某露天铁矿采场边坡优化设计可靠度分析

根据某露天铁矿采场地质条件和开采形成的边坡形态,共选择4个典型剖面,设计了6个边坡角优化方案。采用Morgenstern-Price法计算边坡安全系数,所得安全系数均大于1.0,但极限平衡法未考虑岩土体参数的空间变异性,无法全面反应边坡的安全性。鉴于可靠性分析方法的优越性,采用蒙特卡洛模拟法进行随机模拟试验,分析各边坡设计方案所得平均安全系数与上述极限平衡法求得的安全系数相接近,但破坏概率均在可接受的破坏概率阈值之下,可靠性指标均大于可接受的可靠性指标最小值,满足工程稳定性要求。     

曙光金铜矿边坡破坏模式及稳定性分析研究

为了准确分析曙光金铜矿边坡稳定性,通过边坡工程地质踏勘和资料分析,确定各区边坡破坏模式,然后根据破坏模式选择合适的分析方法,同时考虑各种影响因素,最终得到各剖面边坡安全系数。结果表明:根据各区边坡岩性分布、区域构造和岩体结构特征分析,各区边坡破坏模式主要为圆弧型滑动和折线型滑动破坏;通过分析得到的安全系数与许用安全系数对比,各区整体边坡稳定,Ⅰ-1区B剖面局部基本稳定;Ⅱ区G剖面局部基本稳定;多种工况中地震为影响边坡的最不利工况,爆破震动工况较自然工况安全系数降低5.26%,地震工况较自然工况安全系数降低9.09%。     

基于极限平衡法的弓长岭露天矿边坡稳定性分析

边坡稳定性直接关系到露天金属矿山的安全开采,弓长岭露天矿何家采区北帮一直处于蠕动变形的非稳定状态,为分析该采区稳定性,进行了工程地质分区及边坡分区,并分析了北帮边坡的破坏模式,主要表现为平面型破坏。采用Slide软件在研究区域选取2个典型剖面进行了边坡稳定性极限平衡分析,结果表明,剖面1—1’终了边坡在自然工况及地震工况条件下均处于欠稳定状态,边坡可发生台阶开裂、沉降、蠕动等变形破坏现象;剖面2—2’终了边坡在自然工况处于基本稳定状态,在地震工况条件下处于欠稳定状态。为确保生产安全,需对欠稳定坡段采取综合治理措施。     

某露天矿山高陡岩质边坡稳定性的优化设计研究

采用岩石力学试验、FLAC3D强度折减法以及Slide极限平衡法对某露天矿山可能发生滑坡或坍塌的2个典型位置的终了边坡进行了稳定性分析,分析其在极端工况(自重+暴雨+地震)下的稳定性。研究结果显示,该露天矿山的台阶坡面角及终了边坡角设计不合理,1-1剖面和2-2剖面在极端工况下的安全系数仅为1.03和0.935,边坡容易产生滑坡或坍塌。为此,需对边坡进行优化设计。1-1剖面的台阶坡面角由75°调整为70°,2-2剖面采用削坡减载的方式拟定削坡角度为23°。数值模拟结果显示,边坡经过优化后,2个剖面的平均安全系数分别为1.15和1.14,边坡处于稳定状态。     

稀土矿原地浸矿环境下山体斜坡瞬态稳定性研究

为揭示稀土矿原地浸矿环境下山体斜坡在顶水与注浸矿液阶段的瞬态稳定性,基于Geo-Studio软件中的SEEP/W与SLOPE/W计算模块的耦合作用,开展了稀土矿山体斜坡在自重+地下水+注液条件下的瞬态稳定性研究,获得了稀土矿原地浸矿无注液、注浸矿液与顶水三个阶段的边坡瞬态稳定性。研究结果表明：稀土矿边坡在无注液(自然)条件下属于稳定性边坡;在顶水与注浸矿液条件下,山体斜坡呈现不稳定状态;对于局部坡度较陡(大于等于40°)的斜坡,在稀土矿浸矿注液与顶水阶段易发生滑坡灾害;在减少注液量或停止注液条件下,能够保证边坡的稳定性,并且通过软件模拟验证了该方案的可行性。     

基于赤平投影-强度折减法的露天矿边坡稳定性研究

露天矿山边坡稳定性是矿山安全生产的重要组成部分。基于赤平投影法对某矿山终了边坡进行稳定性分析,分析表明边坡在动载的作用下存在失稳的可能;故进一步基于强度折减法对边坡进行数值模拟。模拟结果显示:在爆破工况下,选取的剖面所在边坡安全系数分别为2.16和2.54,均大于允许安全系数1.18,地震+暴雨工况下安全系数分别为1.34和1.52,也大于允许安全系数1.18,即终了边坡处于稳定状态。但由于地震+暴雨工况下安全系数与允许安全系数较为接近,因此需在矿山生产过程中密切关注边坡的稳定性情况。     

花江北盘江大桥六枝岸高陡边坡稳定性评价

基于六枝岸边坡工程地质特征及可能出现的边坡变形破坏形式, 利用工程类比和经验方法初步确定边坡岩土体物理力学参数;采用极限平衡分析和三维有限差分方法分别分析了花江北盘江大桥六枝岸边坡的稳定性。结果表明, 各工况条件下, 二维、三维稳定性分析结果规律一致, 均满足边坡稳定性设计要求, 且有一定安全裕度;边坡各剖面的失稳模式基本以近似圆弧型整体失稳;相较于二维极限平衡法, 三维有限差分强度折减法计算得到的安全系数略大。     

基于极限平衡法的鹿鸣钼矿边坡稳定性分析与优化

边坡稳定性状况直接关系到矿山生产的安全,是影响矿山生产效益的关键因素之一。以鹿鸣钼矿西-Ⅰ区作为主要研究背景,根据鹿鸣钼矿西-Ⅰ区的边坡工程地质条件及开采设计方案,针对选定的西-Ⅰ区的3个剖面建立数值模拟力学模型,采用基于极限平衡法的Geo-Slope软件分析并计算了边坡的安全系数,评价了边坡稳定性,并对较为危险的剖面采取了放缓边坡角的措施来进行优化设计,优化后的安全系数满足要求,边坡总体稳定。     

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。     

岩质边坡稳定性分析

应用极限平衡法,对首钢水厂铁矿边坡的代表性剖面及优化方案的各剖面进行稳定性分析,分别得到了各种情况下各剖面的整体和局部最小安全系数,并得到以下结论：按照原设计境界开采,边坡最小安全系数在震动情况下小于1.20,低于规范值,安全储备不足,边坡处于不稳定状态,需对其剖面进行相应调整与优化。优化调整后稳定性增强,边坡达到允许安全系数要求,边坡安全储备充足。在此基础上,应用强度折减法进行数值模拟,初始状态下塑性区分布较浅;参数调整优化之后,塑性区分布向坡底延伸,边坡破坏方式可能由局部转变成整体,边坡可能发生整体性破坏。计算结果显示,滑动面与极限平衡法相近,验证了结果的合理性。     

露天矿边坡稳定性及防护措施研究

为了保证露天开采经济安全,同时为下一步设计提供依据,根据矿山生产情况,对原设计的626 m以下台阶并段方案进行验证,采用Geo-studio和三维数值模拟方法,确定了矿山的8个典型剖面,以2个剖面为例,共设置了方案Ⅰ—方案Ⅳ,分别对每种方案进行不同工况下稳定性分析,获得了每个剖面在不同工况下的安全系数。经边坡稳定性计算获得安全合理的终了边坡角,通过采矿开挖数值计算分析终了边坡的应力场及位移场情况。提出了防护措施,建议对露天采场西部岩石较为破碎区域进行锚—喷—网方法对坡面支护,研究可有效提高矿山在进行生产计划等决策时的效率,保障了矿山生产过程中车辆人员的安全。     

霍各庄南矿段地下开采中露天境界顶底帮稳定性分析

针对霍各庄矿区南矿段从露天开采转入地下开采时已有露天边帮的稳定性问题, 选取霍各庄矿区南矿段典型勘探线剖面处露天境界最终边帮建立了模型, 运用有限元强度折减法找到了已有露天边帮的潜在滑移面, 采用边坡稳定矢量分析法对该露天境界顶、底帮在各个工况下的稳定性状态进行了分析。分析表明:边坡稳定矢量分析法可同时求解露天境界顶、底帮在潜在滑移面方向的安全系数; 该矿段露天边帮在露天开采结束时状态稳定; 露天境界顶帮的安全系数随地下开采向下延伸不断变小, 并在地下开采首中段时产生失稳破坏; 整个地下开采过程中, 露天境界底帮的安全系数受采动影响较小, 边帮一直处于稳定状态。     

基于不同二维极限平衡法的边坡稳定性研究

边坡稳定性是露天矿开采安全评价的重要影响因素,基于不同二维极限平衡法,对露天矿边坡工程地质条件进行分区,初步确定采掘场工作帮、端帮的坡角、地表境界,为矿山边坡稳定性研究提供地质依据。通过对不同的边坡滑移破坏模式进行了分析,采用STAB2009分析验算边坡稳定性,简化Bishop法计算,整体单形法优化。结果表明,非工作帮、西端帮可能的破坏模式为顺层滑移破坏模式,东端帮、工作帮可能的滑移破坏模式为圆弧滑移破坏模式,推荐了各边坡的最终帮坡角。勘察边坡稳定性揭示了露天矿开采过程中帮坡破坏模式规律。     

不同开采条件下露天矿火烧区边坡参数优化研究

针对弃采高变质煤和全煤层开采条件下火烧区边坡不稳定的问题,以别斯库都克露天煤矿KT3剖面为例,对边坡参数进行优化分析,采取不同的边坡参数调整方案后,进行边坡参数修正后的稳定分析,计算结果表明边坡稳定系数达到安全储备系数的要求,研究结果为露天煤矿安全开采和边坡综合治理提供科学指导。     

隔离层厚度对露天最终边帮破坏形式及稳定性影响研究

以霍各庄铁矿露天转地下首阶段开采为工程背景,选取典型勘探线剖面,建立二维有限元数值模型,运用有限元局部强度折减法计算不同隔离层厚度下地下首阶段开采时露天最终边帮破坏形式及安全系数。分析表明,霍各庄铁矿地下首阶段开采时,隔离层厚度低于19 m时会造成露天最终边帮失稳,隔离层厚度在19~28 m范围内时,顶帮塑性变形区由坡脚先向首阶段采空区上盘侧壁发展,再向坡顶扩展贯通,隔离层厚度在28~50 m范围时,顶帮塑性变形区直接由坡脚贯通至坡顶; 顶帮安全系数随隔离层厚度增大而增大,但增长速率逐渐减小,隔离层厚度超过45 m时,顶帮安全系数变化不再显著; 底帮塑性变形区由坡脚贯通至坡顶,且安全系数无变化,底帮破坏形式和稳定性受隔离层厚度影响较小; 霍各庄铁矿考虑边帮稳定性时隔离层厚度应不低于25 m。研究结果可为霍各庄铁矿及类似露天转地下开采矿山合理隔离层厚度的选择提供指导。     

基于Morgenstern-Price法的露天边坡稳定评价

露天矿山的边坡稳定性一直是露天采矿经济与安全的重要课题。本文以国内某露天矿山边坡为例,采用极限平衡理论中较为常用的Morgenstern-Price法,借助Geo-studio软件中的SLOPE/W模块对该露天边坡进行三种不同工况下的稳定性分析及安全系数的计算,最后通过对标相关规范及标准,对该露天边坡进行了稳定性评价,认为该边坡是稳定的,即选取的边坡角是合理的。     

地下转露天开采条件下某露天矿高陡边坡稳定性分析

某露天矿为地下转露天开采,在复杂工程地质条件和原地下采空区的综合影响下,露天边坡极易发生塌陷、台阶失稳等灾害,严重威胁露天矿安全生产。为研究地下转露天开采条件下某露天矿高陡边坡的岩体变形破坏规律,结合实际地质条件,利用Dimine-Midas/GTS NX耦合建立大型露天矿三维工程地质模型,并进行稳定性计算分析。分析结果表明:地下采空区顶板变形量较小,对露天矿边坡影响不大;南部强风化岩区域边坡位移量较大,边坡有向外"滑动"的趋势;开挖至-180m平台时,边坡安全系数降至临界值,并出现塑性区开始贯通坡脚现象;综合分析得出该矿山开采的临界水平为-180m平台。通过对该实例工程边坡的破坏机制分析,揭示了边坡变形破坏的主要因素,并为后续边坡治理提供理论指导。     

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。     

东山铁矿露天采场改建尾矿库边坡稳定性研究

以东山铁矿露天采场地质环境治理为背景,针对该采坑现状边坡及改造成尾矿库后终期边坡稳定性问题,通过矿山现状实测地形图及现场实地踏勘选取典型边坡剖面,利用Geo-studio软件中的SLOPE/W模块,对露天采场的边坡稳定性进行分析。通过数值模拟分析,得出所选典型剖面的边坡最危险滑裂面的位置以及在各种工况条件下的边坡安全系数,通过对比采用各种极限平衡分析方法所得的结果,东山露天采场边坡的最小安全系数为1.201,满足相关规范要求。研究结果表明：在拟定工况条件下采坑边坡大部分边坡剖面处于稳定状态,个别部位处于基本稳定状态,即总体安全稳定性有保障,但局部部位存在小规模崩塌、落石的可能性。总体而言,该露天采坑在改建成为尾矿库的过程中边坡安全性是有保障的。