国外某露天矿边坡爆破振动监测及数值模拟

以国外某露天矿生产爆破为研究背景,采用振动监测仪进行了4组爆破振动监测试验,监测数据分析表明,边坡爆破振速较大,振动持续时间较长,两者是影响露天边坡动力稳定性的主要因素。采用三维有限差分法进行了露天矿靠帮生产爆破数值模拟,并与现场监测结果进行对比。结果表明:1数值模拟结果与现场实测的振速波形变化规律及振速峰值基本一致;2在爆破载荷作用下,邻近爆源台阶坡面底部产生了剪切塑性破坏,坡顶产生了张拉塑性破坏,最大水平位移(约10 mm)发生在台阶坡顶。上述研究结果进一步表明:靠帮生产爆破对露天矿边坡稳定性影响较大,有必要采取适当的减震措施,降低爆破振动对边坡稳定性的影响。     

振动主频对质点振速测量影响的试验研究

振动主频是评价爆破地震振动危害的重要参量,该参量主要通过对边坡,坝堤,地下结构、建筑物等设施物自振频率的响应来影响质点振速的监测。本试验模拟临近边坡的深孔爆破,采用ＣＤ－１型速度传感器研究了振动主频对质点振速测量的影响规律,给出了在试验条件下的经验公式,并说明了现场实践中的应用原则。     

爆破振动对排土场稳定性影响的数值模拟研究

采用数值模拟方法,结合某矿排土场的实际情况,研究不同爆破水平振动强度对该排土场边坡稳定性的影响,提出边坡能够承载的水平临界破坏振速和保障边坡稳定的安全振速。模拟结果表明,在不考虑爆破水平振动荷载的情况下,排土场边坡处于稳定状态;当考虑爆破水平振动荷载时,边坡安全系数随着爆破振速的增加而降低。取有爆破振动荷载时的边坡安全系数为1.05,主振相频率27~28 Hz,计算得出边坡安全允许振速为11.35cm/s,边坡处于破坏的临界状态时,计算得出边坡的临界破坏振速为13.3cm/s。     

岩体结构面对边坡动力稳定影响的数值模拟研究

为探索爆破振动作用下岩体结构面对边坡稳定的影响,以贵州省某露天矿爆破工程为背景,采用ANSYS/LSDYNA动力有限元软件分别建立含结构面和不含结构面的边坡爆破模型,对爆破振动作用下的边坡动力响应特征进行分析。数值模拟结果表明,地震波穿过结构面时,位于结构面前的边坡体上的质点振速发生明显的叠加放大。随着爆心距的增大,质点振速放大系数由1.05增加到1.61,而边坡单元的有效应力放大系数均小于1.10。结构面的存在,对结构面前质点的位移影响不大,其最大位移值仅为1.87mm。     

响应速度安全判据在爆破振动分析中的应用

针对实测民房基础处的质点振动速度峰值已超过爆破安全规程规定的安全允许振速,而没有引起建筑物破坏的实际情况,采用基于爆破振动3要素和建筑物对不同频率爆破振动信号选择放大作用的爆破振动综合评价指标响应速度安全判据方法对实测信号进行分析,分析表明:采用该方法更接近于实际情况,较速度-频率的双因素安全判据更为有效。此分析很好的解决了实际工程问题,也为响应速度安全判据阈值的确定积累了数据。     

露天煤矿台阶边坡爆破振速的高程放大效应研究

露天矿开采过程中,多以大药量抛掷爆破方式破碎岩石,爆破振动对露天矿边坡的安全构成威胁。针对露天矿台阶边坡受爆破振动影响以及爆破振动的高程放大效应问题,结合哈尔乌素露天矿北端帮工程实际,利用数值模拟方法和理论分析方法对高程放大效应进行了研究,并对FLAC3D数值计算结果进行了验证;研究了在背波和迎波2种不同情况下台阶边坡内部、表面质点动力响应情况,最后分析了台阶边坡动力响应机理。研究结果表明:露天矿台阶边坡在爆破振动影响下呈现出高程放大效应,台阶边坡表面和内部质点的峰值振动速度总体呈现随着距离的增加逐渐衰减的趋势;同一台阶质点的振速由边坡表面向内部递减,越靠近边坡表面,质点的振动速度越大;在背波情况下,高程放大效应最显著的在底部台阶,同一台阶质点的高程放大效应由边坡表面向内部减弱;在迎波情况下,高程放大效应最显著的则在顶部台阶,同一台阶质点的高程放大效应未呈现出明显的变化。     

爆破地震波穿越结构面振速叠加效应分析

为探索爆破振动作用下岩体结构面对爆破振速峰值叠加的影响,采用ANSYS/LS-DYNA动力有限元软件分别建立某露天矿含结构面和不含结构面的边坡爆破模型,对地震波穿越结构面振速叠加效应进行分析。数值模拟结果表明,在相同爆心距的条件下,17 ms双孔延期爆破的振动叠加放大系数最大,25 ms次之,42 ms最小;当地震波穿越结构面后,随着爆心距的增加,爆破振动放大更加明显,其中在爆心距为120m处,含结构面与不含结构面边坡爆破质点振动放大系数分别为1.42,1.26;此外,微差爆破的延期时间越长,各分段爆破产生叠加的起始位置越远。     

石灰石矿山台阶边坡爆破振速安全阈值研究

爆破是矿山露采的必要手段,爆破振速安全阈值的确定对矿山台阶边坡的安全开采起着重要的作用。以四川兴联石灰石矿山台阶边坡为例,采用速度判别法,选取规范中的爆破振速安全阈值为拟静力法和动力显示分析法作参考;采用拟静力法,选取优势结构面作为潜在滑动面反演得到爆破振速安全阈值;采用ANSYS/LS-DYNA的动力显示分析法,建立台阶边坡模型,选取模拟监测点数据与实际监测数据进行对比,并结合质点振动速度与应力进行回归分析得到爆破振速安全阈值。通过对三种方法的对比研究得到,拟静力法与动力显示分析法得到的结果接近,且符合速度判别法中的规范。综合三种分析方法最终对台阶边坡爆破振速安全阈值进行合理取值。     

某露天矿山爆破对民房的有害效应监测及控制措施

为掌握某大型露天矿山爆破对民房方向的有害效应情况,开展了现场爆破振动、冲击波和噪声监测,根据实测数据分析了矿山爆破对周边民房和居民的影响.结果表明,民房处的实测爆破振速为0.13～0.50 cm/s,均小于安全允许振速;正常生产爆破在民房处产生的冲击波可以控制在人员安全允许范围内;测试期间的爆破噪声满足《爆破安全规程》...     

司徒铺钨矿爆破振动对地表房屋的影响分析

为对司徒铺钨矿地下开采爆破振动对地表房屋的影响进行分析,选取了井下4个爆破点和32个地表测振点进行了爆破振动现场试验。采用振动监测仪,配合BM View软件,得到爆破振动实测数据,并在此基础上根据萨道夫斯基经验公式进行了爆破振动分析和振速预测。试验结果表明:测试范围内地表民房振动速度实测值均小于0.18 cm/s,地表民房爆破振动速度预测值均小于0.5 cm/s,两项指标都小于《爆破安全规程》所规定的地表民房爆破振动安全允许值。     

甲基卡锂辉石矿露天边坡稳定性研究

针对康定甲基卡锂辉石矿东南西北4个方位形成的高度不等的露天边坡的安全稳定问题,在开展现场工程地质调查、对边坡工程地质进行岩组划分、分区和对各个分区的破坏模式进行总结的基础上,采用极限平衡分析方法、二维有限元数值模拟分析以及强度折减法对设计情况下露天边坡稳定性进行分析。通过对2个分析剖面、3个边坡稳定性分区在3种工况下边坡稳定性的极限平衡分析得出,边坡整体安全系数均大于许用安全系数1.20、1.15和1.10,并运用二维有限元数值模拟分析得出,强度折减法计算的安全系数与极限平衡分析法的结果相近,边坡的滑动模式与极限平衡分析采用的边坡滑动模式一致,证明极限平衡分析的结果具有可靠性。最后得出在现有设计情况下甲基卡锂辉石矿露天采场最终境界边坡整体是稳定的,现有台阶坡角较为合理。     

铜山口铜矿露天采场边坡平面破坏研究

为了得到铜山口铜矿露天采场南边坡与西边坡的稳定性,采用RocPlane2.0分析软件对边坡台阶进行了平面破坏稳定性研究。研究结果表明:1)受力在I～Ⅵ条件下,边坡的安全系数依次降低;在张裂缝、爆破振动力与地震力影响因素的控制对比下,地震力对边坡稳定性的影响较大。2)南边坡与西边坡台阶高度为12m,坡面角≤75°时,6种受力情况边坡的安全系数均大于许用安全系数,边坡台阶不会发生平面破坏;台阶高度为24m,坡面角≤75°时,6种受力情况边坡的安全系数均大于许用安全系数,边坡台阶不会发生平面破坏。3)建议在台阶并段开采(24m)时,其台阶的坡面角为75°。研究结果可为矿山安全生产设计提供参考。     

典型渗流对露天矿山边坡稳定性影响的研究

岩石渗流对边坡的稳定性具有重要影响.为了研究渗流对露天矿边坡稳定性的影响规律,结合地质概况,采用数值分析方法对边坡进行了典型渗流作用过程分析,并确定边坡安全系数;研究结果表明,在一定条件下渗流作用对应力场影响很大,渗流与应力场的共同作用直接影响露天矿边坡的稳定性.     

露天矿最终边坡角优化设计模拟分析

为了确定合理的露天矿最优边坡角,结合工程经验建立了基于数值模拟的边坡优化循环流程图,该流程图使得边坡的优化设计显得清晰、直观。在工程勘察与岩体试验的基础上,采用三维显式有限差分程序FLAC3D,对矿山在不同开挖边坡角下的位移及塑性区等反应边坡稳定性的多种指标进行对比分析,确定了最终边坡角并以此模拟出边坡潜在滑动面位置;然后,利用国际通行软件Slide对边坡设计方案进行稳定性验算并求得边坡稳定性系数。通过某一露天矿实例证明了该方法是一种切实、有效的边坡优化方法。     

基于概率积分法和FLAC3D数值模拟法的地下采矿对露天采场影响分析

为保证某矿山地下矿体与露天矿体协同开采的安全稳定,根据矿体赋存条件,采用概率积分法与sufer软件相结合的方式,预测出地下开采引起的地表陷落结果,将预测结果、FLAC3D数值模拟结果与《有色金属采矿设计规范》中的相关规定数值进行对比,从而分析该矿山采矿方法对位于地表的露天采场稳定性的影响。采用概率积分法的变形预测结果表明,地下开采完后,整个露天边坡处于III级构筑物保护范围内;采用数值模拟法计算结果表明,地下开采完后,整个露天边坡均在II级构筑物保护范围内。理想条件下的概率积分法与FLAC3D数值模拟方法结果大致吻合,两者计算结果均在相关规范的安全允许范围内,对于地下和露天协同开采具有指导意义,也证实了2种方法的准确性。     

爆破振动对露天矿边坡稳定性的影响

为了研究爆破振动对边坡稳定性的影响规律,揭示关键的技术参数,建立了考虑振动应力的平面滑动稳定系数计算公式。借助数值模拟分析了布沼坝露天矿西帮变形区受爆破振动影响时的稳定系数变化规律。结果表明：边坡稳定系数随着与爆源中心距离的增加呈对数规律增长,当影响距离超过300 m以后,爆破振动对西帮边坡稳定性的影响可以忽略。边坡稳定系数与振动速度曲线的协同性较高,峰值出现的时刻相同,振幅满足比例关系。     

露天矿边坡爆破对既有隧道的影响分析

针对某露天矿边坡爆破开挖工程对山体内邻近既有隧道的影响问题,依据有关规范及参考国内类似工程的经验,确定该隧道围岩质点振动速度控制标准为20 cm/s。对现场爆破荷载作用下隧道围岩质点振动进行了跟踪监测,提出了测点仪器安装方案,对隧道围岩质点振动衰减规律进行了分析,水平径向、水平切向和竖直向峰值振速衰减规律拟合系数均在0.85及以上,并及时反馈信息,优化爆破参数。结合数值分析,得到了隧道围岩振动速度与动应力分布规律,计算得到围岩质点振动峰值速度为19 cm/s,验证了预估药量的可靠性,为工程的顺利进行提供了安全保障。     

兰坪铅锌露天矿爆破震动监测与分析

为评价兰坪铅锌露天矿中深孔爆破震动对采场周边建(构)筑物的影响,同时反馈优化爆破设计,指导施工,对该矿生产爆破进行震动监测。监测数据分析表明当前爆破方案不会对矿区周边建(构)筑物产生破坏性影响;得到了该矿山爆破震动速度的回归公式以及最大一段安全药量,为矿山进行合理爆破设计提供了科学依据。     

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。     

露采爆破振动对拟建水库坝体影响研究

某露天采场采用中深孔爆破,采场最终边界附近拟建酸性水库坝体。为了研究露天采场爆破振动对坝体稳定性的影响,首先对露天采场爆破振动进行现场测试,对测试结果进行了回归分析,得到了爆破振动的最大振速公式;其次,根据现场实际情况对坝体处最大振速公式进行了修正;在此基础上,采用数值模拟的方法研究了露采不同时期爆破振动作用下坝体的安全系数。结果表明：露采一期爆破振动过程中,坝体是稳定的;露采二期爆破振动过程中,坝体稳定性较差,提出了降低单段最大药量的技术措施。