抚顺西露天矿边坡岩体渗流分析及排水方案设计

摘要本文从裂隙岩体渗流理论出发,以抚顺西露天矿边坡现场水压动态资料为基础,建立边坡岩体诊流模型,分析评价水压动态与疏于工程施工过程及边坡稳定性的关系,提出有实际意义的水压控制方案。并应用于国家重大安全措施项目“抚顺西露天矿北帮西区边坡综合整治工作”施工设计之中。     

数值模拟在布沼坝露天矿边坡稳定性中的应用研究

边坡的变形与滑动不但会对露天矿的安全生产带来重大影响,而且会对边坡上的建筑、设备,甚至人身安全带来不利影响。针对布沼坝露天矿西帮边坡出现的问题,对边坡中关键剖面进行数值模拟分析,获得了边坡的稳定性情况。研究表明：西帮边坡整体稳定性较差,存在滑坡危险,将会影响到生产的正常进行。本研究结果可为边坡设计及治理工程提供可靠依据和技术指导。     

司家营铁矿西帮边坡综合治理方案

司家营铁矿西帮边坡第四系冲积层特别厚大,开采剥离之后形成土质边坡最高可达70 m。通过对该矿西帮边坡采用数值模拟方法,分析现状边坡稳定性,并采用极限平衡法对西帮第四系最终开采境界边坡边坡稳定性进行了合理评价,验算了综合治理方案的可行性。分析表明,通过调整坡率,加强支护可确保边坡稳定,可供类似露天边坡治理参考。     

震动荷载对布沼坝露天矿西帮边坡稳定性的影响

研究小龙潭矿务局布沼坝露天煤矿西帮边坡受到地震因素影响时的状态,通过引入震动效应下的边坡稳定性分析,其分析结果准确可靠,为进一步研究治理布沼坝露天矿西帮边坡蠕动变形提供了准确依据,因此在边坡稳定性分析中引入震动效应是十分必要的。     

别斯库都克露天煤矿边坡破坏特征与稳定性分析

针对别斯库都克露天煤矿西帮和南帮设计的倾斜边坡破坏问题,开展了顺倾边坡破坏机理研究,分析矿区可能存在的破坏特征,通过数值模拟和稳定性数值计算,确定了矿区变形特征和边坡稳定性。结果表明:西帮区域滑坡特征为沿煤层底板弱层与火烧岩内部滑动,南帮区域滑坡特征为顺倾边坡溃屈破坏或沿着结构面发生失稳;同时,两区域边坡稳定性均不满足安全储备1.10的要求;从而建议西帮火烧煤区域沿露头煤开采,南帮区域破底帮开采。     

含断层露天矿逆倾层状边坡稳定性数值模拟

平庄西露天矿西北帮为逆倾层状边坡,受坡体内F₃断层及弱层的影响,开采过程中存在滑动风险。为保障采剥作业安全,开展了西北帮边坡稳定性研究工作。选取西北帮断层区的典型工程地质剖面作为研究对象,应用有限差分软件FLAC^3D,基于强度折减理论,将D-P准则作为岩体破坏准则,以塑性区贯通作为边坡失稳判据,对平庄西露天矿西北帮F3断层区逆倾层状边坡稳定性进行了数值模拟研究。通过分析断层与边坡空间位置不同以及不含断层条件下西北帮边坡失稳破坏特征,揭示了F₃断层对西北帮边坡滑移模式与稳定性的影响。研究结果表明,F₃断层的存在及其位置控制了平庄西露天矿西北帮断层区边坡的潜在滑坡模式,进而影响了边坡的稳定性;滑坡的力学成因为岩体在自身重力作用下顺F3断层面滑移,进而挤压下部岩体沿MD弱层向临空面滑移,形成推动式滑坡;断层的存在会加速滑坡的进程,且断层距离边坡面越近,这种作用越明显。     

渗流与应力耦合作用对边坡稳定性影响的数值模拟研究

研究渗流与应力耦合作用对裂隙边坡稳定性的影响具有重要的工程指导意义。对呈现裂隙边坡特征的金堆城钼矿北帮边坡分别在不考虑地下水渗流以及考虑渗流与应力共同作用两种情况下进行的有限元数值模拟研究表明:渗流与应力耦合对边坡稳定性具有直接的削弱作用。     

露天煤矿端帮逆倾软岩边坡稳定性研究

为达到提高露天煤矿经济效益的目的,在确保最大限度回采压煤的前提下,以露天煤矿边坡稳定性问题作为边坡优化设计标准,结合胜利西二露天煤矿西端帮逆倾软岩边坡工程实际,采用刚体极限平衡软件和数值模拟软件FLAC3D相结合的方法,通过不断调整边坡参数,研究分析了不同留设煤柱长度到界边坡滑移模式及稳定性变化规律,优化设计了胜利西二露天煤矿西端帮最终边坡形态。研究结果表明:胜利西二露天煤矿西端帮逆倾软岩边坡滑移模式及稳定性主要受煤顶底板弱层控制;其稳定边坡角随着煤柱长度的增加呈先减小再增加最后趋于稳定的趋势;采用内排压帮可将西端帮压煤全部采出,最终帮坡角提高至32°,采出压煤471.44万t。     

黑山头露天煤矿采场裂隙区边坡稳定性评价与治理技术研究

为保障黑山头煤矿采场裂隙区域边坡的稳定性,根据采场内边坡地质条件,结合裂隙区域的发育特征,采用FLAC3D+SLIDE数值模拟的方式进行裂隙区域边坡稳定性的评价分析,基于分析结果可知东北角裂隙区域有滑动趋势,该处边坡欠稳定,需要采取相应措施进行治理,综合目前边坡治理技术,确定采用清帮处理的方式加以治理,并对治理效果进行评价分析。结果表明:裂隙区域采用清帮治理措施后,采场后续开采过程中裂隙区域无滑坡现象出现,且裂隙区内无滑坡倾向,保障了采场裂隙区域边坡的稳定。     

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。     

露天矿边坡位移监测GIS可视化分析研究

以某大型露天矿边坡作为研究背景,针对该边坡位移监测所得的大量监测数据,提出了应用地理信息系统（GIS）技术手段开展边坡位移监测数据分析的研究思路,建立了包括属性数据和图形数据的GIS基础数据库。依托ArcGIS操作平台,实现了露天矿边坡位移监测数据GIS可视化研究分析。结果表明,该边坡下部区域稳定性较好,西帮边坡部分区域及东北角边坡顶部位移较大,稳定性较差。同时,应用GIS技术开展边坡位移监测数据分析,能够更加直观准确地表达边坡稳定性状况,提高了工作效率和信息化水平。     

剩余推力法在平庄西露天矿边坡稳定中的应用

平庄西露天矿边坡稳定分析一直都是矿山生产与安全的一个重要问题。采用剩余推力法,运用VBA语言进行编程,以平庄西露天矿轴线剖面的工作帮为研究内容,对其进行稳定分析评价。分析结果显示,计算的稳定系数偏低,边坡不稳定,对此应采取防治措施,使其不影响正常的生产。     

抚顺东露天矿西端帮土体及公路压密注浆加固施工技术

抚顺市东岗道桥公路由于连接东、西露天矿的隧道施工及东露天矿西端帮剥离致使东露天矿西端帮土体滑移,路面出现裂隙、变形,迫使东侧公路停用。结合地质情况,采用压密注浆施工技术对东露天矿西端帮边坡土体、公路进行压密注浆加固处理。经测量数据检验,东露天矿西端帮边坡及公路沉降变形趋于稳定,达到预期效果,保证了东露天矿西端帮边坡稳定及公路的正常安全使用。     

一种露天矿高边坡形变监测的新方法

针对露天矿高边坡监测精度要求高、实时性强、难以全面覆盖、接触困难等问题,分析了地基雷达测量的技术特点,研究了基于地基雷达的露天矿高边坡形变监测方法及大气扰动改正、时序分析等关键技 术。结合三友矿边坡变形监测试验,给出了地基雷达数据的处理流程,基于振幅离散指数、估计的稳定性指数、位移精度等参数的雷达数据质量评价方法。针对露天矿边坡长时间、远距离监测中的大气扰动问题,探 索了基于PSC网的大气校正方法,取得较好的大气改正效果,监测结果与高精度测量机器人的监测结果相一致,验证了所提监测方法的有效性。研究结果表明：监测目标区域稳定边坡雷达影像的振幅离散指数优于0.1 ,相位估计的稳定性指数大于10,位移精度优于0.2 mm。PSC网大气校正能有效消除昼夜温差和湿度引起的相位变化,实现亚毫米级测量精度。基于时序分析技术,实现露天矿高边坡微形变监测,为矿山边坡安全提供 了一种新的监测方法。     

高陡矿山边坡稳定性动态分析及工程应用研究

露天开采形成的矿山边坡岩体的力学特性和稳定状态具有显著的动态特征,因此,传统的确定性分析方法难以获得可靠的稳定性分析结果。为此,结合边坡岩体的变形监测信息,提出了矿山边坡稳定性动态分析技术。为了进行边坡稳定性的动态分析,首先在边坡坡面布设一定数量的变形监测点,进行边坡变形监测。然后,根据矿山实际开采情况(坡高、坡角和地质构造),建立对应于当前开采状况的数值分析模型,并基于监测位移与计算位移之差最小为准则,进行等效边坡岩体参数的模式识别。最后,根据所获得的等效参数,进行当前边坡的稳定性评价或未来开采的稳定性预测。     

基于灰色理论的某露天矿边坡稳定性预报

以某露天矿GPS位移监测数据为依据,建立边坡稳定性灰色预报方案,对比监测值表明,通过灰色理论建立GM(1,1)模型,得出时间响应函数进行位移预测是可行的.由此编写相应预报软件,便于根据监测数据预测边坡稳定性,对现阶段位移数据预测表明,边坡稳定性较好,后期应加强监测和预报,对矿山安全生产和施工具有一定指导意义.     

露天铁矿山顺层破坏型边坡安全治理研究

以太钢袁家村铁矿采场西帮顺层破坏型边坡为研究对象,采用挂网喷浆的支护结构,并在坡面布设泄水孔,坡脚布设排水沟的综合治理方案,对西边坡的平台及坡面分区域实施有针对性的安全治理并进行了绿化,然后在平台上布设边坡在线监测系统。既确保了西边坡安全稳固,又为其它顺层破坏型边坡的安全治理及边坡生态环境修复提供参考。     

平庄矿压煤边坡陡帮开采三维稳定性分析

平庄西露天煤矿设计采用的到界边坡角偏于保守,造成岩石剥离耗费过多,并且坡脚积压大量优质煤层。本文应用MADIS有限元程序,对西露天矿陡帮边坡压煤区不同开挖宽度的变形规律进行了分析,结果显示开挖空间的最大位移随开挖长度的增加呈现出先陡增、接着缓增、最后趋近水平的扁"S"型增长规律,并且存在一个临界开挖宽度,使得该点可以界定为两个变形差异明显的变形阶段。据此建立边坡三维变形体力学与基于刚体极限平衡分析的MSRAMA法边坡稳态分析的关系式,提出陡帮开采下边坡三维稳定性系数计算方法,并得出陡帮开采下边坡三维稳定性随压煤分步开挖宽度的变化规律,优化压煤最佳开挖宽度。在平庄西露天煤矿Ι区坡脚压煤开采时,利用三维变形效应,采取分段开挖,跟进回填,反压护坡等措施,维护了边坡稳定,取得了良好的经济社会效益。     

远程在线监测雷达技术在露天矿边坡稳定性监测中的应用

分析现有的边坡监测技术,阐述远程在线雷达监测技术在边坡滑塌破坏过程中的数据采集、数据分析、滑坡预警等方面的特有优势。通过分析边坡雷达实时监测数据,及时发现露天矿边坡的风险区域,了解边坡的变形破坏规律及稳定状态,结合远程在线监测雷达监测边坡滑动破坏实例分析,表明该技术能够准确判断边坡稳定性、预测边坡滑动破坏发生时间,最大限度的保证露天矿山的安全生产。