龙头-硐底石灰石矿露天采场设计边坡稳定性评价

为了论证四川龙头-硐底石灰石矿设计边坡的稳定性,采用phase模拟软件分析了边坡剪应力与位移变化规律;采用slide极限平衡分析软件计算了边坡的安全系数。研究结果表明：各边坡剖面在工况Ⅰ、工况Ⅱ、工况Ⅲ与工况IV条件下,计算所得边坡整体安全系数均大于许用安全系数,设计的边坡角情况下,边坡整体是稳定的;坡体的破坏区主要为拉应力破坏区和剪切破坏区,拉应力破坏区主要分布在台阶坡面及坡面底部与平台交接区域,剪切破坏区主要分布在坡体深部岩体和坡脚;边坡最大位移值出现在坡体中部范围。     

尖山边坡稳定性的三维动态数值模拟分析

应用数值模拟技术对尖山边坡开挖过程中的坡体变形问题进行了真实有效的分析,直观地再现了边坡应力和位移变化,并得到边坡的稳定安全系数。模拟结果表明:原始开裂边坡的模拟结果与现场实际情况基本吻合。随着上部边坡台阶形成的进度,边坡的稳定安全系数逐渐增大,然而2070水平以下继续采用"一面坡"开采方式情况下,最终边坡安全系数为1.16,理论上处于安全状态,但靠近极限平衡状态。通过本次模拟表明:该削坡卸载方案具有一定的可行性和合理性,对边坡开挖和治理具有一定的指导意义。     

含软弱夹层露天矿高边坡台阶宽度及台阶坡面角协同优化研究

采用工程类比法建立露天矿开采中台阶宽度及台阶坡面角协同优化循环流程图,采用强度折减法,以含软弱夹层的四川黄山石灰石露天矿山高边坡为例,计算不同台阶宽度及台阶坡面角方案下边坡稳定性系数,探讨软弱夹层对边坡稳定性的影响,最终确定合理的台阶宽度及台阶坡面角取值。结果表明,循环流程图更为清晰直观地展示了台阶宽度及台阶坡面角协同优化的整个过程,可直接获得台阶宽度及台阶坡面角组合大小; 软弱夹层大大降低了边坡稳定性,且易成为潜在滑动面; 该矿山边坡3-3'剖面的最优安全平台宽度、清扫平台宽度及台阶坡面角分别为4 m、8 m和64°。研究成果可为矿山实现安全经济生产提供新思路和指导作用。     

坡面角对爆破高程放大效应影响的数值模拟分析

为了研究不同坡面角度对边坡高程放大效应的影响,利用数值模拟软件,建立不同坡面角度的边坡实体模型,分析得出坡面角度与高程放大效应之间的关系。随着台阶坡面角度的不断增大,台阶坡顶和其下方测点竖直振速峰值均呈现逐渐减小的趋势。当台阶坡面角度为30°或40°时,台阶的高程放大系数最大,其余角度下,高程放大系数相差不多,均维持在1.4左右。坡面角度不断增大的过程中,倾斜因子数值不断变小,这是导致坡顶竖直振速峰值不断减小的根本原因。     

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。     

地下水渗流作用下边坡稳定性及变形规律

针对地下水位变化易引发边坡失稳破坏等安全问题,基于有限元模型采用非线性动力时程分析方法研究不同地下水位渗流作用对边坡安全系数、位移和有效正应力的影响规律.研究表明:当地下水位较低时,地下水的升高对边坡安全系数影响不大,当地下水位变化达到一定高度后则对边坡稳定性影响较明显;随着地下水位的增加,边坡最大水平位移位置由边坡坡面中上部向边坡坡脚转移,且最大水平位移范围由边坡坡面向坡内扩散,表明地下水位升高不仅增加了边坡变形,还使边坡滑动面向边坡内部移动,增加了滑动规模;边坡坡面有效正应力随地下水位增加表现出减小-增大-减小的趋势,并在边坡坡脚处产生最大值,表明在地下水位影响下坡脚是边坡最容易破坏的位置,对边坡工程安全防护设计与计算具有指导意义.     

鹿鸣钼矿西-Ⅰ区边坡稳定性相似材料模拟

为了保证露天矿安全生产,需要对边坡稳定性进行分析和优化。在对鹿鸣钼矿前期的地质资料和岩石力学参数进行研究的基础上,针对矿区的弱结构面区域2-2剖面,以几何相似常数300为比例搭建实验室模型,布置位移监测点及应力监测点,模拟实际边坡开挖过程,采集相关数据分析边坡稳定性。通过模拟分析得到2-2剖面240m平台和270 m平台存在失稳的可能性。在露天边坡开挖工作中,台阶边坡容易发生变形破坏,弱结构面与断层有交叉和台阶边坡位于弱结构面区域更易发生变形破坏。研究结果为鹿鸣钼矿的安全生产提供了一定的理论依据。     

新桥露天采场东端帮8～13线扩大开采境界设计与研究

介绍了新桥矿业有限公司突破了传统露天境界固定帮由安全平台、清扫平台和台阶坡面构成的结构形式,对东部8~13线扩界实施的边坡挖潜,将固定帮设计成底板为高陡的无台阶坡面、顶板采用两台阶并段,露天底设计为非平面型的露天开采境界,达到多采矿石、少剥岩石的效果。     

傍山隧道爆破振动边坡传播规律试验研究

为了研究傍山隧道爆破振动在邻近边坡的传播规律,设计了4个隧道模型进行爆破试验,试验结果表明:傍山隧道爆破振动在邻近边坡上的传播随水平距离及爆心距的增大而减小,随高差增大而增大,受爆心距的影响最大,垂向振速径向切向。边坡形态、最终边坡角和台阶坡面角都会对爆破振动在边坡传播产生影响,4个模型坡顶与台阶边坡坡面都出现了振速放大现象,傍山隧道爆破振动对顶部的影响比对坡面的影响大,对台阶边坡的影响比直面边坡的影响大。     

内排土场边坡近自然重塑渗流及孔隙水压力特征研究

为研究我国东部草原区某露天矿边坡在近自然修复模式下的渗流及孔隙水压力特征,以GEO软件中SEEP/W模块为父项,拟合SLOPE/W模块对该矿区强降雨条件下的边坡抗侵蚀特征,渗流路径变化情况以及孔隙水压力重分布情况进行模拟分析。结果表明：对原内排土场边坡进行反S型重塑后,边坡抗侵蚀特性提升明显,单台阶上部及下部区域台阶坡面角降低,区域内径流流速下降,降雨入渗程度增加;受坡面形态改变影响,原内排土场边坡各级台阶坡面处均出现水流渗出现象,水土流失程度较高;重塑后,15 m及20 m台阶重塑模型渗流密集程度增加,内排土场坡面未表现出明显出水现象;边坡顶部孔隙水压力实现重分布,负孔隙水压力分布范围增加,过渡区域面积较为均匀,有效缓解了因不同岩层渗透系数差异性而导致的边坡上部岩层局部积水现象。     

露天矿边坡岩体力的应力集中

在露天边坡的开挖过程中,由于临空面的卸载回弹,天然岩体内的初始应力于坡脚附近形成一个明显的应力集中带,从而使得坡脚成为边坡失稳的主要部位。有限元法分析结果表明,边坡岩体的应力集中,受到初始侧向水平应力、边坡高度、坡角和坡底宽的影响,其中尤以侧向水平应力的影响最为关键。     

地震边坡岩土体破坏特征探讨

通过理论分析与FLAC数值模拟技术,分别探讨了地震边坡岩土体应力状态及其破坏特征。研究发现：地震荷载作用下,边坡坡顶单元易产生拉应力,发生拉破坏,其最小主应力方向与水平方向几乎一致,致使坡顶常表现为陡峻拉裂面;底部单元主应力方向发生改变,处于双向受压状态,发生剪切破坏;边坡动力失稳是因拉剪滑面贯通所致。     

露天矿边坡开挖爆破震动动力响应分析

介绍了某露天矿高陡边坡计算模型的概化方法、建立方式.利用自编程序,将爆破震动实测速度时程曲线转化为加速度时程曲线作为计算荷载,对该边坡爆破开挖进行了ANSYS有限元应力、位移、速度响应时程分析.分析结果表明,尽管此次爆破的震动速度最大值超标,各种应力在坡脚底部存在应力集中现象,但各应力值都较小,边坡没有发生任何塑性变形;随着爆破规模的增大,出现了明显的放大效应和惯性滞后效应.     

凹山采场边坡多元信息监测及分析

针对南山铁矿现有主采场凹山采场挂帮矿开采、回采过程中的边坡稳定性问题,采取稳定性监测雷达、深部多点位移计和钻孔测力计3种监测手段对边坡变形进行实时监测,建立边坡表面位移、深部位移及深部应力立体监测网。根据监测分析得出如下结论：爆破振动是影响边坡稳定性的主要外因,优势结构面是影响边坡稳定性的主要内因;将边坡内部应力变化率作为边坡失稳的判据,相较于位移变化率具有超前性;建立边坡表面位移、深部多点位移和深部应力监测的多元信息监测网,能够有效地对边坡的稳定性进行预测,确保采场挂帮矿的安全开采。     

降雨入渗对砂质边坡变形和稳定性的影响

基于砂质边坡的数值仿真模型,研究了降雨入渗对边坡稳定性和变形的影响规律。研究发现:边坡安全系数随着降雨持续时间和强度的增大呈现降低的趋势,随着边坡角度、高度的增加而减小,随着内摩擦角、黏聚力的增加而增大;而边坡高度和坡角对边坡滑动深度影响较小;土体内摩擦角大的边坡容易发生浅层滑坡,黏聚力大的边坡容易发生深层滑坡。随着降雨持时的增加,在边坡坡脚位置水平位移产生突变,为边坡最容易剪切滑出位置。抗滑桩的抗剪承载力越大边坡安全系数就越大,但承载力大的抗滑桩会加深滑裂面的位置;抗滑桩在加固位置位于边坡中下部时的安全系数比设置在上部时增加2%~5%。因此,在不改变危险滑裂面的情况下,合理设计抗滑桩强度可以提高边坡安全系数。     

贯穿断层及隐伏巷道对某露天边坡稳定性影响数值模拟分析

为研究贯穿断层(F₁)及历史采空巷道对广东某露天矿边坡稳定性的影响,基于现场工程调查得到不同岩组的岩体质量评价指标,采用Hoek-Brown强度准则及工程类比法得到岩体参数,结合实际工况建立含贯穿断层及历史采空巷道的三维地质模型进行综合边坡稳定性分析。结果显示：在154 m及197 m水平位置的历史采空巷道,边坡顶部及坡面位移较小,拉应力小于岩体抗拉强度,同时塑性区未能进行上下贯通;矿区贯穿断层(F₁)在坡面的拉应力值小于全风化岩体的抗拉强度,最大位移仅在坡顶及底部,竖向位移量为1.4 mm,在贯穿断层附近塑性区无贯穿情况发生。结合以上分析,贯穿断层及历史采空巷道对自然状态下的边坡稳定性影响不大,该结论为矿山安全生产奠定了基础。     

基于露天矿高陡边坡岩体的爆炸应力波响应仿真研究

通过爆炸应力波在高陡边坡体远场传播的三自由度动力学模型,利用Matlab仿真了其动态响应过程。单点爆源的爆炸应力波激励的仿真结果表明,边坡岩体介质位移响应下部的最大,中部的次之,上部的最小,之间呈幂律关系衰减,同时具有明显的滞后效应;频率响应与位移响应相同,随着步长增加,高频成份迅速衰减。多点爆源的爆炸应力激励仿真结果表明,边坡岩体介质位移响应上部的最大,中间的次之,下部的最小,爆炸应力波在边坡顶部呈动力放大效应;频率响应则相反,下部最大,中部的次之,上部最小。仿真结果与现场测试结果相符。     

某露天矿岩质高边坡地震动力响应及稳定性分析

地震作用下边坡动力响应及稳定性研究近年来受到工程界和学术界的普遍关注。借助ANSYS程序采用以下方法分析某露天矿岩质高边坡地震动力响应及其稳定性：首先进行静力有限元分析,确立初始应力场,判断可能的滑移面;然后进行边坡动力响应分析,研究了应力、位移、速度和加速度的动力响应结果;最后引用单元安全度的概念计算评价坡体重点部位的局部稳定性,在此基础上计算滑裂面安全系数评价边坡整体稳定性,并用拟静力法进行校验。计算取得了比较满意的结果,为该边坡动力安全评价提供了科学依据。     

弓长岭露天矿含空区边坡稳定性研究

针对弓长岭露天铁矿含空区边坡稳定性问题,考虑不同大小、位置空区对边坡稳定的影响,利用FLAC和Geo-slope软件,分别模拟3种情况（包括36种情形）下边坡的稳定性：①不含空区;②空区分别位于边坡上部、中部、下部和坡角底部,这些空区距坡面的距离固定,改变空区的宽度;③空区大小确定,改变空区距坡面的距离。通过对比不同宽度、位置空区的边坡塑性区、位移云图和安全系数来分析空区对边坡稳定性的影响规律。结果表明：上部空区的存在有利于边坡整体稳定,但是影响边坡的局部稳定;中部空区的存在对边坡稳定性影响比较复杂,既有对边坡稳定有利的情况,也有对边坡稳定不利的情况;下部空区的存在严重影响边坡的稳定性。该规律对露天开采转地下开采很有借鉴意义。     

防渗电解锰渣库流固耦合稳定性分析

以电解锰工程性质为基础, 使用流固耦合的极限平衡法, 对铺膜防渗锰渣库的边坡稳定性进行了分析。分析表明, 铺膜防渗显著降低了锰渣库边坡的稳定性。库底导渗系统对维持锰渣库边坡稳定性发挥着至关重要的作用。山谷型铺膜防渗锰渣库在运行期间的边坡抗滑稳定安全系数可能低于终期抗滑稳定安全系数, 运行前期渣库快速上升阶段安全系数为最低, 而最危险滑动面经过防渗膜与锰渣的界面。因此, 锰渣库初期坝上游坡面和底部设计坝高持力区不应使用光面膜, 而应当使用双糙面膜。库底导渗系统须有足够的抗压能力, 以保证其长期发挥作用。渣库运行前期应增加导渗体的密度, 加速锰渣排水固结。