露天矿露井协调开采边坡变形破坏机理研究

露天矿开采诱发滑坡是采矿工程中经常出现的重大工程地质问题之一,矿区滑坡集普遍性、危害性和特殊性于一体。某露天矿采用露天与井工协调开采,其露天开采边坡的变形机理与稳定性研究对开采方案设计和地质灾害防治具有重要意义。本文采用FLAC数值计算方法,研究了某露天矿边坡变形破坏机理,确定了该露天矿南帮在应用露井协调开采下边坡变形破坏机理。结果表明,当露天开采后进行地下开采时,地下开挖对边坡岩体变形破裂过程的影响表现为岩体失效变形和结构破损进程的加剧,其煤层覆岩的变形破坏规律随着煤层埋深的增加以及边坡保护煤柱的缩短而变化,因地下回采所造成的边坡岩体偏态沉降的变形移动范围将进一步偏向边坡临空面方向一侧。     

卢安夏铜矿露天开采下采空区顶板安全厚度研究

地下采空区给露天生产带来了极大的危害,采空区顶板安全厚度的确定是露天生产的重要安全保障。为了研究卢安夏铜矿露天开采下采空区顶板安全厚度,通过对矿山原有采矿技术条件和地质资料的分析及现场实地测量和调查并结合钻孔探测等手段,确定了露天矿下采空区的分布情况。以此分析地下采空区与露天境界空间关系并对露天边坡危险区进行区划,利用理论计算和数值模拟手段对最危险区域的采空区顶板安全厚度进行研究。结果表明:在最危险区域范围内,对不同采空区范围,不同位置的采空区进行模拟结果分析,露天开采的采空区隔离层安全厚度为16m(2个台阶高度),采空区对露天开采的影响较小。     

某露天矿扩帮形成覆盖层方法探究

根据某矿山露天开采结束时的地质地形条件和边坡矿的赋存状态,提出了扩帮回填采空区形成覆盖层的方案,研究了平硐崩落法回采边坡矿的方法。扩帮和平硐回采生产的矿石有效补充过渡期内的矿石产量,为实现露天转地下平稳过渡提供了保障。     

地下开采扰动对露天排土场边坡变形破坏的影响

为了研究地下开采对上覆露天矿排土场边坡变形破坏的影响规律,以酸刺沟煤矿及哈尔乌素露天矿排土场为研究对象,分析了地表沉陷规律及其诱发排土场变形破坏的机制,采用概率积分法对地表沉陷量进行了预测,并借助FLAC^3D软件分析排土场边坡变形及地表塌陷,同时分析了酸刺沟煤矿工作面回采结束后,哈尔乌素露天矿排土场的位移变化。结果表明：概率积分法预测最大沉陷量为21 m左右,模拟计算最大沉陷量为22 m左右;两者的地表最大沉陷量均随着开采阶段的进行先增大后逐渐趋于稳定,符合地表沉陷形成移动盆地的规律;数值模拟结果和实际塌陷区位置一致;排土场边坡水平位移量与工作面推进长度呈正相关;工作面走向上,采空区两侧水平位移最大,呈现出向采空区中部滑移的特征,且总体表现为左侧边坡水平位移大于右侧边坡。     

露天矿台阶爆破扰动下浅埋采空区稳定性研究

为了研究弓长岭露天矿台阶爆破扰动对台阶下方浅埋采空区稳定性的影响;根据弓长岭露天矿真实的工程地质条件和施工方案,基于细观损伤力学理论,采用FLAC^3D对台阶爆破扰动下采空区损伤演化过程进行了数值模拟,研究了台阶爆破扰动对露天矿浅埋采空区稳定性的影响。结果表明：施加爆破扰动后,采空区顶板变形量增加,而施加爆破扰动位置距离采空区越近,顶板变形增加量也越大;在距离采空区75 m处施加爆破扰动时,采空区顶板有失稳破坏的风险。     

青海某露天矿边坡稳定性研究

青海某露天矿位于青海省西部东昆仑山脉西段,柴达木盆地南缘。矿体严格受镁铁-超镁铁杂岩体的控制,矿体产状与岩体基本一致,呈北东东向展布,走向长1 680 m,平均厚度85 m,平均倾角20°。设计采用露天开采,西南部露天开采非工作帮最终边坡角达到48°,通过三维建模和数值模拟对该露天矿边坡稳定性进行分析研究。结果表明,该矿山露天开采终了边坡中下部有发生圆弧型破坏的可能,在生产过程中存在安全隐患,需要采取加固措施。本文的研究为该矿山后期露天采场边坡加固提供理论依据。     

山西某露天煤矿边坡滑坡成因及变形机理分析

山西某煤矿露天边坡发生滑坡,从滑坡区的工程地质条件、水文地质条件、变形监测资料、变形特征、人类工程活动等方面分析,认为特殊的边坡岩土结构和水文地质条件是滑坡形成的内在条件,因露天开采剥离形成的高陡边坡是滑坡的根本原因,而大气降水和长期爆破震动是诱发边坡下滑的外在动力.滑坡变形表现出明显的牵引式破坏特征,边坡下部首先滑移破坏,并还将继续牵引边坡上部的变形破坏.     

露井联采下采动边坡移动规律及开采参数优化

针对安太堡露天矿南部采用地下开采后,后期露天开采边坡稳定性将受到很大影响的情况进行了研究。研究结果表明,水平煤层露井联采下露采边坡岩体破坏规律存在明显的3个破坏分区,地下开采导致上述3个分区存在不同的变形特征,其露井联采边界参数是决定3个分区稳定的关键因素。通过对边界参数的优化分析,要确保安太堡南帮边坡岩体的稳定,地下与露天之间必须协调开采：其地下矿井需重新确定地下开切眼位置,即以Y=74 160为界以南布置地下开采工作面;露天矿开采考虑到安太堡南帮上部边坡岩体受地下开采影响明显,提出了南帮露天开采应采用“组合边坡”的设计思想,即+1 375以上平台岩土边坡角度应由原来的75°降低到62.58°。     

我国露天开采及其存在的主要工程地质问题

由于露天开采的发展,边坡的变形破坏日益增加。本文根据我国露天开采的实践,概叙了目前我国露天开采的现状,总结了露天开采工业的特点,主要是各类露天矿开采的发展极不平衡;露天矿的规模及开采深度较小及边坡的变形破坏愈来愈多。边坡的变形破坏,其基本原因在于受露天矿的各种工程地质因素的影响。露天矿的主要工程地质问题包括:矿区的地应力状态,特别是区域性地质构造应力场对露天边坡的稳定性具总体的控制作用;复杂的或比较复杂的岩体结构及岩层组合的介质结构特性,受地下开采影响的移动岩体上的露天开采问题及溶蚀岩体中的露天开采问题;以及显著影响露天坑边坡稳定性的地下水问题等。同时分析了由露天开采而引起的各种环境工程地质问题。这些对露天开采及露天矿边坡的稳定性评价具有一定的参考价值及实际意义。     

某露天矿东排土场边坡稳定性分析

为查明某露天矿东排土场现状边坡稳定性状态,为后续排土工程发展提供指导,基于对东排土场边坡工程地质条件分析与认识,首先采用有限差分数值模拟手段对东排土场边坡的最危险破坏模式进行分析,然后采用极限平衡分析法对东排土场现状边坡进行安全评价.结果表明:该露天矿东排土场的最危险破坏模式为单台阶圆弧滑动;鉴于边坡稳定性较好,且现有...     

四川巴中谭家山石灰岩露天矿边坡安全隐患及处置对策

四川巴中谭家山水泥用石灰岩矿矿区分为东矿区和西矿区,东矿区作为第一期开采,设计边坡高度约300m,最终整体边坡角41.9°。矿区地质条件复杂,地层呈陡倾顺层单斜产出,岩体节理裂隙发育,地下存在规模不等的溶洞,边坡为典型的陡倾顺层露天矿高边坡,安全隐患较为突出。本文以现场地质调查为基础,首先采用工程地质分析法分析了谭家山石灰岩露天矿边坡可能存在的破坏模式,结果表明整体边坡与台阶边坡皆存在不同破坏模式的安全隐患;其次考虑生产爆破及地下溶洞的可能分布情况,指出了生产过程中可能出现的边坡安全隐患;最后针对可能出现的边坡安全隐患,提出了相应的处置对策及措施。研究成果可为矿山生产安全管理提供参考。     

露天转地下开采边坡变形和应力特性研究

露天矿开采的中晚期阶段,当深部还有可采矿体时,要由露天转为地下开采,在地下矿体的开采过程中,露天边坡的变形破坏特征直接影响地下开采的安全。针对这一问题本文通过三维数值分析,详细分析了地下矿体开采过程中边坡岩体的变形和应力变化。获得以下主要结论:边坡不同标高处的竖向位移变化在-60、-90、-135和-165 m水平的开采过程中,上下盘边坡岩体的变形相对较小,在-210、-255 m水平开采的过程中边坡岩体竖向位移变化较大;地下矿体的开采主要影响上盘边坡岩体,其变形值和变形范围都较下盘岩体大;不同开采水平下,上盘边坡深部岩体随着开采水平的延深,最大主应力的集中程度逐渐增加,影响范围也在加大;而最小主应力在开采水平附近出现明显减小现象。     

某铜矿露天转地下隔离矿柱的确定研究

露天转地下隔离矿柱的确定是露天转地下开采经常面临的重要问题,对于金属矿山地下安全生产极其重要。根据某铜矿的采矿工艺、开采深度以及工程地质条件,采用理论计算和FLAC3D有限差分法数值软件对不同厚度的隔离矿柱进行了模拟分析。结果表明,当隔离矿柱厚度为 20 m时,地下开挖导致的顶板变形较小且趋于平稳。20 m是该矿山隔离矿柱厚度的最优值,能够满足安全生产要求。该分析结果为露天转地下安全高效回采提供了理论依据和技术指导。     

备战铁矿露天矿及与挂帮矿同时开采稳定性研究

备战铁矿是正在由露天转井下生产的大型铁矿,挂帮矿采用分段空场法回采,地下矿体拟采用无底柱分段崩落法回采。挂帮矿必须与露天矿同时开采,才能在地下开拓工程建成前完成回采任务并形成覆盖层。挂帮矿采用分段空场法回采,地表不可避免会产生连续移动和变形,进而影响露天边坡的稳定性。挂帮矿和露天矿同时生产的安全成为备战铁矿亟需解决的迫切问题。利用FLAC三维建模软件建立过渡期备战铁矿露天边坡与挂帮矿同时开采的的分析模拟平台模型,选择合理的采场尺寸并模拟挂帮矿开采对露天边坡安全稳定性的影响。经模拟结果表明分析,得出挂帮矿开采对露天边坡不会造成严重的露天边坡大面积拉伸破坏,在进行挂帮矿开采时露天边坡基本稳定。     

大型深凹露天矿边坡稳定性研究及智能监测系统应用

深凹露天矿山开采过程中易产生滑坡、泥石流、危岩垮落等地质灾害,为保证露天采场人员及设备安全,需开展深凹露天矿边坡稳定性研究。利用3DMine构建深凹露天矿三维模型,而后导入FLAC3D进行8个分区的露天矿边坡应力应变数值。从竖直方向位移、最大(小)主应力分布状态、剪切应变方面进行分析得出：竖直方向几乎无位移,露天边坡整体稳定性较强;局部台阶坡面存在应力集中现象,应加强监测。在实际工程中,矿山引入边坡智能监测系统,利用雷达扫描及GNSS在线数据集成技术形成三维可视化边坡模型,实时监测边坡空间位移变化数据,实际监测结果表明开采后边坡薄弱面发生位移,与数值模拟结果一致。文章创新点在于利用有限元数值模拟手段与实际工程中的三维智能监测系统相结合,可有效防治露天开采时所面临的地质灾害问题,对同类高大边坡安全稳定性研究具有一定的参考价值。     

露天转地下开采引起露天采场边坡垮塌数值模拟研究

以某金属矿山露天转地下开采引起露天采场边坡垮塌为研究背景, 采用三维数值模拟研究方法展现了矿体开采过程中围岩塑性区发展过程, 并分析了围岩塑性区分布的变化规律。结果表明: ① 空区上部岩层主要以拉伸破坏模式为主, 其他部位岩层主要以剪切破坏为主, 西部边坡坡面的一侧已经与地下采空区塑性区相互贯通。② 东部矿体采用充填法开采, 一定程度上控制了地表塌陷;产生塑性区的部位为西部边坡和靠近西部边坡的露天采场底部。③ 开采前期西部矿体在西部边坡坡面和露天采场底部产生的塑性区较多;开采后续水平矿体对地表塑性区的产生影响不大。④ 模拟矿体开采过程, 可将产生的塑性区划分为3个阶段, 有2个突变点: 第1个阶段对应西部边坡开始出现裂缝、局部垮塌滑坡;第2阶段对应边坡出现较大范围垮塌滑坡、露天采场底部出现裂缝、西部边坡脚出现塌陷孔洞;第3阶段塑性区占比逐渐增加。研究成果可为矿山滑坡治理和矿山安全生产提供参考。     

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。     

露天地下同期开采对边坡变形影响机制研究

露天地下同期开采是近年来出现一种新的开采方式,在2种不同开挖方式（露天开采、地下开采）的扰动叠加作用下,边坡岩体的变形与破坏机制完全不同于单一露天开采作用下的边坡稳定问题。基于工程实例,系统揭示了该种情况下边坡岩体的滑移变形是2种扰动诱发滑移变形矢量的叠加作用,其变形属性取决于每种开挖扰动的作用大小;在合成变形矢量中,其移动特点更多地表现为扰动作用大的属性,但由于每种扰动作用在不同空间位置上作用大小是变化的,表现为2种作用叠加后的滑移机制演化规律具有分区性。结合实际工程的开采特点,运用数值模拟方法,系统地探索了不同开采时序组合下边坡岩体的滑移特点和演化规律,并确定了最小开挖扰动方案,即从下到上的开采顺序,此种方案开采产生的位移量大小以及破坏区域的范围均明显小于由上到下的开采顺序;同时研究了露天地下同期开采边坡滑移机制以及边坡岩体变形的空间属性,从而为同类矿山的开采设计及其安全评价提供了科学依据。     

充填散体作用下采动岩移的预测及其应用

弓长岭铁矿东南采区上含铁带应用露天开采,下含铁带应用无底柱分段崩落法开采,因开采规划不合理导致上含铁带、下含铁带平行矿体高差约300 m,严重影响矿山安全生产.为保障该矿露天地下协同安全生产,提出利用上含铁带剥离的废石充填下含铁带塌陷坑.利用FLAC3D软件模拟下含铁带开采过程,并对比分析了有充填散体、无充填散体作用下...