基于监测和数值模拟的白音华凸台边坡变形稳定性分析

因采矿矿权原因白音华三号露天矿东北部形成了三面解除约束的凸台状边坡,凸台边坡的稳定性严重影响并制约着矿山的安全高效生产。论文采用GPS现场监测与三维数值模拟相结合的方法,首先开展了采动条件下凸台边坡变形稳定性的现场监测和三维数值模拟对比分析研究,数值模拟结果与现场监测数据吻合较好。进一步探究了凸台边坡南侧回填和北侧开采对凸台边坡变形的影响。研究表明,凸台前端及边坡底部变形较大,凸台边坡没有产生明显的贯通性剪切变形,随着凸台边坡南侧回填和北侧煤炭开采,凸台边坡前端变形量逐渐减小,主要变形区域逐渐向凸台边坡东帮移动。论文研究工作及时有效地对边坡稳定性进行评价并为边坡变形治理提供参考。     

真实孔径边坡雷达在白音华三号矿的应用

为实时监测白音华三号露天煤矿边坡岩体的动态变形情况,建立了一套真实孔径边坡雷达监测系统。介绍了雷达的技术原理、工作模式及布置设计,并结合监测案例对异常变形区域内位移、速度曲线的变化趋势进行了跟踪监测及分析。结果表明：真实孔径边坡雷达能够实现高精度、大范围、远距离及非接触的边坡稳定性监测,为白音华三号露天煤矿的边坡治理工程提供技术支持。     

白音华三号露天矿外排土场与非工作帮复合边坡稳定性分析

以内蒙古白音华三号露天煤矿为边坡工程研究背景,针对白音华三号露天矿边坡变形日趋加剧的现状,开展了边坡岩体动态变形监测,通过变形规律的分析,对外排土场与非工作帮组成的复合边坡进行了稳定性分析与计算,总结出边坡岩体的变形特点及破坏模式,提出了白音华三号露天矿非工作帮变形破坏的治理措施。     

陡帮强化开采边坡立体式在线监测技术研究

以巴基斯坦山达克铜金矿南矿体扩帮开采工程边坡为研究对象,基于边坡稳定性分析结果,提出了深部岩体破裂微震监测+表层边坡位移三维激光扫描监测的立体式联合在线监测技术方案.通过位移云图分析、重点监测区域位移-时间曲线分析、微震事件空间分布分析及监测数据耦合分析,研究了采场边坡变形破坏的演化规律.结论指出:边坡整体稳定性状况良...     

露天矿顺倾软弱基底内排土场边坡空间形态优化

针对顺倾软弱基底内排土场边坡的空间形态问题,以白音华三号露天矿为工程背景,基于刚体极限平衡与三维数值模拟的手段,分析了内排角度及内排土场发展至不同工程位置对内排土场边坡稳定性的影响。研究结果表明:白音华三号露天矿内排土场边坡滑坡机理为基底弱层在排弃物料自身重力作用下产生塑性屈服,与排弃物料内部产生的滑面贯通,形成以剪切圆弧为侧界面、基底弱层为底界面的切层-顺层滑动;内排土场边坡参数为内排推进距离1 000 m,内排角度14°,平盘宽度67 m时满足安全要求;顺倾软弱基底内排土场边坡随着内排边坡角的减小及推进距离的增加,内排土场边坡稳定性近线性增加,且内排边坡角对边坡稳定性的影响较显著,据此可确定顺倾软弱基底内排土场边坡的空间形态。     

三号露天煤矿非工作帮滑坡分析及治理

为了治理白音华三号露天煤矿非工作帮的持续滑坡,根据非工作帮的地质条件和岩土物理力学性质,利用有限元法与具体力学模型相结合的方法,通过大型通用有限元分析软件(ANASYS软件)对边坡体进行数值模拟,研究滑坡机理,分析计算滑坡区现状边坡稳定性,提出白音华三号露天煤矿非工作帮的滑坡治理方案,方案实施取得了较为明显的效果,起到了提高边坡稳定性的作用。     

白音华三号露天煤矿南排土场边坡变形分析与治理研究

以白音华三号露天煤矿南排土场边坡工程实际为背景,通过现场调研、理论分析,极限平衡法相结合的研究方法对变形区边坡稳定性及控制问题进行了研究,针对变形区存在的问题,提出了边坡变形综合治理措施。     

白音华一号露天煤矿边坡岩体强度特性及结构类型

通过对白音华一号露天煤矿软弱层的特征分布和岩煤层的强度特征分析,结合岩土物理力学和水理性质等测试指标,确定了白音华一号露天煤矿边坡岩土体的结构类型。     

软岩边坡陡帮开采破坏机理及数值研究

露天矿开采边坡角是资源回收率的重要标志,而陡帮开采可以提高采矿边坡角但会加剧边坡的变形,因此陡帮开采中需要控制应力释放及位移变形。通过摩尔库伦准则研究地应力与软岩强度关系,确定了应力重分布与应力释放的判别条件;选取某矿典型软岩矿山边坡模型、地下水富存状况,及岩土体力学指标,通过研究确定:边坡滑动模式为"坐落-滑移式",沿软弱泥岩层滑动;陡帮开采前边坡沿煤层顶底板滑动稳定性为1.142和1.150,底板控制下稳定性大于顶板控制稳定性;陡帮开采后在558水平以下台阶形成大位移和塑性变形区域,该区域处于极限平衡状态,整体沿煤层底板滑动稳定性为1.033,稳定性与数值模拟中陡帮开采位移破坏模式相符合。     

地下水控制对布沼坝露天矿龙桥变电站安全性的影响

从边坡稳定性及浅部岩土体变形2方面研究了地下水控制对布沼坝露天矿变电站安全性的影响。通过稳定性分析获得了龙桥变电站自然工况及地下水控制工况下的边坡稳定性系数分别为1.04和1.21,地下水控制可使边坡从欠稳定状态转变为稳定状态;利用数值模拟研究了自然工况及地下水控制工况下龙桥变电站所处边坡坡顶的变形规律及变形影响范围,与自然工况相比,地下水控制工况下的地表变形对变电站的影响范围范从22 m降至8 m,降幅63.6%;地下10 m深度岩土体的变形对变电站的影响范围从15 m降至5 m,降幅66.7%;地下20 m深度岩土体的变形对变电站的影响范围从7 m降至0 m,降幅100%。结果表明：地下水控制措施对布沼坝露天矿龙桥变电站边坡稳定性及变形均有显著的控制效果,地下水控制可显著提高龙桥变电站的安全性。     

某露天矿南端帮边坡稳定性分析及治理措施

以国内某露天煤矿为依托进行边坡稳定性研究,该矿自2015年至今已出现多次局部滑坡和片帮现象。采用边坡地质调查、工程地质钻探等方法,分析南端帮边坡工程地质与水文地质条件,查明岩土体空间分布状态、弱层分布情况及滑坡参数;通过现场测试与室内岩土物理力学性质试验,获得南端帮岩土物理力学性质参数,结合滑坡反分析方法,确定边坡稳定性评价指标;通过建立工程地质模型,利用极限平衡法分析南端帮边坡稳定情况,并提出边坡变形破坏综合治理措施。     

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°。     

基于真实孔径雷达的边坡稳定性监测系统

为了实现边坡的动态监测及安全管理目标,内蒙古白音华二号露天矿建立了一套边坡稳定性监测系统。系统综合利用遥感测绘、差值干涉及步进扫描,对边坡岩体的变形数据进行特征抓取,并采取异常识别、形态拟合及趋势判断的方法对边坡的稳定性进行风险评估。结果表明：该系统可以对边坡岩体进行实时在线监测,为白音华二号露天矿的边坡安全管理提供技术支持。     

金属矿“露天-崩落-充填”多采区联合开采地表移动规律研究

金属矿多采区、多方法联合开采产生的地表移动变形具有复杂性,为揭示联合开采岩体移动变形规律,以大红山铁矿“露天崩落充填”联合开采为例,开展了三维有限元全弹性数值模拟研究,并对地表自动全站仪位移监测数据进行了分析.研究结果表明:相比Ⅰ号铜矿体充填法开采,主矿体崩落法开采对地表移动及露天边坡的稳定性影响最大,移动范围已越过F2断层,并波及到露天顶部境界;地下充填与崩落法开采对露天顶部境界的水平位移是反向的,边坡易产生张拉开裂;地下主采区北部沿脉巷道在采动应力叠加下易发生开裂;监测数据表明,虽然地下崩落法开采造成的沉降位移未波及露天边坡,边坡稳定性较好,且地表开裂范围无明显扩展,但移动范围有进一步外扩的趋势.综合数值计算与监测数据分析结果,提出了保障联合开采的安全防护措施,包括边坡防护、设计优化、监测系统升级、塌陷坑废石回填治理等,从而有利于大红山铁矿多采区、多方法联合开采安全平稳过渡.     

软岩边坡破坏机理研究与治理方案

以白音华二号露天矿为背景,通过分析该矿发生的"5.16"、"9.10"巨型滑坡,探讨硬-软、软-硬相间岩层边坡受水与采掘影响,边坡变形破坏机理,得出白音华二号露天矿边坡变形破坏属于岩体结构控制的边坡变形失稳模式。采用传递系数法、极限平衡法对南帮内排进行稳定性评价,并根据内排边坡前缘开挖降深状况,提出边坡压脚方案:1035以下平盘宽64 m,边坡角13°,1035以上平盘宽200 m,边坡角6°。为避免大规模、突发性的滑坡灾害再次发生,建议采取必要的工程技术措施,以保证安全生产的有序进行。     

露天矿工程地质类型分区及边坡地质模型分析

针对大煤沟露天煤矿边坡易发生失稳变形.防治较难的问题,结合矿井地质条件,分析采空区对边坡稳定性的影响程度.以大煤沟矿边坡形态、岩石力学性质及地质构造为依据,将边坡工程地质划分为三个分区,并选取三个区的代表性地质模型进行研究分析,为边坡稳定性评价及制定防治措施提供理论依据.     

基于GOCAD的边坡三维地质体模型的构建与应用

构建三维的地质模型能够将地形信息以及勘察信息以更加形象的方式展现出来,这样可以总结归纳出该区域此信息的分布规律,从而为利用ANSYS等数值分析软件进行分析构造出相应的三维模型。首先阐述了三维地质建模的概念与GOCAD三维地质建模软件特点,然后以某露天矿山排土场边坡为例,进行了基于GOCAD的边坡三维地质体建模构建。继而提出利用GOCAD软件对某区域的地表、地层的地质信息进行相应的的转化,得到的模型数据文件可以被数值模拟软件如ANSYA、FLAC3D直接读取,从而进行边坡稳定性方面的数值分析。     

白音华三号露天矿内排土场排土参数优化

以白音华三号露天煤矿首采区为研究对象,利用3DMine软件建立白音华三号露天矿三维模型,确定达产各年末采场与内排土场工程位置,通过对内排土场边坡稳定性进行分析,对排土场在不同工程位置时的排土参数进行优化。在内排容量、完全内排时间、外排量及所需外排土场面积方面与原设计排土参数下的排土设计进行对比分析。研究结果表明:排土参数优化后可提前1年实现完全内排。     

白音华一号露天煤矿非工作帮合理帮坡角确定

为了确保白音华一号露天煤矿开采时的边坡安全,对非工作帮边坡稳定性进行了分析与评价。根据白音华一号露天煤矿非工作帮边坡各分层物料的物理力学性质,应用边坡数值计算软件、数值模拟软件模拟了白音华一号露天煤矿非工作帮边坡的稳定性。结果表明非工作帮最终帮坡边坡角为22°,能够确保开采时边坡的安全性。     

露天矿凸边坡稳定性分析与优化设计

针对露天矿凸边坡稳定性较差的问题,以白音华一号露天矿东帮工程地质条件为基础,基于刚体极限平衡理论和强度折减理论,定量评价该矿山凸边坡的稳定性,并对其进行了优化设计。通过在坡面处设置水平位移监测点监测位移变化特征。