价模型能较好地对露天转地下开采边坡进行稳定性评价,具有一定的实用性和可行性。     

金属矿山露天转地下开采的关键问题研究进展

金属矿山由露天转地下开采后,露天边坡及周围岩体与地下开采组成一个复合的动态采动体系,其变形和力学行为极为复杂,局部呈现出典型的非线性特征,给矿山的地压管理与安全生产带来了严重挑战,一直是国内外科研工作者研究的热点。目前人们对脉状或者块状的铁矿、铜矿露天转地下开采技术已有大量研究成果,但由于各种类型矿山地质采矿赋存条件的差异性,加之露天边坡岩体与地下开采环境的复杂性和不确定性,人们对露天转地下开采后岩体的采动变形机理与力学机制依然缺乏科学的、定量化的分析和表达。本文在综合分析大量文献的基础上,从国内外金属矿山露天转地下开采矿山现状、露天转地下开采的平稳过渡问题、边坡变形破坏特征和失稳机理以及安全管控技术、地下开采对露天边坡的影响效应及作用机制、"露井复合开采"相互作用机理等几个方面对金属矿山露天转地下开采的研究现状进行了深入系统论述,同时展望了金属矿山露天转地下开采研究的发展趋势,为工程实践提供理论参考。     

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。     

某矿山露天转地下开采对露天边坡的稳定性研究

以某露天转地下开采矿山为背景,利用FLAC~(3D)软件建立露天采坑及矿体模型,并对地下开采和充填过程进行模拟,得出露天边坡和坑底的位移及应力变化情况。模拟结果显示,在露天坑底预留保安矿柱的前提下,采用充填法开采能有效控制露天边坡及坑底的沉降、变形,从而减小地下开采对露天边坡稳定性的影响;但随着开采区域向上推进,应加强对露天边坡及坑底保安矿柱等应力集中区的监测,以确保矿山生产安全。     

露天转地下开采矿山高边坡位移场分布规律

利用ANSYS有限元大型数值模拟分析软件,通过建立石人沟铁矿露天转地下开采后矿山高边坡三维数值模型,进行数值模拟计算,分析露天转地下开采后矿山高边坡的稳定性.结果表明,地下开采对石人沟铁矿露天边坡整体稳定性影响不大,矿山高边坡整体是稳定的.     

露天转地下开采对露采边坡稳定性影响分析

露采边坡和隔离矿柱稳定性分析是露天转地下矿山经常面临的问题,对于金属矿山地下开采安全生产极其重要。根据阳雀箐钒钛磁铁矿矿段隔离矿柱的厚度以及边坡工程地质条件,采用有限元数值软件对矿山3个阶段的矿体回采进行了模拟,结果表明:露采边坡在地下开采期间均处于稳定状态。验证了隔离矿柱已确定厚度的合理性,为该矿体安全高效回采提供了理论依据和技术指导。     

三带理论在地下开采中对露天矿边坡稳定性的影响

利用三带理论分析了地下开采对地表建筑物及附近露天矿边坡稳定性的影响,指出了为保证露天矿山安全生产应采取的措施。     

基于GPS和回归分析的露天铁矿边坡稳定评价

随着露天开采的延伸,高陡边坡给矿山带来严重威胁,结合河北某铁矿边坡变形GPS监测及对监测数据进行回归分析处理,建立露天转地下开采矿山的边坡动态监控系统及边坡稳定的评价方法,初步掌握不稳定边帮的移动规律。从而解决在露天转地下开采过渡中出现的高边坡稳定性问题,并为解决相关的方法设计、参数设置、技术措施以及后期边坡控制治理提供可靠的依据,确保矿山从露天开采向地下开采顺利过渡,保持矿山的稳定而长期发展。     

北衙露天转地下开采隔离矿柱的稳定性分析

露采边坡和隔离矿柱稳定性分析是露天转地下矿山经常面临的问题,对于金属矿山地下开采安全生产极其重要。根据北衙金矿矿段隔离矿柱的厚度以及边坡工程地质条件,采用有限差分法数值软件对露采转地下的隔离矿柱进行了不同厚度的模拟计算。结果表明,露采边坡在地下开采期间隔离矿柱设为50m较为可靠,边坡基本处于稳定状态,为该矿体安全高效回采提供了理论依据和技术指导。     

露天转地下开采诱发高边坡滑移机制研究

露天转地下开采过程中边坡稳定问题是矿山安全生产的关键技术和核心难题之一。以工程实例为基础,应用离散元数值模拟,选取合适的力学参数,运用3DEC、Matlab等软件系统,分析了地下开采对高大边坡稳定性的影响机制、滑移特点和后续变形发展趋势。研究结果表明：受露天与地下开采两者的复合采动作用的影响,滑移变形产生了叠加作用,地表的下沉曲线形成多个大小不同的下沉盆地,导致不同区域边坡岩体变形破坏程度也不同。根据数值模拟结果可知：地下采区的不同开采阶段诱发的移动角大小不同,开采厚度不同,上覆岩体的破坏程度也不同。所以,露天转地下开采中,边坡稳定性主要受到采空区处理方式和开采厚度等多重因素的影响;在边坡稳定性评价时,需要结合具体开采情况进行分析和评价。     

平朔安家岭露天矿地下采动条件下的边坡稳定性

根据平朔安家岭露天矿工程实践,运用极限平衡理论的方法,借助Geo-Slope软件,进行了外部环境条件如地下水以及地下开采扰动条件下边坡稳定性影响的研究.考虑浸水影响并研究了地下开采扰动条件下的边坡破坏模式,最后进行了边坡稳定性的计算和评价,提出了相应的防治措施.结果表明：水压和地下开采扰动是影响边坡稳定性的重要因素,局部边坡受地下开采扰动十分剧烈,存在滑坡可能.     

杏山铁矿露天转地下开采边坡变形分析

根据结构面与边坡面间的组合关系及地下矿体开采影响程度的不同,将边坡岩体分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ四个区域,并分析了各个分区边坡岩体的稳定性状态。运用FLAC 3D软件,模拟地下-15m水平开采对边坡应力场、位移场的影响,结果表明受地下开采扰动的影响,研究区域位移沉降明显,下部岩体位移方向指向采空区,易出现塌落破坏以充填地下采空区,上部岩体位移方向沿坡面指向采坑底,易出现牵引式滑动破坏。     

露天边坡滑体冲击下围岩变形特性分析

露天转地下矿山边坡稳定性是一个当前广泛存在的问题,合理评估边坡失稳滑移对边坡底部围岩的影响及破坏效应对地下开采有重要的工程意义。以大冶铁矿露天开挖形成的边坡为工程背景,运用二维数值模拟软件UDEC,对滑体的滑移过程进行了数值模拟分析,从应力场、位移场入手,研究了边坡滑体失稳后其冲击力作用下边坡底部围岩应力应变规律。模拟结果表明：用离散元软件可有效模拟滑体失稳过程,滑体失稳后,其冲击作用影响范围主要集中在北帮边坡坡脚,而对采矿区和南帮边坡影响不大,采矿区和南帮边坡主要受滑体失稳后形成的堆积体的重力作用影响;竖直方向上,围岩受冲击影响程度随深度的增加而减弱;水平方向上,南帮边坡受滑体影响程度远小于采矿区和北帮边坡坡脚。     

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。     

Prediction of instability of slopes in an opencast mine over old surface and underground workings

Abstract

Jharia coalfield is a chief storehouse of prime coking coal in India. Earlier,many shallow seams were exploited by surface mining but when this method became uneconomical the mine operators resorted to underground method. However, due to various geotechnical problems, it was not possible to fully extract coal by underground method. Opencast mining is now being planned for extraction of coal locked in partially worked coal seam for ensuring maximum recovery. The major problem envisaged in conducting opencast mining insuch areas will be the stability of slope. In this paper, the technique adopted for simulation of 144 10 thick section of rock mass in equivalent material model is outlined. Old shallow surface excavation upto 33.0 m and later on underground workings were simulated in coal seam II/III. The span of the void was 160 m. An opencast excavation was conducted for recovering locked coal. The behaViour of slopes are reported here.     

南芬露天采场楔形滑坡机理及滑动力监测预警分析

近些年,南芬露天铁矿开采深度越来越大,局部已经形成552 m高边坡(标高142~694 m)。由于主采场断面呈"V"字型展布,采场底部空间日益狭小,滚石和滑坡灾害有效避险空间丧失,严重威胁人员和机械的安全。针对上述问题,矿山启动了三期扩帮四期开采工程,受老滑坡体影响,下盘扩帮过程中连续3年发生了多次局部滑坡灾害。针对"2016-1101滑坡"深部滑动力监测预警曲线进行分析,结合现场调查,判断其滑坡成因和破坏模式;采用赤平极射投影法分析了滑坡发生机理和滑坡体安全系数;利用FLAC3D中的Fish语言构建了具有负泊松比特性的恒阻大变形锚索(NPR)数值分析模型,并对"2016-1101滑坡"进行数值建模分析,将实际监测结果和模拟结果进行对比,发现二者具有显著的一致性,为其他类似边坡的滑坡机理分析和数值模拟计算提供了理论和实践依据。     

浅析南芬铁矿四期开采方式

分析了本钢南芬铁矿四期开采采用露天转地下开采两种开采方式的可行性,以及两种开采方式的利弊.     

Numerical simulation study of the influence on stability of slope by underground mining under opencast coal mine slope

In view of the study on mining transferred from open-pit to underground, the research on the problem of the stability of slope is less. This article combined the actual situation of the Gaohai Coal Mine in Fuxin City and set up a three-dimensional model of the part of Huizhou open-pit slope by the finite difference software. Through the three-dimensional numerical simulation study of the influence on the stability of slope by underground mining, the basic characteristics of the open-pit slope deformation and the situation of basic stability were discussed. The simulation results of the mining slope of the displacement and deformation analysis of the state for mining provide a reference to the slope stability research.     

灰色系统理论在矿山边坡变形预测中的应用

为保证露天转地下平稳过渡,需对-30 m水平挂帮矿进行开采,而西南边帮的稳定确保挂帮矿的顺利开采,因此基于杏山铁矿复杂的地质条件和矿区在露天转地下条件,对西南帮边坡变形破坏规律进行了分析。在分析西南边坡变形破坏规律的过程中,主要运用灰色系统理论建立了杏山铁矿GM(1,1)预测模型,应用该预测模型对杏山铁矿边坡实际监测数据进行了分析,并将其结果与现场监测数据进行了对比分析,说明其变化趋势与监测结果基本一致,验证了GM(1,1)预测模型的可靠性,为模型后期的预测提供了理论依据。     

地下采深变化的露天矿残余边坡稳定性分析

为防止露天转地下开采中，露天矿残余边坡突然垮落可能引发安全事故，以孟家铁矿露天转地下开采工程为研究背景，采用FLAC3D数值模拟方法，研究了随着地下开采深度不断增加，露天矿残余边坡围岩的应力场、位移场及塑性区的变化规律，以及覆盖岩层对边坡稳定性的影响。结果表明：①覆盖层散体能够吸收和转移露天矿残余边坡的应力，对能量释放起到缓冲作用，进而起到支撑边坡及围岩的作用；②随着地下开采深度不断增加，始终保持覆盖岩层上平面处于一个稳定的标高，能够有效改善露天矿边坡应力场和塑性区的分布状态，对边坡围岩变形起到一定的抑制和约束作用。